Até 1982, qualquer um que usasse insulina para controlar o diabetes tirava do que considerávamos agora uma fonte incomum: o pâncreas de vacas e porcos, colhido de matadouros e embarcado em massa para fábricas de processamento farmacêutico. Mas houve problemas em obter toda a nossa insulina dessa maneira - as flutuações no mercado de carne afetaram o preço da droga e o aumento projetado no número de diabéticos fez com que os cientistas ficassem preocupados com o fato de que deficiências no fornecimento de insulina pudessem ocorrer nas próximas décadas.
Tudo isso mudou com a introdução da Humulin, a primeira insulina humana sintética. Mas a droga também foi um marco por outro motivo: foi o primeiro produto comercial a sair da engenharia genética, sintetizado por bactérias que haviam sido alteradas para incluir o gene para produzir insulina humana.
No ano passado, o American History Museum adquiriu alguns itens-chave usados para criar a Humulin da Genentech, empresa de San Francisco responsável pelo seu desenvolvimento, e os colocou em exibição na semana passada em uma exposição intitulada "The Birth of Biotech". Olhe para o alvorecer da era da engenharia genética.
Equipamento de eletroforese usado no início da pesquisa genética no Genentech (Museu Nacional de História Americana) O trabalho da Genentech começou com uma descoberta feita na década de 1970 por um par de cientistas da Bay Area, Herbert Boyer da UC San Francisco e Stanley Cohen de Stanford: Genes de organismos multicelulares, incluindo humanos, podem ser implantados em bactérias e ainda funcionam normalmente. Logo depois, eles se uniram ao capitalista de risco Robert Swanson para formar a empresa, com a esperança de usar a engenharia genética para criar um produto comercialmente viável.
Logo no início, eles decidiram que a insulina era uma escolha lógica. “Foi conveniente. Era uma proteína fácil de manusear, e obviamente era algo que muita gente precisava ”, diz Diane Wendt, curadora do Smithsonian que trabalhou na exposição.
Uma de suas primeiras realizações foi a construção sintética do gene da insulina humana no laboratório, um único par de bases genéticas de cada vez. A fim de verificar a precisão de sua sequência, eles usaram uma técnica chamada eletroforese em gel, na qual a eletricidade força o DNA através de um gel. Como pedaços maiores de DNA migram mais lentamente do que pedaços menores, o processo efetivamente filtra o material genético por tamanho, permitindo que os pesquisadores selecionem as peças que desejam, um dos principais passos nos primeiros métodos de seqüenciamento genético.
A eletroforese ainda é amplamente usada, mas o equipamento doado pela Genentech é decididamente mais improvisado do que as configurações padrão vistas nos laboratórios hoje. "Você pode ver que é feito à mão", diz Mallory Warner, que também trabalhou na exibição. "Eles usavam placas de vidro e grampos de fichário, porque estavam trabalhando muito rápido o tempo todo e queriam algo que pudessem separar e limpar facilmente".
Um microforge usado para fabricar pequenos instrumentos personalizados de vidro, feitos por volta de 1970 (National Museum of American History) Para manipular o DNA e outras moléculas microscópicas, os pesquisadores usaram uma variedade de minúsculos instrumentos de vidro. Eles mesmos fizeram muitas dessas ferramentas com um dispositivo chamado microfurt - em essência, uma loja de ferramentas em miniatura extrema, equipada com seu próprio microscópio para que os fabricantes pudessem ver o que estavam fazendo.
Um recipiente para Eco R1, uma enzima usada em pesquisa genética na Genentech logo após o desenvolvimento do Humulin (Museu Nacional de História Americana) Depois de sintetizar um gene para a insulina, os cientistas precisavam assimilá-lo no DNA de uma bactéria para que o organismo produzisse insulina por conta própria. Eles usaram uma variedade de enzimas para fazer isso, incluindo Eco R1, uma substância química que corta o DNA em um local preciso, com base nos pares de bases circundantes. Os pesquisadores extraíram pequenas moléculas de DNA chamadas plasmídeos da bactéria, separaram-nas com essas enzimas e usaram outras enzimas para costurar o gene da insulina sintética no lugar. O novo plasmídeo híbrido poderia então ser inserido em bactérias vivas.
Um tanque de fermentação usado para cultivar bactérias geneticamente modificadas (National Museum of American History) Depois que os cientistas da Genentech criaram com sucesso bactérias com cópias do gene da insulina, eles confirmaram que os micróbios poderiam produzir insulina humana em quantidades suficientes em um tanque de fermentação como este. Em seguida, as bactérias geneticamente modificadas foram repassadas aos pesquisadores da Eli Lilly, que começaram a produzi-las em quantidades comerciais para venda. Voila: insulina humana sintética.
Um protótipo de arma de gene, desenvolvido por John Sanford, Ed Wolf e Nelson Allen na Universidade de Cornell (Cornell University) É claro que o estado da biotecnologia continuou a evoluir nos anos após o lançamento da Humulin, e o museu também coletou itens notáveis da época. Um deles é um protótipo de uma arma de genes, desenvolvido por cientistas da Universidade de Cornell em meados dos anos 80.
O dispositivo torna mais fácil para os cientistas introduzirem genes estranhos nas células vegetais, revestindo minúsculas partículas de metal no DNA e disparando-as nas células das plantas, forçando uma pequena porcentagem dos materiais genéticos a penetrar nos núcleos das células e entrar em seus genomas. O protótipo original da pistola de genes usava uma pistola de ar modificada como um mecanismo de disparo, e a técnica se mostrou bem-sucedida quando modificou as células de cebola, escolhidas por seu tamanho relativamente grande.
A primeira máquina termocicladora, construída por cientistas da Cetus Corporation (Cetus Corporation) Outra inovação subsequente inaugurou a era da biotecnologia: reação em cadeia pela polimerase, ou PCR, uma reação química desenvolvida em 1983 pela bioquímica Kary Mullis, que permitiu aos cientistas multiplicar automaticamente uma amostra de DNA em quantidades maiores com um trabalho manual significativamente menor. O primeiro protótipo da máquina de PCR, ou termociclador, foi baseado no conhecimento dos pesquisadores de como enzimas como a DNA polimerase (que sintetiza DNA de blocos de construção menores) funcionavam em várias temperaturas. Contava com ciclos de aquecimento e resfriamento para gerar rapidamente grandes quantidades de DNA a partir de uma pequena amostra.
"O Nascimento da Biotecnologia" está em exibição no piso térreo do Museu de História Americana até abril de 2014.
