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Entenda de uma vez: Engenharia Genética

Estamos aprendendo a manipular o DNA de maneira cada vez mais precisa – mas a própria "facilidade" dessas técnicas abre possibilidades preocupantes.

Como aconteceu no caso do voo, da eletricidade e de muitas outras invenções humanas, a capacidade de manipular o DNA já existia na natureza havia milhões e milhões de anos antes que o Homo sapiens enfim aprendesse esse truque.

Em épocas remotíssimas, invasores virais que se imiscuíam nas células de nossos ancestrais acharam maneiras de sequestrar as máquinas moleculares do corpo humano para produzir cópias de seu material genético, cortaram um pedaço da sequência de letras do nosso genoma e inseriram lá dentro os seus próprios genes. É isso o que o vírus da aids continua fazendo até hoje com as pessoas que infecta.

Durante décadas, os biólogos moleculares “hackearam” sistemas como esse dos vírus, ou coisas similares presentes em bactérias, para modificar o DNA dos seres vivos. Ou adotavam até técnicas mais toscas, como bombardear mudinhas de planta com minúsculas esferas de ouro dentro das quais havia pedacinhos de material genético – a ideia era que, na base da porrada, esse DNA se enfiasse na plantinha de algum jeito.

Os engenheiros genéticos estão emprestando da própria natureza ferramentas que permitem a edição cada vez mais precisa do DNA.

O problema é que, mesmo quando isso dava certo, podia acabar dando muito errado. Sem mecanismos que direcionassem em que lugar do genoma as novas informações seriam inseridas, havia a chance de que o trecho de DNA estranho acabasse ficando socado bem no meio de um gene importante.

Desse modo, tal gene deixava de ser “lido” de forma apropriada pela célula, com resultados imprevisíveis e até potencialmente letais, como o aparecimento de câncer (que nada mais é que uma proliferação descontrolada das células causada por alterações genéticas). De fato, efeitos colaterais desse tipo foram os responsáveis por atrasar muitas das iniciativas da chamada terapia gênica – a tentativa de curar doenças por meio da manipulação genética. Alguns pacientes acabaram morrendo durante os testes clínicos, adquirindo ou desenvolvendo doenças como a leucemia (um tipo de câncer do sangue).

Mas as coisas têm mudado bastante ao longo da última década, graças ao emprego de uma nova técnica conhecida como Crispr/Cas9 (pronuncia-se “crísper”). A sigla quer dizer – tome fôlego aí antes de ler – “repetições palindrômicas curtas interespaçadas regularmente e agrupadas”.

A Crispr, para encurtar, é uma adaptação de um processo natural usado por certas bactérias como defesa contra vírus (lógico). Como funciona isso na natureza? Em meio às sequências repetitivas no DNA da bactéria, são armazenados trechos de vírus com os quais ela já entrou em contato no passado. Ou seja, cada “texto” desse tipo no genoma bacteriano serve como uma pequena ficha de catálogo dos inimigos que o micróbio precisou enfrentar. É o sistema de identificação de intrusos.

Esse DNA fica lá, paradão. Mas, se um vírus invadir a bactéria, esse DNA é transcrito para uma versão em RNA, a qual, por sua vez, conecta-se aos trechos correspondentes do genoma do vírus. E aí vem o golpe de mestre: uma proteína chamada Cas (normalmente a Cas9, mas há várias versões), que essencialmente tem a função de picotar DNA, vai até os segmentos “marcados” e os corta, com precisão cirúrgica. Simples assim. Ameaça eliminada.

Não é muito difícil imaginar como isso pode ser adaptado para a engenharia genética. À tesoura molecular da Cas9 é acoplada uma sequência curta de RNA – que equivale a um dos lados complementares da fita de DNA – correspondente às letras do gene que se quer alterar nas células de algum organismo.

Com isso, a Cas9 é guiada, com bom grau de precisão, até o trecho certo do genoma. Nesse ponto, duas coisas podem acontecer: ou a Crispr simplesmente extirpa aquele pedaço do DNA, desligando um gene que está causando problemas, ou ela carrega consigo um terceiro componente, um trechinho de DNA que deve ser enxertado ali, para desempenhar funções novas ou corrigir uma doença genética (trocando o gene defeituoso por uma versão que funciona, por exemplo). Esse último passo acaba sendo facilitado pela própria maquinaria natural de manutenção e conserto do DNA: ao detectar um pedaço solto de material genético nas suas vizinhanças, esse sistema tende a colar as pontas e refazer a sequência única, usando como guia as pontas da sequência original.

Ok, tudo divino e maravilhoso, mas ainda existe a possibilidade de que esse sistema “copiar e colar” afete o gene errado, ou pedaços errados do gene; modificar mais do que um ou dois genes ao mesmo tempo dá um trabalho dos diabos; e ainda é preciso otimizar o “delivery”, o sistema de entrega do novo DNA às células.

Para curar uma doença genética, o “delivery” tem de atingir zilhões de células ao mesmo tempo, e para isso os pesquisadores continuam usando principalmente vírus, que são especialistas no assunto. Outra coisa que ninguém sabe ainda é como aplicar o método no tratamento de problemas que surgem da interação de centenas ou milhares de genes entre si e com o ambiente, como doenças do sistema nervoso, diabetes e problemas do coração.

Tudo isso, porém, é só o começo. Um ramo de pesquisa chamado biologia sintética quer deixar para lá essa conversinha de alterar gene por gene e construir de uma vez genomas otimizados a partir do zero, letra por letra. Já se conseguiu fazer isso com vírus, bactérias e leveduras. Nesse caso, a ideia é produzir organismos sob medida para funções que nenhum ser vivo “ao natural” é capaz de realizar bem hoje.

Que tal criaturas unicelulares capazes de devorar plástico com tanta eficiência que nossos problemas atuais com o acúmulo de lixo sejam resolvidos de forma muito mais limpa que a atual? Ou então bactérias que realizem fotossíntese – o ato de transformar a energia da luz solar e o gás carbônico da atmosfera em biomassa – com mais eficiência do que qualquer planta ou micróbio existentes hoje, e de quebra resolver o problema do aquecimento global?

Desse ponto de vista, ia ser lindo – até o momento em que a gente conclui que exatamente as mesmas técnicas poderiam ser usadas, em tese, para produzir micro-organismos patogênicos muito mais agressivos do que os que nos afetam hoje. Guerra biológica ou bioterrorismo com potencial de causar genocídio planetário? Não dá para descartar a possibilidade.

O mais importante – e assustador – é que essas novas tecnologias são tão bizarramente simples de aplicar que vão tornar essas coisas comuns e facilmente exequíveis por qualquer laboratório de quinta categoria. Já há um pessoal por aí falando de automanipulação genética “DYI” (sigla de “faça você mesmo” em inglês). Em vez de ficar pegando a furadeira para pendurar quadro em casa, o sujeito vai lá e mexe num gene quando não tem nada melhor para fazer. Muito diferente de fabricar uma bomba atômica. Mas potencialmente mais perigoso. Como disse um cientista envolvido em discussões éticas sobre o tema à revista Science, “quando não podíamos fazer [esse tipo de modificação], era fácil dizer que não deveríamos”. Parece que o jogo virou, não é mesmo?

É difícil saber o que o futuro reserva nessa empreitada ambiciosa. A única certeza, por enquanto, é que parece que esse tal futuro vai acabar chegando bem antes do que a gente imagina. No fim do ano passado, por exemplo, cientistas do mundo todo foram surpreendidos pelo anúncio bombástico do chinês He Jiankui, que na época trabalhava na Universidade Meridional de Ciência e Tecnologia, em Shenzhen.

O pesquisador afirmou ter modificado geneticamente os embriões gerados por pais portadores do vírus HIV, o causador da aids, para que futuros bebês carregassem uma alteração em seu DNA que os torna imunes à doença. Segundo ele, os bebês, duas meninas apelidadas de Lulu e Nana (os nomes verdadeiros não foram revelados), passaram normalmente pela gestação e nasceram com saúde. A técnica usada para modificar o material genético deles foi, é claro, a Crispr.

Como você pode imaginar, isso aí deu um rolo danado – Jiankui perdeu o emprego e talvez responda na Justiça pelos experimentos, que não foram aprovados diretamente pelo governo da China, embora o sistema regulatório do país tenha brechas.

Mesmo que todas as barreiras éticas sejam vencidas, é improvável que as técnicas levem ao surgimento
de uma raça de super-humanos.

Ao mesmo tempo, especialistas em biotecnologia, biologia molecular e bioética do mundo todo, a começar por centenas de colegas chineses do nosso professor aloprado, apressaram-se a condenar o feito de Jiankui. Existe uma espécie de moratória mundial relativa ao uso da Crispr em seres humanos, capitaneada inclusive pelos que desenvolveram essa tecnologia, como a americana Jennifer Doudna, da Universidade da Califórnia em San Francisco.

Os responsáveis pela moratória argumentam, com razão, que ainda falta conhecimento sobre as possíveis repercussões da Crispr. E elas podem ser as mais variadas: talvez a técnica leve a problemas de desenvolvimento, gerando bebês deformados. Talvez os problemas não sejam de fácil identificação e surjam só na idade adulta. E, mesmo que tudo dê certo, sempre há o risco de criar uma divisa sócioeconômica entre humanos “normais” e “melhorados”, como no filme Gattaca.

Agora, mesmo que todos os problemas técnicos e éticos sejam resolvidos, o que a gente sabe sobre a genética humana (e a de outros seres vivos) sugere que não vamos conseguir criar “deuses” ou super-heróis tão cedo.

Isso porque quase todos os genes que conhecemos afetam uma enorme variedade de sistemas bioquímicos e órgãos – raramente seus efeitos são localizados. E cada variante de um gene traz tanto possíveis benefícios quanto possíveis custos para o organismo, sem falar na interação dos genes com o ambiente. Seria muito difícil criar pessoas com habilidades matemáticas superiores às dos pobres mortais, por exemplo, que também não sofram de alguma desvantagem.

É claro que o futuro é vasto e muitas coisas podem acontecer, mas é sempre bom desconfiar quando se imagina que uma tecnologia, por mais poderosa e sofisticada que seja, não terá efeitos imprevistos ou negativos.