CRISPR: programando a vida

Descoberta por acaso, pode-se dizer que esta é a tecnologia que promoveu a maior revolução da história na bioquímica, na biologia, na genética e na medicina, muito embora, sua aplicação transcenda estes campos, sendo atualmente, inclusive, utilizada largamente em pesquisas e desenvolvimento do campo da ciência de materiais e na farmácia.

Mesmo assim, vem despertando diversos debates sobre ética, prudência e limites de sua aplicação em animais e seres humanos.

Muito embora gere uma expectativa monumental, por se tratar de uma descoberta muito recente, seu escopo para utilização e aplicabilidade está apenas engatinhando, e suas consequências à longo prazo, ainda são imprevisíveis.

Descoberta

Técnica desenvolvida em conjunto pela bioquímica estadunidense Jennifer Doudna e a microbióloga francesa Emmanuelle Charpentier, e paralelamente pelo bioquímico chinês Feng Zhang.

Os 3 protagonizam uma disputa judicial milionária pela patente da tecnologia.

E, a tecnologia é considerada, por muitos especialistas, como eventual ganhadora de um futuro prêmio Nobel.

Tudo começou quando estas pesquisadoras estudavam o mecanismo de defesa das bactérias contra infecções virais.

Os vírus, inoculam nas bactérias fragmentos RNA que se fundem ao DNA da bactéria, o sequestrando, obrigando que esta produza, incessantemente, DNA viral, até que a bactéria exploda lançando centenas de novos vírus no meio externo.

Desta forma, o sistema imunológico adaptativo da bactéria, mantém um "banco de dados" de trechos de genoma viral, o chamado CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, em português: “Conjunto de Repetições Palindrômicas Curtas Regularmente Espaçadas“), que é uma região do genoma das bactérias caracterizada pela presença de sequências de DNA curtas e repetidas, em que pedaços de DNA de vírus invasores são inseridos entre essas repetições, como se fosse uma “memória” desses patógenos.

Como Funciona

O mecanismo de defesa desenvolvido pelas bactérias é simples porém engenhoso, a bactéria reproduz estes trechos comuns de genomas virais que armazenou no CRISPR, em moléculas de RNA guia, e, esta moléculas formam complexos com uma proteína chamada CAS9, cuja função é cortar precisamente, trechos de genoma do DNA.

Estes complexos rastreiam o DNA atrás de sequencias semelhantes a do RNA, e assim que encontra a isola e a corta fora da sequência, evitando assim que ela sequestre o seu DNA.

Logo, as pesquisadoras conseguiram perceber o enorme potencial desta descoberta, podendo utilizar o mesmo processo, não mais para caçar trechos de DNA viral, mas sim para programar e editar o DNA, a partir de instruções precisas, o que inaugurou uma nova era na engenharia genética.

Agora, por meio desta tecnologia, pesquisadores conseguem de maneira rápida, fácil e com baixo custo, apagar ou inserir partes específicas na sequência de DNA dentro das células vivas, com extrema precisão. Para isto, basta apenas codificar o RNA guia, de acordo com o trecho do DNA que deve ser editado.

No início deste ano (2019), foram descobertas proteínas produzida por vírus, de contra-defesa ao CRISPR, ou seja, estas são capazes de bloquear a atividade da proteína CAS9, assim, criou-se a possibilidade do CRISPR rastrear e localizar o trecho do genoma procurado, sem precisar cortá-lo fora, o que expande a a utilidade desta tecnologia para servir também como uma espécie "mecanismo de buscas" de trechos genéticos.

Aplicações da tecnologia

Como a tecnologia é muito recente, a maior parte de suas aplicações ainda se encontra na fase de testes, e, conforme ela evoluir e começar a dar resultados, novas campos irão se abrir para o seu uso.

Atualmente, a técnica já vem sendo utilizada, com sucesso, para edição genética de plantas, desenvolvendo cepas tolerantes aos estresses abióticos (frio extremo, calor intenso, longos períodos de seca) e resistentes a insetos.

Em 2017, embriões humanos, com genes defeituosos que possuíam uma condição cardíaca hereditária (cardiomiopatia miotrífica), tiveram estes genes editados, e a pesquisa gerou embriões saudáveis.

Pesquisadores da Universidade de Sichuan, na China, inseriram células modificadas geneticamente em um paciente com um tipo agressivo de câncer de pulmão, e constataram que a proteína que promovia a proliferação do câncer foi desativada.

Mas, recentemente, uma notícia também vinda da China abalou o mundo científico, o biofísico He Jiankui anunciou o nascimento de gêmeas cujos embriões foram geneticamente editados para lhes conferir imunidade ao vírus HIV.

Ele conta, que procurou desativar um gene chamado CCR5, que forma uma proteína que permite que o vírus inocule seu material genético em uma célula.

Este anúncio abriu um debate acalorado no meio científico mundial, diversas questões sobre ética e limites de pesquisas genéticas em humanos foram levantadas.

As possibilidades para o uso cotidiano desta tecnologia são quase ilimitadas, partindo do ponto de que se trata de uma tecnologia simples de se empregar e de baixíssimo custo.

Imagina-se que em um futuro próximo, bastará acessar, pela internet, páginas específicas que mantenham bancos de dados que contém as sequências de base do gene que se deseja encontra e modificar, e, uma vez selecionado, bastará encomendar os dois componentes que formam o complexo para a edição genética (o RNA-guia e a proteína Cas9), pagar com seu cartão de crédito, e, em alguns dias, a ferramenta CRISPR chegará em sua casa, pelo correio.

Algo que é muito interessante, do ponto de vista da evolução tecnológica, mas também extremamente assustador, já que sabemos que a criatividade humana para se promover o mal é bem vasta.