Apesar de parecer algo novo, a edição genética – edição de sequências de DNA – é algo desenvolvido na ciência/biotecnologia há mais de 40 anos. Ela foi responsável por revolucionar o tratamento para diabetes na segunda metade do século passado, período em que pesquisadores inseriram genes humanos responsáveis pela produção de insulina no genoma da Escherichia coli (uma bactéria), feito esse que deu origem ao primeiro organismo geneticamente modificado e, sobretudo, permitiu a produção deste hormônio em larga escala.
Dentro do segmento da edição genética, a necessidade do desenvolvimento de ferramentas capazes de alterar com precisão as sequências de DNA era um grande desafio para pesquisadores, isso porque a grande questão era como propiciar uma quebra na dupla fita de DNA em determinados pontos específicos do genoma. Isso tornou-se possível a partir da descoberta de pequenas tesouras moleculares altamente precisas, capazes de realizar tal feito dentro da célula.
Atualmente existem diferentes técnicas precisas de realizar a edição de genes, como a Zing Finger Nucleases (ZFNs), a Transcription activator-like effector nucleases (TALENs) e aquela que é tida como a tecnologia mais sofisticada, a CRISPR/Cas (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats with cas protein), ou conjunto de repetições palindrômicas curtas regularmente espaçadas, traduzido do inglês. Os ZFNs e os TALENs foram desenvolvidos na década de 1990 e baseiam-se em engenharia de proteínas para cada sequência alvo. Por outro lado o CRISPR, mais recente, consiste em um sistema guiado por RNA que pode ser projetado para se ligar a diferentes sequências.
O CRISPR é uma região do genoma de bactérias que se caracteriza pela presença de sequências de DNA curtas e repetidas. Essa região atua como um sistema de defesa contra a ação de vírus e nela são inseridos pedaços de DNA de vírus invasores entre suas repetições, sendo eles usados como uma “memória” para uma infecção futura. Quando a infecção ocorre, as bactérias produzem enzimas que portam essa "memória" e atuam como tesouras moleculares. Se o novo invasor apresentar sequências idênticas a alguma dessas “memórias”, o material genético dele será picotado pela enzima, impedindo sua multiplicação. Entre essas enzimas a mais conhecida é a Cas9.
Foi baseado neste mecanismo de defesa de bactérias que as pesquisadoras Jennifer Doudna e Emmanuelle Charpentier descobriram como informar essas enzimas a sequência a ser editada em um genoma. A informação é feita por meio de uma molécula de RNA que é transcrita da sequência genética que se deseja alterar. Esse RNA, chamado de RNA-guia (sgRNA), é usado para conduzir a enzima (que pode ser a Cas9) até uma região do genoma do organismo que está sendo modificado. O CRISPR não só permite cortar o DNA, mas também possibilita escolher precisamente o trecho em que se deseja realizá-lo.
Nesse sentido, foi possível desenvolver diferentes sistemas CRISPR capazes de editar o genoma de qualquer organismo vivo. O método oferece perspectivas de edição genômica para o tratamento de doenças como o câncer. A edição gênica CRISPR será um dos assuntos abordados na Segunda Jornada de Biotecnologia e saúde. O evento acontecerá nos dias 28, 29 e 30 de outubro, de maneira 100% online. Saiba mais sobre esse assunto e muitos outros ligados à biotecnologia e saúde. Participe!
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Texto por Dalcio Neto
Fontes:
- CRISPR: A surpreendente técnica de edição genética. CropLife Brasil, 2019. Disponível em: Link. Acesso em: 25/10/2022.
- Edição gênica sempre esteve presente na agricultura. CropLife Brasil, 2019. Disponível em: Link. Acesso em: 25/10/2022.
- NASCIMENTO, L.X. CRISPR/Cas9: Como funciona e como pode revolucionar a medicina moderna?. Revista Blog do Profissão Biotec, v.8, 2021.Disponível em: Link . Acesso em: 25/10/2022.