Nota: Em outubro de 2023, data de atualização deste texto, Katalin Kariko e Drew Weissman receberam o Nobel de Medicina por suas pesquisas com RNA mensageiro, fundamental para as vacinas da Covid-19. Suas descobertas permitiram bloquear reações inflamatórias e aumentar a produção de proteínas nas células, acelerando o desenvolvimento de vacinas eficazes.

A saber, o RNA mensageiro instrui as células a produzirem proteínas de defesa contra o coronavírus. Essas vacinas, além de serem altamente eficazes, são mais rápidas e econômicas de produzir e não necessitam de laboratórios de biossegurança.

O Prêmio Nobel de Medicina foi anunciado pelo Instituto Nobel.

Katalin Karikó and Drew Weissman – awarded the 2023 #NobelPrize in Physiology or Medicine – discovered that base-modified mRNA can be used to block activation of inflammatory reactions and increase protein production when mRNA is delivered to cells. pic.twitter.com/PssykVvaOo

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 2, 2023

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As características herdadas geneticamente, transmitidas de geração em geração, são regidas pelos nossos genes. Cada um desses genes é composto por uma sequência específica de DNA, representando um código que dita a produção de proteínas responsáveis por funções diversas no organismo, como determinar a cor dos olhos, a textura dos cabelos ou predisposições a doenças. As células utilizam os genes seletivamente, ativando aqueles necessários no momento certo e desligando outros quando não são necessários.

No cenário atual, os cientistas estão envolvidos na manipulação genética, um processo de modificação dos genes de um organismo, muitas vezes fora dos padrões naturais de reprodução. Essas pesquisas têm como objetivo tratar doenças hereditárias, corrigir células defeituosas e encontrar fontes de energia limpa. Entre as diversas técnicas estudadas, a CRISPR-Cas se destaca como a mais proeminente.

A tecnologia da CRISPR-Cas revolucionou a edição do genoma, atingindo níveis de rapidez e eficiência nunca antes vistos nessa área. Hoje, laboratórios em todo o mundo empregam essa técnica de engenharia genética. Mas o que é exatamente a CRISPR-Cas?

CRISPR-Cas

A CRISPR-Cas é, na verdade, um sistema de defesa presente em algumas bactérias. Para se protegerem de vírus invasores, essas bactérias possuem sequências de DNA repetitivas. Ao detectar a presença de um vírus, essas sequências únicas se combinam com ele, e uma enzima chamada "Cas" pode então cortar o DNA do vírus de forma precisa e eliminá-lo. Esse mecanismo faz parte do sistema imunológico das bactérias, que mantém pedaços de DNA de vírus perigosos para reconhecê-los e se defender contra futuros ataques.

Compreendendo esse processo, os biólogos podem fornecer à enzima Cas uma sequência específica, conhecida como RNA guia, permitindo a edição precisa do DNA no genoma conforme necessário. Atualmente, testes estão sendo realizados em diversos organismos, como ratos, camundongos e moscas. Segundo a teoria, essa técnica é viável em praticamente qualquer ser vivo, inclusive seres humanos.

Para Caixia Gao, uma cientista da Academia de Ciências Agrícolas da China, essa tecnologia é revolucionária porque permite a edição do genoma de plantas e animais de maneira mais rápida, econômica e eficiente do que técnicas anteriores. Além disso, ela aponta que a CRISPR-Cas não envolve a mistura de genes, embora em alguns casos possa incluir a transgenia ao usar genes de espécies diferentes, o que não é a norma na maioria das pesquisas.

A CRISPR-Cas apresenta promissoras aplicações na luta contra o HIV, na destruição de células cancerígenas, na produção de biocombustíveis e em diversas outras áreas. Embora seja uma técnica relativamente recente, espera-se que tenha inúmeras aplicações no futuro, e os biólogos estão otimistas quanto ao panorama da engenharia genética.

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Fontes: Embrapa; Profissão Biotec; Gizmodo; Oncoguia.

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Rafael Panteri

Estudante de Engenharia Elétrica no Instituto Mauá de Tecnologia, com parte da graduação em Shibaura Institute of Technology, no Japão; já atuou como estagiário em grande conglomerado industrial, no setor de Sistemas Elétricos de Potência.