Completata la mappa genetica del topo, tappa fondamentale per la ricerca biomedica impegnata nella lotta contro tumore e Aids, malaria e sindrome di Down. Il 90% dei geni causa di malattie è, infatti, in comune fra uomini e topi. Oggi l'annuncio ufficiale, sull'ultimo numero di «Nature»

LUCA TANCREDI BARONE

Benvenuti alla nuova puntata della serie «Uomini e topi». Il legame che unisce questi due mammiferi, più diversi all'apparenza che nella struttura genetica, è iniziato molto tempo addietro. Per la precisione, circa 125 milioni di anni fa, quando l'Eomaia scansoria («grande madre arrampicatrice»), l'antenato comune dei mammiferi placentali, tentava di sfuggire ai dinosauri carnivori vivendo nei pressi di laghi e aquitrini, nascondendosi fra gli arbusti e cibandosi di piccoli insetti. Da quel piccolo mammifero spaurito, con il tempo e grazie alla scomparsa dei grandi rettili, si sono differenziate le decine e decine di specie di mammiferi che conosciamo oggi. Fra queste, anche quella del Mus musculus, il comune topo domestico che, a partire dalla fine dell'ultima era glaciale (circa 10mila anni fa), ha fatto compagnia da vicino all'uomo che peraltro non ha mai mostrato grande simpatia per questo scomodo concorrente (il nome deriva da una parola sanscrita, mush, che vuol dire rubare). Nel corso del secolo scorso, però, alcuni scienziati hanno iniziato ad apprezzare le potenzialità che questo piccolo mammifero poteva avere per gli studi di genetica. All'inizio allevare topi per le loro caratteristiche particolari di colore o di comportamento bizzarre era stato solo un hobby. In seguito, soprattutto grazie alla facilità e rapidità con cui erano in grado di riprodursi e di svilupparsi, divenne una vera e propria attività scientifica. Non a caso, pecora Dolly a parte, fu proprio Cumulina, un piccolo topino figlio di tante «madri», a essere fra i primi cloni animali prodotti dagli scienziati.

E negli ultimi decenni è stato proprio il topo, grazie alla somiglianza anatomica, metabolica e fisiologica con l'uomo e all'elevato grado di trattabilità genetica, ad assumere un ruolo predominante per la ricerca biomedica. Quasi tutti i geni del topo, infatti, hanno un corrispettivo nei geni dell'uomo e la manipolazione genetica del topo è oggi di routine e può essere effettuata con grande precisione. Esistono modelli di numerose malattie, comprese le più gravi, che si studiano sui topi: come i risultati pubblicati su Nature ci confermano, circa il 90% dei geni legati allo sviluppo di malattie sono in comune fra uomini e topi.

Ecco perché la pubblicazione sul numero di oggi di Nature della prima mappa grezza del genoma murino (del topo) viene salutata nel mondo della ricerca biomedica come un bel passo in avanti nella genetica, anche se ci vorranno ancora circa due anni per avere una mappa completa e affidabile. Fra le certezze che la genomica ha infranto negli anni, c'è quella del numero complessivo di geni: prima del progetto genoma, si credeva che i geni umani fossero più di 100mila. Oggi sappiamo che non sono più di 30mila, più o meno come quelli del topo (e molti meno di quelli del riso). Sono più del 99% i geni in comune, anche se il genoma del topo è costituito da circa 2,5 miliardi di «lettere» - le basi - contro i 2,9 miliardi del patrimonio genetico umano. Grazie alla cosiddetta «genomica comparata» è possibile comprendere il livello di interdipendenza delle varie specie, e identificare i tratti comuni che poi l'evoluzione ha portato su strade diverse. Non solo: la genomica comparata è essenziale per riempire i buchi nelle mappe genetiche finora prodotte, compresa quella dell'uomo.

L'altra certezza incrinata è che la maggior parte del Dna che non è raccolto in geni non è «Dna spazzatura», come veniva chiamato, ma ha delle essenziali funzioni regolatorie che non sono state ancora comprese. Craig Venter, presentando i suoi primi risultati sul genoma umano, aveva detto: «il basso numero dei geni ci dà una lezione di umiltà», perché ci dice che abbiamo ancora molto da imparare. Anche oggi valgono le stesse considerazioni: non è facile capire dove inizia e finisce un gene, come funziona, come viene azionato. La ricerca dei singoli laboratori potrà apportare ancora contributi importanti alla conoscenza dei meccanismi di funzionamento degli organismi viventi, anche nell'era della scienza dei grandi numeri (il numero totale dei ricercatori coinvolti in queste ricerche è di diverse centinaia) e dei grandi finanziamenti (molti privati).

Ma non basta. Molti sottolineano che le mappe genetiche e la genetica comparata sono sì strumenti importanti di conoscenza, ma si tratta solo di una delle armi a disposizione di chi combatte contro le malattie gravi (e non direttamente collegabili a meccanismi genetici), come il cancro. «Nonostante le numerose somiglianze genetiche, gli umani sono umani, e i topi sono topi», scrive il genetista Joseph Nadeau in un commento, pubblicato sempre oggi su Nature. I modelli quindi sono utili, ma nessun topo potrà mai simulare del tutto il cancro che colpisce le donne e gli uomini.

«Il genoma è come un libro di cucina», commenta Ivano Eberini, del dipartimento di Scienze farmacologiche dell'università di Milano. «Contiene le ricette per cucinare il cibo. Ma poi quello che conta è il cibo che mangiamo, senza quello le ricette non servono a nulla. Le informazioni contenute nel Dna sono importanti, ma poi sono le proteine che vengono codificate dal Dna che agiscono e provocano degli effetti. È lo studio accurato dei meccanismi di funzionamento delle proteine, della loro interazione, della loro funzione precisa che porterà col tempo a risultati più concreti». Cioè la cosiddetta proteomica, una scienza che grazie allo sviluppo della genomica ha incrementato il proprio campo di azione e la propria efficienza. Continua Eberini: «Molte proteine - quelle note in tutte le specie sono più di 100mila - non sono neppure state scoperte, di molte non si conosce la funzione: c'è un campo di studio ancora enorme da esplorare. Consentire a determinate proteine di esprimersi o non esprimersi negli studi futuri sui topi comunque potrà avere grandi benefici per comprenderne il funzionamento e per suggerire gli approcci farmacologici più promettenti per la cura di alcune malattie».

La chiave sembra essere la comprensione della fitta e poco esplorata rete di collegamenti che da un mero elenco di nucleotidi nel Dna porta all'espressione di un organismo vivente.

Tra gli articoli pubblicati, due focalizzano l'attenzione sul «profilo di espressione genetica» del gruppo di geni ospitati dal cromosoma 21. Gli scienziati hanno provato a rispondere ad alcune domande da giornalisti: quando, dove e come vengono espressi i geni del cromosoma 21? Un cromosoma che contiene solo circa 200 geni, ma geni importantissimi perché sono quelli legati - nell'uomo - allo sviluppo della Sindrome di Down (in cui anziché le normali due copie del cromosoma, ne sono presenti tre) e ad alcune altre malattie gravi (come la miopatia, l'anemia, la sclerosi, una forma di epilessia, almeno due di sordità e due di cataratta), oltre al gene App coinvolto nel morbo di Alzheimer. L'«atlante di espressione» del cromosoma 21 è importante per poter collegare l'espressione di determinati geni alle varie fasi di sviluppo della malattia e per comprendere il ruolo e il funzionamento di molti di questi geni, che è in parte sconosciuto. Peccato che la ricerca italiana oggi su Nature sia rappresentata solo da alcuni istituti, come Tigem (l'istituto Telethon di Napoli per la genetica e la medicina), l'Istituto tumori di Milano o l'Area Science park di Trieste. Che in comune, a parte la qualità della ricerca, hanno un solo fatto: non sono stati finanziati dallo stato.