Seu nome é ácido desoxirribonucléico, mas é mais conhecido como DNA. Imperceptível ao olho humano, essa substância é responsável por sermos o que somos. Está presente em quase tudo e define cada uma de suas características. A ciência que estuda e trabalha com ele é a genética. É por isso que, no DNA Day, a Infobae conversou com quatro especialistas sobre os marcos que marcaram a história da humanidade graças à sua “parceria”.
Menos de 100 anos se passaram desde que, em 25 de abril de 1953, o biólogo James Watson e o físico Francis Crick publicaram um artigo onde apresentaram a dupla hélice do DNA, graças a experimentos realizados pela química Rosalind Elsie Franklin. No entanto, resumir esses quase 70 anos pode ser caprichoso, já que essa ciência, em poucos anos, provou que será capaz de mudar o presente e o futuro da humanidade.
1 - Uma descoberta que mudaria a história da humanidade, embora com alguma controvérsia
O primeiro passo na “ciência do DNA” foi descrever sua estrutura: duas cadeias que serpenteiam uma em torno da outra. Atualmente chamada de “dupla hélice”. “Há mais de 50 anos, Watson e Crick descreveram a cadeia de DNA e, através dela, conseguiram explicar, basicamente, do que são feitos os humanos e outras espécies de seres vivos”, Pablo Kalfayan, médico especialista em Clínica Médica e Genética Médica (MN 122.754) e membro do National Cancer Programa, disse à Família Infobae, Instituto Nacional do Câncer, Ministério da Saúde da Nação da Argentina
“Em 1952, Rosalind Franklin fotografa, pela primeira vez, a fibra de DNA. Em seguida, Watson e Crick publicam a dupla hélice. Mas a história dessa mulher, que trabalhava muito, ficou manchada porque alguns dizem que seu crédito foi roubado. Alguns dizem que ela lhes mostrou uma fotografia em um corredor e, como era algo em que estavam trabalhando, encontraram a lógica disso”, disse a Dra. Soledad Kleppe, médica especializada em Genética e Doenças Metabólicas do Instituto Médico de Alta Complexidade do Hospital Italiano. “Durante décadas tentou-se elucidar e não foi alcançado, mas após essa publicação as bases piramidais da genética foram conhecidas”, acrescentou.
Em 1962, James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins, líder do laboratório onde Rosalind Franklin trabalhava, receberam o Prêmio Nobel de medicina. A mulher por trás da img de raio-X que mostrava a dupla hélice não foi reconhecida, pois naquela época esses prêmios não eram concedidos postumamente.
2- Com Dolly começou uma mudança que hoje é contada em dezenas
Para “meros mortais” que não conheciam o mundo do DNA, a clonagem estava mais próxima de um filme de ficção científica do que de um fato consumado. No entanto, Dolly mostrou que não só era possível, mas que era um caminho que tinha muito pela frente. Em 5 de julho de 1996, essa ovelhinha saudou o mundo e se posicionou como o primeiro mamífero clonado de uma célula adulta.
Seus “criadores” foram Ian Wilmut e Keith Campbell, do Instituto Roslin de Edimburgo (Escócia), que optaram por dar a conhecer sua existência 7 meses após seu nascimento. Ela era mãe de 6 jovens e 7 anos após seu nascimento, ela foi sacrificada por uma doença pulmonar progressiva. Embora sua vida possa ser considerada passageira, Dolly começou uma jornada que mudaria o mundo. Um exemplo disso é o projeto liderado pelo pesquisador do CONICET Andrés Gambini, na produção dos primeiros clones de embriões de zebras (algumas espécies estão ameaçadas) usando ovos de égua (uma espécie pertencente à mesma família).
“Essa tecnologia permitiu a geração de embriões, gestações e nascimentos, desde a ovelha Dolly em 1996 até os dias atuais, mais de 20 espécies de mamíferos foram clonadas”, disse Gambini à Infobae, que também é membro do Departamento de Produção Animal da Faculdade de Agronomia do UBA (FAUBA) e especialista nesta técnica. “A clonagem de organismos é uma forma artificial de reprodução assexuada onde indivíduos geneticamente idênticos são produzidos e em que não há fertilização, ou seja, os espermatozóides não participam do processo de geração de cópias genéticas”, disse.
Nas palavras do especialista, essa técnica tem várias linhas de aplicação, uma das quais visa a conservação de espécies ameaçadas de extinção. “A clonagem por transferência de DNA das células é uma biotecnologia com grande potencial porque permite a manutenção da biodiversidade por meio da recuperação de espécies, reprogramação nuclear para a produção de células-tronco e o estudo relacionado ao desenvolvimento embrionário”, disse o especialista.
Enquanto isso, Hernán Dopazo, PhD em Ciências Biológicas, pesquisador independente da CONICET e Diretor Científico da Biocodices, disse: “Hoje o que fazemos com a clonagem e todas as possibilidades que vêm dela 'vêm' de Dolly. Células-tronco, a desdiferenciação de qualquer célula e a produção de células faz parte de todo o caminho que veio ao longo dela.”
“Dolly foi a primeira clonagem de mamíferos, mas antes disso organismos menores, como bactérias, haviam sido clonados. Dolly não era feita de células embrionárias, mas de DNA que já era diferenciado, embora com todas as informações. Nesse caso, os recursos de desenvolvimento foram disponibilizados e esse código foi reutilizado. Em outras palavras, o DNA funcionou novamente 'do zero' e eles criaram um ser vivo com a mesma informação”, resumiu Kleppe.
3- PCR: uma técnica que mudou os diagnósticos
A pandemia colocou a sigla PCR na boca de centenas de milhões de pessoas. No entanto, poucos sabem sobre sua origem ou o quanto a genética teve a ver com sua evolução. Seu nome verdadeiro é 'Reação em Cadeia da Polimerase' e é um método de diagnóstico que permite a detecção de um fragmento do material genético de um patógeno.
“Hoje, praticamente, não poderíamos fazer nada sem a PCR, que permite que o DNA se multiplique graças a enzimas que foram descobertas e que são polimerases. É uma ótima descoberta, mas claramente também é uma ferramenta fundamental para biologia, laboratórios e medicina em geral”, disse Dopazo. “A PCR permite detectar uma doença genética, como as doenças mendelianas (NdER: conhecidas por esse nome porque são herdadas da prole de acordo com as leis de Gregor Mendel, existem cerca de 6 mil dessa classe) “, acrescentou.
Nesse sentido, o cientista explicou que, atualmente, “os casais são analisados para descobrir se a combinação entre eles não dará aos filhos doenças que podem ser geneticamente prevenidas. Para detectar o embrião que não tem essas doenças, o método de PCR e (Frederick) Sanger são usados”. Ao mesmo tempo, Kleppe acrescentou: “É a amplificação de certas áreas específicas. Você tem toda a cadeia de DNA e, com a PCR, indica de onde e até onde ela deve ser amplificada. O PCR localiza a seção e faz muitas cópias desse DNA que é muito pequeno e difícil de encontrar.”
4- Projeto Genoma Humano: uma década, um futuro com um novo horizonte
O que somos? O que nos define como seres humanos? Por que cada indivíduo tem uma característica particular? Essas e muitas outras perguntas foram respondidas graças ao Projeto Genoma Humano (HGP). Iniciado em outubro de 1990, este programa colaborativo de pesquisa internacional teve como objetivo gerar um mapa e alcançar uma compreensão completa de todos os genes humanos. Em apenas 13 anos, a humanidade conseguiu conhecer mais de 90% do genoma e há alguns dias chegou a 100%.
“O projeto do genoma humano foi concluído em 2003, embora alguns erros 'aceitáveis' tenham permanecido. Havia 6 grupos internacionais que trabalharam juntos em um projeto que custou 3 bilhões de dólares, e eles encontraram o mesmo número de letras no genoma. É um avanço que durará a vida toda e isso não foi tudo, porque um dos pontos mais relevantes é o avanço da tecnologia que veio de mãos dadas com este projeto”, explicou Dopazo. Segundo o especialista, ao analisar os dois aspectos, a humanidade conseguiu progredir nesse assunto. “Hoje, fazer um genoma custa mil dólares”, disse.
O pesquisador do CONICET também ressaltou que “em 20 anos houve uma mudança em toda a tecnologia e esse foi um dos pontos dos projetos, porque quando são desse tamanho acabam sendo projetos tecnológicos. Passamos de fazer as sequências manualmente e até mesmo à mão, para sequências 500 genomas em uma semana, para as quais precisamos de multiprocessamento, miniaturização, paralelismo e análise massiva de dados: todos os avanços gerados pelo Projeto Genoma Humano”. Ele esclareceu: “Em 2004, apenas 8% do genoma estava faltando e eram regiões muito difíceis e curtas. Em 2022, foi concluído.”
“Esse avanço e as descobertas que se seguiram e a detecção de diferentes genes permitiram pesquisar a causa de muitas doenças que podem ocorrer nas famílias; dê a eles uma nomenclatura, um nome ou uma associação. Pode ser identificado quando o DNA 'não funciona bem', aumentando o risco de doenças como câncer e outras doenças não cancerígenas. Em suma, por meio de estudos genéticos e conhecimento do genoma, encontramos alterações genéticas das quais se pode suspeitar, mas que são confirmadas por essas tecnologias. E isso, mesmo, eles podem ser estudados e analisados tanto no paciente quanto no grupo familiar”, disse Kalfayan.
Por sua parte, Kleppe explicou: “Um DNA padrão foi retirado de um grupo de pessoas supostamente saudáveis e o trabalho foi dividido para que 6 centros de diferentes partes do mundo pudessem analisá-lo. Seis anos após seu início, os cientistas que trabalham no Projeto Genoma Humano concordaram que as informações deveriam ser acessíveis gratuitamente para disponibilizar os dados a qualquer pessoa que queira avançar nessa pesquisa. Em 2003, a primeira parte do Projeto Genoma Humano foi concluída, mais cedo do que se pensava, que tinha 15 anos.”
“Até cerca de 2000, foi um crescimento constante e interessante na descoberta de genes. Mas entre 2000 e 2010 houve uma explosão; esses avanços são realmente avassaladores e exponenciais. Em 2022, o primeiro genoma humano completo foi publicado oficialmente, embora entre 1% e 2% do genoma tenha estruturas diferentes, em lados diferentes. O futuro é enorme, porque através do que sabemos podemos prever e não apenas falar sobre a história da família”, acrescentou o especialista do Hospital Italiano.
5- Desde nascimentos “à la carte” e prevenção de doenças hereditárias até tratamentos
De 2000 até os dias atuais, a fertilização enfrentou vários avanços. Desde o primeiro filho nomeado como “a la carte” até hoje, com a técnica chamada “filho de três pais”, os avanços nesse assunto foram meteóricos. Mas isso não é tudo, uma série de diagnósticos e tratamentos também foram abertos, bem como estratégias para evitar que algumas doenças surjam e até se desenvolvam.
“Na medicina pré-natal, as possíveis mudanças na gravidez são avaliadas e os componentes são avaliados no nível de manejo, e as patologias podem ser diagnosticadas e abordadas durante esse mesmo período de tempo. Algumas síndromes específicas também podem ser detectadas, e esses aspectos podem ser analisados tanto na primeira quanto na segunda infância”, explicou Kalfayan. Mas isso não é tudo, de acordo com o especialista, após o nascimento, “você pode avaliar diferentes patologias em crianças e avaliar o grau ou risco de recorrência, para uma futura gravidez”.
Por sua parte, Dopazo acrescentou: “Na triagem genética, analisamos embriões para descobrir qual deles pode transferir e, assim, evitar essas doenças na idade adulta. Graças ao HPG, houve progresso no conhecimento das doenças e na previsão de riscos. Mesmo, agora essas patologias podem ser previstas assim que uma pessoa nasce. Saber qual embrião transferir ou quais são os riscos de desenvolver uma doença muda todo o quadro e, mesmo, em alguns anos, algumas doenças podem ser eliminadas”.
“Não é usado para escolher características ou características físicas. Se não estiver com um risco grave de doença. Antes eles tinham que continuar tendo filhos e com baixas taxas de sobrevivência ou sem mais filhos, mas com essa técnica o tratamento é feito in vitro e o embrião é diagnosticado antes de ser implantado. Somente embriões que não apresentam risco de doença são implantados. Na Argentina, é muito usado e a verdade é que permite que as pessoas tenham uma família que, de outra forma, não poderia”, acrescentou Kleppe.
Finalmente, Kalfayan elaborou técnicas de diagnóstico: “Minha especialidade é a genética oncológica e, graças às novas tecnologias, que permitem que as pessoas e suas famílias avaliem, as chances de desenvolver câncer podem ser analisadas. Em 1994, o primeiro gene associado ao câncer de mama foi descoberto, depois o outro (BRCA1 e BRCA2) foi encontrado. Agora sabemos que, quando detectamos esses genes mutados, o risco de desenvolver câncer aumenta, embora isso não signifique que ele realmente se desenvolva”.
“Essa técnica se aplica ao câncer, mas também pode ser aplicada a outras patologias não oncológicas. As implicações desses avanços são enormes, além de detectar alterações e definir tratamentos mais eficazes de acordo com seu DNA ou a mutação que apresenta, e a medicina já é precisa, porque tem como alvo essas patologias e os genes que apresentam mutações específicas”, acrescentou o especialista do Hospital Italiano.
6- CRISPR: uma técnica, um novo futuro
O último marco desta revisão vem das mãos de dois cientistas que também receberam o Prêmio Nobel de Química 2020. Eles são Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna, que foram premiados “pelo desenvolvimento de um método para edição de genoma”. Chamada de “a tesoura genética CRISPR/Cas9”, essa técnica “teve um impacto revolucionário nas ciências, está contribuindo para novas terapias contra o câncer e pode tornar realidade o sonho de curar doenças hereditárias”, conforme observou a Academia Real Sueca de Ciências.
“Essa tecnologia nos permite cortar o DNA em uma posição específica, para que possamos editar, com base em e em determinadas posições, para curar doenças mendelianas e outras doenças podem ser corrigidas”, explicou Dopazo. Nesse sentido, ele esclareceu que com essa técnica “não é possível trabalhar em um órgão completo, embora pelo menos para corrigir alguns aspectos. O CRISPR vai mudar tudo. Agora podemos diagnosticar, alterar, observar, ler e editar. É impensável o que pode ser feito a partir de agora, tem muitas arestas”, acrescentou.
Enquanto Kleppe acrescentou: “CRISPR é uma técnica para editar informações genéticas. Antes, você dava a um vírus um gene para entrar no DNA, mas ele chegava a qualquer lugar e poderia quebrá-lo e causar uma doença genética. Essa técnica vem de bactérias e é usada para inserir informações genéticas em um local específico, portanto, há muito pouca chance de erro”.
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