A dependência de qualquer droga - seja álcool, tabaco, opiáceos ou drogas ilícitas, como a cocaína - é uma doença crônica que causa um comportamento compulsivo de busca de drogas que os indivíduos acham difícil ou impossível de controlar mesmo quando estão cientes das consequências prejudiciais .
O uso a longo prazo altera a estrutura das regiões cerebrais ligadas ao julgamento, estresse, tomada de decisão e comportamento, tornando cada vez mais difícil ignorar os desejos por drogas.
Eu sou um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Ming Xu da Universidade de Chicago, onde estudamos dependência, com o objetivo de encontrar uma cura eficaz. Em um artigo na Nature Biomedical Engineering, descrevemos uma nova abordagem, que desenvolvemos e testamos, que bloqueia a busca de cocaína em camundongos e, na verdade, protege-os de altas doses que de outra forma seriam mortais.
Como a terapia genética pode parar o vício?
Presente no fígado e no sangue humanos, é uma enzima natural chamada butirilcolinesterase, que abreviamos como BChE. Um dos trabalhos dessa enzima é decompor ou metabolizar a cocaína em componentes inativos e inofensivos. De fato, existe até mesmo um BChE humano mutante (hBChE), que foi geneticamente modificado para acelerar grandemente o metabolismo da cocaína. Espera-se que esta enzima super mutante se torne uma terapia para o tratamento da dependência de cocaína. No entanto, entregar a enzima ativa aos viciados por injeção e manter essa enzima funcionando em animais vivos é um desafio.
Então, em vez de dar a enzima aos animais, decidimos projetar células-tronco da pele que carregavam o gene da enzima BChE. Desta forma, as células da pele seriam capazes de fabricar a enzima e fornecer o animal.
Em nosso estudo, usamos pela primeira vez a técnica de edição de genes CRISPR para editar as células-tronco da pele de camundongos e incorporar o gene hBChE. Essas células da pele produziam níveis consistentes e altos da proteína hBChE, que eles secretavam. Então nós cultivamos essas células-tronco projetadas no laboratório e criamos uma camada plana de tecido semelhante à pele que levou alguns dias para crescer.
Uma vez que a pele cultivada em laboratório estava completa, nós a transplantamos para animais hospedeiros onde as células liberaram quantidades significativas de hBChE no sangue por mais de 10 semanas.
Com o enxerto de pele geneticamente modificado liberando hBChE na corrente sangüínea dos camundongos hospedeiros, supusemos que se o camundongo consumisse cocaína, a enzima cortaria rapidamente a droga antes que pudesse desencadear a resposta viciante do prazer no cérebro.
'Imunizando' contra a cocaína
A cocaína age elevando os níveis de dopamina no cérebro, o que resulta em sentimentos de recompensa e euforia, que desencadeiam o desejo por mais drogas.
Os animais que receberam o enxerto de pele artificial foram capazes de limpar quantidades injetadas de cocaína mais rapidamente do que os animais de controle. Seus cérebros também tinham níveis mais baixos de dopamina.
Além disso, os enxertos de pele de células produtoras de hBChE podem efetivamente diminuir a taxa de overdoses letais de 50% para zero quando os animais foram injetados com uma dose alta e potencialmente letal de cocaína. Quando os animais receberam uma dose letal, todos os animais de controlo morreram enquanto nenhum dos animais que recebeu a pele modificada pereceu. Era como se a enzima produzida pelo enxerto de pele tivesse imunizado os ratos contra uma overdose de cocaína.
Em seguida, avaliamos se as células produtoras de hBChE podem proteger contra o desenvolvimento de procura de cocaína. Usamos camundongos treinados para revelar sua preferência pela cocaína, passando mais tempo em um ambiente rico em cocaína. Sob a mesma dosagem e procedimentos de treinamento, os animais normais adquiriram preferência pela cocaína, enquanto os animais hospedeiros com o enxerto de pele não mostraram tal preferência, indicando que o enxerto de pele das células hBChE bloqueia eficientemente o efeito de recompensa induzido pela cocaína. De forma semelhante, o hBChE derivado da pele interrompe de forma eficiente e específica a recorrência de busca por cocaína após 25 dias de abstinência.
Para testar se esta abordagem de terapia gênica funcionará em humanos, nós desenvolvemos um tecido semelhante à pele humana a partir de células-tronco primárias da pele que foram geneticamente editadas por CRISPR para permitir a produção de hBChE.
Nós fomos encorajados a ver que as células epidérmicas humanas produzidas produziam grandes quantidades de hBChE em células cultivadas em laboratório e em camundongos. Isso sugere que o conceito de terapia genética da pele pode ser eficaz no tratamento de abuso e overdose de cocaína em humanos no futuro.
Adaptar essa abordagem para os seres humanos pode ser uma maneira promissora de bloquear o vício. Mas primeiro precisamos ter evidências suficientes de que funciona bem com poucos efeitos colaterais. Da mesma forma, a engenharia de células da pele com as enzimas que degradam o álcool e nicotina pode ser uma estratégia eficaz para conter o vício e abuso dessas duas drogas também.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Qingyao Kong, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Anestesia e Cuidados Críticos da Universidade de Chicago
