Um método para editar com precisão genes em embriões humanos sugere uma cura para uma doença do sangue.
Uma equipe na China adotou uma nova abordagem para corrigir genes de doenças em embriões humanos. Os pesquisadores criaram embriões clonados com uma mutação genética para um transtorno sanguíneo potencialmente fatal e, em seguida, corrigiram com precisão o DNA para mostrar como a condição pode ser prevenida nos primeiros estágios de desenvolvimento.
O relatório, publicado em 23 de setembro em Protein & Cell, é o último de uma série de experimentos para editar genes em embriões humanos. E emprega uma impressionante série de inovações, dizem os cientistas. Em vez de substituir seções inteiras de genes, a equipe, liderada por Junjiu Huang na Sun Yat-sen University em Guangzhou, China, modificou as letras individuais de DNA, ou bases, usando uma tecnologia de edição de genes de precisão desenvolvida nos Estados Unidos.
O time de Huang também é o primeiro a editar a mutação responsável por uma doença "recessiva": causada por duas cópias defeituosas de um gene. Como seria difícil para os pesquisadores encontrarem dezenas de embriões que todos tinham essa dupla mutação rara, a equipe trabalhou em torno desse bloqueio através do desenvolvimento de clones embrionários das células da pele do paciente.
Uma equipe na China adotou uma nova abordagem para corrigir genes de doenças em embriões humanos. Os pesquisadores criaram embriões clonados com uma mutação genética para um transtorno sanguíneo potencialmente fatal e, em seguida, corrigiram com precisão o DNA para mostrar como a condição pode ser prevenida nos primeiros estágios de desenvolvimento.
O relatório, publicado em 23 de setembro em Protein & Cell, é o último de uma série de experimentos para editar genes em embriões humanos. E emprega uma impressionante série de inovações, dizem os cientistas. Em vez de substituir seções inteiras de genes, a equipe, liderada por Junjiu Huang na Sun Yat-sen University em Guangzhou, China, modificou as letras individuais de DNA, ou bases, usando uma tecnologia de edição de genes de precisão desenvolvida nos Estados Unidos .
O time de Huang também é o primeiro a editar a mutação responsável por uma doença "recessiva": uma causada por duas cópias defeituosas de um gene. Como seria difícil para os pesquisadores encontrarem dezenas de embriões que todos tinham essa dupla mutação rara, a equipe trabalhou em torno desse bloqueio rodoviário através do desenvolvimento de clones embrionários das células da pele do paciente.
"Eu pensei: 'Por que eles fariam clonagem?' Então eu leio o artigo e pensei: "Uau, isso é fascinante", diz Shoukhrat Mitalipov, especialista em biologia reprodutiva da Oregon Health and Science University em Portland, pioneira na clonagem humana e também trabalha na edição de genes em embriões. "Eu não teria pensado em fazer isso".
Cientistas de todo o mundo já publicaram oito estudos que relataram a edição de genes em embriões humanos, cinco nos últimos dois meses. Nenhum permitiu que os embriões crescessem além de 14 dias, e a pesquisa teve diferentes propósitos: alguns para testar tecnologias de edição de genes; outros para editar vários genes relacionados a doenças ; e alguns para desvendar os mecanismos por trás do desenvolvimento embrionário precoce . A equipe de Huang liderou o primeiro relatório, publicado em abril de 2015, no qual eles usaram o complexo de enzimas CRISPR-Cas9 para cortar cromossomos em locais específicos, o DNA de impostos especiais de consumo e substituí-lo por outro material genético.
Edição de precisão
No último estudo, a equipe de Huang usou 'edição básica', uma modificação de CRISPR-Cas9. Ele orienta uma enzima para seqüências de genes específicas, mas não corta o DNA. Em vez disso, a enzima Cas9 é desativada e amarrada a outra enzima que pode trocar pares individuais de bases de DNA. Até agora, esta técnica pode converter guanina ('G') em adenina ('A') e citosina ('C') para timina ('T'). Centenas de doenças genéticas são causadas por mudanças de base única, ou "mutações pontuais", e assim editar esse tipo no estágio embrionário poderia potencialmente evitar tais condições.
A equipe de Huang escolheu uma mutação comum na população chinesa: uma mudança de um A para um G em um determinado ponto no gene HBB , o que pode levar à β-talassemia, um transtorno sanguíneo recessivo associado a anemia grave ou fatal. Os pesquisadores geralmente geram embriões de clínicas de fertilização in vitro (FIV), mas é raro que essas instalações tenham embriões com duas cópias da mesma mutação rara. Então, a equipe de Huang encontrou uma pessoa com transtorno do sangue, extraiu suas células da pele e usou técnicas de clonagem para desenvolver embriões com a mesma maquiagem genética.
Os pesquisadores relataram que em 8 dos 20 embriões clonados, eles conseguiram converter o G erativo de volta para um A em uma ou ambas as cópias do gene. (Reparar apenas uma cópia pode ser suficiente para curar uma doença recessiva). Essa taxa é muito baixa para que a técnica seja considerada para uso clínico, mas a eficiência foi alta em relação à alcançada em outros estudos de edição de genes. "A taxa de reparo é muito boa e certamente promissora", diz Gaetan Burgio, geneticista da Universidade Nacional Australiana em Canberra. "Nosso estudo abre novos caminhos para a terapia de β-talassemia e outras doenças hereditárias", diz Huang.
Mas cientistas advertem que nem todas as células dos oito embriões foram consertadas. Tais embriões são "mosaico", o que significa que eles têm um patchwork de células com diferentes maquiagens genéticas, o que é potencialmente perigoso. "Parece trabalho sólido, mas destaca que o problema do mosaicismo continua sendo um desafio para qualquer forma de edição de genes no embrião humano", diz Dieter Egli, biólogo de células-tronco da Universidade de Columbia, na cidade de Nova York.
Consequências não-intencionais
Alguns cientistas também questionam se a equipe de Huang olhou completamente o suficiente para mudanças genéticas não intencionais, chamadas de efeitos fora do alvo, que poderiam ter sido causadas pelo procedimento de edição de base, embora os autores relatassem que nenhum deles foi encontrado.
Huang diz que experiências futuras serão mais abrangentes, mas que este primeiro estudo foi uma prova de princípio bem sucedida de que a técnica de edição de base pode ser usada para corrigir uma mutação de doença em um embrião humano. Pode ser que o CRISPR-Cas9 convencional não consiga consertar embriões quando ambas as cópias estão com defeito, embora ainda não estejam claras. Em agosto, por exemplo, a equipe de Mitalipov relatou o uso de CRISPR-Cas9 para reparar uma mutação em um gene que pode causar uma desordem cardíaca potencialmente mortal, usando a outra cópia saudável do gene como modelo 4 .
No futuro, Huang diz, ele planeja pedir oócitos e esperma de doadores que tenham uma cópia mutada do gene - e, portanto, não são afetados pela condição, mas são portadores da doença - e usam estes para produzir embriões. Alguns desses embriões teriam duas cópias mutadas, e algumas, mas Huang quer editar ambos os tipos. Isso levanta a idéia contenciosa de que a edição de genes pode ser usada não só para prevenir doenças graves, mas também para eliminar a chance de as pessoas tornarem-se portadores da desordem. "A edição básica pode reparar o site mutante e bloqueá-lo de ser transmitido para a próxima geração", diz ele.
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