A edição genética de embriões humanos se livra de uma mutação que causa insuficiência cardíaca

Pela primeira vez nos Estados Unidos, pesquisadores usaram a edição de genes para reparar uma mutação em embriões humanos.

A “tesoura molecular” conhecida como CRISPR/Cas9 corrigiu um gene defeituoso que pode levar à insuficiência cardíaca. O editor de genes corrigiu a mutação em cerca de 72% dos embriões testados, como informaram os pesquisadores na revista NatureEssa taxa de reparo é muito maior do que o esperado. O trabalho utilizando células da pele reprogramadas para imitar embriões sugeriu que a mutação seria reparada em menos de 30% das células.

Além disso, os pesquisadores descobriram um avanço técnico que pode limitar a produção de “retalhos” em embriões que não são totalmente editados. Isso é importante se a CRISPR/Cas9 for usada para prevenir doenças genéticas, diz o co-autor do estudo, Shoukhrat Mitalipov, biólogo reprodutivo e do desenvolvimento da Oregon Health & Science University, em Portland. Se mesmo uma célula em um embrião não for editada, “isso vai estragar todo o processo”, diz Mitalipov. Ele trabalhou com colegas nos EUA, Coreia e China para desenvolver os métodos de edição de embriões.

Pesquisadores de outros países criaram embriões humanos para aprender mais sobre as fases iniciais do desenvolvimento humano ou para responder a outras questões básicas de pesquisa. Mas Mitalipov e colegas conduziram explicitamente os experimentos para melhorar a segurança e a eficiência da edição de genes para eventuais ensaios clínicos, o que implicaria a implantação de embriões editados no útero das mulheres para estabelecer gravidez.

 

Tempo aproximado

Os pesquisadores aprenderam a evitar retalhos em embriões editando genes durante a fertilização ao invés de depois. Anteriormente, os cientistas fertilizavam óvulos e depois adicionavam o editor de genes CRISPR/Cas9 (linha superior). Às vezes, os óvulos já haviam copiado o DNA, e um gene mutante escapava à edição (superior e meio). Isso levou a um retalho, ou mosaico, um embrião com células editadas e não editadas (superior, direita). Injetar CRISPR/Cas9 juntamente com o espermatozoide (linha inferior) repara a mutação antes do DNA replicar, levando a um embrião com todas as células saudáveis. Fonte: H. Ma et al/Nature 2017.

 

Nos Estados Unidos, tais ensaios clínicos são efetivamente banidos por uma regra que impede a Food and Drug Administration de revisar os pedidos de qualquer procedimento que introduza mudanças hereditárias em embriões humanos. Tais manipulações com o DNA embrionário, chamado de edição de linha germinal, são controversas por temores de que a tecnologia seja usada para criar bebês projetados.

No estudo, o espermatozoide de um homem que carrega uma mutação no gene MYBPC3 foi injetado em óvulos de mulheres com cópias saudáveis ​​desse gene. Ter em seu DNA apenas uma cópia mutante desse gene causa um problema cardíaco hereditário chamado cardiomiopatia hipertrófica. Essa condição, que atinge uma a cada 500 pessoas em todo o mundo, pode causar insuficiência cardíaca repentina. As mutações no gene MYBPC3 são responsáveis ​​por cerca de 40% dos casos. Os médicos podem tratar os sintomas da condição, mas não há cura.

Junto com o espermatozoide do homem, os pesquisadores injetaram no óvulo a enzima de corte de DNA Cas9 e um pedaço de RNA para direcionar a enzima para cortar a cópia mutante do gene. Outro pedaço de DNA também foi injetado no óvulo. Esse pedaço de DNA deveria ser um modelo que o óvulo fertilizado poderia usar para reparar a violação feita por Cas9. Em vez disso, os embriões usaram a cópia saudável do gene da mãe para reparar o corte.

O DNA de auto-cura dos embriões veio como uma surpresa, porque a edição de genes em outros tipos de células geralmente requer um modelo externo, diz Mitalipov. A descoberta pode significar que será difícil para os pesquisadores corrigirem mutações em embriões se nenhum dos pais tiver uma cópia saudável do gene. Mas a descoberta pode ser uma boa notícia para aqueles preocupados com bebês projetados, porque os embriões podem rejeitar as tentativas de adicionar novos traços.

O momento em que é feita a adição da CRISPR/Cas9 é importante, relataram os pesquisadores. Em suas primeiras experiências, a equipe adicionou o editor de genes um dia depois de fertilizar os óvulos. De 54 embriões injetados, 13 eram retalhos, ou mosaicos, embriões com algumas células reparadas e algumas não reparadas. Tais embriões de retalhos provavelmente surgem quando o óvulo fertilizado copia seu DNA antes que os pesquisadores agreguem Cas9, diz Mitalipov.

Injetar Cas9 juntamente com o espermatozoide – antes de um óvulo ter a chance de replicar seu DNA – produziu apenas um embrião de retalhos. Esse embrião havia reparado a mutação em todas as suas células, mas algumas células utilizavam o DNA da mãe para reparar, enquanto outros usavam o modelo fornecido pelos pesquisadores.

Nenhum dos embriões testados mostrou sinais de que Cas9 estava cortando onde não deveria. O corte “fora do alvo” tem sido uma preocupação quanto a segurança do editor de genes, devido à possibilidade de criar novos erros no DNA.

O estudo faz progressos no sentido de usar a edição de genes para prevenir doenças genéticas, mas ainda há um longo caminho a percorrer antes que os testes clínicos possam começar, diz Janet Rossant, bióloga do desenvolvimento do Hospital for Sick Children e da Universidade de Toronto. “Precisamos ter certeza de que isso pode ser feito de forma reprodutível e eficaz”.

Matéria originalmente traduzida da revista Science News.

Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
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