Corrigida mutação genética em embriões humanos

Uma mutação genética associada a uma doença cardíaca hereditária foi corrigida com a técnica de edição de genes chamada CRISPR/Cas9. Apesar do sucesso da experiência, os cientistas avisam que é preciso mais investigação antes de se levar esta solução para a prática clínica

Dois dias após a injecção dos espermatozóides com mutação e a CRISPR/Cas9, cada nova célula nos embriões em desenvolvimento estava livre de mutações genéticas
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Dois dias após a injecção dos espermatozóides com mutação e a CRISPR/Cas9, cada nova célula nos embriões em desenvolvimento estava livre de mutações genéticas Universidade de Saúde e Ciência do Oregon (EUA)

Passo a passo, a nova técnica de edição genética vai conquistando terreno com experiências confinadas (tanto quanto sabemos) aos laboratórios de cientistas. Desta vez, uma equipa internacional conseguiu corrigir, em embriões humanos, uma mutação num gene associado a uma doença cardíaca. Os resultados da experiência descrita num artigo publicado na revista Nature esta quinta-feira parecem dar algumas garantias sobre a eficácia e segurança da técnica CRISPR/Cas9, que permite mexer no ADN num processo de “corta e cola” genes, para corrigir este tipo de “erros” genéticos. No entanto, mantêm-se as cautelas sobre uma eventual transferência deste método para a prática clínica.

Há muitas de doenças hereditárias que se sabe que são causadas por uma mutação num só gene, são as doenças monogénicas. Neste grupo estão as que têm cerca de 50% de probabilidades de ser transmitidas às gerações seguintes quando um dos progenitores carrega a mutação, são doenças autossómicas dominantes. Neste caso, os cientistas usaram uma doença no músculo do coração que afecta uma pessoa em 500, a cardiomiopatia hipertrófica, e que pode causar morte súbita em pessoas jovens. Herdar uma só cópia do gene MYBPC3 com mutação é o suficiente para desenvolver esta doença que faz aumentar o tamanho do coração e para a qual, actualmente, só existe tratamento para os sintomas.

Há já algum tempo que a medicina da reprodução tem uma resposta para as pessoas com doenças autossómicas dominantes e que querem eliminar o risco de 50% de ter um filho com o erro genético. É o diagnóstico genético pré-implantação (DGPI) que permite seleccionar embriões num processo de fertilização in vitro e que culmina com a transferência de um embrião sem a mutação, garantindo-se, desta forma, que essa herança não é transmitida. A técnica usada na experiência que agora é descrita na revista Nature também está apoiada num processo de fertilização in vitro mas, neste caso, a selecção de embriões é facilitada porque o erro é corrigido em 72,4% dos casos. 

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Os investigadores usaram ovócitos de mulheres saudáveis que foram fertilizados com espermatozóides de um homem que possui a mutação numa das cópias do gene MYBPC3 (a outra cópia do gene é normal). Ao mesmo tempo, recorreram à CRISPR/Cas9 que permitiu guiar uma “tesoura” até à sequência do ADN onde estava a mutação e cortar esse pedaço. A equipa verificou mais tarde que 72,4% dos embriões (42 dos 58 usados na experiência) vieram a ter a versão “normal” do gene.

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Uma das novidades desta experiência que uniu cientistas dos EUA, Coreia do Sul e China está precisamente no timing da chegada desta “tesoura” ao ovócito. As (poucas) experiências feitas até agora em embriões dividiam este processo em duas fases: primeiro a fertilização do ovócito e só depois a entrada em cena da tesoura. O recurso à CRISPR só num segundo momento provocou em muitos casos um efeito de mosaico nas células do embrião que se desenvolvia mais tarde, encontrando-se células com o gene corrigido e outras que mantinham a mutação.

Neste caso, com uma escolha cuidadosa do momento em que, de uma só vez, se inseriu no ovócito os espermatozóides e a “tesoura” para cortar o erro, o efeito de mosaico desapareceu quase por completo, surgindo apenas em um dos 42 embriões com o gene corrigido. Os autores do trabalho acreditam que a redução deste efeito de mosaico pode ter sido conseguida com a introdução da edição genética antes da primeira divisão celular.

Embriões preferem versão materna

Os embriões “editados” foram vigiados por mais algum tempo (até à fase de blastocisto, com cinco ou seis dias), comprovando-se que se desenvolveram normalmente e que não houve qualquer dano visível fora do alvo pretendido no ADN. Também se percebeu que a reparação do pedaço de ADN cortado foi feita com a cópia maternal do mesmo gene, apesar de os investigadores terem incluído uma sequência artificial que podia ter sido usada. Aliás, esta “opção” do embrião foi um dos pontos mais surpreendentes da investigação contrariando os resultados de anteriores experiências de edição genética em células estaminais e em modelos animais. Na experiência agora relatada, os embriões que corrigiram a mutação rejeitaram o “modelo” artificial disponível e preferiram usar a versão materna (saudável) deste gene para reparar o corte feito no ADN.

Constatar assim que os embriões não têm o mesmo mecanismo de reparação do ADN observado em células estaminais e modelos animais foi uma das maiores surpresas do trabalho e também será um dos maiores desafios. Numa conferência de imprensa organizada pela Nature esta terça-feira, os principais autores deste artigo admitiram que é preciso agora perceber as razões desta “escolha” do embrião e da rejeição do modelo sintético disponível. Até porque podem existir situações em que os dois progenitores têm mutações e em que não existe um “modelo” saudável disponível, sendo necessário perceber como se pode forçar a escolha pela sequência artificial e, mais importante ainda, que consequências isso terá.

Mas além de surpreendidos com os resultados obtidos nesta investigação, os cientistas estão optimistas. Segundo Shoukrhrat Mitalipov, investigador na Universidade de Saúde e Ciência do Oregon, o plano agora é avançar com estes testes e aperfeiçoar esta técnica, recorrendo a algumas ferramentas que já foram testadas num ambiente molecular, até ao ponto em que a percentagem de ovócitos “corrigidos” ultrapasse os 90%. Então sim, será a altura de pensar em ensaios clínicos que já vão implicar a transferência dos embriões para o ambiente uterino e gravidezes. Sendo certo que, uma vez reparado este erro genético, a mutação é totalmente eliminada e não será mais transmitida às gerações seguintes, asseguram os investigadores. 

“Será ainda um longo caminho”, disse o cientista que espera convencer as autoridades de saúde a aprovar esta previsível futura etapa clínica da investigação. Actualmente, as autoridades de saúde que regulam este campo de investigação têm critérios muito restritos para estes projectos. Um desses critérios é abrir esta porta de investigação apenas para situações (problemas de saúde) em que não há alternativa de tratamento ou solução razoável. E, neste caso específico, existe uma resposta disponível que é o DGPI. “Julgo que vão ter de reconsiderar alguns desses critérios”, concordaram os investigadores da equipa na conferência de imprensa, argumentando que a eficácia da técnica pode superar a do DGPI. Paula Amato, também da Universidade do Oregon, explicou que a CRIPR aplicada a estes casos significa um avanço que aumenta o número de embriões saudáveis disponíveis para uma transferência e protege as mulheres reduzindo a necessidade de estimulação ovárica para produzir ovócitos. Para uma melhor imagem, a cientista comparou esta situação com a diferença entre fazer uma histerectomia com cirurgia aberta ou através de uma laparoscopia. Ou seja, antes de existir a técnica da laparoscopia já havia uma solução para resolver o problema. “Temos de saber avaliar quando podemos avançar. E se provarmos que esta técnica é segura e mais eficaz, temos de reconsiderar os critérios”, defendeu ainda Paula Amato.

E o que dizem estes cientistas aos críticos que temem que a edição genética em embriões leve à criação de bebés feitos à medida? É que os genes não carregam só doenças mas também definem características, como a altura, a cor dos olhos, e muitas outras. Shoukhrat Mitalipov fez questão de separar a sua investigação desta discussão. “Especulação sempre existiu. É óbvio que temos de traçar uma linha. As autoridades que regulam a saúde e a investigação nestas áreas têm de traçar essa linha e definir os limites”, disse, confessando que não gosta de usar a palavra “editar” no seu trabalho. “O título do artigo diz correcção de um gene e não edição. Não modificámos nada, só corrigimos.”

Na conferência de imprensa, os investigadores também se mostraram optimistas com a possibilidade de transferir este sucesso para outro tipo de doenças causadas por uma cópia do gene com mutação de um ou dos dois dos progenitores. Na lista de possíveis alvos os cientistas incluem problemas tão diferentes como a fibrose quística (que é uma doença que, para desenvolver, é preciso herdar uma cópia com mutação do pai e da mãe), alguns tipos de doenças neurodegenerativas que já foram associados a mutações específicas e ainda casos como o cancro da mama e dos ovários que estão ligados a mutações nos genes BRCA1 e BRCA2.

Num comentário publicado na Nature sobre o artigo, Nerges Winblad e Fredrik Lanner, do Instituto Karolinska, na Suécia, reconhecem o sucesso desta experiência, admitindo que abre as portas para novas investigações que, no futuro, podem levar a CRISPR até à prática clínica. “Porém, há ainda uma necessidade clara de assegurar que estas estratégias não provocam outros danos no embrião em desenvolvimento e no seu genoma.” É preciso assegurar que não provoca o tal efeito de mosaico nas células, que não se está a “editar” o pedaço errado do ADN e assegurar também que se detecta qualquer anomalia nos embriões editados. “Até conseguirmos isso, o diagnóstico genético pré-implantação deve permanecer como a resposta para a prevenção da transmissão de doenças hereditárias em embriões humanos”, concluem os dois investigadores.

Os próprios autores do artigo concordam com os apelos à cautela. Jin-Soo Kim, director do Centro de Engenharia Genética, no Instituto de Ciência Básica, na Coreia do Sul, e um dos autores do artigo, também conclui: “A investigação em embriões humanos é um tema muito sensível. A aplicação desta tecnologia à prática clínica no futuro precisa não só de mais investigação, mas também de um consenso social.”

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