Os 10 principais usos surpreendentes da tecnologia genética

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A tecnologia genética está mudando o mundo como o conhecemos. Enquanto você lê isto, os cientistas estão trabalhando em maneiras fascinantes de modificar o DNA. Recentemente, uma forma de tecnologia avançada de edição de genes conhecida como CRISPR abriu novos caminhos para a experimentação genética. O CRISPR é tão valorizado que, em 2020, seus criadores receberam o Prêmio Nobel de Química. Sua nova ferramenta permite que os pesquisadores alterem o DNA com uma precisão única. Já está ajudando a produzir novas formas de terapia contra o câncer. Os especialistas acreditam que um dia poderá ser usado para curar doenças genéticas.

Obviamente, a edição de genes é uma prática controversa que levanta muitas questões éticas. Os biocientistas foram acusados ​​de “brincar de deus” com o genoma. Mas a tecnologia genética também inspirou todos os tipos de inovações científicas alucinantes. Aqui estão apenas dez de seus usos mais surpreendentes.

10 alimentos que foram geneticamente modificados além do reconhecimento

10 Cabras modificadas produzem medicamentos contra o câncer em seu leite


Cientistas da Nova Zelândia criaram cabras geneticamente modificadas que produzem medicamentos contra o câncer em seu leite. As cabras foram alteradas especificamente para criar o medicamento cetuximabe, que é usado para tratar o câncer no cólon e nos pulmões. Atualmente, o medicamento pode custar até US $ 13.000 por mês sem seguro. Os cientistas esperam que seu novo método de produção ajude a reduzir o preço, tornando-o mais acessível.

A fabricação de cetuximabe é um processo caro. Sua elaborada estrutura química significa que os produtores precisam contar com proteínas de dentro das células de camundongos para cultivar a droga. Mas essas cabras geneticamente modificadas ofereceram à indústria farmacêutica uma maneira de produzir cetuximabe em massa.

“É muito mais econômico fazer cetuximabe em animais porque suas glândulas mamárias podem produzir grandes quantidades de proteínas”, explicou Götz Laible, o pesquisador responsável pelo projeto no instituto AgResearch da Nova Zelândia.

9 Cientistas armazenam dados dentro de DNA vivo


O armazenamento de dados é um negócio difícil. Dia após dia, contamos com dispositivos eletrônicos como discos rígidos, drives ópticos e cartões de memória para armazenar grandes quantidades de informações. Mas talvez outros materiais possam ser mais adequados para armazenamento de dados. Agora, cientistas em Nova York criaram um novo método que usa edição de genes para armazenar dados no DNA de bactérias vivas.

Em 2021, pesquisadores da Universidade da Colômbia demonstraram que células vivas de E. coli podem armazenar até 72 bits de dados. Em sua essência, um arquivo de dados consiste em uma longa linha de uns e zeros. Os cientistas foram capazes de codificar uns e zeros no DNA da E. coli inserindo genes específicos na célula. Eles até conseguiram escrever a mensagem simples “Olá, mundo!” no DNA de uma célula de E. coli e, em seguida, decodifique-o sequenciando o DNA.

O DNA é surpreendentemente adequado para armazenamento de dados. As proteínas biológicas podem armazenar uma grande riqueza de informações. Os cientistas estimam que, se uma fita de DNA tivesse o tamanho de um grão de sal, ela poderia conter o equivalente a dez filmes de longa-metragem. Além do mais, a tecnologia necessária para ler e escrever DNA está se tornando cada vez mais poderosa com o tempo. Dito isso, o armazenamento de dados de DNA ainda está em sua infância, o que significa que é improvável que decole tão cedo.

8 Aumentando a vida útil de ratos moribundos


Cientistas da Universidade de Harvard estenderam a vida de ratos moribundos usando edição de genes, aumentando sua expectativa de vida em mais do dobro.

Como parte do estudo, liderado pelo professor David Liu, os ratos receberam progéria – uma doença rara que causa envelhecimento prematuro em crianças. Em média, as crianças com progéria vivem até quatorze anos. A condição é causada por uma mutação genética rara e não pode ser tratada com terapia genética regular. Em vez disso, a equipe de Harvard está desenvolvendo uma maneira de mudar a codificação fundamental do DNA do sofredor de progéria.

Esta técnica foi testada em ratos com doenças terminais e melhorou significativamente a duração de suas vidas. Os roedores, que deveriam sobreviver 215 dias, viveram em média 510 dias. Liu e sua equipe esperam usar essas descobertas para desenvolver um tratamento eficaz para a progéria e condições genéticas semelhantes.

7 A terapia genética em um olho melhora a visão em ambos


Os cientistas descobriram uma forma de terapia genética para perda de visão que, quando injetada em um olho, melhora a visão em ambos. Os genes viajam do olho injetado para o olho não tratado, embora os especialistas em olhos não tenham certeza sobre as implicações dessa descoberta.

Os cientistas estavam tentando tratar uma condição conhecida como neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON), uma forma de perda progressiva da visão encontrada principalmente em homens jovens. Este tipo raro de cegueira decorre de uma mutação genética que ataca e destrói as células da retina do olho.

Como parte de um estudo recente, 37 pacientes com LHON receberam injeções de terapia genética em um de seus olhos. Mas, surpreendentemente, depois de dois anos, 29 dos pacientes relataram melhora na visão em ambos os olhos. A princípio, os cientistas ficaram surpresos com esses resultados, até que descobriram que os vírus da terapia genética estavam escapando de um olho para o outro.

Repetindo o experimento em macacos macacos, eles descobriram que os genes estavam viajando pelo nervo óptico de um olho, cruzando para o outro nervo óptico e, em seguida, viajando para o outro olho.

6 Touro inofensivo sem chifres


Os pesquisadores descobriram uma maneira de criar touros sem chifres editando o DNA do pai. Este novo método oferece aos agricultores uma alternativa indolor às técnicas atuais de descorna. Atualmente, o gado precisa ter seus chifres fisicamente removidos. Este é um processo longo e difícil que pode ser extremamente doloroso para o touro. Mas isso precisa ser feito. Não apenas os touros sem chifres são menos propensos a prejudicar outros animais, mas também são mais fáceis de transportar e ocupam menos espaço no comedouro.

Em 2016, dois bebês touros nasceram com uma mutação genética que significa que eles nunca terão chifres. Isso foi conseguido através da introdução de uma pequena cadeia de DNA nas células do pai. Depois de analisar o DNA dos três touros, os cientistas confirmaram que as alterações genéticas foram transmitidas ao gado jovem sem causar quaisquer efeitos colaterais acidentais.

“Demonstramos que bezerros saudáveis ​​sem chifres podem ser produzidos apenas com a edição pretendida e fornecemos dados para ajudar a informar o processo de avaliação de animais editados no genoma”, explicou Alison Van Eenennaam, especialista em ciência animal que trabalha na Universidade de Califórnia, Davis.

5 As vacas são mais resistentes ao estresse térmico


À medida que a temperatura sobe, as vacas começam a sentir a tensão. Os bovinos são particularmente suscetíveis ao estresse térmico. Se deixadas ao sol forte por muito tempo, as vacas começam a perder o apetite, produzem menos leite e têm menos probabilidade de conceber. Como você pode imaginar, os efeitos indiretos para os agricultores podem ser terríveis. A cada ano, o estresse por calor custa à indústria de laticínios dos Estados Unidos US $ 900 milhões. Em países mais pobres, onde os fazendeiros podem ter apenas alguns animais, isso pode ser a ruína de muitos.

Mas agora os cientistas da Nova Zelândia encontraram uma solução potencial para esse enigma baseado no gado. Eles estão usando técnicas de edição de genes para mudar a cor dos casacos das vacas. Ao alterar seus genes de pigmentação, os pesquisadores conseguiram clarear o cabelo escuro e absorvente de calor de vacas leiteiras comuns. O gado Holstein-Friesian é geralmente branco com manchas pretas, mas os bezerros geneticamente alterados nasceram cobertos de manchas prateadas claras.

Os pesquisadores esperam refinar suas pesquisas usando DNA de bovinos tropicais que são mais resistentes a altas temperaturas.

4 Camundongos com sobrepeso perdem gordura corporal


A edição de genes pode um dia ser usada para tratar a obesidade, dizem cientistas da Universidade de Harvard. Em agosto de 2020, os pesquisadores revelaram um novo método para combater o ganho de peso em camundongos: transformar células gordurosas brancas prejudiciais à saúde em células gordurosas marrons destruidoras de energia usando a edição do gene CRISPR.

As células gordurosas brancas enfadonhas estão cheias de lipídios prejudiciais à saúde que se acumulam dentro do corpo. Um excesso de gordura branca pode levar ao diabetes. Mas as células de gordura marrom são muito mais saudáveis. Eles quebram um pouco de gordura para criar energia e armazenar o resto em um espaço menor.

A equipe de Harvard foi capaz de ajudar os ratos a perder peso alterando seu DNA. Os cientistas alteraram geneticamente a gordura branca, conferindo-lhe as características de uma gordura marrom saudável. O experimento se concentrou na UCP1, uma proteína encontrada na gordura marrom que transforma energia química em calor.

Ao longo do estudo de 12 semanas, os ratos com células de gordura branca ganharam peso, enquanto os ratos com edição de gene acharam muito mais difícil. Há até mesmo uma sugestão de que o processo de edição de genes ajudou os ratos a evitar o diabetes.

Os cientistas prevêem que, eventualmente, esse método poderá ser desenvolvido em um tratamento para a obesidade, embora os testes em humanos ainda estejam muito longe.

3 Cientistas curam ratos de perda auditiva


Em 2019, pesquisadores da Harvard Medical School e do Boston Children’s Hospital anunciaram um novo tratamento para perda auditiva em camundongos que um dia poderia ser usado em humanos.

Os camundongos Beethoven sofrem de uma mutação genética que também afeta humanos, causando perda auditiva progressiva e eventual surdez. O nome camundongos de Beethoven é uma referência ao compositor alemão, que começou a perder a audição aos vinte anos.

A perda auditiva que os ratos experimentam é causada por uma pequena alteração em seu DNA. Usando tecnologia biológica sofisticada, os cientistas podem localizar o gene defeituoso sem prejudicar nenhum dos genes saudáveis ​​restantes. Isso significa que eles podem curar os ratos Beethoven de sua surdez sem causar efeitos colaterais indesejados.

Os cientistas alertam as pessoas para não criarem esperanças muito rapidamente. Ainda há anos de pesquisas a serem feitas antes que essa terapia possa ser experimentada em humanos. “Acreditamos que nosso trabalho abre a porta para uma forma hiper-direcionada de tratar uma série de doenças genéticas que surgem de uma cópia defeituosa de um gene”, explicou Jeffrey Holt, de Harvard. “Esta é realmente a medicina de precisão.”

2 Mariposas assassinas ajudam Nova York com problemas de pragas


Em janeiro de 2020, as autoridades do Estado de Nova York liberaram enxames de mariposas machos geneticamente modificados (GM) para conter o número de pragas. Jovens fêmeas da traça-diamante são capazes de infligir uma quantidade enorme de danos às colheitas dos agricultores. Apesar de sua vida curta, as larvas consomem uma grande quantidade de plantas de brássica, incluindo couve, repolho e colza. As mariposas e suas dietas vorazes causam danos de US $ 5 bilhões a cada ano.

Normalmente, uma praga como essa seria tratada com pesticidas, mas a traça-das-crucíferas é notavelmente rápida em desenvolver resistência. Portanto, a Oxitec, uma empresa de biotecnologia sediada no Reino Unido, desenvolveu uma frota de mariposas geneticamente modificadas para eliminar as pragas jovens.

Os cientistas adicionaram um gene às mariposas machos que faz com que as larvas recém-nascidas caiam mortas, mas afeta apenas as fêmeas. Isso significa que as jovens fêmeas perecerão antes que possam causar qualquer dano. Os machos jovens, por outro lado, continuarão a acasalar com outras fêmeas selvagens, passando o gene assassino para suas larvas. Isso deve continuar por algumas gerações, após o que a Oxitec diz que o gene letal irá desaparecer.

1 Edição de genes lidera a luta contra superbactérias


Os superbactérias resistentes a antibióticos são uma crise global à espera de acontecer. Patógenos destrutivos que, apenas algumas décadas atrás, eram fáceis de tratar com penicilina estão aumentando a imunidade aos antibióticos. A menos que os cientistas possam criar novos antibióticos rapidamente, poderemos enfrentar 10 milhões de mortes por ano em 2050 devido a esses germes hostis.

Mas há esperança no horizonte. Pesquisadores da Universidade de Manchester descobriram uma nova maneira de produzir antibióticos usando a edição do gene CRISPR. Ao combinar várias técnicas biológicas de ponta, a equipe produziu um tipo incomum de antibiótico conhecido como malonomycin. Essa nova técnica pode ajudar os cientistas a desenvolver novas formas de medicamentos antibióticos – medicamentos mais adequados para combater as superbactérias altamente resistentes.

“Agora estamos otimistas de que nossas descobertas podem levar à descoberta de novos antibióticos”, explicou o líder do estudo Jason Micklefield, “e também podem fornecer novas maneiras de fazer antibióticos que são urgentemente necessários para combater patógenos resistentes aos medicamentos emergentes.”

10 poderes incríveis de mutações genéticas raras

Fonte: List Verse

Autor original: JFrater