Fevereiro é geralmente é um mês para fazer um balanço do ano passado, programar e planejar metas do ano (tentar emagrecer e ler mais livros são sempre colocados como prioridades) que começou e, principalmente, pagar muitas contas!
Aproveitando esse mês de avaliações, o Profissão Biotec pediu ajuda dos seus colaboradores e pessoas que acompanham o blog para votarem e escolherem as descobertas mais importantes, aquelas que aumentaram as fronteiras do conhecimento e mostraram novas perspectivas para a humanidade.
Foram 26 pessoas que votaram nas pesquisas, confira essa seleção:
O consórcio GP-Write anunciou que pretende alterar o genoma de células humanas no laboratório para que elas resistam aos vírus.
O projeto é o primeiro grande anúncio da GP-Write, uma organização privada que tem como objetivo de imprimir facilmente os genomas humanos. Até agora, faltam financiamentos, mas uma empresa de edição de genes, a Cellectis, diz que vai doar sua tecnologia para a causa. O esforço deve demorar cerca de uma década.
O genoma de uma pessoa usa “códons” de três letras (pense em AGT ou CAT) para direcionar a montagem de proteínas. Mas acontece que existem códons extras que não são necessários. O plano é simples: livre-se deles. Isso exigirá uma edição genética pesada – mais de 400.000 alterações em cerca de 20.000 genes humanos.
Os vírus usam os códons ausentes para se propagar nas células, portanto, uma célula recodificada seria essencialmente à prova de vírus. Os pesquisadores dizem que essas células “ultra seguras” podem ser boas para a indústria de biotecnologia, que usa células humanas para fabricar drogas.
As pessoas estão à prova de vírus? Essa é certamente uma possibilidade, de acordo com o líder do projeto George Church, da Harvard Medical School. Quais seriam as implicações para a sociedade se isso se tornar realidade?
Não poderia faltar nessa lista o Prêmio Nobel de química, o qual foi dividido entre três pesquisadores que desenvolveram duas maneiras de manipular geneticamente proteínas que o ser humano possui em seu corpo.
Metade do prêmio foi para a pesquisadora americana Frances H. Arnold, que conduziu a primeira evolução dirigida de enzimas. Sua pesquisa ajudou a desenvolver biocombustíveis e remédios. A outra metade do prêmio foi dividida entre os pesquisadores George Smith e Gregory Winter, que utilizaram proteínas produzidas a partir de bactérias, contribuindo para o desenvolvimento de tratamentos para doenças autoimunes e câncer em fase de metástase.
Confira mais sobre esse assunto no texto do Profissão Biotec.
Os tratamentos com medicamentos podem salvar vidas, mas às vezes eles também carregam custos não intencionais. Afinal, a mesma terapia que ataca patógenos e tumores também pode prejudicar as células saudáveis.
Para reduzir esses danos colaterais, há muito tempo os cientistas buscam especificidade nos sistemas de liberação de medicamentos: um “pacote” que pode envolver um agente terapêutico e não expelir sua carga tóxica até chegar ao local do tratamento – seja um tumor, um órgão doente ou um local de tratamento.
Em um artigo publicado na revista Nature Chemistry, cientistas da Universidade de Washington anunciaram que construíram e testaram um novo sistema de entrega baseado em um biomaterial – conhecido como hidrogel – que envolverá uma carga desejada e se dissolverá para liberar sua carga somente quando condições fisiológicas específicas são atendidas.
Estas sugestões ambientais podem incluir a presença de uma enzima ou mesmo as condições ácidas, que podem ser encontradas em um microambiente tumoral. Criticamente, os gatilhos que causam a dissolução do hidrogel podem ser facilmente trocados no processo de síntese, permitindo aos pesquisadores criar muitos “pacotes” diferentes que se abrem em resposta a combinações únicas de estímulos ambientais.
O ano de 2018 é suposto ser o ano da CRISPR em humanos. Os primeiros testes clínicos americanos e europeus que testam a capacidade da ferramenta de edição genética de tratar doenças – como anemia falciforme, beta talassemia e um tipo de cegueira hereditária – começaram ano passado.
Mas o ano começou com uma nota de advertência. Pesquisadores de Stanford publicaram uma pré-impressão (que não foi revisada por pares) no site biorXiv, destacando um possível obstáculo ao uso de CRISPR em humanos: muitos de nós já podem estar imunes a ele. É a primeira vez que essa preocupação é veiculada publicamente, e já deu início a uma tempestade.
A imunidade pode ser desenvolvida porque CRISPR vem de bactérias que frequentemente vivem ou infectam seres humanos. Por esse motivo, possivelmente, nós construímos imunidade às proteínas dessas bactérias ao longo de nossas vidas.
Nem todas as terapias CRISPR em humanos serão condenadas em decorrência dessa descoberta. Existem maneiras possíveis de contornar o problema da imunidade às proteínas CRISPR, e muitos dos primeiros ensaios clínicos parecem ser projetados em torno desse problema.
Pesquisadores do MIT desenvolveram um processo que pode produzir fibras ultrafinas – cujo diâmetro é medido em nanômetros, ou bilionésimos de metro – que são excepcionalmente fortes e resistentes.
Essas fibras, que devem ser baratas e fáceis de produzir, podem ser feitas de diversos materiais, dependendo da aplicação, que pode variar de blindagens de proteção a nanocompósitos.
O novo processo, chamado de eletrofiação de gel, é descrito em um artigo pelo professor de engenharia química do MIT, Gregory Rutledge, e pelo pós-doutorado Jay Park. O artigo foi publicado na edição de fevereiro de 2018 do Journal of Materials Science.
Tradicionalmente, os pesquisadores podem aprimorar uma característica de um material, mas verão um declínio em uma característica diferente. A relação entre as características de força e resistência são um bom exemplo: quando você ganha força, perde uma parcela de resistência. Assim, o material se torna mais frágil e, portanto, tende a se romper. Contudo, por meio dessa nova técnica, muitas dessas compensações são eliminadas.
Esse processo usa uma variação de um método tradicional, chamado de fiação de gel, mas acrescenta forças elétricas. Os resultados são fibras ultrafinas de polietileno que combinam ou excedem as propriedades de alguns dos materiais de fibra mais fortes, como Kevlar e Dyneema, cujas aplicações incluem blindagem de balas, por exemplo.
Uma equipe de cientistas da Universidade de Purdue e da Academia Chinesa de Ciências, utilizou a tecnologia de edição de genes CRISPR/Cas9 para desenvolver uma variedade de arroz que produz de 25 a 31% mais grãos e que seria impossível de ser obtida através da utilização de métodos tradicionais de melhoramento genético.
A equipe liderada pelo cientista Jian-Kang Zhu, renomado professor da Universidade de Purdue e diretor do Centro de Biologia de Estresse de Plantas da Academia Chinesa de Ciências, fez mutações em 13 genes associados ao fitormônio ácido abscísico, conhecido por desempenhar diversos papéis na tolerância ao estresse da planta e na supressão do crescimento.
Das variedades criadas, uma delas apresentou dois pontos desejados: plantas com maior tolerância ao estresse e maior produtividade, produzindo 25% mais grãos em um teste de campo em Xangai, na China, e 31% mais em um teste de campo realizado na ilha de Hainan, também na China.
O FDA aprovou a primeira íris protética independente nos Estados Unidos. Esta tecnologia é um dispositivo cirurgicamente implantado para tratar adultos e crianças cuja íris (a parte colorida do olho ao redor da pupila) está completamente ausente ou danificada devido à condição congênita chamada aniridia ou outro dano ao olho.
A aprovação da primeira íris artificial também fornece um novo método para tratar defeitos na íris que reduzem a sensibilidade à luz brilhante e ao brilho. Além disso, essa nova tecnologia melhora a aparência estética do olho em pacientes com aniridia.
A aniridia congênita é uma desordem genética rara, na qual a íris está completa ou parcialmente ausente. Afeta aproximadamente 1 em 50.000 a 100.000 pessoas nos EUA. A íris controla a quantidade de luz que entra no olho, e aqueles com aniridia têm sensibilidade à luz e outros problemas de visão graves. Além da aniridia congênita, a íris artificial da empresa CustomFlex é indicada para tratar defeitos de íris devido a outros motivos ou condições, como albinismo, lesão traumática ou remoção cirúrgica devido ao melanoma.
A Íris artificial da CustomFlex é feita de silicone de grau médico dobrável e fino e é personalizada e colorida para cada paciente individualmente. Um cirurgião faz uma pequena incisão, insere o dispositivo sob a incisão, desdobra e suaviza as bordas usando instrumentos cirúrgicos. A íris protética é mantida no lugar pelas estruturas anatômicas do olho ou, se necessário, por suturas.
Este é um avanço importante, pois pacientes com defeitos de íris podem ter sérios problemas de visão, além da insatisfação com a aparência de seus olhos.
No sexto lugar escolhido por nossos colaboradores está o outro prêmio Nobel de 2018 relacionado com a biotecnologia.
O prêmio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 2018 foi atribuído ao norte-americano James P. Allison e ao japonês Tasuku Honjo por descobrirem dois tipos de imunoterapia que tentam tirar as travas do sistema imunológico que o impedem de combater o cancêr.
O pesquisador James P. Allison desenvolveu em sua pesquisa uma abordagem inovadora. Ele focou em soltar a trava do sistema imunológico conhecido, um receptor presente nas células T, que é responsável por reconhecer as células que não são normais no organismo, como as células cancerosas. Assim, James criou um anticorpo que se liga nessa trava do sistema imunológico e impede que ele seja ativado. Resumindo: James colocou uma “tampa” nesse receptor chamado CTLA-4.
Já o pesquisador Tasuko lidou com outra trava molecular: o bloqueio do PD-1. A boa notícia é que os anticorpos monoclonais usados contra o PD-1 podem ser utilizados para vários tipos de câncer.
Confira mais desse assunto no texto do Profissão Biotec.
Veja as Descobertas Biotecnológicas de 1 a 5 no próximo texto!
Caro leitor espero que tenha gostado da nossa seleção,pois na próxima semana traremos mais 5 descobertas fantásticas do ano passado!! Quais você acha que são? Deixe nos comentários sua resposta!
Referências
“Project Recode” aims to make human cells invulnerable to infection. Disponivel em: <https://www.technologyreview.com/the-download/611055/project-recode-aims-to-make-human-cells-invulnerable-to-infection/>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
The Nobel Prize in Chemistry 2018. Disponível em: <https://old.nobelprize.org/che-press.pdf?_ga=2.67876817.1135025470.1538548911-1481862404.1538548911>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
Researchers program biomaterials with ‘logic gates’ that release therapeutics in response to environmental triggers. Disponível em:<http://www.washington.edu/news/2018/01/16/researchers-program-biomaterials-with-logic-gates-that-release-therapeutics-in-response-to-environmental-triggers>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
You May Already Be Immune to CRISPR. Disponível em:<https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/01/crispr-humans-immune-system/549974/>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
Ultrafine fibers have exceptional strength. Disponível em:<https://news.mit.edu/2018/ultrafine-fibers-have-exceptional-strength-0105>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
CRISPR-edited rice plants produce major boost in grain yield. Disponível em:<https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2018/Q2/crispr-edited-rice-plants-produce-major-boost-in-grain-yield.html>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
FDA approves first artificial iris. Disponível em:<https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm609291.htm>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2018. Disponível em:<https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2018/summary/>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
EXCLUSIVE: Chinese scientists are creating CRISPR babies.Disponível em:<https://www.technologyreview.com/s/612458/exclusive-chinese-scientists-are-creating-crispr-babies/>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
3D printing creates super-soft structures that replicate brain and lungs. Disponível em:<https://www.imperial.ac.uk/news/184030/3d-printing-creates-super-soft-structures-that/>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
Therapy successfully reverses Alzheimer’s in mice, researchers report. What does that mean for humans?. Disponível em:<https://www.chicagotribune.com/lifestyles/health/ct-therapy-alzheimers-mice-20180214-story.html>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
Cell Therapy Could Improve Brain Functions Impaired by Alzheimer’s Disease. Disponível em:<https://gladstone.org/about-us/news/cell-therapy-could-improve-brain-functions-impaired-alzheimer-s-disease>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
This new blood test can detect early signs of 8 kinds of cancer. Disponível em:<https://www.latimes.com/science/sciencenow/la-sci-sn-blood-test-cancer-20180118-story.html>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
Development cell by cell. Disponível em:<https://vis.sciencemag.org/breakthrough2018/finalists/#cell-development>. Acesso em: 10 Janeiro. 2019.
