Pesquisadores conseguem modificar DNA de células vivas
A biologia baseia-se na ativação precisa de genes específicos para funcionar corretamente. Se essa sequência fica fora de sintonia, ou um gene é ativado apenas parcialmente, o resultado muitas vezes pode levar a uma doença.
Agora, bioengenheiros da Universidade de Stanford (Estados Unidos) e outras universidades desenvolveram uma espécie de código genético programável que lhes permite ativar ou desativar genes de acordo com a sua preferência em células vivas. O trabalho está publicado na edição atual da revista “Cell”, e poderia ajudar a inaugurar uma nova geração de terapias genéticas.
A técnica é uma adaptação da CRISPR, uma ferramenta genética relativamente nova que faz uso de um mecanismo de defesa natural que as bactérias evoluíram ao longo de milhões de anos para “fatiar” o DNA de vírus infecciosos.
A CRISPR padrão consiste em dois componentes: um RNA curto que corresponde a um local particular no genoma, e uma proteína chamada Cas9 que corta o DNA nesse local. Para efeitos de edição de gene, os cientistas podem controlar onde a proteína parte o genoma, inserir um novo gene no corte e juntá-lo novamente.
Introduzir o código genético, contudo, é apenas uma maneira de influenciar a forma como o genoma é expresso. Outra envolve a célula dizer o quanto ativar um gene particular, controlando, assim, a quantidade de proteína que uma célula produz a partir desse gene.
É essa ação que Lei Stanley Qi, professor assistente de bioengenharia e de biologia de sistemas químicos na Universidade de Stanford, e seus colegas pretendem manipular.
Influenciando o genoma
No novo trabalho, os pesquisadores descrevem como eles desenharam a molécula CRISPR para incluir um segundo pedaço de informação no RNA, instruindo a molécula para aumentar (regular positivamente) ou diminuir (regular negativamente) a atividade de um gene alvo, ou ligá-lo/desligá-lo completamente.
Além disso, ela foi projetada para que pudesse afetar dois genes diferentes ao mesmo tempo. Numa célula, a ordem ou o grau em que múltiplos genes são ativados podem produzir diferentes produtos metabólicos.
“É como dirigir um carro. Você usa a roda para controlar a direção e o motor para controlar a velocidade, e como você equilibra os dois determina a forma como o carro se move”, explica Qi. “Nós podemos fazer a mesma coisa no meio celular ao regular negativa ou positivamente os genes, e produzir resultados diferentes”.
Como prova de princípio, os cientistas usaram a técnica para assumir o controle de uma via metabólica de levedura, ligando e desligando genes em várias ordens para produzir quatro produtos finais diferentes. Eles, então, testaram a técnica em dois genes de mamíferos que são importantes na mobilidade celular, e foram capazes de controlar a direção da célula e quão rápido ela se movimentava.
Terapias futuras
A capacidade de controlar genes é uma abordagem atraente na concepção de terapias genéticas para doenças complexas que envolvem vários genes. Segundo Qi, o novo sistema pode superar vários dos desafios de terapias experimentais existentes.
“Nossa técnica nos permite controlar diretamente múltiplos genes e vias específicas do genoma sem expressar novos transgenes ou comportamentos descontrolados, como produzir excessivamente uma proteína, ou fazer isso nas células erradas”, afirma. “Poderíamos eventualmente sintetizar dezenas de milhares de moléculas de RNA para controlar o genoma ao longo de um organismo inteiro”.
Em seguida, Qi planeja testar a técnica em camundongos e aperfeiçoar seu método. Atualmente, os cientistas usam um vírus para inserir a molécula numa célula, mas gostariam eventualmente de simplesmente injetar as moléculas no sangue de um organismo.[Phys.org]
