Cientistas descobrem a edição de genes com CRISPR Hard to Resist
Índice:
- A Eureka Moment
- Olhando para o passado para lidar com a tecnologia futurista
- Clonagem de dinheiro?
- Em seu editorial sobre CRISPR - intitulado" Um caminho prudente para engenharia genômica e modificação do gene germinal "- Doudna, Daley Berg e outros dizem que os pesquisadores devem explorar como CRISPR funciona em embriões humanos - desde que ninguém implante os embriões modificados.
Hacking the human genome faz muito tempo para o grande teatro de ficção científica porque sempre pareceu fantasticamente impossível e se presta tão facilmente a tramas sinistras.
Mas como os cientistas conseguiram mapear o genoma humano na década de 1990, genéticamente as pessoas de engenharia parecem menos como ficção e mais como o ponto de vista presuntivo da pesquisa médica.
Publicidade PublicidadeAinda tememos mexer com o genoma humano de maneiras hereditárias, mesmo que o uso de engenharia genética para tratar pessoas que estão doentes começa a fazer um progresso real. É ilegal editar DNA hereditário em muitos países, embora não nos Estados Unidos. Mas deixamos a discussão sobre as implicações éticas e as nozes e parafusos da regulamentação a serem elaborados à medida que a tecnologia se move no alcance.
Mas em 2012, o que antes parecia apenas uma possibilidade futura tornou-se um dilema imediato.
Foi quando a bióloga molecular da Universidade da Califórnia, Jennifer Doudna, Ph. D., e alguns colegas delinearam uma nova técnica de engenharia genética chamada CRISPR-Cas9 em um artigo na revista Science. Em suma, a tecnologia permite que um cientista aproveite peças problemáticas de DNA, um procedimento com potencial profundo para curar doenças genéticas devastadoras, como Huntington's.
A técnica é bastante fácil para que qualquer biólogo que se sentiu tão inclinado pudesse "editar" a composição genética de um embrião humano e implantá-lo em uma mulher usando fertilização in vitro (FIV). Essa mudança entraria no pool de genes de uma vez por todas.
Vários grupos levantaram o alarme de que agora é hora. Já não é ficção científica. Dr. George Daley, Harvard Medical CenterCRISPR-Cas9 também poderia reprogramar os genes que causam doenças genéticas como a anemia falciforme e a doença de Huntington, prometendo uma cura universal.
Cientistas e reguladores se esquivaram para recuperar o atraso.
"Dado que as questões de poder modificar um genoma, especialmente um embrião, são agora muito mais imediatas e mais preocupantes, é por isso que vários grupos levantaram o alarme de que agora é hora. Já não é ficção científica ", disse o Dr. George Daley, Ph. D., um biólogo de células-tronco no Harvard Medical Center.
Mas os críticos dizem que o processo que orienta se e como mudaremos nossa herança genética humana é slapdash, excludente e manchado pela promessa de lucro para aqueles que poderiam lucrar com uma cura para câncer ou uma doença genética - ou de uma solução para algum traço genético subjetivamente indesejável.
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A Eureka Moment
Tecnicamente, foi possível editar DNA humano desde meados da década de 1970, quando Paul Berg, Ph.D., DNA humano cultivado na bactéria E. coli em seu laboratório Stanford. Mas esses primeiros métodos eram intensivos em mão-de-obra e não confiáveis.
Advertisement PublicidadeDoudna (pronunciado DOWD-na) entrou no debate sobre a engenharia humana por acidente. Especialista em RNA, ela foi convocada para ajudar alguns colegas a investigar como as bactérias combatem os vírus.
gradualmente tornou-se claro que as bactérias identificam e segmentam os bits de DNA viral usando um processo chamado CRISPR-Cas9. A primeira vez que uma bactéria atende um vírus, ele armazena um pouco de seu DNA. Mais tarde, esse DNA serve como um cartaz "mais procurado". Se a bactéria correu para o mesmo vírus novamente, ele o ataca cortando o padrão familiar de DNA.
Doudna e seus colegas rapidamente perceberam que os cientistas poderiam acompanhar o processo bacteriano para editar o DNA - seja ele um vírus, uma planta agrícola ou um ser humano.
Publicidade"Eu pensei, uau, se isso pudesse funcionar em células de animais ou plantas, esta poderia ser uma ferramenta muito, muito útil e muito poderosa. Honestamente, nem percebi na época o quão poderoso ", disse Doudna à NPR em uma entrevista de 2014. (Ela recusou o pedido da Healthline para uma entrevista, citando seu horário de viagem profissional.)
O poder da nova abordagem não passou despercebido.
Advertisement PublicidadeNesta primavera, pesquisadores chineses que usaram o método CRISPR-Cas9 em embriões humanos publicaram suas descobertas em uma revista americana.
Os embriões não eram viáveis e a abordagem não funcionava bem como esperava, mas o relatório enviou uma onda de alarme através da comunidade científica, revelando quão forte a tentação era usar o CRISPR para modificar o DNA humano herdável.
Em poucos dias dessa publicação, uma equipe da Universidade da Califórnia, San Diego (UCSD) anunciou o sucesso usando CRISPR em moscas de frutas. Eles fizeram mudanças nos genes de um par de moscas de frutos de acasalamento, garantindo que a característica que eles inseriram fosse transmitida a todos os descendentes. Esse tipo de engenharia genética é chamado de "drive de genes". "
PublicidadeOs cientistas da UCSD imaginaram usar a abordagem para criar melhores camundongos e moscas da fruta para pesquisa, mas as implicações eram claras: poderíamos mudar rapidamente uma espécie inteira, incluindo nós mesmos, usando CRISPR.
Apenas na semana passada, cientistas britânicos pediram uma licença da Autoridade de Fertilização e Embriologia Humana do Reino Unido para editar genomas de embriões humanos armazenados em clínicas de fertilidade. Eles planejam usar embriões viáveis, mas prometem não implantá-los depois de terem sido modificados.
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Olhando para o passado para lidar com a tecnologia futurista
Enquanto isso, Doudna e outros cientistas, éticos e advogados começaram a lutar com os desafios éticos do CRISPR.
Em janeiro, Doudna e um pequeno grupo de U. S. pensaram que líderes se encontraram em Napa, Califórnia, para discutir o que fazer com o genio que eles deixariam escapar de sua garrafa.Paul Berg, que foi pioneiro na engenharia genética com a descoberta de DNA recombinante de 1975, estava lá.
O grupo estava tomando a decisão da conferência Berg organizada em 1975 no Asilomar Conference Grounds, à saída de Monterey, Califórnia, para decidir como a ciência prosseguiria com a engenharia genética. Essa reunião é amplamente anunciada como prova de que os cientistas podem manipular com segurança ferramentas controversas e potencialmente destrutivas.
Na primavera, vários participantes da reunião de Napa - incluindo Doudna, Berg e Daley de Harvard - publicaram uma peça de posição argumentando que o CRISPR não deveria ser usado em DNA reprodutivo ou células germinativas. Mas, segundo eles, a pesquisa em laboratório deve continuar.
No final deste ano, uma confiança científica do cérebro internacional convergirá para Washington, D. C., para começar a elaborar um plano para possíveis limites no CRISPR. O esforço avançou, refletindo a urgência do assunto.
Mas, como a cimeira de convite, patrocinada pelas Academias Nacionais de Ciências, Engenharia e Medicina e seus homólogos do Reino Unido e da China, se reúne, os críticos argumentam que está condenado a falhar porque exclui questões-chave e a oportunidade de comentário público.
As Academias Nacionais dizem que haverá assentos limitados para os membros do público.
Se CRISPR representa "um deslocamento de maré em termos da maneira como pensamos em nós mesmos como seres", como diz Daley, então, qual é a melhor maneira de decidir uma questão tão importante?
Sheila Jasanoff, Ph. D., professora de estudos em ciência e tecnologia da Escola Kennedy de Harvard, pensa que a reunião de dezembro já está ecoando algumas das falhas da conferência de Asilomar.
Os cientistas da Asilomar analisaram os produtos da engenharia genética precoce para o seu potencial para serem utilizados em armas biológicas e preocupados principalmente com os riscos que escaparam do laboratório.
Eles não anteciparam o que provou ser um debate aquecido e de longa data sobre organismos geneticamente modificados (GM), que teve grandes conseqüências para agricultores, ambientalistas e pesados do agronegócio, como a Monsanto.
"Em retrospecto, pode-se ver a controvérsia longa, às vezes trágica, sobre as culturas GM … como uma reabertura por cidadãos globais de todas as dimensões da engenharia genética que Asilomar havia excluído", escreveu Jasanoff em uma op-ed que objetiva Cúpula da próxima geração sobre engenharia genética.
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Clonagem de dinheiro?
Os cientistas que se reuniram em Asilomar tiveram pouco a ver com as aplicações comerciais de suas pesquisas. Mas com o Bayh-Dole Act de 1980, professores e universidades ganharam interesse financeiro em como suas descobertas foram comercializadas.
Doudna está envolvido com três das dúzias de empresas que já se formaram na esperança de comercializar a edição de genes CRISPR.Uma empresa, Caribou Bio, está explicitamente interessada em aplicações agrícolas."Enquanto você acabar obtendo uma semente que funciona, você está bem", disse Shanks.
Seria difícil encontrar alguém no mundo da biotecnologia que não tenha interesse porque todos os diretores dessa conversa têm o que parecem conflitos de interesse. Marcy Darnovsky, Centro de Genética e Sociedade
Mas os interesses financeiros da Doudna em sua descoberta são mais a regra do que a exceção.Michael Kalichman dirige o Centro de Ética e Sociedade da UCSD. Ele descreve o envolvimento da Doudna com o lado comercial de seu trabalho simplesmente como parte de seu trabalho como chefe de um laboratório de pesquisa em um mundo pós-Bayh-Dole.
"Seu trabalho é tentar vendê-lo", disse ele. "Doudna não está escondendo seus interesses nisso. "
Em uma sala de cientistas, médicos e advogados da universidade, todas as opiniões são coloridas pelo dinheiro.
"Nós só temos pessoas que têm interesses financeiros que estão fazendo não apenas decisões que vão ser aplicadas, mas estão chegando com as perguntas que serão feitas", disse Darnovsky.
Kalichman, cuja carreira "colapsou" o Bayh-Dole Act, diz que a lei resultou em uma mudança mais rápida da pesquisa pura para aplicações clínicas. Mas também faz espaço para o viés.
"A questão é:" O sistema de interesse financeiro cria uma tendência para ver certas coisas? "e a resposta parece ser sim", disse ele.
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Pitting Heartstrings Against Hard Science
Em seu editorial sobre CRISPR - intitulado" Um caminho prudente para engenharia genômica e modificação do gene germinal "- Doudna, Daley Berg e outros dizem que os pesquisadores devem explorar como CRISPR funciona em embriões humanos - desde que ninguém implante os embriões modificados.
"Eles estão argumentando que a edição de células germinais humanas (gametas e embriões iniciais) para fins de pesquisa deve avançar imediatamente enquanto um diálogo sobre as implicações sociais e éticas do uso de células germinativas modificadas para iniciar uma gravidez está em andamento", disse Darnovsky. do editorial.
Mais pesquisas, argumenta a peça, nos darão mais informações sobre como as modificações da linha germinativa funcionam - ou, como no estudo chinês, não.
"Eles chamam isso de" caminho prudente ", disse Darnovsky. "Mas seria fácil lê-lo como" Se nossa pesquisa demonstra que podemos modificar a linha germinal com segurança e precisão, isso será um argumento para proceder a criar seres humanos GM. "
Foi apenas cerca de uma década desde que lemos o genoma humano pela primeira vez. Devemos ter grande cuidado antes de começar a reescrevê-lo. Eric Lander, Broad Institute
Doudna descreveu o CRISPR como um método para editar os erros de digitação que recebemos no texto impresso da natureza. Sua metáfora tem como objetivo tornar um processo incrivelmente complicado compreensível para os não cientistas. Mas também reflete sobre os riscos da edição de genes: a realidade é que o livro da genética humana está escrito em um idioma que mal entendemos."Foi apenas cerca de uma década desde que lemos o genoma humano pela primeira vez. Devemos ter grande cautela antes de começar a reescrevê-lo ", Eric Lander, Ph.D., dirigiu o Broad Institute, escreveu em seu discurso no CRISPR.
O Broad Institute competiu com o laboratório da Costa Oeste da Doudna para avanços no CRISPR e está envolvido em uma ação judicial sobre quem detém as patentes.
Lander concorda que não devemos tocar em DNA hereditário, mas ele faz espaço para uma "possível exceção de corrigir genes de doenças monogênicas severas, nos poucos casos em que não há alternativa. "
E se a pesquisa que Doudna defende e os cientistas do Reino Unido já estão pedindo para fazer promessas uma cura para uma doença genética devastadora, como Huntington não é caso a caso, mas eliminando completamente a mutação genética? O público provavelmente exigiria acesso a essa cura.
Mas e se o que parecia ser uma cura revelou grandes efeitos colaterais genéticos não intencionais que não eram evidentes até a próxima geração?
"Para obter uma observação brilhante para algo que ajuda as massas é complicada", disse Jasanoff.
