Imagine ser capaz de curar qualquer doença genética, impedir que as bactérias se tornem resistentes aos antibióticos, alterar os mosquitos para que eles não possam transmitir a malária, prevenir-se contra o câncer, ou garantir o transplante de órgãos animais em pessoas sem rejeição.
O maquinário molecular para atingir esses objetivos não é o material de um romance de ficção científica ambientado em um futuro distante. Estas são metas atingíveis possibilitadas por uma família de seqüências de DNA chamadas CRISPRs.
O que é o CRISPR?
CRISPR (pronuncia-se “crisper”) é o acrônimo de repetições curtas agrupadas em intervalos regulares, um grupo de sequências de DNA encontradas em bactérias que atuam como um sistema de defesa contra vírus que poderiam infectar uma bactéria.
CRISPRs é um trecho do código genético que é quebrado por “espaçadores” de seqüências de vírus que atacaram uma bactéria. Se as bactérias encontrarem o vírus novamente, um CRISPR age como uma espécie de banco de memória, facilitando a defesa da célula.
Descoberta do CRISPR
A descoberta de repetições agrupadas de DNA ocorreu independentemente nas décadas de 1980 e 1990 por pesquisadores no Japão, Holanda e Espanha. A sigla CRISPR foi proposta por Francisco Mojica e Ruud Jansen em 2001 para reduzir a confusão causada pelo uso de diferentes siglas por diferentes equipes de pesquisa na literatura científica. Mojica supôs que os CRISPRs eram uma forma de imunidade bacteriana adquirida. Em 2007, uma equipe liderada por Philippe Horvath verificou isso experimentalmente. Não demorou muito para os cientistas encontrarem uma maneira de manipular e usar CRISPRs no laboratório. Em 2013, o laboratório de Zhang tornou-se o primeiro a publicar um método de engenharia de CRISPRs para uso na edição genômica de camundongos e humanos.
Como funciona o CRISPR
Essencialmente, o CRISPR de ocorrência natural fornece uma capacidade de busca e destruição de células. Em bactérias, o CRISPR funciona transcrevendo sequências espaçadoras que identificam o DNA do vírus alvo. Uma das enzimas produzidas pela célula (por exemplo, Cas9) então se liga ao DNA alvo e o corta, desligando o gene alvo e desativando o vírus.
No laboratório, Cas9 ou outra enzima corta o DNA, enquanto o CRISPR diz onde cortar. Em vez de usar assinaturas virais, os pesquisadores personalizam espaçadores CRISPR para buscar genes de interesse. Os cientistas modificaram o Cas9 e outras proteínas, como a Cpf1, para que possam cortar ou então ativar um gene. Ligar e desligá-los torna mais fácil para os cientistas estudarem a função de um gene. Cortar uma sequência de DNA facilita a substituição por uma sequência diferente.
Por que usar o CRISPR?
O CRISPR não é a primeira ferramenta de edição de genes na caixa de ferramentas do biólogo molecular. Outras técnicas para edição de genes incluem nucleases de zinco (ZFN), nucleases efetoras semelhantes a ativadores de transcrição (TALENs) e meganucleases modificadas por engenharia genética a partir de elementos genéticos móveis.
O CRISPR é uma técnica versátil porque é econômica, permite uma enorme seleção de alvos e pode segmentar locais inacessíveis a certas outras técnicas. Mas a principal razão é que é incrivelmente simples de projetar e usar. Tudo o que é necessário é um conjunto de 20 nucleotídeos, que pode ser feito através da construção de um guia. O mecanismo e as técnicas são tão fáceis de entender e usar que estão se tornando padrão nos currículos de graduação em biologia.
Usos de CRISPR
Pesquisadores usam CRISPR para fazer modelos celulares e animais para identificar genes que causam doenças, desenvolver terapias gênicas e projetar organismos para ter características desejáveis.
Projetos de pesquisa atuais incluem:
- Aplicando CRISPR para prevenir e tratar o HIV, câncer, doença falciforme, Alzheimer, distrofia muscular e doença de Lyme. Teoricamente, qualquer doença com um componente genético pode ser tratada com terapia gênica.
- Desenvolver novos medicamentos para tratar a cegueira e doenças cardíacas. CRISPR / Cas9 tem sido usado para remover uma mutação que causa retinite pigmentosa.
- Estendendo a vida útil dos alimentos perecíveis, aumenta a resistência das culturas a pragas e doenças e aumenta o valor nutricional e o rendimento. Por exemplo, uma equipe da Rutgers University usou a técnica para tornar as uvas resistentes ao míldio.
- Transplante de órgãos de porco em humanos sem rejeição.
- Trazer de volta mamutes lanosos e talvez dinossauros e outras espécies extintas.
- Tornando os mosquitos resistentes ao parasita Plasmodium falciparum, causador da malária.
Obviamente, CRISPR e outras técnicas de edição de genoma são controversas. Em janeiro de 2017, o FDA norte-americano propôs diretrizes para cobrir o uso dessas tecnologias. Outros governos também estão trabalhando em regulamentações para equilibrar benefícios e riscos.
Fonte: Thought.co.
