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O CRISPR-Cas pode ser usado para o melhoramento genético de espécies vegetais, tratamento de doenças e até mesmo para a produção de vacinas e medicamentos
O Sistema de Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas com a ação de proteínas associadas (Clusters of Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), CRISPR-Cas, é um sistema utilizado pela Engenharia Genética para modificar o DNA de organismos.
Ele age em conjunto com proteínas e pode ser utilizado para o tratamento de doenças, como o câncer, ou para a produção de espécies vegetais transgênicas (geneticamente modificadas).
O que é e como funciona?
O CRISPR é uma região do material genético que está presente em genes virais intercalados com os genes do próprio organismo. Esse é um mecanismo de defesa naturalmente encontrado no sistema imunológico de bactérias e protozoários. Esses micro-organismos, quando infectados previamente por vírus, criam uma memória imunológica.
As bactérias, quando tomadas por vírus ou protozoários, incorporam uma fração das sequências de DNA infectado através da ação de proteínas associadas aos CRISPR (Cas). Dessa forma, se houver uma infecção, ela é capaz de identificar e inativar o DNA do vírus com os genes armazenados.
O CRISPR, Sistema de Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas, foi descoberto pelo biólogo Francisco Mojica, na década de 1980. As pesquisas continuaram com as professoras Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna, que descobriram a proteína Cas9.
A descoberta dessa proteína foi transformadora para a biotecnologia e para a medicina, fazendo com que as professoras ganhassem um Prêmio Nobel de Química. Isso porque o manejo dessa proteína permite selecionar a parte do DNA a ser recortada, sendo útil para vários usos.
A proteína Cas9 funciona como uma tesoura. Ela consegue encontrar e realizar a quebra da molécula de DNA. Entenda melhor assistindo ao vídeo:
Vantagens e para que pode ser usado?
O CRISPR-Cas9 é um sistema de baixo custo, sendo mais acessível do que outros modelos de alteração genética. Além disso, ele é rápido e de fácil entendimento, demandando menos habilidades para o seu manuseio.
Ele pode ser usado para desenvolver a transgenia de espécies vegetais, produção de combustíveis, vacinas, medicamentos e alimentos, melhoramento genético e alteração de micro-organismos. Entenda os usos do CRISPR-Cas e como esse mecanismo pode gerar mudanças na vida das pessoas no vídeo a seguir (em inglês):
Outra proteína utilizada nesse sistema é a Cas12a. Ambas permitem tratamentos médicos específicos e precisos, pois consistem em sínteses de menor tamanho. Um exemplo é o tratamento de doenças genéticas e de degeneração dos órgãos. Quanto menor o tamanho da célula, maior a precisão e eficácia do tratamento.
Com isso, uma pesquisa elaborou sistemas, chamado de CasMINI, composto por proteínas sintetizantes menores. Essas proteínas são formadas através da redução dos aminoácidos que as constituem. Assim, foi elaborada a proteínas Cas14, ou Cas 12f.
Inicialmente, essa proteína, assim como todo o sistema CasMINI, era incompatível com o organismo humano. Entretanto, essa condição foi alterada a partir de mutações realizadas em laboratório.
Desvantagens e problemas
Apesar dos avanços que essa prática implica, alguns estudos apontam para o risco de haver mutações acidentais na codificação do DNA modificado. Essas mutações podem gerar problemas de saúde ou do funcionamento de organismos.
Além disso, o debate ético em torno da modificação genética é bastante presente. Em 2018, o cientista He Jiankui usou a tecnologia do CRISPR para criar, pela primeira vez, bebês humanos geneticamente modificados. Alguns estudos apontam essa prática como perigosa, já que alguns efeitos da tecnologia CRISPR ainda são desconhecidos e imprevisíveis.
