Você provavelmente leu histórias sobre novas pesquisas usando a técnica de edição de genes CRISPR, também chamada CRISPR / Cas9. O mundo científico é cativado por essa tecnologia revolucionária, pois é mais fácil, mais barata e mais eficiente do que as estratégias anteriores para modificar o DNA.
O termo CRISPR / Cas9 significa Repetições Palindrômicas Curtas entre Espaços Regularmente Agrupados ( Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)/ proteína associada ao CRISPR 9. Os nomes refletem características importantes identificadas durante sua descoberta, mas não nos dizem muito sobre como funciona, pois foram inventadas antes que alguém entendesse o que estava acontecendo.
O que o CRISPR / Cas9 faz?
O CRISPR / Cas9 é um sistema encontrado em bactérias e envolvido na defesa imunológica. As bactérias usam o CRISPR / Cas9 para cortar o DNA de vírus bacterianos invasores que poderiam matá-las.
Hoje, adaptamos esse mecanismo molecular para um propósito totalmente diferente – alterar qualquer letra escolhida no código de DNA de um organismo.
Podemos querer corrigir um erro causador de doença que foi herdado ou inserido no nosso DNA quando ele foi replicado. Ou, em alguns casos, podemos querer aprimorar o código genético de culturas, gado ou talvez até pessoas.
Então, apenas cortamos o gene indesejado e o substituímos por um bom?
Primeiro, precisamos lembrar que animais e plantas são compostos por milhões de células, e cada célula contém o mesmo DNA. Não faz sentido editar apenas uma célula: teríamos que editar o mesmo gene em cada célula. Teríamos que cortar milhões de genes e colar milhões de novos.
E nem todas as células são fáceis de alcançar – como poderíamos alcançar células enterradas em nossos ossos ou profundamente no cérebro?
Uma abordagem melhor é começar do início e editar o genoma enquanto houver apenas uma célula – um embrião muito precoce.
Então, tudo o que precisamos é de um microscópio gigante e uma pequena tesoura. E é basicamente isso que usamos.
Cas9 é o nome técnico das “tesouras” destruidoras de vírus que evoluíram em bactérias. A parte CRISPR do nome vem de repetidas seqüências de DNA que faziam parte de um sistema complexo, dizendo às tesouras qual parte do DNA cortar.
Encontre, recorte e cole
Para atingir nossas tesouras Cas9, as vinculamos a um guia artificial que as direciona para o segmento correspondente do DNA.
Lembre-se, o DNA vem em duas vertentes, uma com a outra se encaixa. Criamos um guia com um código que se alinhará com apenas uma parte do nosso genoma de 3 bilhões de pares de bases – é como uma pesquisa no “Google”. É realmente possível para o nosso guia vasculhar uma grande quantidade de material genético para encontrar a seção que ele corresponde exatamente. Então nossa “tesoura” pode fazer o corte exatamente no lugar certo.
Uma vez que a tesoura Cas9 corta o DNA exatamente onde pretendemos, a célula tenta reparar o intervalo usando o DNA disponível que encontrar. Então, também injetamos o novo gene que queremos inserir.
Você pode usar um microscópio e uma pequena agulha para injetar o CRISPR / Cas9 junto com o guia e o DNA do doador, o novo gene. Ou você pode fazer buracos nas células com correntes elétricas e deixar essas coisas flutuarem, usar armas para atirar em pequenas balas presas ou introduzi-las encapsuladas em bolhas de gordura que se fundem com a membrana celular e liberam seu conteúdo para dentro .
Mas como o novo gene encontra o lugar certo para se incorporar? Imagine que você queria colocar a última peça de um quebra-cabeça com 3 bilhões de peças, e ela está dentro de uma célula, cheia de gosma como uma maracujá.
O que você faria é fabricar um pedaço de quebra-cabeça com a forma correta e injetá-lo no maracujá. Depois, é apenas um caso de oscilação até que, eventualmente, a peça encontre o caminho para a parte correta do quebra-cabeça e encaixe no único lugar em que se encaixa.
Você não precisa ver o DNA em nosso genoma através do microscópio – é muito pequeno. E você também não precisa mexer: a difusão aleatória (chamada movimento browniano) sempre entregará a peça do quebra-cabeça no local onde ela se encaixa no final.
Primeiro, o guia irá avançar e encontrar o local certo para a tesoura cortar, e então o novo DNA doador se alinhará de maneira semelhante onde se encaixa e será costurado permanentemente na fita de DNA por meio de mecanismos naturais de reparo do DNA.
Recentemente, no entanto, novos sistemas de edição CRISPR foram criados que nem exigem um corte no DNA. Nesse caso, o sistema CRIPSR / Cas e guia pode fornecer uma enzima para um gene em particular e alterá-lo, alterando talvez um A para um G ou um C para um T, em vez de cortar qualquer coisa ou colocar algo.
O que estamos fazendo com o CRISPR / Cas9?
A maioria das experiências usa embriões de ratos ou células cultivadas em placas de Petri em líquido artificial projetado para se parecer com sangue. Outros pesquisadores estão modificando células-tronco que podem ser injetadas novamente nos pacientes para repovoar órgãos danificados.
Apenas alguns laboratórios ao redor do mundo estão realmente trabalhando com embriões humanos primitivos. Esta pesquisa é altamente regulamentada e cuidadosamente observada. Outros trabalham com células vegetais, pois plantas inteiras podem ser cultivadas a partir de algumas células.
À medida que aprendemos mais, o escopo do que podemos fazer com o CRISPR / Cas9 será aprimorado. Podemos fazer muito, mas cada organismo e cada célula são diferentes. Além disso, tudo no corpo está conectado, por isso devemos pensar em efeitos colaterais inesperados e considerar a ética da mudança de genes. Acima de tudo, como sociedade, devemos discutir e concordar com o que queremos alcançar.
Publicado em 11/12/2019
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