Crispr, a técnica da tesourinha que é a nova revolução da genética

quarta-feira, janeiro 03, 2018

Ferramenta permite tanto eliminar características indesejadas quanto inserir mutações específicas

Uma tesoura microscópica vai até dentro das células e faz cortes cirúrgicos na fita dupla do DNA dos seres vivos. Esse corte retira características indesejadas do genoma que, após regeneração natural da célula, desaparecem completamente, sem necessidade de inclusão de genes de outras espécies.

Resultado de imagem para Crispr, a técnica da tesourinha que é a nova revolução da genética

Isso é o que faz a técnica Crispr, acrônimo para Grupos de Repetições Palindrômicas Curtas Regularmente Espaçadas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat) - considerada uma revolução na pesquisa genética contemporânea, tanto de plantas quanto de animais. A técnica já produziu suínos imunes a determinadas doenças viróticas, trigo com 85% menos de glúten e correção da mutação em um embrião humano que levaria a uma doença cardíaca, entre outros avanços.

O Crispr é um mecanismo de defesa natural e antigo encontrado nas bactérias, que após a visita de um vírus, “se armam” para poder reconhecer o invasor e se defender em próximos ataques. As proteínas associadas à Crispr (Cas9) deslizam pelas células como agentes policiais, que identificam, prendem e cortam material genético do vírus, impedindo sua replicação.

Uma terceira metáfora para explicar a técnica - descoberta em 2012 pela bioquímica Jennifer Doudna, da Universidade da Califórnia em Berkeley - é a do corretor ortográfico, que seleciona e substitui as palavras com erro. Mas a bióloga Ângela Saito, do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, em Campinas, prefere a comparação com a tesoura: “A enzima Cas-9 atua como tesoura molecular mesmo. Ela corta as duas fitas do DNA numa localização específica do genoma”.

Mas como a tesourinha chega a esse local? “É através de um pedaço de RNA chamado RNA Guia. Ele conduz a proteína Cas-9 para uma sequência específica do DNA. Ele pareia na sequência de letrinhas do DNA e a proteína Cas-9 faz o corte. Quando isso acontece, mecanismos de reparo naturais da célula são ativados. Esses mecanismos podem levar à inativação do gene, que nós chamamos de nocaute”, explica Saito. Neste ano, os cientistas avançaram de forma inédita para “nocautear” genes do trigo que ativam as proteínas de glúten, causa da intolerância por trás da doença celíaca. Em estudo publicado em setembro pela revista científica Plant Biotechnology Journal, pesquisadores espanhóis e americanos revelaram que, utilizando o Crispr, conseguiram modificar permanentemente 35 de 45 genes de uma variedade selvagem de trigo, o que levou a uma queda de 85% na reação imunológica contra o glúten. O desafio agora é desativar os 10 genes restantes para que a cepa “gluten-free” esteja pronta para testes, mas o fato é que o experimento já mostrou a viabilidade de produzir pães de trigo com baixo teor de glúten.

“Esse trabalho é realmente um avanço sem precedentes na edição genômica de variedades de trigo. Não estamos tão longe da eliminação completa da proteína gliadina (parte do glúten tóxica para quem tem intolerância permanente)”, avalia Ângela Saito. Ângela trouxe ao Brasil a técnica Crispr-Cas9 após retornar de um doutorado no Anderson Cancer Center, em Houston, em 2013. Atualmente ela usa a ferramenta de edição genética em camundongos, testando sua eficiência no tratamento do autismo, disfunções intelectuais e esclerose múltipla.

Versatilidade

“O Crispr tem enorme potencial para edição dos genomas, seja do trigo, do arroz, dos animais ou do ser humano. Num trabalho recente, os americanos conseguiram com o Crispr corrigir a mutação em um embrião humano que causaria uma cardiopatia”, destaca a pesquisadora, que lembra que a lei americana permite o uso de embriões apenas para pesquisa de doenças complexas, proibindo a sua gestação.

Versátil, a técnica é utilizada em uma ampla variedade de pesquisas científicas, do tratamento do câncer e da Aids às doenças degenerativas, como Alzheimer e Parkinson, até a produção de novos remédios e alimentos mais saudáveis. Com o Crispr, por exemplo, pesquisadores da Unicamp buscam vencer a resistência à manipulação genética do parasita Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas. O desafio é extirpar os genes ligados ao flagelo dos parasitas – estrutura semelhante a uma cauda que lhes permite se locomover.

Outra pesquisa busca produzir mosquitos resistentes à dengue, que por não serem infectados, também não transmitem a doença aos seres humanos. Na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo (FZEA-USP), o desafio é corrigir genes responsáveis pela distrofia muscular de Duchene, uma doença degenerativa que impede os pacientes de andar e comer. Os modelos de estudo estão sendo feitos em cães da raça golden retriever.

Pesquisas com soja

Na soja, uma das pesquisas com Crispr está voltada para a inativação de proteínas antinutricionais, como as proteínas inibidoras de tripsina, que dificultam a digestão e provocam gases. “Não estamos falando de transgenia. É simplesmente uma mutação no DNA que poderia ocorrer naturalmente. Existem variedades que têm esta característica. O que tentamos fazer é introduzir essa característica em variedades altamente produtivas de soja e de milho. O que levaria anos, o Crispr pode fazer rapidamente”, assegura Alexandre Nepomucemo, pesquisador da Embrapa Soja, integrante da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio).

Na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, em Brasília, o Crispr é usado na busca de variedades de soja que produzam óleo com altos índices de ácido oleico, como o azeite de oliva. Além de mais saudável para alimentação humana, o óleo com mais ácido oleico tem propriedades emolientes que interessam também às indústrias de cosméticos – para produção de cremes, bronzeadores e protetores solares – e de biocombustíveis.

“O Crispr é uma revolução genética no mundo todo, tanto na área animal como vegetal”, garante Nepomuceno. Ele diz que um dos avanços mais recentes foi obtido por chineses, que conseguiram, pela modificação genética, criar suínos resistentes a uma doença respiratória causada por vírus. “A célula é a fechadura e o vírus é a chave. O Crispr modifica um pouco a fechadura e a chave, ou seja, o vírus, não consegue entrar na célula”, compara o pesquisador. Nepomuceno destaca a facilidade de uso da ferramenta e a precisão das modificações, que, utilizando um mecanismo de defesa natural, fogem um pouco da polêmica associada aos transgênicos. A revolução é tão recente que ainda não deu tempo de saber se as controvérsias vão se repetir, na mesma intensidade enfrentada pela transgenia.

Fonte: AgroLink