Para algo que foi chamado de “um nome familiar para biólogos moleculares”, muitos de vocês provavelmente nunca ouviram falar de CRISPR e não sabem por que deveriam estar entusiasmados (ou, possivelmente, aterrorizados). É tudo uma questão de terapia genética avançada e splicing – e está trazendo ideias de ficção científica diretamente para a realidade. Aqui está um rápido FAQ sobre a ciência por trás do CRISPR e por que o mundo está prestando tanta atenção.
Ok, o que é CRISPR e o que ele significa?
CRISPR refere-se a sequências de DNA incomuns que ajudam a proteger organismos, identificando ameaças – especialmente vírus – e atacando-as. O nome significa Clusterizado Regularmente Interespaçado Curto Palindrômico Repete. Sim, isso parece um pouco ridículo, mas na verdade é uma descrição muito precisa quando se olha para as próprias sequências de DNA. Eles estão agrupados, espaçados em intervalos claros e, quando atribuídos valores de letras, parecem palíndromos curtos que se repetem continuamente com pequenas variações.
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Os CRISPRs foram notados pela primeira vez na década de 1980, quando os cientistas estudavam os genomas de arqueas e bactérias. Mesmo em genomas relativamente simples, os biólogos (nomeadamente Francisco Mojica) começaram a reparar nestas sequências estranhas que pareciam repetir-se de uma forma muito específica, com espaços entre elas. Os biólogos moleculares tinham certeza de que tinham um propósito único, e a teoria predominante logo se tornou a defesa viral, que foi finalmente comprovada em 2007, sob a direção de Philippe Horvath. No entanto, foi só no início da década de 2010 que os pesquisadores começaram a ficar especialmente entusiasmados com o potencial por trás do CRISPR.
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Então é apenas uma fita de DNA?
Sim e não. O CRISPR tornou-se um facilitador do splicing, edição e experimentação geral de genes. Para entender como, é importante primeiro entender o papel dos CRISPRs nos genomas e como eles funcionam para proteger os organismos (normalmente, como mencionamos, as bactérias). Uma comparação justa seria telégrafos enviando código Morse. Cada sequência é uma mensagem sobre um ataque diferente, e cada espaço é o STOP que encerra essa mensagem. Se metáforas não são sua praia, Harvard se aprofunda muito mais.
Quando um organismo encontra um vírus novo e perigoso, não sabe como se proteger ou combater o vírus – tem de aprender, tal como acontece com a maioria das respostas imunitárias. Isto pode ser complicado, porque os vírus atacam diretamente o DNA… mas isso também os torna vulneráveis de certas maneiras. As sequências CRISPR roubam cadeias-chave de DNA do vírus e as mantêm nessas pequenas mensagens em código Morse. Quando um vírus semelhante ataca novamente, o CRISPR responde: “Ah, nós reconhecemos isto: veja como derrotá-lo!” E envia a mensagem relevante em código Morse para o campo de batalha.
Lá, pequenos soldados CRISPR chamados Cas – enzimas produzidas especificamente para esta missão e numeradas de acordo com seu propósito – ligar-se ao DNA viral e cortá-lo em seu ponto fraco, de acordo com a informação codificada no mensagem. Isso desliga o vírus e permite que o organismo se defenda com sucesso.
…OK. Por que isso importa de novo?
Porque – e é difícil subestimar a importância disso – embora o CRISPR use apenas o seu telégrafo sistema de defesa contra vírus, os cientistas perceberam que poderiam usar aquele telégrafo para comunicar qualquer coisa. Desligar um gene? Claro (nem precisa ser um gene viral). Ativar um gene? Não tem problema – basta telegrafar a instrução correta para os soldados da enzima Cas. O CRISPR-Cas9, em particular, pode se tornar uma excelente ferramenta para fatiar, recombinar e editar DNA em geral, desde que receba as mensagens corretas.
Durante anos, os cientistas têm trabalhado em maneiras de controlar o Cas9 e, mais tarde, desenvolver pequenos guias de RNA para o Cas9. soldados e até soldados suplementares chamam Cpf1, que são melhores em infiltração e extração sem risco de mutação. Comparadas a isso, as velhas e pesadas ferramentas de manipulação genética pareciam clubes de homens das cavernas ao lado de lasers cirúrgicos. Tornou-se uma grande notícia na comunidade científica e, na verdade, deu início a diversas batalhas entre diferentes grupos e pesquisadores sobre quem merecia crédito por quê.
Até agora tudo bem. Mas por que isso é um grande problema no mundo da tecnologia?
Porque estamos atualmente no início de uma grande explosão de experimentação com CRISPR. Nossos dispositivos médicos e conhecimento científico chegaram a um ponto em que podemos colocar em prática tudo o que aprendemos com o CRISPR e começar a realizar experimentos rápidos e eficazes sobre splicing de genes. Para os interessados em novidades, Franjadignas da ciência, este é o lugar para estar.
Realmente? Você está dizendo que podemos editar qualquer umé DNA agora?
Boa pergunta. Ainda não chegamos lá, mas vários experimentos promissores foram conduzidos. Um par de macacos foi produzido com alterações genéticas específicas através de mutações direcionadas usando técnicas CRISPR. O objetivo aqui era identificar problemas genéticos antes do nascimento e alterar os genes defeituosos para que eles não podem causar nenhum dano (também foi um grande problema que funcionasse com macacos em vez de apenas com ratos). Outras experiências mostraram que o processo também pode ser usado para alterar com segurança o DNA para resistir à infecção pelo HIV.
No entanto, a experiência mais emocionante está em curso na China, onde os cientistas estão a tentar utilizar técnicas CRISPR para remover DNA danificado das células de pacientes adultos vivos com câncer de pulmão. Há muitos olhos voltados para este projeto para ver o quão bem-sucedido ele é.
Tudo bem: como será o futuro do CRISPR?
Nós temos muito trabalho a fazer. Vale a pena notar que os experimentos mencionados acima exigiram um longo período de pesquisas caras e muitos, muitos casos fracassados antes o sucesso foi alcançado – e mesmo assim, aprender como repetir com precisão essas experiências exigirá muito trabalho e investimento.
Mas trata-se mais de refinamento do que de novas descobertas: em outras palavras, é apenas uma questão de tempo até que aprendamos a usar o CRISPR bem o suficiente para trazer aplicações para o mundo médico. Quando isso começar a acontecer (e pode demorar apenas alguns anos), muitas das questões teóricas que temos sobre a manipulação genética, bebês desenhados, organismos armados, aumento humano e sistemas de pagamento por cura se tornarão muito mais do que teóricos.
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