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Clonagem: como foi possível?

Em fevereiro de 1997, o escocês Ian Wilmut, um brilhante embriologista de 52 anos, anunciou a primeira clonagem de um animal adulto, uma ovelha.

Flávio Dieguez

A notícia da façanha de Wilmut foi uma bomba, uma unanimidade, uma festa e tanto. Manchetes em todas as televisões, jornais, rádios, revistas, sites da Internet. E por que tudo isso?

Bem, comecemos pelo verbo “clonar”, que por sinal ainda não faz parte do Aurélio. Esse neologismo genético significa fazer cópia, artificialmente, de um ser vivo. Aliás, “clonar”, em si, nem é uma novidade. Cientistas do mundo inteiro andam “clonando” por aí há quase vinte anos. Desde 1978, vários tipos de animais são copiados – e, se não fosse proibido, já teriam sido anunciados os clones de gente. Mas antes as cópias eram obtidas a partir de embriões – e embriões, você sabe, são aqueles pequenos ovos gerados a partir do encontro de um óvulo com um espermatozóide. Portanto, a técnica de clonagem partia da multiplicação forçada de embriões. Reproduziam-se num tubo de ensaio diversos embriões de uma matriz, que depois eram colocados nos úteros de várias fêmeas.

O que Wilmut conseguiu de extraordinário foi quebrar dois tabus. Primeiro, eliminou de seu clone a necessidade do encontro de um espermatozóide com um óvulo – até aqui indispensável para formar o embrião. Wilmut produziu sua criatura usando um óvulo virgem, que nunca havia sido fecundado. Para isso, retirou desse óvulo o seu núcleo original e pôs no lugar os genes de uma célula comum de outra ovelha. Esta é que foi “clonada”. Da que era dona do óvulo, coitada, nada restou no filhote.

Aí, veio o segundo e mais espetacular tabu: o cientista escocês fez um embrião com os genes de uma célula comum, ou melhor, especializada. Essa célula especializada veio de uma glândula mamária, uma simples teta. Sua única função na existência era ser mama e nada mais. Por isso, especializada. As células do cabelo são especializadas em ser cabelo, as do fígado, em ser fígado, as da unha, unha. Agora, na Escócia, a carga genética de uma célula corriqueira gerou um inacreditável embrião. Dali nasceria uma ovelha geneticamente idêntica à dona da mama. “Esse resultado mostra como é fascinante o desenvolvimento atual na área da Genética e da reprodução”, disse à SUPER o médico Roger Abdel Massi, especialista em reprodução humana. Sim, um verdadeiro milagre, mas científico.

A ousadia de Ian Wilmut foi coroada com o humor típico da cultura britânica, um humor que talvez seja genético. Ele batizou sua cria de Dolly. Uma homenagem, diz o cientista, à cantora americana Dolly Parton, dona de uma silhueta que realça bem a parte do organismo de onde Wilmut retirou sua célula especializada. O escocês, merecidamente, foi a sensação do planeta.

Reviravolta na Teoria da Evolução

Ian Wilmut simplesmente aposentou aquilo que era uma lei sagrada da Biologia, segundo a qual uma célula especializada (de ovelha e da maioria das espécies conhecidas) jamais poderia gerar um novo ser. Com algumas poucas espécies, como a estrela-do-mar e as bananeiras, não é assim. Se alguém corta um pedaço do tronco de uma bananeira e o joga no canteiro, outra vai brotar espontaneamente. Ou seja, a célula especializada do tronco vira embrião e inaugura outra bananeira, idêntica à primeira. Para esses seres a clonagem é rotineira. Mas para a maioria das espécies não há clonagem natural. Apenas os óvulos e os espermatozóides participam da reprodução. Resumo: sem sexo, elas jamais poderiam se reproduzir.

A evolução passa pelo sexo há cerca de 500 milhões de anos. E ela fica melhor assim. Havendo espermatozóides e óvulos trocando cargas genéticas, as possiblidades de nascerem indivíduos diferentes é maior, pois os genes do pai se misturam aos da mãe num organismo novo. O que é bom: mais indivíduos diferentes significa mais chance de evolução. Se todos fossem como as bananeiras, os filhotes seriam sempre idênticos aos pais, geração após geração, e a evolução seria muito lenta, causada só por uma ou outra mutação dos genes.

Nas espécies que se reproduzem por óvulos e espermatozóides, que são a maioria, a natureza criou uma sábia proibição: nenhuma outra célula do corpo está autorizada a participar da reprodução. Só as células sexuais cuidam disso.

Foi aí que Wilmut anunciou um revertério assustador, derrubando a velha lei. Ele conseguiu desprogramar uma célula especializada e fazer com que seu núcleo, levado para dentro de um óvulo, virasse um embrião. “Com isso, ganhamos uma capacidade reprodutiva que é típica das plantas”, explica o professor Otto Crócomo, da USP, um dos maiores especialistas em clones de vegetais no Brasil. Como é uma máquina complexa, o organismo só funciona direito se cada parte tiver função bem definida e se todas as partes estiverem bem coordenadas. É por isso que as células se especializam durante a gestação. Umas virarão olho, outras fígado etc. Mas, mesmo especializadas, todas as células têm os mesmos genes. Logo, o que Wilmut precisava fazer, era apagar as instruções inscritas nos genes da célula tirada da ovelha adulta, a que seria a mãe de Dolly. Essa célula só sabia ser mama, mas o escocês deu a ela a ordem de ser embrião. Como? É o que você vai ver nas duas páginas seguintes.

Como tapear uma célula de ovelha

Para realizar o sonho impossível de fazer de sua célula especializada um embrião, Ian Wilmut apostou num palpite sensacional: a fome. É um palpite que ainda não está inteiramente comprovado mas, ao menos em teoria, é fabuloso. Vamos a ele. Primeiro, submeteu a célula a uma dieta de sais comuns, como cloreto de cálcio e sulfato de magnésio, o equivalente a um chá com torradas. Com isso, o núcleo teve que reduzir suas atividades a quase zero, entrando num estado letárgico que os embriologistas chamam de quiescente. Nesse estado, a célula interrompe o seu ciclo de crescimento normal.

O truque fez essa quiescência acontecer quando a célula ainda era bem jovem. Essa é a fase G-Zero, muito breve. É o único instante em que os genes, dentro do núcleo, descansam e param de distribuir as ordens de crescimento e multiplicação para a célula. Nessa fase, as operações ficam a cargo de proteínas especiais do citoplasma. A função dessas proteínas é justamente entrar no núcleo e preparar os genes para o início de um novo ciclo de crescimento e reprodução.

Nesse instante preciso, transferindo esse núcleo para um óvulo cujo núcleo havia sido retirado, o cientista deu início a um grande logro. Sem essa tapeação, a experiência iria fracassar. Lembre-se de que óvulos e espermatozóides só têm metade do material genético de uma célula normal. Eles só formam um embrião quando se fundem, somando suas duas metades. Assim formam o embrião. Pois ao receber um núcleo novo, que contém o material genético completo, o citoplasma daquele óvulo vai cair numa ilusão biológica (imagine, só para entender o truque, que os óvulos caiam em ilusões). Então, o citoplasma vai atuar como se o núcleo já fosse um embrião. Suas proteínas, entram lá dentro e reprogramam os genes totalmente, disparando o início do crescimento e da multiplicação celular. Ou seja, o genes também serão cúmplices da ilusão. Em vez de autorizar um crescimento de novas células de mama, o que seria natural, assumem sem problema o papel de embrião. E tem início uma multiplicação celular para formar uma ovelha novinha.

“As proteínas do citoplasma realmente podem ter reprogramado os genes”, confirmou à SUPER o embriologista Colin Stewart, do Centro Frederick de Desenvolvimento e Pesquisa do Câncer. Claro que a experiência ainda requer comprovações. Mas, desde já, o embriologista escocês abriu novas portas para a Biologia.

O que eu vou ser quando crescer?

Veja como as células se especializam, aprendem a executar uma tarefa específica e usam apenas alguns dos seus genes

Como embrião, a célula ainda não sabe o que vai ser quando crescer. Sua carga genética, o DNA dentro do núcleo, está livre para assumir qualquer função.

Célula do embrião

Núcleo

Núcleo

Molécula de DNA

Gene ligado (verde)

Gene desligado (vermelho)

O embrião cresce porque as células se multiplicam. Aí elas começam a desligar os genes de que não vai mais precisar.

No final, só ficam ligados os genes que cada célula especializada usa em sua função dentro do organismo.

Uma célula da mama só usa os genes que interessam à sua função, como o que manda fazer uma das muitas proteína do leite.

Célula do olho

Célula do fígado

Mitocôndria

Ribossomo

Célula especializada da mama

Retículo

Complexo de Golgi

Proteína do leite

A imaginação entre os mitos e a realidade

Depois de Dolly, a imaginação de todo mundo disparou na linha de clonar gente. Vamos com calma. Muito do que se fala por aí é mito. Primeiro, não é verdade que um cidadão poderia ressuscitar na forma de um clone. Não. Nasceria um ser muito parecido com o primeiro, mas não é aquele primeiro reencarnado. Isto aqui é Genética, não espiritismo. Mais uma coisa: não dá para clonar morto. A célula tem de estar viva.

Assim, o clone não ficaria igual a quem lhe deu origem. Apenas os genes seriam iguais. Mas clone e clonado são diferentes, assim como são diferentes os gêmeos idênticos, que também têm o mesmo material genético. Há diferenças porque, além dos genes, o ambiente, a cultura, a comida, tudo influi no jeitão do indivíduo.

São perigosas, enfim, especulações de que os genes atuam sobre coisas como as emoções e a inteligência. Não há prova disso. E o mais provável é que a força dos genes, se existir, seja muito inferior à do ambiente. Até gêmeos que crescem juntos acabam tendo personalidades divergentes. As diferenças devem ser ainda maiores no clone de um adulto, pois cresceria em outra época e outro lugar.

Fabricados 277 embriões, só um vingou

Com o impacto da descoberta, diversos detalhes a respeito de Dolly passaram quase em branco. Um deles é que a clonagem funcionou, de maneira geral, muito bem. Afinal, o clone nasceu, e com boa saúde. Na verdade, a experiência deu um resultado fraco, já que Ian Wilmut não tentou clonar só uma ovelha, mas um total de 277. Isso significa que ele conseguiu transformar 277 células comuns em embriões, que foram depois implantados no útero de outras ovelhas, usadas como mães-de-aluguel. Mas desse conjunto inteiro só um filhote chegou a nascer: Dolly. Além disso, ele fez outras experiências utilizando embriões verdadeiros em vez de células comuns.

A clonagem de embriões já é conhecida, mas ela emprega embriões bem jovens. Wilmut testou estágios mais avançados de desenvolvimento para ver o que acontecia. De 557 tentativas, nasceram sete filhotes. Essas taxas baixas indicam que falta muito para aperfeiçoar a técnica. Outro fato citado pelo cientista em seu artigo científico na revista inglesa Nature é a possibilidade de Dolly não ter nascido de uma célula de mama, mas de algum embrião de verdade infiltrado por ali. Seria o maior banho de água fria do ano. As chances são remotíssimas, mas a suspeita tem de ser investigada.

O segredo de Wilmut

Veja como o cientista construiu um embrião simplesmente obrigando uma célula especializada a passar fome.

A história começa com a célula da mama que ia virar um clone. Antes disso, foi preciso interromper o seu ciclo normal de reprodução. Acompanhe a experiência. Célula especializada da mama

1 – A célula começa o ciclo bem jovem. Apesar de ser um bom momento para clonar, todas as tentativas até hoje deram errado.

2 – Na segunda fase do ciclo, a célula fica pronta para dividir-se em duas. As clonagens a partir daqui também não funcionaram.

3 – Terceira fase. A divisão já vai acontecer e dar origem a uma outra célula da mama. As chances de clonagem são mínimas.

Sais minerais

Núcleo

CÉlula jovem

Veio então o grande lance. A célula jovem recebeu uma dieta bem magra de sais, que são o que ela come.

Núcleo

óvulo tirado de outra ovelha

O seu núcleo (azul) foi acomodado dentro de um óvulo (verde) tirado de uma outra ovelha.

A fome foi a chave do sucesso, por um motivo muito simples: ela fez o núcleo da célula interromper o seu ciclo e ficar num estado letárgico. E aí, ao ser colocado no óvulo, deixou de lado as instruções para produzir outra célula de mama. Em vez disso, passou a agir como um embrião e gerou uma nova ovelha, a Dolly..

Quatro promessas para 2001

Quatro grandes áreas de pesquisa vão ser tremendamente beneficiadas pela clonagem, de acordo com as declarações de Ian Wilmut à imprensa logo após anunciar a clonagem da ovelha. Dessa lista, a mais relevante, do ponto de vista científico, é o estudo do processo de envelhecimento das células. A razão é simples: sabendo o que se passa dentro das células, os cientistas podem investigar mistérios tão profundos quanto os do câncer. Alguns dos avanços recentes mais importantes no estudo da doença brotaram justamente de investigações detalhadas sobre as moléculas que atuam no processo de envelhecimento celular.

O segundo tópico é mais prático, pois Wilmut diz que agora vai ficar muito mais fácil agir diretamente sobre os genes. O resultado dessa ação precisa é que será possível estudar qualquer enfermidade genética. Na opinião do cientista, o progresso mais rápido acontecerá nas doenças pulmonares das crianças. A quarta área, bem próxima a esta última, diz respeito à fabricação de drogas e terapias genéticas por meio da técnica dos clones.

A experiência a serviço da Biologia

Aos 52 anos, pai de três filhos, Wilmut é discreto e metódico. Não tem o perfil usual de uma grande estrela da ciência. Há vinte anos faz parte da equipe de 300 pesquisadores do Instituto Roslin, na pequena cidade de mesmo nome. Situado a 10 quilômetros da capital escocesa, Edimburgo, o instituto fica numa grande planície onde a criação de ovelhas é uma atividade econômica importante. Visto de fora, pode ser confundido com um grande estábulo. É natural que, nesse ambiente, a carreira de Wilmut tenha se orientado muito mais para a solução das questões práticas da pecuária, e menos para grandes indagações teóricas da Genética. “A clonagem nunca foi o verdadeiro motor das minhas pesquisas”, declarou ele à agência de notícias Reuters logo após o sucesso com Dolly. “Meu primeiro trabalho importante foi conseguir congelar espermatozóides de porco.” Mas é evidente que Wilmut acumulou um conhecimento acima do normal sobre o aparelho reprodutor dos animais. Especialmente nos primeiros momentos da gestação, em que os embriões ainda têm a escala microscópica de umas poucas células. Essa experiência parece ter sido decisiva para a façanha de transformar, pela primeira vez na história, uma célula adulta num embrião.