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https://youtu.be/EGgOpyKm6oQ

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Como o CRISPR Funciona? (Edição Genética Explicada)

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Em 2012, Charpentier e Jennifer Doudna, publicou o artigo que mudou a forma como entendemos e mexemos com o genoma, mencionando pela primeira vez o sistema conhecido como CRISPR-Cas9. Elas foram as primeiras cientistas a identificar que um mecanismo simples de defesa encontrado em bactérias poderia ser um importante recurso na edição do genoma de diferentes espécies.

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https://www.bbc.com/portuguese/geral-50133350

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James Gallagher

Repórter de saúde e ciência

Crédito, Getty Images

Legenda da foto,

A tecnologia foi desenvolvido pela equipe do Instituto Broad, ligado à Universidade de Harvard e ao MIT

Uma nova forma de editar o código genético humano pode corrigir até 89% de erros no DNA que causam doenças, dizem cientistas americanos.

A tecnologia, conhecida como "prime editing" ("edição de qualidade", em tradução livre), foi descrita como uma espécie de "editor de texto genético" capaz de reescrever o DNA com precisão.

Em teste de laboratórios, a nova tecnologia foi usada para corrigir mutações que causam doenças. Uma das mutações que a técnica conseguiu corrigir foi a da anemia falciforme.

O método foi desenvolvido pela equipe do Instituto Broad, ligado à universidade de Harvard e ao MIT (Massachusetts Institute of Technology) nos Estados Unidos. A equipe de cientistas afirma que a tecnologia é "muito versátil e precisa", mas destaca que a pesquisa está apenas começando.

Já podemos editar DNA?

O DNA é o "manual de instruções" para a construção e o desenvolvimento de cada corpo humano. Ele está presente em quase todas as nossas células.

A capacidade de alterar o DNA através da edição de genes promete revolucionar a medicina - mas traz também novos questionamentos morais e éticos, como a polêmica criação de bebês geneticamente modificados para terem proteção contra o HIV.

O "prime editing" é o mais novo avanço no campo da engenharia genética, que está se desenvolvendo em ritmo acelerado.

Uma das técnicas mais revolucionárias nesse campo - e que chamou grande atenção - foi a Crispr-Cas9, desenvolvida há sete anos.

Ela escaneia o DNA em busca do lugar certo para cortá-lo e permitir sua edição, ou seja, que um gene seja deletado ou inserido. O problema é que as edições nem sempre são perfeitas e os cortes no DNA podem ser feitos no lugar errado.

Isso limita o uso dessa tecnologia na medicina.

O avanço trazido pelo "prime editing" é justamente a precisão.

Como o 'prime editing' funciona?

Uma pesquisa publicada nesta semana na revista científica Nature mostra como os cientistas usaram o método para inserir ou deletar seções de DNA. O "prime editing" também é capaz de corrigir seções menores, como uma única "letra" das três bilhões que formam o código genético humano.

"Você pode imaginar os 'prime editors' como processadores de palavras, capazes de procurar por um alvo entre as sequências de DNA e substituí-lo com precisão", afirma o bioquímico David Liu, um dos pesquisadores.

"Os 'prime editors' oferecem mais flexibilidade para encontrar um alvo e maior precisão na edição."

O método pode ser ilustrado comparando-o com a edição de texto no computador: é algo como pressionar Ctrl-F para encontrar uma parte do texto que você quer mudar e depois pressionar Crtl-V para colar o texto novo que você quer inserir.

A tecnologia usa uma sequência de código genético feita em laboratório. Essa sequência tem duas funções: uma, é encontrar a parte do DNA que você quer editar, e a outra, é introduzir as mudanças que você quer fazer.

Essa sequência é combinada com uma enzima chamada transcriptase reversam, que "copia" as edições para o DNA.

Como o método pode curar doenças?

O DNA tem quatro componentes básicos, as bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e tiamina. Elas são conhecidas por suas letras A, C, G e T.

Três bilhões dessas letras formam o nosso DNA, ou seja, o "manual completo" para desenvolvimento e funcionamento do corpo. Mas erros minúsculos causam doenças e transtornos.

A forma mais comum de anemia falciforme (doença hereditária causada pela alteração anatômica dos glóbulos vermelhos), por exemplo, é causada por uma mutação que torna um A específico em um T.

Crédito, Getty Images

Legenda da foto,

Nosso código genético é representado pelas letras A, C, G e T

A doença de Tay-Sachs, que afeta os nervos e é fatal, com frequência é causada por uma mutação que adiciona quatro letras extras de código no DNA.

O "prime editing" foi usado com sucesso para corrigir esses dois erros genéticos em experimentos feitos em células humanas no laboratório.

Existem cerca de 75 mil mutações que causam doenças nos seres humanos. David Liu estima que o "prime editing" tem o potencial para corrigir 89% delas.

Os outros 11% incluem situações em que a pessoa tem cópias demasiadas de um gene (uma seção de DNA responsável por uma instrução específica) ou quando um gene inteiro está faltando.

"O 'prime editing' é o começo, em vez do fim da longa aspiração das ciências que lidam com vida molecular por serem capazes de fazer qualquer mudança no DNA em qualquer posição em uma célula viva ou um organismo, incluindo, em potencial, pacientes humanos com doenças genéticas", diz Liu.

Quanto tempo até a tecnologia estar disponível?

O grande desafio agora é conseguir viabilizar que o maquinário molecular capaz de fazer essas edições possa acessar corretamente as partes certas do corpo humano de forma segura.

É provável que as primeiras aplicações sejam feitas em doenças em que seja possível retirar células do corpo, editá-las, garantir que elas são seguras, e colocá-las de volta.

Isso é aplicável no tratamento de doenças do sangue, como anemia falciforme e as talassemias, em que a medula óssea pode ser removida e colocada de volta.

"Nós somos capazes de 'corrigir' mutações humanas associadas com doenças, mas a habilidade de fazer isso no tipo certo de célula e de uma forma que seja aplicável em um tratamento clínico vai demorar algum tempo", diz a bióloga molecular Hilary Sheppard, da Universidade de Auckland.

Qual foi a repercussão dessa pesquisa?

O professor Robin Lovell-Badge, do instituto Francis Crick, em Londres, elogiou o estudo.

"Como a vasta maioria das doenças genéticas humanas são resultado de tipos de mutação que podem ser corrigidos pelo 'prime editing', o método deve ser útil em terapias para esses tipos de doenças."

"Claro que será necessário muito mais trabalho para otimizar o método e encontrar formas de entregar os componentes eficientemente antes de que eles possam ser usados para tratar pacientes. Mas com certeza tem muito potencial."

A geneticista Helen O'Neill, da University College London, diz que os resultados são impressionantes.

"A pesquisa foi feita in vitro em células humanas com exemplos de 175 edições, incluindo algumas das doenças mais difíceis de tratar."

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Nova técnica de edição de DNA poderá curar até '89% das doenças genéticas' no futuro - BBC News Brasil

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James Gallagher Repórter de saúde e ciência Uma nova forma de editar o código genético humano pode corrigir até 89% de erros no DNA que causam doenças, dizem cientistas americanos. A tecnologia, conhecida como "prime editing" ("edição de qualidade", em tradução livre), foi descrita como uma espécie de "editor de texto genético" capaz de reescrever o DNA com precisão.

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Os cromossomos são encontrados dentro do núcleo das células, e são formados por fitas de DNA. Através de técnicas de edição genômica como o CRISPR, o material genético é identificado e recortado pelo sistema composto pelo RNA e a proteína Cas9. Quando a sequência alvo é identificada, a proteína recorta o trecho e torna capaz alterar ou deletar o pedaço do DNA.

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-Agora é possível editar genes.

-Crispr/car pode atacar trechos de DNA que não te nada haver com a situação.

-Eles conseguiram corrigir um gene responsável pela cegueira em ratos com sucesso, mas com a correção vieram mais de 1,5 mil mutações acidentais em nucleotídeos únicos.

-Os pesquisadores garantem que esses problemas são naturais no desenvolvimento de uma nova técnica terapêutica – principalmente uma tão avançada do ponto de vista tecnológico –, e que o resultado do estudo é positivo pois permitirá aperfeiçoá-la e torná-la o mais segura.

-Que basicamente se refere a repetições na cadeia do DNA que podem ser programadas para direcionar trechos específicos do código genético e editar o DNA de forma precisa. A ideia é que o sistema permita a pesquisadores modificarem genes e ativá-los para entender seu funcionamento.

-Documento mostra que, ao quebrar sequências de DNA usando o sistema, há perda considerável de material genético.

-Ainda de acordo com a pesquisa, estudos com gRNA mostraram algumas perdas além de criação de genótipos complexos resultados de inversões de sequências de RNA, introdução de DNA e perdas acima do esperado.

-Em um dos projetos, o vírus é modificado para produzir sequências de RNAs e a enzima bacteriana Cas9. Dessa forma, durante a infecção bacteriana pelo vírus, a enzima Cas9 (presente no genoma viral) é transcrita e corta o DNA bacteriano em uma região pré-definida, levando à sua autodestruição.

-É possível limitar a propagação de mosquitos transmissores de doenças endêmicas como a dengue e a malária.

-O objetivo deste trabalho é utilizar esses microrganismos para a produção de novos tipos de proteínas que podem ser transformadas em drogas e utilizadas para o tratamento de uma série de doenças.

-Com a ajuda da técnica CRISPR, foi possível  transformar as células em um “gravador molecular” para incorporar sequências de informações no genoma de E. coli.

-Pela primeira vez, a edição de genes foi utilizada para remoção do HIV de organismos vivos.

-Pesquisadores criaram um gene que ataca as células de câncer, encolhendo tumores.

-Capazes de desacelerar o crescimento de células cancerígenas com a ajuda da edição de genes.

-A doença de Huntington é uma condição fatal e hereditária na qual células do cérebro morrem devido a uma proteína tóxica liberada por uma versão mutante do gene Huntingtin (mHTT). É justamente nesse gene que a CRISPR atua, criando a possibilidade de uma potencial cura.

-Cientistas utilizaram uma combinação de ferramentas de edição de genes para engenheirar algas que produzem duas vezes mais material de biocombustível que os tipos selvagens.

-Um estudo que utilizou a CRISPR para a edição de genes humanos embrionários. Os cientistas “corrigiram” o DNA embrionário para remover o gene MYBPC3 – conhecido por causar cardiomiopatia hipertrófica, uma doença cardíaca que afeta 1 a cada 500 pessoas.

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É necessário ter ética para realizar o procedimento de modo seguro. A segurança demorará um tempo para que ocorra, uma vez que, precisa realizar estudos e pesquisas.
Por mais que a edição possa nos livrar ou curar de doenças graves, assim gerando a sensação de otimismo e esperança, poderá causar sérios problemas, caso, não seja feito corretamente.
Toda via, não se trata de exagero, apreensão, cautela amplificada ou até mesmo obsessão, se trata de ética.
Portanto, deverá ser feito estudos no qual, serão considerados verídicos, quando passarem pela análise de cientistas especializados,  sendo que , eles já obtem conhecimento prévio na área.

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O Crispr/Cas9 é uma espécie de "tesoura genética", que permite à ciência mudar parte do código genético de uma célula. Com essa "tesoura", é possível, por exemplo, "cortar" uma parte específica do DNA, fazendo com que a célula produza ou não determinadas proteínas.