Falha teste da técnica de edição genética que ganhou o Nobel

A técnica CRISPR/Cas9 funciona como uma espécie de "tesoura genética" - só que ela corta muito mais do que se esperava.
[Imagem: Columbia University Irving Medical Center]

Falha da CRISPR/Cas9

O sistema de edição genética CRISPR/Cas9 revolucionou a biologia molecular nos últimos anos e seus descobridores foram homenageados com o Prêmio Nobel de Química deste ano.

O sistema permite que os cientistas façam mudanças nos genomas de células, tecidos vivos e embriões.

Mas a ferramenta não é tão precisa como os cientistas acreditavam inicialmente.

Em um artigo publicado na revista Cell, uma equipe de especialistas descreve resultados inesperados e indesejáveis após a edição de genes em embriões humanos usando a técnica de edição genômica CRISPR/Cas9.

Esta que foi a análise mais detalhada até hoje do uso da CRISPR em embriões humanos, mostra que a aplicação da tecnologia de edição de genes para reparar um gene causador de cegueira no início do desenvolvimento de um embrião humano geralmente elimina um cromossomo inteiro ou uma grande parte dele.

"Nosso estudo mostra que a CRISPR/Cas9 ainda não está pronta para uso clínico para corrigir mutações nesta fase do desenvolvimento humano," resumiu o Dr. Dieter Egli, professor de biologia celular da Universidade de Colúmbia (EUA).

Embora os resultados obtidos agora sejam mais robustos e mais graves, já em 2018 cientistas britânicos alertaram que a técnica de edição genética CRISPR/Cas9 causa danos extensos ao DNA.

CRISPR em embriões humanos

O Dr. Egli e seus colegas testaram os efeitos da edição do genoma em embriões humanos em estágio inicial portadores de uma mutação em um gene chamado EYS (homólogo de olhos fechados), que causa cegueira hereditária.

"Sabemos de estudos anteriores em células humanas diferenciadas e em camundongos que uma quebra no DNA resulta principalmente em dois resultados: Reparo preciso ou pequenas mudanças locais. No gene EYS, essas mudanças podem produzir um gene funcional, embora não seja um reparo perfeito," explicou o pesquisador Michael Zuccaro.

Contudo, quando a equipe examinou os genomas inteiros dos embriões modificados pela técnica CRISPR, eles identificaram outro resultado.

"Aprendemos que, nas células embrionárias humanas, uma única quebra no DNA pode resultar em um terceiro resultado - a perda de um cromossomo inteiro ou, algumas vezes, de um grande segmento desse cromossomo, e essa perda do cromossomo é muito frequente," detalhou Zuccaro.

As falhas são graves demais para que se pense em usar a técnica de edição genética em embriões que deverão se desenvolver, diz a equipe.
[Imagem: Michael V. Zuccaro et al. - 10.1016/j.cell.2020.10.025]

Perda dos cromossomos

O primeiro uso da CRISPR em embriões humanos foi relatado em 2015. Então, em 2018, o pesquisador He Jiankui afirmou ter realizado o procedimento em um par de embriões gêmeos cuja gestação foi levada a termo, provocando uma tempestade de condenação de cientistas e autoridades de saúde em todo o mundo - Jiankui foi condenado e está preso.

Em 2017, médicos relataram o que parecia ser uma correção bem-sucedida de uma mutação causadora de doenças cardíacas em embriões humanos normais usando CRISPR.

Mas os dados mais abrangentes deste novo experimento oferecem uma interpretação diferente daqueles resultados: Em vez de ser corrigido, o cromossomo que carrega a mutação pode ter sido completamente perdido, por isso a falha aparentemente desapareceu.

"Notavelmente, cerca de metade das quebras permanecem sem reparo, resultando em um alelo paterno indetectável e, após a mitose, a perda de um ou ambos os braços cromossômicos. Correspondentemente, os resultados da clivagem fora do alvo Cas9 resultam em perdas cromossômicas e indels hemizigóticos devido à clivagem de ambos os alelos. Estes resultados demonstram a capacidade de manipular o conteúdo dos cromossomos e revelam desafios significativos para a correção de mutações em embriões humanos," escreveu a equipe.

"Se nossos resultados fossem conhecidos há dois anos, eu duvido que alguém tivesse prosseguido com uma tentativa de usar o CRISPR para editar um gene em um embrião humano na clínica," diz Egli, referindo-se ao experimento do Dr. He Jiankui. "Nossa esperança é que esses resultados que servem de alerta desencorajem a aplicação clínica prematura desta importante tecnologia, mas também possam orientar a pesquisa responsável para atingir seu futuro uso seguro e eficaz."