A tecnologia japonesa de edição do genoma alcançará os EUA e a China?

Uma equipe de pesquisa japonesa encontrou uma maneira de melhorar a edição do genoma, mas regulamentos complexos impedem que a tecnologia japonesa chegue ao estágio clínico.

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A tecnologia de edição do genoma pode modificar o genoma de um organismo, e sua aplicação na terapia genética é altamente esperada. Os ensaios clínicos estão ganhando força, principalmente nos Estados Unidos e na China, mas o Japão está ficando para trás. Alguns pesquisadores, como os da Universidade de Kyushu, começaram a abordar os problemas da ferramenta de edição CRISPR-Cas9. Embora essas tecnologias japonesas tenham melhorado significativamente a precisão da modificação genética, algumas questões ainda precisam ser abordadas.

O genoma é composto por uma longa cadeia de quatro tipos de bases conhecidas como adenina, timina, citosina e guanina. A sequência dessas bases é chamada de ácido desoxirribonucléico (DNA), que representa uma “frase” da informação genética.

Na modificação genética, é deixado ao acaso onde o gene será inserido no DNA. Mas com a edição do genoma, que muda a ordem das bases, pode-se escolher o local da mudança genética. Essa é a maior diferença entre os dois.

A precisão da edição do genoma era baixa até que Jennifer Doudna, dos Estados Unidos, e Emmanuelle Charpentier, da França, inventaram o CRISPR-Cas9 em 2012. Ele consiste em uma substância guia que localiza a sequência de bases alvo no DNA e a enzima Cas9, que atua como uma tesoura para cortar o DNA.

O CRISPR-Cas9 impulsionou a edição do genoma de uma forma que nenhuma outra tecnologia conseguiu. Em comparação com a tecnologia anterior, definir o alvo usando a substância guia é muito mais fácil. Cas9 também é fácil de usar e tem uma forte capacidade de corte.

Tanto Doudna quanto Charpentier receberam o Prêmio Nobel de Química de 2020 por fazer avanços significativos na pesquisa de ciências da vida. As expectativas estão crescendo para aplicações na área médica, como terapia genética para corrigir mutações genéticas causadoras de doenças. O uso de alimentos editados pelo genoma com componentes nutricionais aprimorados também está avançando no Japão e no exterior.

No entanto, um grande problema com o CRISPR-Cas9 é um fenômeno conhecido como "efeito fora do alvo", no qual a enzima Cas9 corta além da área alvo.

Isso não é um problema quando se pode selecionar os resultados nos quais o alvo foi modificado com sucesso e a modificação é considerada segura, como no caso de alimentos editados pelo genoma. No entanto, quando é impossível selecionar após o fato, como na terapia genética, a edição genética pode causar efeitos colaterais importantes, como características genéticas inesperadas.

A terapia genética usando CRISPR-Cas9 está sendo testada em ensaios clínicos em todo o mundo. No entanto, tem havido preocupações sobre os riscos de transformação de células cancerígenas como resultado do corte fora do alvo. Além disso, as células podem morrer como resultado da destruição da informação genética necessária para a sobrevivência. Portanto, resolver o problema fora do alvo tornou-se uma tarefa urgente, e pesquisas estão sendo realizadas em todo o mundo com esse objetivo.

Grande parte dessa pesquisa visa melhorar a precisão da enzima, evitando assim que outras áreas sejam cortadas por uma "bala perdida". Mas nenhum deles produziu resultados conclusivos.

Foi quando uma equipe de pesquisa da Universidade de Kyushu e outros aceitaram o desafio com um conceito radicalmente diferente do de seus concorrentes globais.

O desvio do alvo é causado pela força excessiva da enzima em cortar o DNA, e não pela falta de precisão em atingir o alvo, de acordo com a equipe de pesquisa. Com base nessa premissa, eles buscaram maneiras de reduzir a resistência ao corte do Cas9.

Eles descobriram que a adição de uma base chamada citosina à substância guia reduzia a ligação de Cas9 ao DNA, reduzindo assim sua força de corte. Quanto mais citosinas houvesse, menos cortaria. Mas inibir demais sua força de corte também o impediria de cortar o alvo. Portanto, eles repetiram o experimento até encontrar o número ideal de citosinas.