CRISPR Cas9? O que seria isso?
Ultimamente essa ''Sigla'' de uma unica vocal está bombando na internet, em revistas, corredores das faculdades e na minha cabeça antes de dormir.
Olhando essa imagem acima, você provavelmente conseguiu ter uma noção do que se trata.
CRISPR Cas9 é uma ferramenta que possibilita a edição do genoma.
Desde algumas décadas o homem busca manipular e editar o genoma, com isso antes de mais nada, iremos abordar rapidamente alguns episódios importantes dessa caminhada até aqui.
Os 13 principais pontos históricos da genética.
1- Tudo começou em 1866 com Gregor Mendel, no qual estabeleceu pela primeira vez os padrões da hereditariedade,com isso fez dele o pai da genética.
Seus experimentos foram feitos com observações em cruzamentos no qual ele mesmo controlava. Por exemplo, Mendel produziu e separou diversas linhagens puras de ervilhas para as características que ele pretendia estudar. Com isso conseguiu determinar quais características eram dominantes às outras.
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| Gregor Mendel |
2- Em 1910, Thomas Morgan mostrou que os genes residem em cromossomos específicos e em locais específicos no cromossoma. Com isso, Morgan e seus alunos começaram a montar o primeiro mapa cromossômico, utilizando a mosca da fruta (2n= 4).
Mais tarde, em 1933, Morgan recebeu o Prêmio Nobel de medicina, por formular a teoria cromossômica da hereditariedade.
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| Thomas Morgan |
3- Em 1928, Frederick Griffith além de ser o primeiro a tentar descobrir o material genético, mostrou que os genes podem ser transferidos, o Principio genético da transformação. Ou seja, a recombinação, troca e transferência de informação genética entre organismos.
Seu estudo foi feito com S. pneumoniae ( Bactérias que causavam pneumonia)
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| Frederick Griffith |
4- Foi em 1941 que iniciou o progresso e descoberta da estrutura genética humana, através da pesquisa feita por George W. Beadle e Edward L.Tatum. Esses nortes americanos demostraram a regulação e intervenção dos genes na produção de proteínas e enzimas nas reações dos organismos animais.
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| George W. Beadle |
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| Edward L.Tatum |
Fonte: www.nobelprize.org
5- Em 1944, durante pesquisas na cadeia molecular do ácido desoxirribonucleico (DNA), o canadense, médico e bioquímico Oswald Avery, descobriu que esta molécula é o componente que transmite as informações genéticas.
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| Oswald Avery Fonte: profiles.nlm.nih.gov |
6- Em 1953 o norte-americano James Watson com o inglês Francis Crick demonstraram a forma tridimensional da molécula de DNA. Esta descoberta estabeleceu o dgma central da biologia molecular, indicando que as proteínas são produzidas a partir de RNA e transcritas a partir do DNA.
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Watson e Crick |
7- Em 1972, foi possivel determinar a sequencia de um gene. Estudo feito por Walter Fiers e sua equipe da universidade de Ghent.
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| Walter Fiers Fonte: http://www.tnf2015.org/ |
8- Em 1977, J. Roberts e Philip Sharp, descobriram que os genes podem ser divididos em segmentos, levando a ideia de que um gene pode originar várias proteínas.
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| Roberts e Philip Sharp Fonte: http://sandwalk.blogspot.com.br |
9- Em 1997, é clonado o primeiro mamífero, a famosa Ovelha Dolly. Os principais responsáveis foram Ian Wilmut e Keith Campbell.
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| Keith Campbell, Dolly e Ian Wilmut.Fonte: .revistavitanaturalis |
10- A primeira sequencia do genoma de um eucariota multicelular, ocorreu em 1998. Foi sequenciada o genoma de Carnorhabdittis elegans.
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| Carnorhabdittis elegans. Fonte: http://www.deretilnature.com/ |
11- Em 2001 é publicado o primeiro rascunho da sequencia do genoma humano.
12-Em 2003 exatamente em 14 de Abril, o genoma humano foi sequenciado com uma precisão de 99,99%, pelo projeto do genoma Humano.
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| Fonte: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-73132014000300561 |
13- Em 2012 cientistas alemães descobriram que humanos e macacos bonobos compartilham 98,8 do material genético.
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| Fonte: https://netnature.wordpress.com |
Para mais detalhes, visitem esse link.
Após essa rápida viagem no tempo, vimos alguns dos principais eventos e descobertas da genética. Podemos agora começar a perceber o quanto novos estudos são relevantes.
A CRISPR não é apenas uma simples ferramenta, capaz de editar o genoma humano.Como vimos anteriormente, já faz algum tempo que estamos buscando essa realidade de ''editar'' o genoma.
Por que será que essa técnica deu tanta esperança para muitos pesquisadores, afomentando esse grande sonho?
O motivo é que além da sua eficiência, a CRISPR faz com que seja possível a modificação de genomas com precisão e flexibilidade, até então não fizemos nada parecido com isso. Já conseguimos criar macacos com mutações programadas e evitado a infecção do HIV em células humanas com essa técnica. O ultimo estudo feito com a CRISPR foi realizado por chineses que utilizaram a técnica em embriões humanos (embriões não viáveis), permitindo assim uma breve demostração da sua potencialidade, para curar diversas ou até mesmo qualquer doença genética.
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| Imagem feita pelos pesquisadores da Sun Yat-sen university, em Guangzhou. Publicada na revista ' Protein & Cell'. |
Obviamente que as coisas não são tão rápidas e fáceis assim, estamos no inicio e longe de aplicar essa ferramenta na medicina.
No momento você deve estar pensando que essa é a melhor técnica de todos os tempos criada por nós humanos. A resposta é SIM, mas não está totalmente correta. Sem dúvida é a melhor de todas até hoje, porém não foi criada pelos humanos.Nenhum cientista é responsável por esta criação.
As bactérias já utilizavam esse mecanismo, como defesa contra bacteriófagos.
Em 1980, alguns cientistas observaram que alguns genomas dessas bactérias possuíam padrões bem diferentes. Uma determinada sequencia do DNA, se repetia várias vezes com algumas sequencias únicas entre essas repetições, com isso, nomearam essa organização maluca e peculiar de ''Clustered regularly interspaced short palindromic repeats'' (agrupados de curtas repetições palindrômicas regularmente inter espaçadas). Por isso utilizamos a sigla em inglês CRISPR.
Ainda estávamos meio confusos do que exatamente era essa configuração, até que percebemos que essas sequencias ''únicas'' entre as repetições eram combinadas com o DNA dos bacteriófagos.
Essa configuração,(ou mecanismo) faz parte do sistema imunológico das bactérias, no qual ''memorizam'' dessa maneira, quais vírus são capazes de infecta-las.
Assim, as bactérias podem se defender de futuros ataques de vírus, utilizando seu mecanismo de reconhecimento dessas ameaças.
É como se a bactéria possuísse uma lista de 'procura-se', ela uma vez atribuído essa configuração do material genético, acrescenta em sua lista, qual é o vírus invasor.
Mas a brincadeira não acaba aqui, o mecanismo conta ainda com um conjunto de enzimas chamadas Cas (proteínas associadas à CRISPR), que podem fazer cortes precisos no DNA e eliminar os cowboys invasores. Opa! quis dizer vírus invasores.
Podemos imaginar as enzimas Cas como tesouras genéticas e a sequencia CRISPR, como a lista de cowboys procurados(bacteriófagos), na qual indica onde eles estão, para assim serem cortados.
Existem vários tipos dessas tesouras, a mais conhecida vem da bactéria Streptococcus pyogenes, a Cas9. Os genes responsáveis por codificar as Cas9, são sempre os que estão próximos às sequencias CRISPR, dando assim, mais eficácia ao mecanismo.
Diante disso, explica um pouco do porque que chamamos essa nova ferramente de CRISPR Cas9.
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| S. pyogenes Fonte: http://emedicine.medscape.com/article/225243-overview |
Mas como toda essa 'loróta' pode ser útil na medicina?
É até simples, basta que seja fornecido as tesouras (Cas9) a sequencia correta, ou seja ao RNA guia e voilà. Ai está! Cortes das sequencias de DNA .
Basta escolher qual parte do genoma será clivada, precisamos projetar uma 'sequencia-alvo' para que o RNA guia comece agir.
Parece até um tipo de 'recorte e cole', pois é possível consertar genes defeituosos ao corta-los e colar (injetar) uma sequencia normal na célula.
Agora entendemos toda a euforia e esperança depositada nessa nova ferramente, mesmo que estejamos um pouco longe para aplica-la na medicina, ela já demonstra muito potencial, além de ser muito mais rápida e barato, comparada as técnicas ''antigas'' .
Com a CRISPR Cas9, será possível curar diversas doenças genéticas futuramente, mas para que isso ocorra corretamente, precisamos ainda avaliar delicadamente junto ao comitê de ética, essas manipulações do genoma humano.
Particularmente, acredito que a CRISPR tem um potencial muito maior do que imaginamos, poderá ser aplicado muito além da medicina. Será possível utilizar ela para tantos outros benefícios, como por exemplo salvar espécies da extinção, fortalecer pontos ecológicos e até mesmo aprimorar a agricultura.
Segue:
Explicação e apresentação feita pela geneticista Jennifer Doudna (coinventora)
Vídeo didático do funcionamento
E por fim, um extra. TRI LEGAL!
Abro espaço nos cometários para mais desabafos, críticas e sugestões.
Obrigado pela atenção e por ler mais um desabafo.
Obrigado pela atenção e por ler mais um desabafo.
Referencias
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. Ed. Guanabara Koogan S.A. Rio de Janeiro
http://www.crispr-cas.org/
https://www.nobelprize.org
https://profiles.nlm.nih.gov
http://emedicine.medscape.com/article/225243-overview
http://pnabio.com/products/CRISPR_Cas9.htm
http://hypescience.com/polemica-cientistas-modificam-embrioes-humanos-pela-primeira-vez/
http://www.nature.com/index.html?file=/ng/journal/v27/n2/index.html
http://www.deretilnature.com/
https://netnature.wordpress.com/2015/10/16/o-homem-e-um-primata-e-nao-podemos-negar-nossa-genetica/
http://www.revistavitanaturalis.com/artigos/historia-da-ciencia/clonagem-da-ovelha-dolly/
https://www.youtube.com/channel/UCIWTT30C_MXMgz1A_S81t2g
https://www.youtube.com/channel/UCDqKkRpDCSqPx8kGn0aTIZw
Parabéns!
ResponderExcluirIsso aq ta ótimo.