Edição de embriões humanos: a edição de bases evita perdas cromossómicas

Casais portadores de uma doença hereditária grave já conseguem, hoje, reduzir o risco de a transmitir. Ainda assim, corrigir no próprio embrião o gene defeituoso - em vez de apenas o evitar - tem permanecido fora do alcance.

Com a fertilização in vitro (FIV), os médicos podem analisar um conjunto de embriões e implantar um que não tenha herdado a variante prejudicial. O passo seguinte, reescrever o gene dentro do embrião, tem sido a parte que ninguém conseguiu fazer com segurança.

A ferramenta concebida para reparar um único gene acabava, repetidamente, por danificar cromossomas inteiros. Uma abordagem mais recente parece contornar esse estrago. Os primeiros dados deixam muitos cientistas ao mesmo tempo entusiasmados e inquietos.

Uma edição mais suave

A investigação foi liderada por Dieter Egli, biólogo celular do desenvolvimento na Universidade de Columbia.

O laboratório de Egli estuda como as primeiras células humanas reparam o seu ADN. Desta vez, a equipa testou, em embriões doados, um editor mais recente.

Esse editor assenta na edição de bases: troca uma única “letra” do código genético por outra sem cortar o ADN de um lado ao outro. Enquanto as ferramentas mais antigas fazem um corte em ambas as cadeias, esta apenas provoca um pequeno entalhe numa cadeia.

Num dos genes, os investigadores inverteram uma única letra do código - o suficiente para desligar o gene. A técnica, por si, não é nova: já tinha sido demonstrada anos antes num artigo de laboratório. O desafio é aplicá-la num embrião vivo, o que é muito mais exigente.

Porque é que o CRISPR falhou

O CRISPR-Cas9, a ferramenta padrão de edição genética, funciona ao cortar directamente as duas cadeias do ADN num ponto escolhido. Na maioria das células, a ruptura é reparada e a alteração fica incorporada.

Os embriões humanos muito iniciais lidam mal com esse tipo de dano. Quando o grupo de Egli usou anteriormente este método de corte no ADN embrionário, cromossomas inteiros - ou grandes partes deles - desapareceram das células. Um estudo de 2020 documentou essa destruição.

Perder um cromossoma pode comprometer o desenvolvimento ou causar doença. Essa fragilidade fez com que o modelo “cortar e reparar” parecesse impraticável em embriões: não valia a pena corrigir um gene à custa de baralhar o resto do genoma.

Edição de embriões humanos

Desta vez, o editor de bases comportou-se de outra forma. Em 117 células editadas que a equipa analisou, os dois cromossomas que transportavam os genes-alvo mantiveram-se íntegros, sem grandes segmentos em falta.

Até agora, ninguém tinha observado embriões humanos editados preservarem os seus cromossomas desta maneira. Além disso, as alterações ocorreram com frequência: em muitos embriões, cerca de três quartos das células apresentavam a modificação.

Alguns embriões cresceram até ao estádio de blastocisto, a esfera oca de células que se forma por volta do quinto dia. A partir de três deles, a equipa obteve células estaminais saudáveis que continuavam a transportar a edição.

A comparação directa era evidente. Os embriões sujeitos ao método antigo, baseado em cortes, continuavam a perder cromossomas. Os embriões editados por bases mantinham-se completos e intactos.

ARN que bloqueou embriões

Surgiu um pormenor inesperado na forma de entrega do editor. Quando fornecido como ARN mensageiro - as instruções que a célula lê para produzir uma proteína - o procedimento bloqueou todos os 19 embriões em poucos dias.

Quando, em alternativa, o editor foi entregue já sob a forma de proteína pronta, os embriões cresceram de forma normal, com cerca de um terço a atingir o estádio de blastocisto. A proteína não parecia ser o problema; algo no ARN é que estava a causar o bloqueio.

O motivo pelo qual o ARN os travou continua a ser uma hipótese. Os investigadores suspeitam que o embrião possa detectar o ARN estranho como uma ameaça e desligar-se, numa resposta de auto-defesa que nunca tinha sido observada antes em embriões humanos.

Porque estes genes foram escolhidos

Os genes usados não foram seleccionados para tratar doentes. Um deles, o PCSK9, ajuda a determinar o nível do chamado colesterol “mau”.

Há pessoas que nascem com esse gene desligado e, por isso, apresentam colesterol mais baixo e muito menos doença cardíaca. Um estudo prolongado de famílias com essa característica mostrou esse efeito.

Os outros dois genes estão associados a uma forma fetal, protectora, de hemoglobina, que transporta oxigénio no sangue. Manter essa produção até à idade adulta pode aliviar a doença falciforme e algumas perturbações do sangue.

Em ambos os casos, as edições imitam alterações que já existem em algumas pessoas saudáveis, e ambos os genes são bem estudados em células comuns. Nenhuma destas intervenções seria permitida numa gravidez real ao abrigo das directrizes actuais.

A tecnologia ainda não está pronta

Apesar do potencial, esta abordagem está muito longe de chegar a uma clínica. O maior obstáculo é o mosaicismo: a edição fixa-se em algumas células do embrião, mas não noutras, criando um “mosaico”.

O fenómeno apareceu na maioria dos embriões editados no estádio de uma única célula, o que torna difícil prever o que uma criança acabaria por herdar.

Por vezes, o editor também actuou em locais errados. A entrega continua a ser delicada, porque o embrião só tolera o editor em determinadas formas.

Egli já afirmou de forma clara que a tecnologia não está pronta e que avançar já para uma aplicação clínica seria prematuro.

Reparar genes antes do nascimento

A divulgação da pré-publicação - um trabalho partilhado antes de ser avaliado por outros cientistas - gerou elogios e alarme. Alguns viram nela um passo cauteloso rumo à reparação de genes de doença antes do nascimento.

Para os apoiantes, isto distingue-se da experiência condenada de 2018 na China, que resultou em bebés com genes editados. Outros receiam precisamente o contrário.

Há o risco de famílias com muitos recursos se sentirem tentadas a editar embriões antes de se saber se é seguro. A preocupação é que se procurem melhorias em vez de curas, e que isso possa prejudicar quaisquer crianças que venham a nascer.

Ainda assim, o resultado central é robusto: um editor preciso alterou uma única letra do ADN dentro de um embrião humano sem as perdas cromossómicas que condenaram métodos anteriores, e o embrião continuou a desenvolver-se.

Isto dá aos cientistas uma forma mais segura de estudar como as nossas primeiras células reparam o ADN. E empurra para a frente o debate, há muito estagnado, sobre a edição de embriões humanos - agora com dados reais, em vez de especulação.