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Edição genética - O que é e para o que ela serve?

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O que é edição genética?

Da mesma forma que a edição de um texto é capaz de produzir mudanças nele, a “edição" genética é capaz de fazer modificações no material genético de um organismo, anteriormente programado apenas pela natureza. Ela envolve técnicas que permitem a alteração controlada do DNA de um organismo para alcançar características genéticas específicas ou corrigir eventuais mutações genéticas.

Essas técnicas vêm sendo desenvolvidas desde a década de 1990, a partir da codificação do genoma humano, e configuram uma verdadeira revolução no campo da biotecnologia. O procedimento é capaz de “deletar” trechos específicos do DNA e inserir novos genes no local, tanto em células germinativas1 quanto somáticas. No caso dos óvulos e espermatozoides2, as alterações introduzidas podem se tornar permanentes, sendo transmitidas aos descendentes. No caso das células somáticas3, suas modificações afetam apenas o ser em causa e não são hereditárias.

Em que consiste a edição genética?

A técnica mais conhecida e amplamente utilizada para a edição genética é a tecnologia CRISPR, um acrônimo da expressão em inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, que significa “repetições palindrômicas curtas agrupadas regularmente interespaçadas”. Ela é uma técnica moderna e revolucionária de edição genética de diversos organismos viventes, incluindo plantas e animais.

Ela utiliza uma enzima4 chamada Cas9, que atua como uma tesoura molecular que “corta” o DNA em locais específicos e permite a edição precisa de genes, introduzindo alterações desejadas no processo programado naturalmente. Isso possibilita a inserção, exclusão ou substituição de genes capazes de introduzir ou modificar características genéticas de forma precisa e planejada.

Ela é assim conhecida desde os anos 80, embora sua função exata só tenha sido descoberta na década de 2010, quando se tornou possível decifrar as sequências repetitivas presentes no DNA de algumas bactérias. Em 2015, pesquisadores chineses realizaram estudos inovadores sobre o assunto, versando sobre o experimento de edição genética de embriões humanos para corrigir mutação5 no gene HBB, codificador da proteína beta-globina, relacionada à doença beta-talassemia6. Em 2017, experimento conduzido na Universidade de Saúde7 e Ciência do Oregon (EUA) buscou corrigir mutação5 no gene MYBPC3 em embriões humanos, conhecidos por causar cardiomiopatia hipertrófica.

Veja sobre "Genética - conceitos básicos", "Cariótipo fetal" e "Aconselhamento genético".

Como se realiza a edição genética?

No que se refere a infecções8 virais das bactérias, material em que a técnica foi descoberta, o CRISPR funciona como uma espécie de “memória imunológica” que armazena a impressão digital molecular dos vírus9 no DNA nas bactérias. Dessa forma, infecções8 novas que apresentam sequências idênticas a alguma dessas “memórias” podem ser detectadas e neutralizadas, resultando na imunização10 destas células11.

Assim, os cientistas descobriram que essa região atua como um sistema de defesa em que pedaços de DNA dos vírus9 invasores são inseridos entre as repetições de nucleotídeos que podem ser reconhecidos e combatidos em caso de uma nova infecção12. A partir desses conhecimentos, pode ser criada a ideia de uma edição genética.

De uma forma muito simplificada, alguns passos básicos para isso implicam em identificar o gene específico que se deseja modificar e desativá-lo ou introduzir novos genes. A proteína Cas9 será guiada ao local que se pretende editar. Isso pode ser feito através de várias técnicas, como injeção13 direta nas células11, uso de vetores virais ou outras formas de entrega. Uma vez no local, ela atuará como uma "tesoura molecular", cortando o DNA na posição desejada e permitindo a reposição do material desejado. A nova sequência de DNA inserida resulta na produção de uma proteína modificada ou na ativação/inativação de um gene específico.

Quais são as aplicações da edição genética?

O desenvolvimento de técnicas de edição genética abre caminho para a modificação do genoma em toda sorte de seres vivos. A edição genética tem uma ampla gama de aplicações potenciais, desde a correção de doenças até a modificação de características de plantas e animais para atender a objetivos específicos. Poderiam ser também usadas para personalizar características humanas para fins extra terapêuticos de melhoramento.

Na biologia, a técnica é capaz de reproduzir plantas modificadas, mais bem-adaptadas ao meio ambiente e livres de algumas pragas. Na tecnologia animal, é capaz de criar rebanhos mais resistentes a doenças típicas. Em ecologia, é capaz de controlar e combater doenças transmitidas por insetos.

Na medicina, permite corrigir genes defeituosos relacionados a doenças genéticas. Entre os benefícios da edição para o tratamento de doenças está o aperfeiçoamento de terapias genéticas e celulares. As áreas que mais se valeriam dos avanços, seriam: infectologia; oncologia; hematologia; hepatologia; neurologia; dermatologia; oftalmologia; pneumologia e transplante de órgãos.

Além disso, a edição genética permite criar linhagens de animais modificados para uso em pesquisas biomédicas de base.

No entanto, o uso da edição genética também levanta questões éticas e preocupações sobre o seu potencial para ser usada de maneiras não éticas, como na criação de seres humanos geneticamente modificados com características aprimoradas. É uma área de pesquisa em rápido desenvolvimento que levanta problemas científicos e éticos, que continua a evoluir à medida que os cientistas exploram novas possibilidades.

Ao intervir sobre o DNA de seres vivos, a edição genética adquire a capacidade de produzir efeitos em escala macro ambiental. Por meio dela, organismos geneticamente modificados poderiam ser lançados na natureza a fim de disseminar determinada variante genética, prevalecendo sobre os espécimes anteriormente presentes no meio. Por fim, a edição genética pode ter o poder de não somente tratar doenças, mas potencializar capacidades humanas, como cognição14, performance física e longevidade.

Leia sobre "Mutações genéticas", "Mutações cromossômicas" e "Antígenos15 e anticorpos16".

 

Referências:

As informações veiculadas neste texto foram extraídas principalmente dos sites da Revista Bioética e do Jornal da USP - Universidade de São Paulo.

ABCMED, 2024. Edição genética - O que é e para o que ela serve?. Disponível em: <https://www.abc.med.br/p/exames-e-procedimentos/1464177/edicao-genetica-o-que-e-e-para-o-que-ela-serve.htm>. Acesso em: 16 abr. 2024.
Nota ao leitor:
As notas acima são dirigidas principalmente aos leigos em medicina e têm por objetivo destacar os aspectos mais relevantes desse assunto e não visam substituir as orientações do médico, que devem ser tidas como superiores a elas. Sendo assim, elas não devem ser utilizadas para autodiagnóstico ou automedicação nem para subsidiar trabalhos que requeiram rigor científico.

Complementos

1 Células Germinativas: São as células responsáveis pela reprodução sexuada e contêm metade do número total de cromossomos de uma espécie. Os espermatozoides (homem) e os ovócitos (mulher) são células germinativas.
2 Espermatozóides: Células reprodutivas masculinas.
3 Células somáticas: As células somáticas são quaisquer células dos organismos multicelulares que não estejam diretamente envolvidas na reprodução, tais como as células epiteliais. São células cujo núcleo se divide apenas por mitose, ao contrário das células germinativas, que podem sofrer meiose, para formar os gametas.
4 Enzima: Proteína produzida pelo organismo que gera uma reação química. Por exemplo, as enzimas produzidas pelo intestino que ajudam no processo digestivo.
5 Mutação: 1. Ato ou efeito de mudar ou mudar-se. Alteração, modificação, inconstância. Tendência, facilidade para mudar de ideia, atitude etc. 2. Em genética, é uma alteração súbita no genótipo de um indivíduo, sem relação com os ascendentes, mas passível de ser herdada pelos descendentes.
6 Talassemia: Anemia mediterrânea ou talassemia. Tipo de anemia hereditária, de transmissão recessiva, causada pela redução ou ausência da síntese da cadeia de hemoglobina, uma proteína situada no interior do glóbulos vermelhos e que tem a função de transportar o oxigênio. É classificada dentro das hemoglobinopatias. Afeta principalmente populações da Itália e da Grécia (e seus descendentes), banhadas pelo Mar Mediterrâneo.
7 Saúde: 1. Estado de equilíbrio dinâmico entre o organismo e o seu ambiente, o qual mantém as características estruturais e funcionais do organismo dentro dos limites normais para sua forma de vida e para a sua fase do ciclo vital. 2. Estado de boa disposição física e psíquica; bem-estar. 3. Brinde, saudação que se faz bebendo à saúde de alguém. 4. Força física; robustez, vigor, energia.
8 Infecções: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
9 Vírus: Pequeno microorganismo capaz de infectar uma célula de um organismo superior e replicar-se utilizando os elementos celulares do hospedeiro. São capazes de causar múltiplas doenças, desde um resfriado comum até a AIDS.
10 Imunização: Processo mediante o qual se adquire, de forma natural ou artificial, a capacidade de defender-se perante uma determinada agressão bacteriana, viral ou parasitária. O exemplo mais comum de imunização é a vacinação contra diversas doenças (sarampo, coqueluche, gripe, etc.).
11 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
12 Infecção: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
13 Injeção: Infiltração de medicação ou nutrientes líquidos no corpo através de uma agulha e seringa.
14 Cognição: É o conjunto dos processos mentais usados no pensamento, percepção, classificação, reconhecimento e compreensão para o julgamento através do raciocínio para o aprendizado de determinados sistemas e soluções de problemas.
15 Antígenos: 1. Partículas ou moléculas capazes de deflagrar a produção de anticorpo específico. 2. Substâncias que, introduzidas no organismo, provocam a formação de anticorpo.
16 Anticorpos: Proteínas produzidas pelo organismo para se proteger de substâncias estranhas como bactérias ou vírus. As pessoas que têm diabetes tipo 1 produzem anticorpos que destroem as células beta produtoras de insulina do próprio organismo.
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