Você sabe o que é CRISPR-Cas9? Entenda esse jogo de edição de genomas!

Você certamente ouviu falar sobre o sistema CRISPR, que se tornou bastante popular nos últimos tempos. Mas do que se trata, como funciona e quais as suas aplicações? Confira todas essas respostas a seguir.

O que é CRISPR-Cas9?

CRISPR-Cas9, do inglês “clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated protein 9”, que na tradução literal significa “repetições palindrômicas curtas interespaçadas, regularmente agrupadas e associadas à proteína Cas9”, nada mais é do que um sistema de defesa bacteriano contra infecções. CRISPR representa um agrupamento de sequências de DNA encontrado dentro do genoma de bactérias. Essas sequências são, na verdade, provenientes de vírus que já infectaram as bactérias no passado e funcionam como um arquivo, que permite às bactérias reconhecerem esses vírus durante uma nova infecção e atacá-los mais rapidamente.

Como o sistema CRISPR-Cas9 funciona?

Assim como nós, as bactérias também podem ser vítimas de infecções virais. Vírus que infectam bactérias são chamados de bacteriófagos, e agem depositando seu material genético dentro da célula bacteriana, o qual é processado pela maquinaria hospedeira, levando à produção de novos vírus. Da mesma forma que bactérias estão susceptíveis aos vírus, elas também apresentam mecanismos de defesa contra essas infecções, e um deles é o sistema CRISPR-Cas9.

Quando bactérias são expostas ao material genético de novos organismos invasores, fragmentos desse DNA invasor são integrados dentro genoma das bactérias, nos chamados domínios CRISPR. Quando uma segunda infecção ocorre, se o material genético depositado pelo vírus for correspondente a algum dos fragmentos armazenados dentro do domínio CRISPR, ele será rapidamente destruído por enzimas bacterianas, pondo fim à infecção. As enzimas responsáveis por reconhecer e fragmentar o DNA invasor, levando à sua degradação, são chamadas de Cas9 [1].

Quais as aplicações na medicina e suas perspectivas?

Pesquisadores perceberam que esse mecanismo de defesa poderia ser utilizado na engenharia genética para edição de genes. Se as enzimas Cas9 podem cortar o DNA viral, poderiam também cortar o DNA humano. E se esses cortes fossem direcionados para ocorrerem em determinadas regiões do DNA, seria possível remover mutações e inserir uma sequência de DNA corrigida, pondo fim as inúmeras doenças genéticas!

Embora isso pareça coisa de filme de ficção científica, é exatamente o que está ocorrendo no momento. Muitos estudos têm demonstrado que o sistema CRISPR-Cas9 pode ser uma ferramenta inovadora e promissora para fins terapêuticos, eliminando doenças virais ou geneticamente herdadas. Em 2016, por exemplo, um estudo envolvendo modelos animais com HIV utilizou a tecnologia CRISPR-Cas9 para remover precisamente o genoma do vírus que estava incorporado no DNA das células infectadas dos animais, demonstrando que essa ferramenta pode ser futuramente empregada para a cura da AIDS [2].

A edição de genes é de grande interesse na prevenção e no tratamento de doenças. Por questões éticas e também de segurança, a maioria dos estudos envolvendo a tecnologia CRISPR-Cas9 vem sendo desenvolvida em cultura de células ou em modelos animais, uma vez que os cientistas ainda estão tentando determinar se a ferramenta é segura para humanos. Em 2016, no entanto, teve início a primeira pesquisa clínica envolvendo o uso de CRISPR-Cas9 em humanos para tratamento de câncer nos Estados Unidos [3]. A proposta é a realização edições genéticas nas células de defesa, para aumentar a sua capacidade de combate às células tumorais.

Além das aplicações mencionadas, outra vertente aborda o uso de CRISPR-Cas9 em células germinativas ou embriões, o que vêm gerando debates acerca dos princípios éticos dessa prática. No entanto, não resta dúvidas de que a tecnologia CRISPR-Cas9 veio para revolucionar a pesquisa e a medicina. Embora a aplicação da técnica ainda seja exclusivamente no âmbito experimental, estamos caminhando para um futuro em que não precisaremos mais conviver com as doenças que mais nos afetam nos dias atuais.

Texto: Lidiani

Imagem de Capa: https://geneticliteracyproject.org/2018/02/23/universal-genetic-scissors-crispr-cas-9-sister-protein-can-cut-dna-rna/

Referências

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28375731

[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28375731

[2] https://www.nature.com/articles/srep22555