A descoberta da estrutura tridimensional de dupla hélice do DNA em 1953 proporcionou um avanço incrível a respeito do entendimento do funcionamento da vida, manifestação de doenças e características humanas. O conhecimento gerado propulsionou o desenvolvimento do “Projeto genoma humano” que durante a década de 90 movimentou um esforço conjunto na comunidade cientifica mundial, e que em 2003 culminou no sequenciamento completo do DNA humano.
Desde então conseguimos entender como algumas características genéticas se manifestam, indo desde os genes que definem o sexo de um indivíduo até doenças genéticas complexas como a síndrome de Down. O uso da engenharia genética é visto como uma fonte de esperança para aqueles que sofrem com males causados por desordens genéticas, uma vez que a alteração do DNA celular pode promover a cura de uma série de doenças. Entretanto, o uso de tais tipos de terapias ainda encontra duas barreiras importantes: o acesso, já que tais processos ainda são muito caros; e a falta de refinamento das tecnologias de edição de genes, que precisam ser mais seguras e eficientes.
Recentemente foi desenvolvida uma nova técnica de edição genética que diminui drasticamente os custos de se editar genes e amplia sua precisão a resultados extraordinários. CRISPR, ou Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas, é uma estratégia utilizada naturalmente por bactérias para reagirem rapidamente à ataques de vírus. Este mecanismo atua realizando cortes no material genético de vírus invasores e incorporando parte dessa informação genética no próprio DNA da bactéria, deixando-a imune a futuras infecções.
Cientistas conseguiram aplicar o mesmo mecanismo em qualquer célula que possua um DNA, de forma que séries de genes podem ser cortados e substituídos por outras que contenham qualquer informação genética desejada. Em contrapartida, alguns desafios ainda precisam ser vencidos. O código genético humano possui 19 mil genes, a relação de regulação entre eles é extremamente complexa e não se compreende a fundo a função da maioria deles. Avanços em estudos a respeito dos genes humanos ainda precisam ser conduzidos antes que edições genéticas se tornem uma ferramenta terapêutica comumente usada.
Um outro problema que veio recentemente à tona na comunidade cientifica trata a respeito da capacidade de regeneração das partes cortadas de DNA usando-se a ferramenta CRISPR-Cas9. Como publicado na revista Nature Biotechnology, cada vez que uma célula sofre um corte em seus genes algumas informações são perdidas. No momento em que a parte a ser integrada ao DNA é inserida no código genético, algumas mutações genéticas ocorrem em experimentos in vivo em ratos.
O resumo do artigo publicado pela revista Nature Biotechnology pode ser lido abaixo:
“CRISPR–Cas9 is poised to become the gene editing tool of choice in clinical contexts. Thus far, exploration of Cas9-induced genetic alterations has been limited to the immediate vicinity of the target site and distal off-target sequences, leading to the conclusion that CRISPR–Cas9 was reasonably specific. Here we report significant on-target mutagenesis, such as large deletions and more complex genomic rearrangements at the targeted sites in mouse embryonic stem cells, mouse hematopoietic progenitors and a human differentiated cell line. Using long-read sequencing and long-range PCR genotyping, we show that DNA breaks introduced by single-guide RNA/Cas9 frequently resolved into deletions extending over many kilobases. Furthermore, lesions distal to the cut site and crossover events were identified. The observed genomic damage in mitotically active cells caused by CRISPR–Cas9 editing may have pathogenic consequences.”
A principal conclusão que se pode tirar é que a ferramenta CRISPR, por mais revolucionária que seja, ainda precisa passar por muitas adaptações antes de ser realmente aplicada na edição genética humana de forma trivial. Com isso, um novo ramo da engenharia genética pode ser vislumbrado. A técnica de edição gênica CRISPR-Cas ainda necessita de muito aperfeiçoamento o que, por conseguinte, pode culminar em muitas pesquisas, estudos e o surgimento de novos negócios. Também serão necessárias parcerias entre governos, empresas e universidades além da movimentação de milhões de dólares até que se chegue numa utilização confiável e ampla da tecnologia. Por mais que seja um caminho árduo, avanço acontecerá de forma rápida e culminará em incontáveis oportunidades de negócio.
Edição de Genes é um dos tópicos que será discutido durante a BIO Latin America Conference. A sessão será sobre Indústria 4.0, Big Data, AI, e Edição de genes, a se realizar na tarde do dia 4 de setembro. Confira aqui.
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