Pela primeira vez, os cientistas editaram um gene em óvulos humanos fertilizados, críticos para o desenvolvimento inicial. Os experimentos ajudaram os pesquisadores a aprender sobre a biologia humana fundamental de uma forma que não conseguiram por meio da pesquisa com camundongos.
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Pesquisadores liderados por Kathy Niakan, bióloga do Instituto Francis Crick em Londres, desativaram um gene que codifica uma proteína chamada OCT4, conhecida por ser ativa em células-tronco que podem se desenvolver em todos os tipos celulares encontrados no corpo, relata Gretchen. Vogel for Science . Desligar o gene garantiu que as células de óvulos humanos fertilizados não conseguissem formar células da placenta, células do saco vitelino ou mesmo células que normalmente se tornariam um feto.
Desativar o mesmo gene em embriões de camundongo dá resultados diferentes: esses embriões se tornaram bolas de células em sua maioria placentárias. As descobertas sugerem que o gene controla o destino de várias linhagens celulares e desempenha um papel ligeiramente diferente em humanos do que em camundongos.
"Isso está abrindo a possibilidade de usar uma ferramenta genética realmente poderosa e precisa para entender a função genética", disse Niakan a Rob Stein, da NPR . "Nós nunca teríamos obtido essa percepção se não tivéssemos realmente estudado a função desse gene em embriões humanos."
Os pesquisadores relataram seus resultados ontem na Nature.
Mesmo com esse insight, o trabalho é mais uma prova de princípio - uma demonstração do poder e utilidade da técnica de edição do genoma CRISPER-Cas9, relata Vogel. A tecnologia é como uma tesoura molecular que permite aos pesquisadores cortar mandris específicos de DNA do genoma e até mesmo substituir o código por suas próprias instruções.
Os cientistas já utilizaram a ferramenta para fazer uma série de avanços e descobertas importantes, como a engenharia de animais de laboratório personalizados e o teste de potenciais tratamentos contra o câncer. Os últimos anos também viram várias incursões no território da edição do genoma humano. Em agosto, cientistas norte-americanos usaram CRISPR para corrigir uma mutação que causa uma doença cardíaca letal. (Outros cientistas questionaram essas alegações recentes, relata Ewen Callaway for Nature .)
No entanto, para cada passo dado nesta estrada, editoriais e artigos de opinião pedem cautela.
"As preocupações são de que estaríamos abrindo a porta para clínicas de fertilidade disputando a edição genética para tornar as futuras crianças mais altas ou mais fortes ou o que queriam comercializar", disse Marcy Darnovsky, chefe de um grupo de vigilância genética chamado Centro de Genética e Sociedade, diz NPR . "Isso poderia nos colocar em uma situação em que algumas crianças seriam biologicamente superiores às outras crianças".
O trabalho de Niakan e seus colegas, no entanto, está muito longe dessa situação. Os pesquisadores tiveram que se inscrever na Autoridade de Fertilização Humana e Embriologia, uma instituição estabelecida no Reino Unido que revisa rigorosamente as pesquisas propostas para edição de embriões, relatórios da Vogel para a Science .
"Dia 5 embrião" (à esquerda) mostra o embrião no quinto dia de desenvolvimento e "Dia 5 editado embrião" mostra um embrião editado sem OCT4. Não forma um blastocisto adequado, mostrando que o OCT4 é necessário para o desenvolvimento do blastocisto (Dr. Kathy Niakan / Nature) Em estudos genéticos clássicos, pesquisadores rotineiramente desativam genes para descobrir como eles funcionam, relata Ricki Lewis para o Projeto de Alfabetização Genética . Mas o CRISPR permite que eles façam o mesmo com maior precisão e exatidão.
A nova pesquisa usou células fertilizadas doadas após pessoas terem sido submetidas a tratamentos de fertilização in vitro . "Quando se trata de iluminar o desenvolvimento humano inicial, não há nada que se adapte ao uso do real: células e tecidos humanos", escreve Lewis.
Os pesquisadores desativaram o gene que codifica o OCT4 muito cedo no desenvolvimento. Em mais de 80% dos 41 óvulos fertilizados testados, as células em crescimento e em divisão não formaram uma esfera oca de cerca de 200 células, chamada blastocisto. Muitos esforços de fertilização in vitro também falham nesta fase, por isso é um momento crítico para os pesquisadores entenderem.
"Compreendendo os genes-chave que estão envolvidos no desenvolvimento do blastocisto, isso pode realmente informar nossa compreensão dessa importante e crítica janela do desenvolvimento humano", disse Niakan à NPR .
Em um editorial, a própria Nature elogiou a pesquisa como um exemplo de como a pesquisa de edição do genoma humano deveria ser feita:
Os requisitos específicos dos estudos serão diferentes, mas uma estrutura sólida para avaliá-los o mais cedo possível parece ser a melhor maneira de garantir que atendam aos mais altos padrões. Reguladores, financiadores, cientistas e editores precisam continuar trabalhando juntos para definir os detalhes do caminho a seguir para a edição do genoma da linhagem germinativa, de modo que os valiosos recursos e ferramentas agora à nossa disposição sejam usados com bom senso.
Experimentos futuros poderiam usar o CRISPR para investigar o papel de outros genes. E os especialistas assistirão de perto para monitorar a ética desse trabalho.
