Sequenziamento del genoma l’Italia procede a rilento

Il sequenziamento completo del genoma (Whole genome sequencing, Wgs) è una tecnologia all’avanguardia che consente di leggere l’intera sequenza del Dna di un individuo, svelando ogni singola “lettera” del suo patrimonio genetico. Una tecnologia recente, possibile in tutte le sue potenzialità solo dal 2022, grazie al team di quasi cento scienziati del Telomere-to-Telomere Consortium; prima di loro lo Human Genome Project era riuscito a sequenziarne il 92%, ma per quasi vent’anni nessuno era mai riuscito a decriptare il restante 8%.

Il processo di sequenziamento inizia con l’estrazione del Dna dalle cellule del paziente, che viene poi frammentato in piccoli pezzi. Questi frammenti sono preparati e amplificati per essere letti dalle tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (Ngs), capaci di leggere simultaneamente milioni di brevi sequenze.

Successivamente, attraverso sofisticati strumenti bioinformatici, vengono assemblate e confrontate con un genoma di riferimento per ricostruire la sequenza completa e individuare eventuali variazioni genetiche. A differenza dei test genetici tradizionali, che analizzano solo singoli geni o gruppi ristretti, il Wgs offre una visione completa e agnostica del genoma, senza limitazioni sulle regioni analizzate. Come sottolineato nel documento della Società italiana di Genetica umana (Sigu) del 2022, il Wgs rappresenta un approccio diagnostico che “offre una copertura completa senza pregiudizi verso specifiche aree genomiche”, rendendo possibili analisi più complete ed approfondite.

Un motore importantissimo

Un aspetto chiave del sequenziamento completo del genoma è la sua “riutilizzabilità” per scopi futuri, cioè la possibilità di conservare e rivalutare i dati genetici nel tempo, man mano che la ricerca scientifica avanza e si accumulano conoscenze, nel rispetto delle norme etiche e legali. Come sottolinea Nicole Soranzo, direttrice del Centro di Genomica di Human Technopole: “Il fatto che questi dati possano essere riutilizzati per uso secondario, anche con fini diversi da quelli per cui sono stati prodotti, ovviamente nel rispetto di consensi etici appropriati, si è rivelato un motore importantissimo”.

La raccolta di dati su larga scala, come avviene con il sequenziamento del genoma completo, permette di “scoprire fattori di rischio specifici della popolazione, calibrare i modelli che sono stati sviluppati su popolazioni del nord Europa per capire quanto sono validi e predittivi nel nostro Paese e poi sviluppare modelli predittivi più accurati proprio basati sulla nostra struttura genetica”.

Un enorme potenziale per la medicina di precisione

La possibilità poi di correlare i dati genomici con quelli di salute (ad esempio, le cartelle cliniche elettroniche) rappresenta un enorme potenziale per la medicina di precisione, e permette di capire quali sono i fattori di rischio di malattie che sono specifici di una popolazione. L’utilità del sequenziamento completo del genoma raggiungerebbe il massimo potenziale nei progetti di ricerca e per specifiche indicazioni cliniche, dove i dati possono essere correlati con informazioni sanitarie e interpretati da specialisti. Un potenziale che il nostro sistema sanitario sta sfruttando, oppure no?

“In Italia esistono ancora barriere normative ed etiche a questo tipo di integrazione”, spiega Soranzo. In paesi come la Finlandia o l’Inghilterra, i dati sono messi a sistema come anche la capacità di collegare i dati di salute a quei dati genomici”. Un’integrazione che rappresenta un potente motore di ricerca e innovazione. “Il problema è che siccome i dati del genoma sono considerati non anonimizzabili, legarli a dati di salute di fatto anche questi non anonimizzati”. In altri Paesi “queste correlazioni vengono fatte all’interno di sistemi protetti, per esempio sistemi in cui i dati non possono essere scaricati, con framework legali precisi che proibiscono l’identificabilità”.

I laboratori genomici in italia

Il presidente della Sigu Paolo Gasparini afferma che “esistono centri di genetica medica in tutte le regioni”, sia pubblici che privati accreditati, a cui si aggiunge un certo numero di laboratori privati non accreditati. Secondo il report pubblicato da Agenas sul proprio portale di statistica, fino ai primi anni 2000 erano attive in Italia solo cinque strutture e solo sette si sono aggiunte nel quinquennio successivo; il sequenziamento del genoma umano era ancora una sfida tecnologica enorme e costosa.

Poi, a partire dal 2006, si è innescata una accelerazione, ma il vero boom è arrivato nel decennio successivo, quando sono nati ben 75 nuovi laboratori di genomica, con un picco nel quinquennio 2016-2020 quando ne sono stati attivati 41: una diffusione che coincide con la rivoluzione delle tecnologie di sequenziamento di nuova generazione, che hanno reso i test genomici sempre più accessibili e veloci.

Agenas mostra la distribuzione dei laboratori di genomica pubblici e accreditati in tutta Italia (dati al 2022): 99 strutture pubbliche, 33 private accreditate. Nel Nord Italia si concentra il maggior numero di laboratori, con la Lombardia che domina con 28 strutture, seguita da Sicilia, con 15 e dal Lazio con 13 strutture attive. Le regioni più piccole mostrano una copertura estremamente limitata: Molise, Provincia Autonoma di Bolzano e Valle d’Aosta hanno solo 1 struttura ciascuna. Come attesta Agenas, nel biennio 2021-2022 sono stati analizzati quasi 3800 campioni a scopo diagnostico.

Dove si fa il sequenziamento completo del genoma?

I pannelli multigenici Ngs rappresentano il 23% delle tipologie di analisi, seguiti dai pannelli target (18%) e dall’esoma completo (10%). Il sequenziamento dell’intero genoma (Ngs Intero genoma) rappresenta solo il 3% delle analisi disponibili, e solo in alcune regioni. Una tecnologia ancora principalmente riservata a casi specifici e non alla popolazione generale, dunque.

Il progetto Genome of europe (goe)

Soranzo sottolinea che il numero di strutture in grado di offrire il sequenziamento completo del genoma è troppo basso in Italia e che tali strutture sono prevalentemente legate a progetti di ricerca o a centri altamente specializzati. Come Human Technopole, che per il progetto internazionale Genome of Europe (GoE) è stato selezionato come infrastruttura nazionale per la genomica, per via del fatto che è dotato sia delle tecnologie necessarie sia delle competenze bioinformatiche e biostatistiche per analizzare e interpretare i dati (insieme a Human Technopole, partecipano a GoE anche Elixir Italia, coordinato dal Cnr, e il Centro Cardiologico Monzino di Milano).

GoE mira a creare un database con 100 mila genomi completamente sequenziati (poi 500 mila nella seconda fase) rappresentativi delle 40 principali sottopopolazioni europee. L’obiettivo è generare un genoma di riferimento europeo e una serie di “genomi nazionali” per ricerca clinica e farmacologica. “La popolazione italiana è molto frammentata geneticamente, è molto diversa e servono studi più mirati alla nostra struttura genetica”.

Il “genoma nazionale italiano”

I 15 mila genomi italiani con cui Human Technopole contribuirà al progetto (un quinto del target iniziale) serviranno proprio a costruire questo “genoma nazionale italiano” con l’obiettivo di sviluppare terapie mirate per la popolazione, creare strategie di prevenzione specifiche e migliorare l’accuratezza diagnostica basata sulla genetica italiana.

Il progetto Genome of Europe riguarda anche le malattie rare: “si intende fornire una griglia di riferimento di variabilità genetica che ci permette di valutare anche quanto patogeniche o quanto frequenti sono le varianti rare”. Ma, ricorda la ricercatrice, in Italia manca programmazione, anche a livello politico: “abbiamo scritto un piano nazionale della genomica che non è stato mai implementato; speriamo che questo sia il primo passaggio poi per cercare di attivare una strategia genomica nazionale anche in Italia”.

Qual è il percorso in italia?

Secondo il presidente della Sigu Gasparini, il percorso più appropriato prevede che tutti i test genetici di qualunque natura debbano essere preceduti da una consulenza genetica fatta da uno specialista in genetica medica e successivamente debbano essere eseguiti presso le strutture di genetica medica e refertati da uno specialista della medesima area, concludendosi con una consulenza genetica post test.

“In ogni caso”, aggiunge Carlo Maria Petrini, che dirige l’Unità di Bioetica presso l’Istituto Superiore di Sanità (presiede anche il Centro di Coordinamento nazionale dei Comitati etici) “le analisi devono essere effettuate presso laboratori di diagnostica genetica accreditati e sottoposti a controlli di qualità esterni, che effettuino un adeguato volume di analisi, che siano dotati di strumenti adeguati, che siano in grado di garantire l’accuratezza della diagnosi e dell’interpretazione dei risultati, che forniscano adeguata consulenza genetica”.

Lo “screening mania”

Petrini avverte di un fenomeno in diffusione, che chiama “screening mania”: “oggi chiunque, rivolgendosi a una delle tante società commerciali che si sono lanciate nel business, con poche centinaia di dollari può ottenere, in circa una settimana, il sequenziamento completo del genoma personale”.

Matteo Floris, professore di Genetica medica dell’Università di Sassari e membro del gruppo di lavoro sulla farmacogenetica della Sigu conferma: “Molti dei test Dtc (direct-to-consumer) vengono fatti all’estero: c’è un fiorire di aziende di tutti i tipi, che propongono test di ogni sorta e sono localizzate ovunque nel mondo, anche in Italia”. Gli esperti sono molto critici verso questa modalità. Floris sottolinea che “la figura del genetista è cruciale, e molto spesso in queste piccole realtà non è presente. Si rischia confusione, si rischia anche di screditare i test”.

Il sequenziamento completo fai-da-te

Per persone sane che si sottopongono autonomamente al test, l’utilità del sequenziamento completo è spesso minima o nulla. Spiega Petrini: “Giuseppe Remuzzi, direttore dell’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri dopo aver ricevuto una relazione con la descrizione delle 172.115 varianti del suo genoma, di cui 15.459 rare e 83 potenzialmente predisponenti per alcune patologie, ne ha tratto come unica conseguenza: saperlo è stato inutile, ma ho cominciato a muovermi e a controllare quello che mangio”.

Craig Venter, pioniere della genomica, aveva annunciato pubblicamente di aver sequenziato il genoma umano con un costo inferiore di un terzo rispetto allo Human Genome Project. Successivamente si sottopose al sequenziamento completo del proprio genoma, che indicava predisposizioni genetiche a numerose patologie, tra cui alcolismo, ipertensione, obesità, insulino-resistenza, infarto, ictus e Alzheimer. “Anni dopo, nessun segno clinico di tutto ciò”, ricorda Petrini.

Se il valore del Wgs è soprattutto in collegamento ai dati di salute, il valore aggiunto per un individuo sano che voglia farsi il test in autonomia è quindi limitato, soprattutto se non c’è una reale indicazione medica o un contesto di interpretazione clinica strutturata. Ricorda Nicole Soranzo: “io non consiglierei di farlo di propria iniziativa, perché il rischio è che si generino informazioni che poi non si sa bene come interpretare e che possono anche creare ansia o portare a scelte non appropriate”.

Informazioni non utili clinicamente

Floris è molto diretto sull’utilità del sequenziamento per persone sane: “Molte informazioni, come il rischio di Alzheimer, non sono utili clinicamente” perché “non posso dire sono a rischio, prenderò quel farmaco che mi previene dalla malattia. Il test ha senso invece quando c’è una specifica indicazione clinica, come nel caso di una donna di una famiglia con tanti casi di tumore al seno dove il centro clinico stesso deve accertarsi se anche lei sia o meno carrier di quelle varianti che aumentano il rischio”.

E ciò richiede necessariamente il coinvolgimento di centri specializzati e genetisti qualificati, seguendo un percorso di consulenza pre e post-test per garantire appropriatezza clinica e corretta interpretazione dei risultati. Particolare cautela è necessaria per gli “incidental findings”, ricorda Carlo Petrini. “I risultati incidentali sono risultati che emergono al di fuori delle finalità originali per le quali il test o la procedura è stata condotta. Qui si intrecciano numerosi problemi: la valutazione della rilevanza clinica, i confini del diritto di non sapere, le opzioni terapeutiche disponibili, etc.

La Public Health Genomics Foundation, nel documento “Managing incidental and pertinent findings from WGS in the 100,000 Genome Project” raccomanda di fornire solo i risultati della ricerca che hanno contemporaneamente tutte le seguenti caratteristiche: siano scientificamente e clinicamente significativi, siano stati valutati da un professionista competente, siano gravemente o moderatamente pericolosi per la vita, siano clinicamente perseguibili (clinically actionable). Quest’ultimo concetto, azionabilità, è particolarmente rilevante”.

No secco dalla comunità scientifica al fai-dai-te

Anche perché, tra non molto, intere popolazioni, almeno nei Paesi più organizzati, potrebbero avere il loro genoma completo sequenziato e disponibile in enormi banche dati, come afferma Matteo Floris. “Visto che tra pochi anni lo scenario del sequenziamento di tutti sarà una realtà, dobbiamo fare in modo che l’informazione farmacogenetica possa essere estratta secondo i criteri corretti, grazie a linee guida internazionali. Dobbiamo semplicemente prepararci al meglio per questo scenario che ormai sta diventando realtà. In Inghilterra, si stanno attrezzando per inserire questa informazione nel fascicolo sanitario: l’obiettivo a lungo termine deve essere quello. Soprattutto per la farmacogenetica, dove c’è l’applicabilità clinica. Quella è un’informazione che deve rimanere nella traccia sanitaria”.