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Conhece-te a ti mesmo

No mais audacioso empreendimento da ciência atual, geneticistas do mundo inteiro fazem um mutirão para desvendar, até o ano 2005, todos os 100 000 genes do corpo humano.

Igor Fuser

O conselho do Oráculo de Delfos aos antigos gregos, “conhece-te a ti mesmo”, é considerado o marco inicial da longa trajetória da humanidade rumo ao autoconhecimento. De lá para cá, aprendemos muito sobre nós mesmos. Mas continuamos insatisfeitos, querendo saber mais.

A procura inaugurada pelos primeiros filósofos chega às ciências naturais com o médico francês André Vesálio, que desafia os tabus da Idade Média ao dissecar cadáveres para ver como é o corpo humano por dentro. No século XIX, Charles Darwin (1809-1882) é o primeiro a sugerir que somos descendentes de primatas. Sigmund Freud (1856-1939), o fundador da Psicanálise, revela que o homem é movido por motivações inconscientes. Mas é o monge tcheco Gregor Mendel (1822-1884) quem desvenda o mistério da hereditariedade ao descobrir os genes, as partículas microscópicas pelas quais os seres vivos transmitem suas características ao longo das gerações.

A Genética é agora o terreno de um dos mais audaciosos empreendimentos já imaginados pelo homem: mapear, um a um, todos os 100 000 genes contidos em cada célula do nosso corpo. É o Projeto Genoma, que deverá estar concluído até o ano 2005. Acompanhe, nas páginas seguintes, os passos dessa extraordinária aventura.

Decifrando o segredo dos genes

Genoma é o conjunto das informações genéticas de cada ser vivo. No caso do homem, esse patrimônio é formado por 3 bilhões de “letras” químicas distribuídas pelos 100 000 genes (veja ilustração na página 6). Para se ter uma idéia da enormidade do desafio de mapear essas letras, a mais comum e mais pesquisada de todas as bactérias, a Escherichia coli, que habita o nosso intestino, tem menos de 2 000 genes, que só recentemente foram catalogados por completo. Uma pessoa tem uma quantidade de genes cinqüenta vezes maior. Essas cifras ajudam a entender o custo e a duração do Projeto Genoma: 3 bilhões de dólares, num prazo de vinte anos.

Pesquisa nasceu no laboratório da bomba A

A idéia de mapear nossos genes surgiu em 1986, numa reunião de cientistas no Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos – o mesmo lugar onde foi desenvolvida a bomba atômica, na década de 40. O projeto, visto de início como algo quixotesco, chegou a ser comparado por um dos presentes com a saga dos cavaleiros da Távola Redonda, em busca do cálice de Cristo. “Decifrar o genoma humano vai ser o Santo Graal da Genética”, afirmou Walter Gilbert, biólogo americano que ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1980. Logo a iniciativa conquistou a adesão da comunidade científica internacional e, em 1988, dois anos depois de lançada, obteve o apoio financeiro do governo americano. Atual-mente, as pesquisas são desenvolvidas em países tão diferentes quanto o Japão, a Argentina, a França, a Austrália e e o Brasil, onde mobiliza, entre outras instituições, a Universidade de São Paulo.

Os benefícios justificam o esforço, o entusiasmo e o dinheiro investidos no Projeto Genoma. O grande arrastão genético revelará a origem das mais de 3 000 enfermidades hereditárias. Quanto mais a humanidade souber sobre os genes que causam esses males, mais próxima estará a cura.

Um gigantesco quebra-cabeças científico

O Projeto Genoma é um trabalho demorado e chato – descrever a seqüência das “letras” químicas que carregam as mensagens genéticas do DNA. A montagem desse gigantesco quebra-cabeças só é viável devido à possibilidade de dividi-lo em partes menores, capazes de ser seqüenciadas e agrupadas separadamente. Isso permite a participação coordenada de centenas de laboratórios, no mundo inteiro. Quanto mais gente trabalhando, melhor. Outra vantagem é que os recursos necessários são modestos. Basta um seqüenciador (relativamente barato), um computador e uma conexão com a Internet. Pela sua simplicidade, o Genoma se tornou a primeira empreitada científica efetivamente global.

A cada dia um novo gene é decifrado

Os laboratórios envolvidos no Projeto Genoma estão trabalhando num ritmo frenético. Quase todos os dias, os cientistas completam o mapeamento de um novo gene. A velocidade deverá se acelerar na medida em que se aproxima o prazo final de 2005. “Quando chegarmos perto da reta final, no início do próximo século, já estaremos seqüenciando um gene a cada hora”, acredita o geneticista Francis Collis, diretor do Centro Nacional para a Investigação do Genoma Humano, nos Estados Unidos.

A meta ainda está distante, mas já existem proezas a comemorar. No início deste ano, a revista americana Nature publicou o primeiro mapa genético humano, que abre o caminho para a identificação de muitos dos genes causadores de doenças. Os autores do trabalho são o geneticista francês Jean Weissenbach e seu colega americano Eric Lander. Graças ao mapa publicado na Nature, cientistas da Universidade de Chicago conseguiram isolar dois genes implicados num tipo de diabete hereditária que se manifesta na adolescência.

Se tudo der certo, o Projeto Genoma nos fornecerá um guia de tudo o que existe dentro de nosso DNA. Há limites, porém. Uma coisa é identificar cada um dos 100 000 genes humanos. Outra é descobrir, exatamente, para que eles servem. O resultado do projeto será como o mapa das ruas e avenidas que formam uma cidade. Faltará dizer como são feitas as casas e o que acontece dentro delas. A longa marcha da espécie humana rumo ao autoconhecimento ainda tem muito chão pela frente.

Uma biblioteca no coração da célula

As quatro letras que representam os genes (A de adenina, G de guanina, C de citosina e T de timina) poderiam encher muitas prateleiras. Veja as comparações:

Vírus: Seus 50 000 pares de letras (bases) encheriam dez páginas de um livro.

Bactérias: Possuem 4 milhões de bases. Preencheriam todo um livro.

Leveduras: A informação de seus 10 milhões de bases equivale a uma coleção de três anos da SUPERINTERESSANTE.

Insetos: Os 200 milhões de bases de uma mosca têm mais letras do que a coleção completa da SUPERINTERESSANTE.

Gente: Nossos 3 bilhões de bases repartidas em 23 pares de cromossomos completariam toda uma biblioteca.

Devagar, mas acelerando

No final de 1996, apenas 1,03% do genoma humano havia sido mapeado. A metade (0,5%) foi desvendada no ano passado. Neste ritmo, serão necessários 200 anos para que todos os genes estejam seqüenciados. Mas a velocidade está aumentando. No início do próximo século, quando o Projeto Genoma entrar em sua fase final, calcula-se que os cientistas estarão seqüenciando um gene por hora.

Do DNA à proteína

Veja como os genes dão as instruções que fazem seu organismo funcionar.

As células são fábricas de proteínas, as moléculas mais importantes no organismo de qualquer ser vivo. 1 Para produzir as proteínas, a célula transcreve em RNA (ácido ribonucléico) as porções de DNA que contêm as informações genéticas. Ou seja, os genes são copiados, como numa xerox. O processo percorre, em seguida, as seguintes etapas: 2 As moléculas de RNA descartam os íntrons, pedaços de material genético inútil para a fabricação de proteínas. 3 O RNA mensageiro – como ele passa a se chamar a partir deste ponto – deixa o núcleo da célula. No citoplasma (a parte de fora do núcleo) o RNA entra em contato com os ribossomos, que traduzem as mensagens genéticas veiculadas pelo RNA em uma determinada cadeia de aminoácidos. 4 No retículo endoplasmático, os aminoácidos adquirem a forma de proteínas, que em seguida são liberadas.

Cem anos brincando de Deus

Das ervilhas de Mendel à clonagem de Dolly.

1866: Mendel desvenda as leis da hereditariedade a partir de experiências com ervilhas.

1890: Coelho nascido por transferência de embriões.

1949: Congelamento de esperma de touro.

1951: Primeira transferência de embriões em vacas.

1953: Primeira inseminação artificial humana.

1952: Primeiras plantas regeneradas em tubo de ensaio.

1952: Clonagem de células embrionárias em rãs.

1952: Novilho gerado por inseminação artificial.

1954: Um coelho é fecundado em laboratório.

1962: Sapo clonado a partir de células diferenciadas.

1970: Planta é regenerada a partir de um protoplasto.

1972: Rato nascido de um embrião congelado.

1978: Primeiro gene humano identificado.

1976: Diagnóstico pré-natal por análise do DNA.

1973: Identificação do plasmídeo TI (Tumor Inducing).

1973: Primeiro novilho nascido de um embrião congelado.

1978: Primeiro bebê de proveta.

1979: Primeiros cordeiros gêmeos criados a partir da cisão de embriões.

1979: Insulina produzida por Engenharia Genética.

1981: Primeiro rato transgênico.

1983: Primeira planta transgênica (tabaco).

1983: Primeira mãe de aluguel.

1982: Primeira vaca nascida por fertilização in vitro.

1982: Rato gigante criado com hormônios de crescimento.

1984: Primeiro bebê nascido a partir de embriões congelados.

1985: Primeiro mamífero transgênico, um suíno.

1985: Criada uma planta transgênica resistente a insetos.

1986: Primeiros clones de mamíferos.

1988: Ovelha produz proteína humana.

1987: Primeira planta transgênica resistente a um herbicida.

1987: Camundongos transgênicos com DNA humano.

1987: Primeiro camundongo transgênico com leite modificado.

1988: Primeira “planta-farmácia”, manipulada geneticamente para produzir remédios.

1988: O primeiro cereal transgênico, um milho.

1988: Início do Projeto Genoma, com a adesão do governo americano.

1991: Fabricação do gene da distrofia muscular.

1992: Primeira injeção de espermatozóides dentro de uma célula.

1991: Primeira vaca que produz proteínas humanas no leite.

1991: Identificação do gene masculino SRY.

1991: Primeiro medicamento feito de DNA.

1994: Primeira fecundação in vitro de mandioca.

1994: Primeira fruta transgênica comercializável.

1995: Primeiro bebê nascido de um ovócito.

1996: Transplante de um coração de porco em um babuíno.

1997: A nascer: clones transgênicos.

1997: Primeiro tabaco produtor de hemoglobina.

1997: Primeiros clones de macacos.

1997: Anuncia do o nascimento da ovelha Dolly, o primeiro clone de um animal adulto .

Cromossomos artificiais

Incrível: a casa dos genes construída em laboratório.

Depois dos cromossomos artificiais de levedura, chegou a nossa vez. Um grupo de cientistas da Western Reserve University, em Cleveland, nos Estados Unidos, conseguiu pela primeira vez sintetizar em laboratório um cromossomo humano artificial.

A técnica utilizada pelos pesquisadores é simples. Eles escolheram três tipos diferentes de DNA natural, que foram colocados dentro de uma célula. Os pedaços de DNA se uniram no interior do núcleo, formando um novo cromossomo. O cromossomo artifical conseguiu sobreviver por seis meses dentro da célula, mantendo sua integridade e se duplicando cada vez que a célula se dividia. A proeza foi anunciada na edição de abril deste ano da revista Nature Genetics.

Experiências com cromossomos artificiais não são novidade. Há mais de uma década, os cientistas já produzem em laboratório cromossomos de levedura – uma linhagem de fungos usados, entre outras coisas, para a fermentação do pão e a fabricação da cerveja.

No caso dos cromossomos humanos, os pesquisadores esbarravam numa dificuldade: as pontas (telômeros) e o centro do cromossomo (centrômero) não conseguiam se formar. Por esse motivo, todas as experiências anteriores haviam falhado. A grande façanha da equipe do pesquisador John Harrington foi copiar exatamente as seqüências de DNA que se encontram nos telômeros e centrômeros e, a partir daí, criar os genes que ele estava interessado em ver expressos na célula. A fabricação de cromossomos artificiais será de grande utilidade para o estudo das mutações no DNA humano.

DNA eterno?

A imortalidade ainda é uma utopia, mas você já pode perpetuar os seus próprios genes. A Millennium Research, uma empresa de Seattle, nos EUA, promete conservar genes humanos durante 10 000 anos, por apenas 35 dólares. Esses genes podem ser usados no futuro para produzir um clone igualzinho a você.

Basta esfregar uma gaze esterilizada no interior da boca e enviá-la, com o cheque, para a Millennium. Lá, o DNA será colocado em uma placa de alumínio. Só faltará alguém se interessar em clonar você.

A frenética corrida pelos biodólares

Empresas disputam o mercado bilionário dos remédios à base de DNA

Um dia depois da notícia-bomba da clonagem de uma ovelha na Escócia, as ações da empresa americana PPL Therapeutics, dona dos direitos sobre a técnica usada para clonar Dolly, subiram 56% na Bolsa de Valores de Nova York. O motivo de tanta euforia nada tem a ver com a extração de lã ou a venda de carne de carneiro. O objetivo da PPL com a clonagem foi gerar animais capazes de fornecer, no leite, proteínas que combatem doenças. A patente de um remédio desse tipo vale mais do que mil rebanhos de ovelhas, clonadas ou não.

O “efeito Dolly” sobre as ações das empresas de biotecnologia dá idéia dos enormes interesses envolvidos no Projeto Genoma. Universidades e laboratórios privados estão empenhados numa corrida para se apropriar do ouro genético, a gama de portunidades que as descobertas sobre os genes humanos abrem para os negócios.

O que está em jogo é dinheiro que não acaba mais. Calcula-se que, no ano 2010, os produtos derivados da pesquisa do genoma humano poderão responder por 60 bilhões de dólares.

Isso equivale à metade do faturamento total da indústria farmacêutica no mundo inteiro. Quem chegar primeiro, multiplicará seus lucros.