2015-04-24

Subject: Cientistas chineses modificam geneticamente embriões humanos

Cientistas chineses modificam geneticamente embriões humanos

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@ Nature/Dr. Yorgos Nikas/SPL

Numa estreia mundial, cientistas chineses relataram ter editado o genoma de embriões humanos. Os resultados foram publicados online na revista Protein & Cell e confirmam os rumores generalizados de que este tipo de experiências tinha sido realizado, rumores que desencadearam um forte debate sobre as implicações éticas de tal trabalho.

No artigo, investigadores liderados por Junjiu Huang, investigador da função dos genes na Universidade Sun Yat-sen em Guangzhou, tentaram afastar essas preocupações usando embriões não viáveis, que não podem produzir nascimentos vivos, obtidos em clínicas de fertilidade locais. 

A equipa tentou modificar o gene responsável pela β-talassémia, uma doença do sangue potencialmente fatal, usando a técnica de edição genética conhecida por CRISPR/Cas9. Os investigadores dizem que os seus resultados revelam obstáculos sérios à utilização do método em aplicações médicas.

"Acredito que este é o primeiro relato de CRISPR/Cas9 aplicada a embriões humanos pré-implantação e como tal o estudo é um marco, bem como um alerta", diz George Daley, biólogo de células estaminais na Faculdade de Medicina de Harvard em Boston, Massachusetts. "O seu estudo deve ser tido como um sério aviso a qualquer 'rato de laboratório' que pense que a tecnologia está pronta para ser testada na erradicação de genes causadores de doenças."

Alguns dizem que a edição de genes em embriões pode ter um futuro brilhante porque pode erradicar doenças genéticas devastadoras antes de um bebé nascer. Outros dizem que este tipo de trabalho cruza uma linha ética: investigadores alertaram na Nature em Março que modificações genéticas em embriões, conhecidas por modificações na linha germinal, são hereditárias e podem ter efeitos imprevisíveis nas gerações futuras. Os investigadores também expressaram preocupações de que qualquer pesquisa sobre edição genética em embriões humanos pode representar um plano escorregadio em direcção a utilizações inseguras ou pouco éticas da técnica.

O artigo da equipa de Huang parece determinado a reacender o debate sobre a edição de embriões humanos e há relatos de que outros grupos na China também estão a experimentar em embriões humanos.

A técnica usada pela equipa de Huang envolve injectar embriões com o complexo enzimático CRISPR/Cas9, que se liga e corta o DNA em localizações específicas. O complexo pode ser programado para ter como alvo um gene problemático, que será assim substituído ou reparado por outra molécula introduzida ao mesmo tempo. O sistema está bem estudado em células humanas adultas e em embriões de animais mas não havia trabalhos publicados da sua utilização em embriões humanos.

Huang decidiram ver se o procedimento podia substituir um gene num embrião humano com uma única célula. Em princípio todas as células produzidas no seu desenvolvimento teriam então o gene reparado. Os embriões que obtiveram das clínicas de fertilidade tinham sido criados para utilização na fertilização in vitro mas tinham um conjunto extra de cromossomas, por terem sido fertilizado por dois espermatozóides. Isto impede os embriões de produzirem nados-vivos, apesar de passarem pelas primeiras fases do desenvolvimento.

O grupo de Huang estudou a capacidade do sistema CRISPR/Cas9 para editar o gene HBB, que codifica o proteína humana β-globina. Mutações neste gene provocam a β-talassémia.

A equipa injectou 86 embriões e esperou 48 horas, tempo suficiente para o sistema CRISPR/Cas9 agir e para os embriões crescerem para oito células. Dos 71 embriões que sobreviveram, 54 foram geneticamente testados, o que revelou que apenas 28 tinham sido modificados com sucesso e que apenas uma fracção desses continham o material genético de substituição. “Se o queremos fazer em embriões normais é necessário que esse valor ande perto dos 100%”, diz Huang. “É por isso que parámos, achamos que está tudo muito imaturo.”

A sua equipa também descobriu um surpreendente número de mutações fora do alvo que se assume terem sido introduzidas pelo complexo CRISPR/Cas9 a agir noutras partes do genoma. 

Este efeito é uma das principais preocupações de segurança que rodeiam a edição genética da linha germinal pois estas mutações não previstas podem ser danosas. As taxas destas mutações eram muito mais elevadas do que as observadas em estudos de edição genética em embriões de rato ou células humanas adultas. 

Huang salienta que a sua equipa provavelmente apenas detectou um subconjunto das mutações não previstas pois o estudo apenas analisou parte do genoma, o exoma. 

Ele acrescenta que os críticos do trabalho salientaram que a baixa eficiência e o elevado número de mutações fora do alvo podem ser específicas dos embriões anormais usados no estudo. Huang reconhece a crítica mas mas como não há exemplos de edição genética em embriões normais ele diz que não há maneira de saber se a técnica funciona de forma diferente neles.

Ainda assim, ele mantém que os embriões são um modelo mais significativo do que modelos animais ou células humanas adultas. “Quisémos mostrar os nossos dados ao mundo para que as pessoas soubessem o que realmente aconteceu com este modelo, em vez de apenas falarem do que poderia acontecer sem dados.”

Mas Edward Lanphier, um dos cientistas que soou o alarme na Nature, diz: "Sublinha o que dissemos: precisamos de pausar esta investigação e garantir que temos uma discussão abrangente sobre a direcção que estamos a seguir." 

Huang tenciona agora perceber de que forma pode reduzir o número de mutações que não são o alvo usando células adultas humanas ou modelos animais. Ele está a considerar estratégias diferentes, desde ajustar enzimas para as guiar mais rigorosamente, introduzir as enzimas num formato diferente que possa ajudar a regular o seu tempo de vida e assim permitir-lhes desligar-se antes de as mutações se acumularem, ou variando as concentrações das enzimas introduzidas e reparar moléculas. Ele diz que a utilização de outras técnicas de edição genética também poderá ajudar, como a TALEN.

O debate sobre a edição de embriões humanos certamente deverá continuar pois a CRISPR/Cas9 é conhecida pela facilidade de utilização e Lanphier teme que mais investigadores comecem a trabalhar na melhoria do artigo de Huang. “O acesso fácil e a simplicidade de criação da CRISPR fornece oportunidades para cientistas de qualquer parte do mundo fazerem qualquer tipo de experiências.”

 

 

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