Il vostro DNA è dappertutto. È un problema per la privacy

Renovatio 21 ripubblica questo articolo apparso su The Conversation.

Il DNA umano può essere sequenziato da piccole quantità di acqua, sabbia e aria nell’ambiente per estrarre potenzialmente informazioni identificabili come lignaggio genetico, genere e rischi per la salute, secondo la nostra nuova ricerca.

Ogni cellula del corpo contiene DNA. Poiché ogni persona ha un codice genetico univoco, il DNA può essere utilizzato per identificare le singole persone.

In genere, i medici e i ricercatori ottengono il DNA umano attraverso il campionamento diretto, come esami del sangue, tamponi o biopsie. Tuttavia, tutti gli esseri viventi, inclusi animali, piante e microbi, perdono costantemente DNA. L’acqua, il suolo e persino l’aria contengono particelle microscopiche di materiale biologico di organismi viventi.

Il DNA che un organismo ha versato nell’ambiente è noto come DNA ambientale o eDNA. Negli ultimi due decenni, gli scienziati sono stati in grado di raccogliere e sequenziare l’eDNA da campioni di suolo o acqua per monitorare la biodiversità, le popolazioni di fauna selvatica e gli agenti patogeni che causano malattie. Il monitoraggio di specie in via di estinzione rare o sfuggenti attraverso il loro eDNA è stato un vantaggio per i ricercatori, poiché i metodi di monitoraggio tradizionali come l’osservazione o la cattura possono essere difficili, spesso infruttuosi e invadenti per le specie di interesse.

I ricercatori che utilizzano gli strumenti eDNA di solito si concentrano solo sulle specie che stanno studiando e ignorano il DNA di altre specie

Tuttavia, anche gli esseri umani perdono, tossiscono e scaricano il DNA nell’ambiente circostante. E come ha scoperto il nostro team di genetisti, ecologisti e biologi marini del Duffy Lab dell’Università della Florida, segni di vita umana possono essere trovati ovunque tranne che nei luoghi più isolati.

Animali, esseri umani e virus nell’eDNA

Il nostro team utilizza il DNA ambientale per studiare le tartarughe marine in via di estinzione e i tumori virali a cui sono sensibili. Piccole tartarughe marine da cova perdono il DNA mentre strisciano lungo la spiaggia verso l’oceano poco dopo la nascita. La sabbia raccolta dalle loro tracce contiene abbastanza DNA per fornire informazioni preziose sulle tartarughe e sugli herpesvirus chelonidi e sui tumori fibropapillomatosi che le affliggono. Raccogliere un litro d’acqua dal serbatoio di una tartaruga marina in via di guarigione sotto cure veterinarie fornisce ugualmente una ricchezza di informazioni genetiche per la ricerca. A differenza del prelievo di sangue o pelle, la raccolta di eDNA non causa stress all’animale.

La tecnologia di sequenziamento genetico utilizzata per decodificare il DNA è migliorata rapidamente negli ultimi anni ed è ora possibile sequenziare facilmente il DNA di ogni organismo in un campione dall’ambiente. Il nostro team sospettava che i campioni di sabbia e acqua che stavamo usando per studiare le tartarughe marine contenessero anche DNA di una serie di altre specie, inclusi, ovviamente, gli esseri umani. Quello che non sapevamo era quanto sarebbe stato informativo il DNA umano che avremmo potuto estrarre.

Per capirlo, abbiamo prelevato campioni da una varietà di luoghi della Florida, tra cui l’oceano e i fiumi nelle aree urbane e rurali, la sabbia di spiagge isolate e un’isola remota mai visitata di solito dalle persone. Abbiamo trovato DNA umano in tutti quei luoghi tranne l’isola remota, e questi campioni erano di qualità sufficiente per l’analisi e il sequenziamento.

Abbiamo anche testato la tecnica in Irlanda, tracciando lungo un fiume che si snoda dalla cima di una montagna remota, attraverso piccoli villaggi rurali e nel mare in una città più grande di 13.000 abitanti. Abbiamo trovato DNA umano ovunque tranne che nel remoto affluente di montagna dove nasce il fiume, lontano dall’insediamento umano.

Abbiamo anche raccolto campioni d’aria da una stanza del nostro ospedale veterinario per la fauna selvatica in Florida. Le persone presenti nella stanza ci hanno dato il permesso di prelevare campioni dall’aria. Abbiamo recuperato DNA corrispondente alle persone, al paziente animale e ai comuni virus animali presenti al momento della raccolta.

Sorprendentemente, l’eDNA umano trovato nell’ambiente locale era abbastanza intatto da consentirci di identificare le mutazioni associate alla malattia e di determinare l’ascendenza genetica delle persone che vivono nell’area.

Il sequenziamento del DNA che i volontari hanno lasciato nelle loro impronte nella sabbia ha persino prodotto parte dei loro cromosomi sessuali.

L’eDNA umano può essere raccolto e analizzato da una varietà di fonti. Liam Whitmore/Creato con BioRender.com, CC BY-NC-ND

Implicazioni etiche della raccolta di eDNA umano

Il nostro team definisce il recupero involontario di DNA umano da campioni ambientali «cattura genetica umana accessoria». Chiediamo una discussione più approfondita su come gestire eticamente il DNA ambientale umano.

L’eDNA umano potrebbe presentare progressi significativi alla ricerca in campi diversi come la conservazione, l’epidemiologia, la scienza forense e l’agricoltura. Se gestito correttamente, l’eDNA umano potrebbe aiutare gli archeologi a rintracciare antichi insediamenti umani sconosciuti, consentire ai biologi di monitorare le mutazioni del cancro in una determinata popolazione o fornire alle forze dell’ordine utili informazioni forensi.

Tuttavia, ci sono anche una miriade di implicazioni etiche relative alla raccolta e all’analisi involontaria o deliberata di catture accessorie genetiche umane. Le informazioni identificabili possono essere estratte dall’eDNA e l’accesso a questo livello di dettaglio su individui o popolazioni comporta responsabilità relative al consenso e alla riservatezza.

Sebbene abbiamo condotto il nostro studio con l’approvazione del nostro comitato di revisione istituzionale, che garantisce che gli studi sulle persone aderiscano alle linee guida della ricerca etica, non vi è alcuna garanzia che tutti tratteranno questo tipo di informazioni in modo etico.

Molte domande sorgono riguardo al DNA ambientale umano. Ad esempio, chi dovrebbe avere accesso alle sequenze di eDNA umano?

Queste informazioni dovrebbero essere rese pubbliche?

Dovrebbe essere richiesto il consenso prima di prelevare campioni di eDNA umano e da chi?

I ricercatori dovrebbero rimuovere le informazioni genetiche umane dai campioni originariamente raccolti per identificare altre specie?

Riteniamo fondamentale implementare normative che assicurino che la raccolta, l’analisi e l’archiviazione dei dati siano effettuate in modo etico e appropriato.

I responsabili politici, le comunità scientifiche e le altre parti interessate devono prendere sul serio la raccolta di eDNA umano e bilanciare il consenso e la privacy con i possibili benefici dello studio dell’eDNA.

Sollevare queste domande ora può aiutare a garantire che tutti siano consapevoli delle capacità dell’eDNA e fornire più tempo per sviluppare protocolli e regolamenti per garantire un uso appropriato delle tecniche eDNA e la gestione etica delle catture genetiche umane.

Jenny Whilde

Jessica Alice Farrell

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons.