A tecnologia genética está mudando o mundo como o conhecemos. Enquanto você lê isto, os cientistas estão trabalhando em maneiras fascinantes de modificar o DNA. Recentemente, uma forma de tecnologia avançada de edição genética conhecida como CRISPR abriu novos caminhos para a experimentação genética. O CRISPR é tão respeitado que, em 2020, os seus criadores receberam o Prémio Nobel da Química. A sua nova ferramenta permite aos investigadores alterar o ADN com uma precisão única. Já está ajudando a produzir novas formas de terapia contra o câncer. Especialistas acham que um dia poderá ser usado para curar doenças genéticas.
É claro que a edição genética é uma prática controversa que levanta muitas preocupações éticas. Os biocientistas foram acusados de “brincar de deus” com o genoma. Mas a tecnologia genética também inspirou todo tipo de inovação científica surpreendente. Aqui estão apenas dez de seus usos mais surpreendentes.
10 alimentos que foram geneticamente modificados além do reconhecimento
10 Cabras modificadas produzem medicamentos contra o câncer em seu leite
Cientistas na Nova Zelândia criaram cabras geneticamente modificadas que produzem medicamentos contra o câncer em seu leite. As cabras foram alteradas especificamente para criar o medicamento cetuximabe, usado para tratar câncer de cólon e pulmão. Atualmente, o medicamento pode custar até US$ 13 mil por mês sem seguro. Os cientistas esperam que o seu novo método de produção ajude a baixar o preço, tornando-o assim mais acessível.
A fabricação de cetuximabe é um processo caro. Sua elaborada estrutura química significa que os produtores dependem de proteínas do interior das células dos camundongos para cultivar a droga. Mas estas cabras geneticamente modificadas ofereceram à indústria farmacêutica uma forma de produzir cetuximab em massa.
“É muito mais económico produzir cetuximab em animais porque as suas glândulas mamárias podem produzir grandes quantidades de proteínas”, explicou Götz Laible, investigador responsável pelo projeto no instituto AgResearch da Nova Zelândia.
9 Cientistas armazenam dados dentro de DNA vivo
O armazenamento de dados é um negócio difícil. Dia após dia, dependemos de dispositivos eletrônicos como discos rígidos, unidades ópticas e cartões de memória para armazenar grandes quantidades de informações. Mas talvez outros materiais pudessem ser mais adequados para armazenamento de dados. Agora, cientistas de Nova Iorque criaram um novo método que utiliza a edição genética para armazenar dados no ADN de bactérias vivas.
Em 2021, investigadores da Universidade da Colômbia demonstraram que células vivas de E. coli podem armazenar até 72 bits de dados. Basicamente, um arquivo de dados consiste em uma longa linha de uns e zeros. Os cientistas conseguiram codificar uns e zeros no DNA da E. coli inserindo genes específicos na célula. Eles conseguiram até escrever a simples mensagem “Olá, mundo!” no DNA de uma célula de E. coli e, em seguida, decodifique-o sequenciando o DNA.
O DNA é surpreendentemente adequado para armazenamento de dados. As proteínas biológicas podem armazenar uma enorme riqueza de informações. Os cientistas estimam que se uma cadeia de ADN fosse do tamanho de um grão de sal, poderia conter o equivalente a dez longas-metragens. Além do mais, a tecnologia necessária para ler e escrever ADN está a tornar-se cada vez mais poderosa com o tempo. Dito isto, o armazenamento de dados de ADN ainda está numa fase inicial, o que significa que é pouco provável que decole tão cedo.
8 Aumentando a vida útil de ratos moribundos
Cientistas da Universidade de Harvard prolongaram o tempo de vida de ratos moribundos através da edição genética, aumentando a sua esperança de vida em mais do dobro.
Como parte do estudo, liderado pelo professor David Liu, os ratos receberam progéria – uma doença rara que causa envelhecimento prematuro em crianças. Em média, as crianças com progéria vivem até os quatorze anos. A condição é causada por uma mutação genética rara e não pode ser tratada com terapia genética regular. Em vez disso, a equipa de Harvard está a desenvolver uma forma de alterar a codificação fundamental do ADN das pessoas que sofrem de progéria.
Esta técnica foi testada em ratos com doenças terminais e melhorou significativamente a duração de suas vidas. Os roedores, que deveriam sobreviver 215 dias, viveram em média 510 dias. Liu e a sua equipa esperam utilizar estas descobertas para desenvolver um tratamento eficaz para a progéria e doenças genéticas semelhantes.
7 A terapia genética em um olho melhora a visão em ambos
Cientistas descobriram uma forma de terapia genética para perda de visão que, quando injetada em um olho, melhora a visão de ambos. Os genes viajam do olho injetado para o olho não tratado, embora os oftalmologistas não tenham certeza sobre as implicações desta descoberta.
Os cientistas estavam tentando tratar uma condição conhecida como neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON), uma forma de perda progressiva da visão encontrada principalmente em homens jovens. Este tipo raro de cegueira decorre de uma mutação genética que ataca e destrói células da retina do olho.
Como parte de um estudo recente, 37 pacientes com LHON receberam injeções de terapia genética em um dos olhos. Mas, surpreendentemente, após dois anos, 29 dos pacientes relataram melhora na visão em ambos os olhos. No início, os cientistas ficaram surpresos com esses resultados até descobrirem que os vírus da terapia genética estavam escapando de um olho para o outro.
Repetindo o experimento em macacos, eles descobriram que os genes viajavam pelo nervo óptico de um olho, passando para o outro nervo óptico e depois viajando para o outro olho.
6 Touro inofensivo sem chifres
Os pesquisadores descobriram uma maneira de criar touros sem chifres editando o DNA do pai. Este novo método oferece aos agricultores uma alternativa indolor às atuais técnicas de descorna. Atualmente, o gado precisa ter seus chifres removidos fisicamente. Este é um processo demorado e difícil que pode ser extremamente doloroso para o touro. Mas isso precisa ser feito. Os touros sem chifres não só são menos propensos a prejudicar outros animais, mas também são mais fáceis de transportar e ocupam menos espaço no comedouro.
Em 2016, dois touros bebês nasceram com uma mutação genética que significa que nunca desenvolverão chifres. Isto foi conseguido através da introdução de uma pequena sequência de DNA nas células do pai. Depois de analisar o DNA dos três touros, os cientistas confirmaram que as alterações genéticas foram transmitidas aos bovinos jovens sem causar quaisquer efeitos colaterais acidentais.
“Demonstramos que bezerros saudáveis sem chifres podem ser produzidos apenas com a edição pretendida e fornecemos dados para ajudar a informar o processo de avaliação de animais com genoma editado”, explicou Alison Van Eenennaam, especialista em ciência animal que trabalha na Universidade de Califórnia, Davis.
5 As vacas tornam-se mais resistentes ao estresse térmico
À medida que as temperaturas sobem, as vacas começam a sentir a tensão. Os bovinos são particularmente suscetíveis ao estresse térmico. Se deixadas ao sol escaldante por muito tempo, as vacas começam a perder o apetite, produzem menos leite e têm menos probabilidade de conceber. Como podem imaginar, as repercussões para os agricultores podem ser terríveis. A cada ano, diz-se que o estresse térmico custa à indústria de laticínios dos EUA US$ 900 milhões. Nos países mais pobres, onde os agricultores possuem apenas alguns animais, isso pode ser a ruína de muitos.
Mas agora os cientistas da Nova Zelândia encontraram uma solução potencial para este enigma relacionado com o gado. Eles estão usando técnicas de edição genética para mudar a cor da pelagem das vacas. Ao alterar seus genes de pigmentação, os pesquisadores conseguiram clarear o cabelo escuro e absorvente de calor das vacas leiteiras comuns. O gado Holandês-Frísio é geralmente branco com manchas pretas, mas os bezerros geneticamente alterados nasceram cobertos com manchas prateadas claras.
Os investigadores esperam refinar a sua investigação utilizando ADN de bovinos tropicais que são mais resistentes a altas temperaturas.
4 Ratos com excesso de peso perdem gordura corporal
A edição genética poderá um dia ser usada para tratar a obesidade, dizem cientistas da Universidade de Harvard. Em agosto de 2020, os pesquisadores revelaram um novo método para combater o ganho de peso em camundongos: transformar células de gordura branca prejudiciais à saúde em células de gordura marrom, que destroem energia, usando a edição genética CRISPR.
As pesadas células de gordura branca estão cheias de lipídios prejudiciais à saúde que se acumulam dentro do corpo. Um excesso de gordura branca pode levar ao diabetes. Mas as células de gordura marrom são muito mais saudáveis. Eles quebram um pouco de gordura para criar energia e armazenam o restante em um espaço menor.
A equipe de Harvard conseguiu ajudar os ratos a perder peso alterando seu DNA. Os cientistas alteraram geneticamente a gordura branca, conferindo-lhe as características da gordura marrom saudável. O experimento se concentrou na UCP1, uma proteína encontrada na gordura marrom que transforma energia química em calor.
Ao longo do estudo de doze semanas, os ratos com células de gordura branca acumularam quilos, enquanto os ratos com genes editados acharam isso muito mais difícil. Existe até uma sugestão de que o processo de edição genética ajudou os ratos a evitar o diabetes.
Os cientistas prevêem que eventualmente este método poderá ser desenvolvido num tratamento para a obesidade, embora os testes em humanos ainda estejam muito distantes.
3 Cientistas curam ratos com perda auditiva
Em 2019, pesquisadores da Harvard Medical School e do Boston Children’s Hospital anunciaram um novo tratamento para perda auditiva em ratos que um dia poderia ser usado em humanos.
Os ratos Beethoven sofrem de uma mutação genética que também afeta os humanos, causando perda auditiva progressiva e eventual surdez. O nome ratos Beethoven é uma referência ao compositor alemão, que começou a perder a audição aos vinte e poucos anos.
A perda auditiva que os ratos apresentam é causada por uma pequena alteração no seu DNA. Usando tecnologia biológica sofisticada, os cientistas podem identificar o gene defeituoso sem prejudicar nenhum dos genes saudáveis restantes. Isso significa que eles podem curar a surdez dos ratos Beethoven sem causar quaisquer efeitos colaterais indesejados.
Os cientistas alertam as pessoas para não terem esperanças muito rapidamente. Ainda há anos de pesquisa a serem feitos antes que esta terapia possa ser testada em humanos. “Acreditamos que nosso trabalho abre a porta para uma forma hiperdirecionada de tratar uma série de doenças genéticas que surgem de uma cópia defeituosa de um gene”, explicou Jeffrey Holt, de Harvard. “Esta é realmente uma medicina de precisão.”
2 Mariposas assassinas ajudam Nova York com problema de pragas
Em Janeiro de 2020, as autoridades do Estado de Nova Iorque libertaram enxames de mariposas machos geneticamente modificadas (GM) para reduzir o número de pragas. As jovens mariposas-diamantes são capazes de causar enormes danos às plantações dos agricultores. Apesar de sua curta vida útil, as larvas consomem uma grande quantidade de plantas brássicas, incluindo couve, repolho e colza. Diz-se que as mariposas e suas dietas vorazes causam danos de US$ 5 bilhões a cada ano.
Normalmente, uma praga como essa seria combatida com o uso de pesticidas, mas a traça-das-crucíferas é notavelmente rápida no desenvolvimento de resistência. Assim, a Oxitec, uma empresa de biotecnologia sediada no Reino Unido, desenvolveu uma frota de mariposas geneticamente modificadas assassinas para eliminar as pragas jovens.
Os cientistas adicionaram um gene às mariposas machos que faz com que as larvas recém-eclodidas caiam mortas, mas afeta apenas as fêmeas. Isso significa que as jovens fêmeas prejudiciais morrerão antes que possam causar qualquer dano. Os machos jovens, por outro lado, acasalam com outras fêmeas selvagens, transmitindo o gene assassino às suas larvas. Isto deverá continuar por algumas gerações, após as quais a Oxitec afirma que o gene letal desaparecerá.
1 A edição genética lidera a luta contra as superbactérias
As superbactérias resistentes aos antibióticos são uma crise global à espera de acontecer. Patógenos destrutivos que, há apenas algumas décadas, eram fáceis de tratar com penicilina, estão aumentando a imunidade aos antibióticos. A menos que os cientistas consigam criar novos antibióticos rapidamente, poderemos enfrentar 10 milhões de mortes por ano até 2050 devido a estes germes hostis.
Mas há esperança no horizonte. Pesquisadores da Universidade de Manchester descobriram uma nova maneira de produzir antibióticos usando a edição genética CRISPR. Ao combinar diversas técnicas biológicas de ponta, a equipe produziu um tipo incomum de antibiótico conhecido como malonomicina. Esta nova técnica poderá ajudar os cientistas a desenvolver novas formas de medicamentos antibióticos – medicamentos mais adequados para combater superbactérias altamente resistentes.
“Estamos agora optimistas de que as nossas descobertas possam levar à descoberta de novos antibióticos”, explicou o líder do estudo, Jason Micklefield, “e também podem fornecer novas formas de produzir antibióticos que são urgentemente necessários para combater agentes patogénicos emergentes resistentes aos medicamentos”.
