Desde o seu início, há quatro décadas, a engenharia genética tornou-se uma fonte de grande esperança na área da saúde, agricultura e indústria. Mas também causou profunda preocupação, não apenas por causa da laboriosidade do processo de edição do genoma. Agora, uma nova técnica, CRISPR-Cas, oferece precisão e a capacidade de alterar o texto do genoma em vários locais simultaneamente. Mas isso não removeu o motivo de preocupação.
O genoma pode ser visto como uma espécie de partitura musical. Da mesma forma que as notas dizem aos músicos de uma orquestra quando e como tocar, o genoma diz às partes constituintes da célula (geralmente proteínas) o que devem fazer. A partitura também pode incluir notas do compositor que indiquem possíveis alterações, excessos, que podem ser somados ou excluídos, conforme o caso. Para o genoma, essas "notas" surgem da vida das células ao longo de muitas gerações em um ambiente em constante mudança.
O programa genético do DNA é semelhante a um livro frágil: a ordem de suas páginas pode mudar, e algumas até mesmo se movem para o programa de outras células. Se uma página for, digamos, laminada, ela estará menos sujeita a danos ao virar. Da mesma forma, os elementos do programa genético, protegidos por um revestimento forte, são mais capazes de penetrar em várias células e se reproduzir à medida que a célula se divide.
Posteriormente, esse elemento se torna um vírus de disseminação rápida. A próxima etapa é uma célula que reproduz o vírus - inútil ou prejudicial - para desenvolver uma forma de combatê-lo. E, de fato, foi assim que o processo CRISPR-Cas surgiu pela primeira vez para proteger as bactérias dos vírus invasores.
Este processo permite que as propriedades adquiridas se tornem herdáveis. Durante a primeira infecção, um pequeno fragmento do genoma viral - uma espécie de assinatura - é copiado para a ilha genômica CRISPR (um fragmento de genoma adicional, fora do texto do genoma original). Como resultado, a memória da infecção persiste por gerações. Quando um descendente de uma célula é infectado por um vírus, a sequência será comparada ao genoma viral. Se um vírus semelhante infectou o pai da célula, o descendente o reconhecerá e mecanismos especiais o destruirão.
Para os cientistas, esse processo complexo de decifração levou muitas décadas, até porque contradiz as teorias padrão da evolução. Mas, até agora, os cientistas descobriram como replicar o processo, permitindo que os humanos editem genomas específicos com a maior precisão - praticamente o Santo Graal da engenharia genética em quase 50 anos.
Isso significa que os cientistas podem usar o mecanismo CRISPR-Cas para corrigir problemas no genoma - o equivalente a erros de digitação em texto escrito. Por exemplo, no caso do câncer, gostaríamos de destruir os genes que permitem que as células tumorais se multipliquem. Também estamos interessados em introduzir genes em células que nunca os receberam por transmissão genética natural.
Não há nada de novo para esses fins. Mas com o CRISPR-Cas, estamos muito mais bem equipados para alcançá-los. Métodos anteriores deixaram traços em genomas modificados, contribuindo, por exemplo, para a resistência aos antibióticos. Em contraste, uma mutação produzida por CRISPR-Cas não é diferente de uma mutação que surgiu espontaneamente. É por isso que a Food and Drug Administration dos EUA determinou que esses ingredientes não devem ser rotulados como organismos geneticamente modificados.
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Se vários genes precisavam ser modificados, os métodos anteriores eram especialmente difíceis porque o processo tinha que ser feito sequencialmente. Graças ao CRISPR-Cas, a capacidade de realizar modificações no genoma ao mesmo tempo permitiu a criação de cogumelos e maçãs que não oxidam ou ficam castanhos quando em contato com o ar - um resultado que requer a desativação simultânea de vários genes. Essas maçãs já estão no mercado e não são consideradas organismos geneticamente modificados.
Outros aplicativos estão em desenvolvimento. O chamado procedimento de geração de genes para manipular o genoma pode reduzir os danos causados por insetos transmissores de doenças. A modificação direcionada dos gametas nos mosquitos - os mais letais do mundo para os humanos - os tornaria incapazes de transmitir um vírus ou parasita.
Mas o uso de CRISPR-Cas deve ser abordado com cautela. Embora essa tecnologia possa ser uma vantagem na luta contra muitas doenças mortais, ela também acarreta riscos sérios e potencialmente totalmente imprevisíveis. Em primeiro lugar, como os genomas se reproduzem e se espalham por reprodução, a modificação de uma população inteira só exigirá a modificação de um número limitado de indivíduos, especialmente se o ciclo de vida do organismo for curto.
Além disso, dada a onipresença da hibridização entre as espécies vizinhas, é possível que a modificação de uma espécie de mosquito também se espalhe gradual e incontrolavelmente para outras espécies. A análise dos genomas animais mostra que tais eventos ocorreram no passado, com espécies sendo capturadas por elementos genéticos que poderiam afetar os equilíbrios do ecossistema e a evolução das espécies (embora seja impossível dizer como). E se mudar a população de mosquitos é perigoso, não se sabe o que poderia acontecer se modificarmos as células humanas - em particular, as células germinativas - sem uma análise cuidadosa.
A tecnologia CRISPR-Cas está pronta para mudar o mundo. O principal desafio hoje é garantir que essas mudanças funcionem.
Antoine Danchin
