July 3, 2017 - A ferramenta de edição de genes conhecida como CRISPR está rapidamente se tornando conhecida por seu potencial para tratar a doença, cortando mutações genéticas do DNA.
Mas as ferramentas genômicas como o CRISPR também possuem outras capacidades possíveis, como a capacidade de visualizar as pessoas sobre a presença de vírus, como dengue e Zika, além de doenças debilitantes, como a doença de Parkinson.
"Eu acho que a percepção pública do CRISPR é muito focada na idéia de usar a edição de genes clinicamente para curar a doença. Esta é sem dúvida uma possibilidade emocionante, mas essa é apenas uma peça pequena", disse Neville Sanjana, do New York Genome Center E um professor assistente de biologia, neurociência e fisiologia na Universidade de Nova York. [10 coisas surpreendentes que os cientistas fizeram com CRISPR]
"Com CRISPR, acho que você verá muitas aplicações em biologia sintética", como sensores para agentes patogênicos, disse Sanjana à Live Science.
Um sistema de defesa natural
No seu núcleo, o CRISPR é um sistema de defesa natural que evoluiu em microorganismos unicelulares para lutar contra vírus invasores. A luta é uma guerra total. O cientista estima que, para cada célula na Terra, há cerca de 10 vírus, todos lançando missões implacáveis para replicar-se inserindo seu DNA na maquinaria em células.
As bactérias usam um arsenal para lutar, incluindo CRISPR, que é uma série de sequências de DNA curtas e repetidas que são separadas por espaçadores que possuem sequências únicas. As bactérias usam quando são infectadas com um vírus. À medida que os bits genéticos do vírus se replicam dentro das bactérias, o CRISPR entra, guiando as defesas bacterianas em direção ao material estranho.
A proteína no CRISPR corta o intruso, mas também coleta uma pequena seqüência de DNA do invasor, que a proteína insere no CRISPR da bactéria como espaçador. Cada vez que um vírus invade e é destruído, um novo espaçador é adicionado ao CRISPR.
Em certo sentido, os espaçadores no CRISPR são um relato das vitórias do campo de batalha da bactéria, como marcas de matança no estoque de um tambor de rifle. Mas os espaçadores fornecem outra função.
Quando um vírus que foi derrotado anteriormente tenta invadir, a bactéria o reconhece e define sobre cortar o invasor em pequenos pedaços. E quando a própria bactéria se multiplica, passa seu sistema de defesa para suas células filhas.
"Acontece que você pode realmente aproveitar essas propriedades para potencialmente desenvolver um dispositivo de diagnóstico muito sensível" que poderia detectar pequenas quantidades de moléculas de vírus em sangue humano, como o vírus Zika, disse o bioquímico e o especialista em CRISPR Sam Sternberg, o líder do grupo de Tecnologia Desenvolvimento na Caribou Biosciences Inc., baseada em Berkeley, na Califórnia, que está promovendo novos aplicativos para tecnologias baseadas em CRISPR. [5 Tecnologias Incríveis que Revolucionam a Biotecnologia]
Um dos avanços mais recentes da CRISPR nesta área é uma ferramenta chamada SHERLOCK (que significa “Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing” ou em português "Desbloqueio Enzimático Específico de Alta Sensibilidade"). Em abril de 2017, uma equipe de pesquisadores liderada pelo bioengenheiro James Collins e o pioneiro da CRISPR, Feng Zhang, do Broad Institute of MIT e Harvard, relataram na Science que tinham programado uma molécula CRISPR para buscar estirpes de Zika e vírus da dengue no soro sanguíneo, na urina, saliva e cortá-los.
Os pesquisadores programaram as moléculas CRISPR para liberar um sinal fluorescente quando estavam cortando os vírus, de modo que a presença do vírus poderia ser detectada. SHERLOCK era tão sensível, que era capaz de distinguir a cepa americana de Zika da cepa africana e diferenciar uma cepa de dengue de outra.
Collins e sua equipe conseguiram ver a presença dos vírus mesmo em concentrações extremamente baixas, tão baixas quanto duas moléculas em um quintilhão.
Em um teste separado, SHERLOCK conseguiu detectar duas estirpes diferentes da superbug Klebsiella pneumoniae resistente aos antibióticos. [6 Superbugs para assistir]
Então, em junho de 2017, uma equipe da Universidade da Flórida Central informou na revista Scientific Reports que eles usaram um sistema CRISPR para detectar a presença de doença de Parkinson. Esta desordem do sistema nervoso central provoca mau funcionamento e morte de células nervosas no cérebro e piora ao longo do tempo, causando tremores e problemas de movimento. A doença afeta cerca de 1 milhão de pessoas nos Estados Unidos, de acordo com a Fundação da Doença de Parkinson.
Embora a causa seja desconhecida, a quantidade de uma proteína chamada alfa-sinucleína, normalmente encontrada no cérebro, aumenta em pessoas que desenvolvem a doença. Os pesquisadores usaram CRISPR para editar o gene que faz a proteína alfa-sinucleína para que a proteína ficasse fluorescente. Quanto maior a quantidade de proteína, mais forte é o sinal fluorescente.
Os cientistas disseram que pensam que poderiam usar essa técnica para testar novas drogas para tratar a doença de Parkinson.
"Se tomarmos uma dessas células modificadas e tratá-la com um medicamento específico, se não produzir luz, isso significa que o medicamento é um tratamento potencial para esta doença", escreve o co-autor Sambuddha Basu, pesquisador pós-doutorado. Na Flórida Central, em um comunicado.
Ainda são os primeiros dias para estas e outras ferramentas biológicas relacionadas ao CRISPR, e devido à diversidade dos sistemas imunológicos nas bactérias, é bem possível que outras ferramentas permaneçam por descobrir, disse Sternberg.
"Eu acho que é um exemplo muito bom de mais uma descoberta científica básica que levou a uma potencial tecnologia revolucionária", disse ele.
Originalmente publicado na Live Science.
Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Live Science, com vários links.
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