A engenharia genética já existe há algumas décadas e podemos dizer que hoje está muito presente no nosso cotidiano. Trata-se de um processo que altera a composição genética de um organismo, basicamente removendo ou introduzindo pedaços de DNA. Diferentemente do processo tradicional de criação e seleção de animais e plantas, que envolve fazer cruzamentos múltiplos e depois selecionar o organismo com características de interesse, a engenharia genética leva a parte do DNA relacionada com essas características diretamente de um organismo a outro. Isso é muito mais rápido e permite ainda a inserção do DNA de uma espécie em outra muito distante filogeneticamente.
A engenharia genética tem sido aplicada em vários campos, incluindo pesquisa, medicina, biotecnologia industrial e agricultura. Na pesquisa, os organismos geneticamente modificados (OGMs) são usados principalmente para estudar a função e a expressão de genes. Além disso, OGMs são usados para produzir hormônios, vacinas e outras drogas de importância medicinal. Muitos cientistas acreditam que a engenharia genética tem potencial, também, para corrigir distúrbios genéticos graves nos seres humanos, substituindo o gene defeituoso por um que funcione. Por isso, o desenvolvimento de uma forma eficiente e confiável para fazer mudanças precisas e específicas no genoma das células vivas é um objetivo de longa data para os pesquisadores.
Recentemente, uma nova ferramenta baseada em uma nuclease de proteína-9 associada à CRISPR bacteriana (Cas9) de Streptococcus pyogenes gerou considerável excitação no meio científico por ser uma técnica bastante precisa e relativamente simples. O CRISPR-Cas9 (lê-se crísper-cás-nove) é um “sistema de defesa” bacteriano contra vírus. Existem regiões no genoma de algumas bactérias que apresentam sequências de pares de base de DNA que se repetem em intervalos curtos (CRISPR). Em um primeiro contato com o vírus, ocorre uma imunização da bactéria contra o vírus e a inserção de pedaços do DNA viral nessas regiões CRISPR das bactérias. Conforme a bactéria se reproduz, o DNA viral intercalado nas regiões CRISPR são transmitidos para as “bactérias filhas”. Mediante uma nova invasão pelo vírus, ocorrerá o reconhecimento do DNA viral e a enzima Cas irá “picotá-lo” impedindo a replicação do vírus (Figura).
Figura: Diagrama do mecanismo para CRISPR em bactérias. Imagem: https://www.wikipedia.org.
Em 2017, essa técnica foi utilizada com sucesso pela primeira vez para fazer alterações em genes de embriões humanos. Através da ferramenta CRISPR-Cas9, pesquisadores conseguiram corrigir embriões que continham uma mutação no gene MYBPC3 (causador da cardiomiopatia hipertrófica – que se manifesta em adultos, sendo uma das principais causas de morte repentina de jovens atletas).
Nessa pesquisa, foi utilizado uma molécula de RNA guia contendo a sequência do gene MYBPC3 mutado e a enzima Cas 9, com a intenção de ocorrer a retirada desse gene mutado e a reforma do gene correto. Os pesquisadores estudaram formas de: 1) evitar a formação de embriões mosaicos, ou seja, embriões que contém tanto células devidamente reformadas quanto células contendo o defeito do gene MYBPC3; e 2) evitar a edição errônea de outros genes que não o MYBPC3 mutado.
Vale ressaltar que esses embriões não foram transferidos para um útero (não houve nenhuma gravidez ou nascimento de bebês geneticamente modificados), e que muito ainda deve-se estudar para averiguar a segurança dessa técnica na prática clínica. No entanto, esse estudo traz uma contribuição inegável para a pesquisa e desenvolvimento na área de edição gênica, bem como deixa claro que o tratamento de doenças genéticas por meio da terapia gênica vai crescer muito no futuro.
Ciência et al: Vanessa Silvestre Innocenti Giorgi sobre a autora
Eduardo Borges sobre o autor
Fontes consultadas:
https://www.neb.com/tools-and-resources/feature-articles/crispr-cas9-and-targeted-genome-editing-a-new-era-in-molecular-biology
https://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_engineering
(Editoração: Viviane Santana e Caio Oliveira)