Edição de genes e genomas: o que é a técnica de CRISPR?

O que era uma promessa, virou realidade. O sonho da terapia gênica parece estar próximo. Longe de ser uma ficção científica, a Ciência mais uma vez copia a natureza e inova por meio de uma técnica que deverá revolucionar a Engenharia Genética, conhecida como CRISPR-CAS9 (pronuncia-se crísper).  

Trata-se de uma técnica baseada em uma estratégia utilizada por organismos unicelulares (bactérias) contra a invasão de vírus. Vamos dar um exemplo: ciclo lisogênico. Sabem o que é isso?

Quando um vírus infecta uma célula, ele pode colocar seu DNA no material genético do hospedeiro, que apresenta enzimas de restrição que o protegem da invasão dessa DNA estranho. Sabem como? As enzimas de restrição são “tesouras moleculares” que identificam sequências de DNA viral, clivando-as do genoma do hospedeiro.   

Essa estratégia de defesa muitos já conhecem. O que ninguém imaginava é que a Ciência já utiliza essa técnica para editar genes e genomas, segundo o Professor Doutor Tiago Campos Pereira, do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto da USP, “parece incrível que os genes e o genoma sejam editados como um texto, eliminando sequências com problemas”.

Se agora já é possível eliminar sequências indesejadas do genoma, precisamos saber como isso ocorre. Primeiro, a técnica utiliza uma proteína Cas9 ou enzima de restrição que cliva sequências específicas de nucleotídeos, depois que o RNA guia reconhece a sequência complementar. Vamos compreender melhor isso!

Imaginem que a sequência de bases do RNA-guia associado deve ser complementar ao DNA que será inativado. Considerando-se a sequência fornecida: CCCTATAGGG, o RNA guia complementar será GGGAUAUCCC.

Uma vez que a sequência do DNA foi alterada pela ação do Cas9, o RNA transcrito a partir dessa sequência também será alterado. Consequentemente, a proteína traduzida a partir desse RNAm pode não ser funcional, ou seja, o gene pode ser inativado.

Vejam que interessante, o exemplo prático e recente, relacionado ao milho que será cultivado nos EUA. A semente do milho tem dois tipos de amido: a amilose (25%) e a amilopectina (75%), mas para utilização na indústria alimentícia, quanto menos amilose, melhor. Adivinhem qual gene será modificado e impedido de se expressar? Acertou quem pensou no gene responsável pela produção da amilose.

Chamou atenção durante a palestra a questão relacionada aos antibióticos. Segundo o entusiasmado pesquisador, a técnica CRISPR-CAS9 poderá ser considerada como um novo antibiótico, pois identifica o DNA do patógeno, destruindo-o. Também essa técnica pode ser usada para erradicar espécies invasivas e reverter a resistência a pesticidas e herbicidas.

Os estudantes não ficaram de fora desse entusiasmo. Como característica do Programa Educacional “Adote um Cientista”, perguntas foram realizadas, como a do estudante que questionou sobre as vacinas:

“É possível utilizar a técnica como vacina?”

“A vacina como conhecemos estimula as células do sistema imune. No caso do CRISPR, é possível combater doenças de maneira um pouco diferente, isto é, identifica-se uma sequência de DNA do patógeno, sintetiza-se RNA guia complementar a tal sequência, e depois introduz no paciente para que ocorre o reconhecimento e destruição do patógeno.”      

Todos concordam que é uma técnica incrível, com grande potencial, mas não é tão simples assim. No caso da distrofia muscular, causada por uma mutação genética, não basta inativar o gene que é responsável pela expressão de uma proteína que regula a entrada de íons na célula. É impossível sobreviver com qualidade de vida sem essa proteína canal. O difícil é colocar um gene novo lá dentro. Pesquisas apontam dois caminhos: utilização de plasmídios (DNA circular de bactérias e ferramenta comum na Engenharia genética) e vetor viral para transportarem o gene correto. É só uma questão de tempo!

No século XX a principal luta da humanidade foi contra a fome, pestes e guerras. Já é possível viver em algum lugar pacífico, onde as pessoas não morrem mais de fome e nem morram por falta de vacinas e antibióticos. Já no século XXI, o objetivo é bem outro, segundo o autor Yuval Noah Harari (autor do livro Homo Deus), que sugere que neste século a busca é pela saúde, entenda-se longevidade e imortalidade. Parece um sonho distante, mas a ciência não acha e pode conferir ao ser humano poderes jamais vistos!

Texto por: Ricardo Marques Couto

Revisão: Caio M.C.A. de Oliveira

 

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