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A descoberta do DNA em 1869 pelo bioquímico alemão, Johann Friedrich Miescher, é considerada uma das maiores da história da ciência. Em 2011, outro achado veio para revolucionar os estudos nas áreas de Genética e Biotecnologia: a proteína Cas9, extremamente importante no processo defensivo do sistema imunológico de determinadas bactérias contra vírus e plasmídeos. 

Uma de suas funções é a de “editar” o DNA — ou seja, cortar as partes específicas do DNA e assim modificar o genoma de uma célula, reconectando as partes ou inserindo outra no lugar. Atrelada à técnica Crispr, o Cas9 se torna uma ferramenta poderosa no tratamento ou cura de uma gama de doenças hereditárias.

Para entender o que é e como age o Crispr/Cas9, é preciso entender o funcionamento do sistema imunológico bacteriano. Quando um vírus tenta atacar uma bactéria injetando um fragmento de ácido nucleico, ela incorpora parte desse material viral próximo a um Crispr (sequências repetitivas no DNA de bactérias) que permanece no DNA bacteriano como uma memória. 

Dessa forma, a bactéria é capaz de gerar a molécula Crispr RNA, que sairá em busca de um novo material genético viral que esteja invadindo outras células, atraindo as moléculas responsáveis por desintegrar o material genético desses vírus e desativando-os sem prejuízo às demais células. E é dessa forma que o sistema imunológico das bactérias trabalha.

Ao entender o sistema de defesa das bactérias, a pesquisadora francesa, Emmanuelle Charpentier, buscava uma forma de destruí-lo e, consequentemente, curar pessoas que possuíam esses microrganismos nocivos. 

Durante estudos sobre a bactéria Streptococcus pyogenes, causadora de doenças como a escarlatina e a faringite, a pesquisadora descobriu a proteína tracrRNA, que integrava o antigo sistema imune do microrganismo, o Crispr/Cas9, que é responsável por fragmentar o DNA do vírus e desativá-lo.

Ainda em 2011, a cientista colaborou com a bioquímica norte-americana, Jennifer Doudna, que possui vasto conhecimento em RNA. Com o avanço dos estudos, foi possível descobrir que o grande diferencial de todo o processo de corte de partes específicas do DNA viral e da junção das duas pontas é a proteína Cas9. 

Foi então que as cientistas recriaram o chamado “editor de DNA”, o Crispr/Cas9, simplificando seus componentes moleculares de modo que fossem mais fáceis de manipular, e o reprogramaram para que continue com sua função de corte, porém, em qualquer molécula de DNA em local predeterminado.

Prêmio Nobel

Tal descoberta fez com que a dupla de cientistas ganhasse o Prêmio Nobel de Química de 2020 , integrando o pequeno grupo de apenas sete mulheres que já receberam a honraria. A técnica Crispr/Cas9 também abriu um leque de possibilidades no meio científico. "Acho que uma das primeiras aplicações que serão benéficas do ponto de vista terapêutico será, por exemplo, para curar pacientes diagnosticados com anemia falciforme, doença do sangue resultante de uma única mutação no DNA", como afirmou Doudna em entrevista para a Revista Galileu.

Esperanças

Em testes com seis voluntários — quatro homens e duas mulheres com idades entre 46 e 64 anos — que sofrem de Amiloidose por Transtirretina (ATTR), pesquisadores norte-americanos conseguiram aplicar pela primeira vez a técnica Crispr. A ATTR é uma doença rara, de origem hereditária, que provoca o acúmulo de uma versão tóxica da proteína transtirretina (TTR) no coração e em vários outros órgãos, resultado de uma mutação. 

O tratamento consistiu em aplicar uma partícula lipídica na corrente sanguínea dos pacientes com o objetivo de desativar o gene que provoca essas mutações. Os resultados foram publicados no The New England Journal of Medicine (NEJM) e são surpreendentes: em três dos seis pacientes, a técnica parou a produção de toxinas em até 96%.

A técnica, que é capaz de extirpar mutações presentes em nosso código genético, já é objeto de estudos para o tratamento ou cura das mais diversas doenças hereditárias, como eliminação de tumores metastáticos, anemia falciforme, amaurose congênita de Leber (uma forma rara de cegueira), entre outras. 

Uma equipe de cientistas, com a colaboração de Jennifer Doudna, tem desenvolvido um teste que detecta o vírus SARS-CoV-2 em até cinco minutos e com identificação da carga viral do paciente mais precisa que a de outros testes. Apesar de todas as boas notícias, há o lado obscuro desta técnica que, enquanto edição de genomas, pode ser usada como uma forma de criar “humanos perfeitos”, à prova de doenças.

Desvio ético

O Crispr/Cas9 também já foi utilizado para criar bebês geneticamente modificados. Em 2018, as gêmeas Lulu e Nana foram concebidas por meio da aplicação da terapia pelo cientista chinês He Jiankui. O objetivo era o de excluir um pequeno trecho do gene CCR5 para que as crianças se tornassem imunes ao vírus HIV que teriam herdado do pai. Essa imunidade só ocorre naturalmente em menos de 1% da população europeia, que acaba por ser resistente ao vírus da Aids.

É possível que, ao alterar este gene, outros também tenham sofrido alteração, algo que pode provocar uma série de outras mutações. Consequentemente, podem causar diversos problemas, muitos deles indetectáveis até a adolescência ou idade adulta, como síndromes congênitas, a exemplo de Down. A notícia foi dada pelo próprio cientista nas redes sociais e gerou indignação na comunidade científica internacional, uma vez que o Jiankui cometeu grave infração ética.

Riscos inesperados

Apesar de promissor, o Crispr é uma técnica que pode trazer riscos que, segundo cientistas, são inerentes às novas técnicas terapêuticas sofisticadas e tecnológicas como esta. Um deles seria a possibilidade de o Crispr/Cas9 se “confundir” e atacar de modo não-intencional trechos do DNA que não estão relacionados ao problema que se pretende tratar, como aconteceu em testes realizados por cientistas das Universidades de Iowa e Columbia na correção de um tipo de cegueira em ratos. 

A retificação do problema foi bem-sucedida, mas gerou outras mil mutações nos nucleotídeos — blocos construtores do DNA e do RNA, com uma única base nitrogenada e representados pelas letras A, T, C, G — e que não constavam nos algoritmos. Apesar disso, não foi relatada qualquer mudança significativa, o que supõe que as mutações foram inofensivas.