L’ architettura dei geni

Il segreto del funzionamento dei geni è nello spazio che li circonda. È cioè nell’architettura e non nei singoli mattoni che va cercata la risposta sullo stato di salute dell’edificio, laddove l’edificio – è chiaro – è il nostro organismo. Forte di questa intuizione, Mario Nicodemi, fisico teorico della Federico II, sta rivoluzionando gli studi di biologia molecolare (il paradosso disciplinare è solo apparente, del resto uno degli scopritori della doppia elica, Francis Crick, non era affatto un biologo o un chimico ma appunto un fisico).

Ormai da quasi un ventennio è noto che i cromosomi sono disposti nel nucleo in modo non casuale, nuove tecnologie hanno permesso di raccogliere una miriade di dati sperimentali al riguardo. Dati rimasti tuttavia in una certa misura muti, indecifrabili, fino a che Nicodemi non gli ha dato voce interpretandoli alla luce di una geometria, una “scienza dello spazio” appunto: la geometria frattale dei polimeri. Ne è emersa una fotografia del tutto inedita dell’alfabeto della vita, a partire dal fatto tutt’altro che secondario del ripiegamento dei cromosomi a “scatole cinesi”. Come frattali, essi si organizzano seguendo strutture omotetiche, ovvero simili o addirittura identiche seppure su scale di grandezza diverse. “Abbiamo scoperto – spiega Nicodemi – che i cromosomi sono ripiegati nel nucleo come scatole cinesi, arrotolandosi localmente in “dominia loro volta organizzati in sotto-domini e così via secondo gerarchiche strutture formali e funzionali”. Un po’ come nei quadri di Escher, dove forma e ripetizione sembrano restituire la cifra della realtà, solo che in questo caso alla metafisica di geometrie barocche si avvicenda la microfisica di geometrie desossiribonucleiche.

Fatto sta che adoperando i modelli della scienza dello spazio self-similare, Nicodemi riesce a cogliere i collegamenti tra l’organizzazione spaziale del Dna, le caratteristiche epigenomiche dei cromosomi e i cambiamenti di espressione genica. Un passo decisivo verso la medicina personalizzata. Combinando, infatti, tecniche di fisica dei polimeri, bioinformatica e mappatura su scala genomica dei contatti del Dna, i ricercatori partenopei cominciano a svelare i meccanismi molecolari alla base della tridimensionalità del genoma e a prevedere, primi al mondo, l’effetto di eventuali mutazioni genetiche sulla struttura spaziale del Dna e, di qui, sul controllo della loro espressione. Appena pubblicata “Nature Scientific Reports”, questa scoperta apre concretamente la strada a una nuova era della diagnostica per gran parte delle malattie congenite, molti tipi di tumore e malattie di origine genetica anche molto controverse come l’autismo e la schizofrenia.

Su queste malattie – spiega il ricercatore – oggi non è possibile alcuna diagnosi perché la patologia non dipende dall’anomalia di un solo gene ma da una porzione di genoma che non codifica”. Grazie ai modelli “geometrici” di previsione dell’espressione genetica, questo tipo di ostacolo potrebbe essere superato. “È ancora presto per dirlo, ma questo è il nostro prossimo obiettivo: consentire la diagnosi di malattie laddove oggi non è ancora possibile”.

Sintesi di crescenti potenze di calcolo e di enormi banche dati genetiche, epigenetiche, proteomiche e tutti gli annessi e connessi portati in dote dalla Genomica, la medicina sta diventando a tutti gli effetti una scienza sempre più predittiva e personalizzata. Una sfida tutta da giocare ma che nella percezione comune appare invece già vinta, come gli innumerevoli kit genetici pret-à-porter reperibili online purtroppo dimostrano. Le attuali conoscenze delle varianti genetiche associate alle malattie non sono, infatti, ancora in grado di rendere routinari diagnosi di malattie complesse. E quand’anche questo fosse possibile, la potenza predittiva della medicina personalizzata si troverebbe a fare i conti con le ricadute sociali ed etiche dei cortocircuiti temporali innescati dalla lettura di malattie “futuribili”, di patologie cioè che sebbene non ancora presenti hanno una elevata probabilità di insorgere di lì a qualche anno (10, 20 o anche 50 anni).

Che fare in questi casi? Come considerare un neonato cui venga diagnosticata un’alta probabilità di diventare autistico o schizofrenico? Un paziente “preventivo”, una persona non-ancora-malata? L’enfasi è spesso di casa nelle riflessioni bioetiche, ma difficilmente si potrà sovrastimare il portato rivoluzionario che insiste sul passaggio dalla nozione di paziente malato a quella di paziente “potenzialmente” malato. Come dire, superato il limite scientifico e tecnologico della potenza predittiva della diagnostica, rimane il limite etico e politico della misura di responsabilità da assumere di fronte a chi non è ancora malato ma lo diventerà o, magari, potrebbe non diventarlo mai.

Conoscere in anticipo, addirittura alla nascita, la predisposizione a determinate malattie è senz’altro un passo da gigante compiuto dalla medicina, tra non troppi anni potrebbe bastare una pillola di microRna intelligente per silenziare un tratto di genoma difettoso. La direzione è questa e non si tratta di porre dei nostalgici “ma” al futuro guardando indietro a chissà quale medicina “più umana” semplicemente perché più debole. Il domani è del computing genetico e delle biotecnologie. È semplicemente per arrivare moralmente attrezzati a quel domani che ci si pone, oggi, la domanda su come rispettare la “crescita biografica” – come scriveva Hans Jonas – di una persona che “per essere pienamente libera potrebbe non voler sapere tutto della propria biologia”. Il rischio è lo stigma. “Queste sono aspetti estremamente delicati implicate dal tipo di ricerche che stiamo facendo – sottolinea Nicodemi – rispetto ai quali le nostre coscienze rischiano di trovarsi impreparate. Noi ci concentriamo su problemi specifici, in un certo senso più circoscritti, ma all’urgenza delle soluzioni scientifiche e mediche deve sempre far seguito l’urgenza delle risposte bioetiche”.