As 10 melhores descobertas biotecnológicas do ano passado – Parte II

Confira a continuação da lista sobre as melhores descobertas biotecnológicas de 2016!

5. Cientistas anunciam o projeto HGP-Write (Human Genome Project)

Após a fama do Projeto Genoma Humano, um grupo internacional de cientistas acaba de anunciar um plano para criar um genoma humano sintético dentro de 10 anos.

A meta do HGP-write é reduzir os custos de testes com genomas grandes, incluindo um genoma humano, e possibilitar o desenvolvimento de novas tecnologias para engenharia em escala genômica, e aplicações médicas.

Os autores da proposta disseram que a capacidade de fabricar enormes trechos de DNA permitiria inúmeros avanços científicos e médicos. Pode ser possível fazer organismos resistentes a todos os vírus, por exemplo, ou tornar órgãos de porco adequado para transplante em pessoas.

A boa notícia é que este projeto ambicioso pode nos ensinar muito sobre nossa biologia e sobre nossas doenças.

Alguns pesquisadores desse projeto estão participando de um projeto internacional para sintetizar o genoma completo de levedura, que tem 12 milhões de pares de bases. Seria o maior genoma sintetizado até a data, embora ainda muito menor do que o humano. (Fonte: NY Times)

Máquina para sequenciar DNA. Fonte: NY Times

4. DNA sequenciado no espaço pela primeira vez

Pela primeira vez na História, a NASA conseguiu realizar um sequenciamento de DNA no espaço. A astronauta e bióloga molecular Kate Rubins foi a responsável pelos testes no ambiente de microgravidade a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) . Para isso, ela usou uma ferramenta que pode ser vital para a saúde dos astronautas em missões futuras e até para identificar formas de vida alienígena.

Trata-se do sequenciador portátil MinION, desenvolvido pela empresa britânica Oxford Nanopore Technologies e já citado por aqui neste texto. Apesar do nome, ele não é ajudante de vilões em animações  cinematográficas, na verdade, o dispositivo permite que os pesquisadores identifiquem o DNA de organismos através de uma técnica conhecida como sequenciamento por nanoporo.

Enquanto o Dr. Rubins realizou seu trabalho no posto avançado em órbita, os pesquisadores estavam simultaneamente sequenciando amostras-teste idênticas no solo.

O experimento foi criado para tentar fazer com que as condições de vôos espaciais, particularmente a microgravidade, fossem as únicas variáveis ​​que poderiam explicar as diferenças nos resultados.

Usando o Minion em um ambiente sem peso introduz vários desafios, incluindo a formação de bolhas de ar no fluído utilizado no teste.

Fazer este tipo de sequenciamento no espaço torna possível, para a tripulação da nave, saber o que está em seu ambiente a qualquer momento. (Fonte: BBC)

Astronauta sequenciando DNA. Fonte: BBC

3. Prêmio Nobel de Medicina: Descoberta e elucidação de mecanismos relacionados a autofagia

Nosso bronze vai para o prêmio Nobel de fisiologia ou medicina de 2016, concedido ao japonês Yoshinori Ohsumi por suas descobertas sobre os mecanismos de autofagia, um dos processos de degradação e reciclagem dos componentes danificados das células.

Em uma infecção, a autofagia pode eliminar bactérias e vírus que invadem as células, segundo o Instituto Karolinska. “A autofagia também contribui para o desenvolvimento dos embriões e para a diferenciação celular. As células também usam a autofagia para eliminar proteínas e organelas (componentes do interior da célula) danificadas – o que é um mecanismo de controle fundamental para reduzir as consequências negativas do envelhecimento”.

Os processos de autofagia estão ligados à doença de Parkinson, à diabetes tipo 2 e a outros problemas que surgem com a idade. Mutações nos genes envolvidos com a autofagia podem causar doenças genéticas e também têm sido ligadas ao câncer. (Fonte: Nobel Prize)

Processo de autofagia. Fonte: Estadão

2. Nova tecnologia de edição de genes restaura parcialmente a visão em animais cegos

Nossa prata fica com a descoberta mais falada do ano e muito importante para Engenharia Genética: a técnica CRISPR-Cas 9. Ela pode ser entendida como uma “tesoura” que recorta partes precisas do DNA e cola outras combinações de genes, consertando sequências danificadas. A técnica utiliza uma enzima para recortar o DNA e uma guia molecular, programada para indicar com precisão a seção a ser cortada.

Nesse estudo feito por pesquisadores do Instituto Salk, na Califórnia, ratos adultos tiveram o DNA programado para ter uma forma de cegueira chamada retinite pigmentosa, ou retinose pigmentar. A doença é caracterizada pela existência de genes defeituosos que causam a degeneração da retina e a cegueira. Esses genes das células da retina, que não podem mais se dividir, foram editados e consertados após o nascimento dos ratos. A não-divisão é uma característica das células que compõem a maioria dos tecidos desenvolvidos – como o cérebro, coração, rins e fígado.

Na pesquisa,  um vetor associado ao adenovírus foi o responsável por levar o kit de ferramentas do Crispr-Cas9 até as células da retina dos ratos cegos. A intervenção foi feita quando os ratos tinham três semanas de vida. A técnica consertou os genes defeituosos que levavam à cegueira. (Fonte :Nature)

Parte de cérebro de rato adulto. Os núcleos celulares são azuis e os neurônios editados pelo genoma são verdes. Fonte: Science Daily

1. Pesquisadores descobriram uma maneira de programar as células para inibir a atividade de CRISPR-Cas9

Como campeã da nossa seleção ficamos com a ferramenta para inibir a atividade da CRISPR-Cas9, pois de nada adianta usarmos a técnica se não conseguirmos controlá-la 100%.

Proteínas anti-CRISPR foram previamente isoladas de vírus que infectam bactérias, mas agora cientistas relataram três famílias de proteínas que desativam sistemas CRISPR especificamente utilizados para a edição de genes. “Fazer CRISPR controlável permite que você tenha mais controle sobre o sistema e ativá-lo ou desativá-lo em determinadas condições, como onde ele funciona dentro de uma célula ou em que ponto no tempo”, diz o autor principal Alan Davidson, um biólogo e bacteriologista da Universidade de Toronto. “As três proteínas anti-CRISPR que isolamos parecem se ligar a diferentes partes do Cas9, e certamente há mais a ser explorado.”

Os inibidores CRISPR são um subproduto natural da corrida armamentista evolutiva entre vírus e bactérias. As bactérias usam os complexos CRISPR-Cas para alvejar e cortar material genético de vírus invasores. Em resposta, os vírus desenvolveram proteínas que, após a infecção, podem ligar-se rapidamente aos sistemas CRISPR-Cas de uma bactéria hospedeira, anulando assim os seus efeitos.

Proteínas anti-CRISPR são atraentes experimentalmente, porque elas oferecem uma solução para prevenir potenciais efeitos fora do alvo. Pesquisas em ratos demonstraram que tais erros podem ser raros quando se usa a tecnologia CRISPR-Cas9, mas mesmo o erro ocasional pode ser um problema sério ao ser usado terapeuticamente em seres humanos.

A importância dessa pesquisa é oferecer uma nova estratégia para impedir a tecnologia CRISPR-Cas9 de fazer mudanças indesejadas. (Fonte: Cell)

Esquema simplificado da inibição da técnica de CRISPR-Cas9. Fonte: Phys

Depois de você ver todas essas descobertas, perceba que foi um grande ano para a Biotecnologia, tantas descobertas importantes que mostram cada vez mais a importância da área para o futuro mundial.

E aí, quais suas previsões biotecnológicas para 2017?