2015-01-25

Subject: Criados microrganismos geneticamente modificados que não podem sair do laboratório

Criados microrganismos geneticamente modificados que não podem sair do laboratório

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@ Nature/Mediscan/Corbis

Os críticos da engenharia genética há muito que se preocupam com o risco dos organismos modificados escaparem para o ambiente mas uma estratégia de contenção biológica descrita esta semana na revista Nature tem o potencial de sossegar esses receios e abrir caminho para uma maior utilização dos organismos geneticamente modificados em áreas como a agricultura, medicina e limpeza ambiental.

Duas equipas americanas produziram bactérias geneticamente modificadas (GM) que dependem de um aminoácido que não existe na natureza. As bactérias florescem em laboratório, crescendo robustamente enquanto o aminoácido artificial for incluído na sua dieta. Mas várias experiências envolvendo 100 mil milhões ou mais de células e que duraram até 20 dias não revelaram um único microrganismo capaz de sobreviver na ausência do suplemento artificial.

“As nossas estirpes, até onde as conseguimos testar, não poderão escapar”, diz Dan Mandell, biólogo sintético na Faculdade de Medicina de Harvard em Boston, Massachusetts, e um dos autores de um dos dois estudos que descrevem a estratégia.

Os microrganismos também não trocaram o seu DNA modificado com os seus parceiros naturais pois já não partilham com eles a linguagem bioquímica: “Estabelecer segurança logo à partida vai realmente permitir uma utilização alargada e aberta dos organismos modificados", diz Farren Isaacs, biólogo sintético na Universidade de Yale em New Haven, Connecticut, que liderou o outro estudo.

A biocontenção pode fornecer segurança acrescida na produção biológica de medicamentos ou combustíveis, onde os microrganismos podem ser mantidos separados do ambiente mas as bactérias modificadas também podem permitir a libertação controlada no corpo humano ou no ambiente. “A contenção já não precisa de ser física", diz Tom Ellis, biólogo sintético no Imperial College de Londres, que não esteve envolvido nesta pesquisa.

A nova técnica foi criada no laboratório de George Church, geneticista na Faculdade de Medicina de Harvard. Há dois anos, Church e a sua equipa (que incluía Isaacs) relataram a síntese de uma estirpe de Escherichia coli que continha código genético reprogramado: em vez de reconhecer o codão STOP âmbar para terminar a síntese proteica, a bactéria modificada lia a mesma instrução como o codão para incorporar um novo tipo de aminoácido na sua proteína.

Church e Isaacs, independentemente, tornaram esta bactéria dependente de aminoácidos artificiais. A equipa de Isaacs usou a sequenciação genética para identificar locais em proteínas essenciais para a bactéria onde elas incorporariam os aminoácidos artificiais sem afectar a sua função geral, enquanto a equipa de Church começou com a estrutura das proteínas e acrescentou elementos que ajudassem a integrar e acomodar os aminoácidos artificiais.

“Isto é o culminar de uma década de trabalho", diz Church.

Estes organismos também são mais resistentes a vírus do que os seus parceiros naturais devido ao desencontro entre o seu código genético e o do vírus. Olhando para o futuro, Church está a trabalhar para adaptar sete codões diferentes, em vez de apenas um. “Isso pode ser mais do que suficiente para ser resistente a todos os vírus e para criar muitas oportunidades para a segurança", diz Church.

Isaacs também desenvolveu um sistema diferente de salvaguarda, em que a E. coli pode crescer apenas em ambientes que contenham químicos sintéticos necessários à expressão genética. Ele descreveu o trabalho na revista Nucleic Acids Research.

Outra equipa de investigadores liderada por Jef Boeke, do Centro Médico Langone da Universidade de Nova Iorque, e Patrick Yizhi Cai, da Universidade de Edimburgo, tem vindo a trabalhar numa estratégia semelhante em leveduras. Vulgarmente usadas na indústria e biotecnologia, as leveduras têm material genético semelhante ao dos animais e das plantas e não como o das bactérias.

“Essa estratégia vai ser mais facilmente adaptada a outros organismos para além da E. coli”, diz Isaacs. A sua equipa está agora a modificar uma bactéria dependente tanto de químicos sintéticos como de aminoácidos artificiais. “Acho que as melhores soluções para uma biocontenção robusta irão envolver abordagens múltiplas, todas lançadas ao mesmo tempo num único organismo”, diz ele.

Um organismo desses representará um verdadeiro desafio para os reguladores, diz Todd Kuiken, investigador sénior do Programa para a Ciência e Inovação Tecnológica do Centro Internacional Woodrow Wilson em Washington DC. “O que estamos agora a começar a falar é de um organismo que é realmente e completamente sintético, como é que o avaliamos, uma vez colocados no campo?"

 

 

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