Nova técnica de edição genética corrige mutações com 'cirurgia química'

Duas equipes de cientistas revelaram nesta quarta-feira (25) uma nova geração de máquinas moleculares programáveis que podem reparar sem dificuldades pequenos erros mortais na codificação genética de organismos vivos.

Em conjunto, as tecnologias expandem o alcance e a precisão da edição genética, e abrem um caminho para corrigir mutações que causam cegueira genética, anemia falciforme, fibrose cística e milhares de outras doenças debilitantes.

Uma das abordagens, chamada de edição de base, executa uma "cirurgia química" diretamente no DNA, alterando permanentemente segmentos defeituosos sem cortar a estrutura do genoma.

A segunda técnica corrige erros em outro tipo de material genético, o chamado RNA, onde anomalias também podem afetar a saúde ou levar à morte.

As ferramentas - junto com experimentos em células humanas doentes para mostrar que elas funcionam - foram descritas em estudos publicados simultaneamente, nesta quarta-feira, nas revistas científicas Nature e Science.

"Uma quantidade tremenda de trabalho ainda é necessária antes que essas máquinas moleculares possam ser usadas para tratar doenças humanas em pacientes", disse David Liu, da Universidade de Harvard, que liderou as equipes de edição de base, "mas ter uma máquina é um ponto de partida importante".

O DNA fornece a células individuais instruções detalhadas sobre como executar sua tarefa especializada.

Os quatro blocos de construção química do DNA, chamados de bases, são representados pelas letras A, T, G e C, e sempre estão unidos em pares - "A" com "T" e "G" com "C".

- Enganando a célula - "Cada um de nós carrega dois conjuntos de três bilhões de pares de bases de DNA em quase todas as nossas células, um da mãe e um do pai", disse Liu.

Basta um único par estar no lugar errado - uma mutação genética - para que as coisas deem errado.

Outra ferramenta de edição de genes já amplamente utilizada, chamada CRISPR-cas9, corta o filamento de DNA, geralmente para inserir ou excluir um par de bases.

Mas a técnica de edição de Liu faz mudanças sem quebrar a cadeia em espiral do DNA.

"A CRISPR-cas9 é como uma tesoura molecular, enquanto os editores de base são como lápis", comparou Liu, esclarecendo que cada uma das técnicas era adequada para usos diferentes.

Em um grande avanço no ano passado, a equipe de Liu mostrou como trocar um par de bases C-G por um T-A.

Laboratórios em todo o mundo usaram com sucesso a técnica para corrigir as chamadas "mutações pontuais" em organismos que variam de milho a embriões humanos, passando por bactérias e camundongos.

Mas apenas cerca de 15% das mutações pontuais em humanos ligadas a doenças podiam ser consertadas dessa forma.

Mas isso muda com a nova ferramenta - denominada "ABE" (Adenine Base Editor) -, que persuade habilmente um par de bases A-T a se tornar um par de bases G-C, reparando "uma classe de mutação que representa cerca de metade das 32.000 mutações pontuais patogênicas conhecidas em humanos", disse Liu.

- 'Incrivelmente poderoso' -Como não existe nenhuma enzima na natureza capaz de transformar uma base "A" em uma "C" - o passo-chave na manobra "anular e substituir" -, os cientistas tiveram que criar uma, uma façanha que nunca tinham tentado.

Além do procedimento ter apresentado uma taxa de sucesso muito maior do que outras técnicas de edição de genes, não houve praticamente nenhum efeito colateral, como duplicações ou exclusões de DNA indesejadas.

Para provar seu potencial terapêutico, os cientistas isolaram, em laboratório, uma célula de um paciente que sofria de hemocromatose hereditária (HH), uma doença incapacitante causada pelo excesso de acúmulo de ferro.

A ABE corrigiu permanentemente a mutação, mostrando como poderia, a princípio, funcionar um dia.

Os cientistas que não participaram da pesquisa aclamaram seu potencial.

"A capacidade de alterar diretamente os quatro pares de bases com tal especificidade acrescenta mais munição à artilharia de edição do genoma", disse Helen O'Neill, diretora de programas de Ciência da Reprodução e Saúde da Mulher na University College de Londres.

"Isso será incrivelmente poderoso na pesquisa de doenças e restauração futura de mutações causadoras de doenças".

No estudo da Science, uma equipe liderada por Feng Zhang no MIT - que foi pioneira no uso da CRISPR-cas9 - descreveu um novo sistema para mudanças precisas no RNA.

Ao contrário do que acontece com a edição de base, as mudanças não são permanentes, o que em alguns casos pode ser uma vantagem.