Por mais de meio século, cientistas sonharam em aproveitar uma peculiaridade da natureza – os “genes egoístas”, que ignoram as leis de herança (50%) e forçam suas características para sua descendência – e assim moldam a espécie como um todo. Há alguns anos, o advento da ferramenta de edição genética CRISPR-Cas9 transformou esse conceito de ficção científica em uma realidade potencial deslumbrante. Mas depois de toda a animação inicial e do medo da utilização equivocada da tecnologia, os cientistas estão questionando se a genética dirigida irá mesmo funcionar.
A genética dirigida é uma tecnologia molecular que força que um gene editado seja passado para a frente em toda a descendência do organismo, passando por cima do misto de herança de 50% da natureza. O primeiro gene dirigido projetado por humanos foi demonstrado apenas em moscas de frutas em 2015, mas os cientistas já estavam falando em utilizá-lo para exterminar pestes invasivas e matar multidões de mosquitos responsáveis pela transmissão da malária.
Mas pouco depois, outros pesquisadores demonstraram que, conforme uma mutação de infertilidade em mosquitos fêmeas foi passada com sucesso para diversas gerações posteriores, uma resistência surgiu, permitindo que os mosquitos evitassem a herança da mutação. Assim como as bactérias conseguem desenvolver resistência aos antibióticos, populações da natureza conseguem desenvolver resistência a modificações que visam sua destruição. A genética dirigida, morta – nesse caso.
Agora, em um novo artigo publicado nesta semana na PLOS Genetics, cientistas da Universidade Cornell mostram que, pelo menos em moscas de frutas, muito mais moscas do que o esperado possuíam uma resistência genética natural ao gene dirigido. O artigo oferece evidências ainda mais fortes de que modificar grandes populações de espécies da natureza não é tão simples quanto abrir um genoma ao meio e inserir alguns genes dirigidos no DNA.
Na Nova Zelândia, o governo está pensando em utilizar genes dirigidos para acabar com pestes invasivas. Em Nantucket e Martha’s Vineyard, ilhas de Massachusetts, um cientista quer utilizar a tecnologia para erradicar a doença de Lyme. Na ilha de Guam, eles querem usá-la para controlar cobras arborícolas. Mas nem tão cedo, dizem.
“Essas taxas de resistência são tão altas que o gene dirigido não iria se espalhar em uma população”, disse Phillip Messer, coautor do estudo, ao Gizmodo. “A nossa aposta é que a resistência é claramente um problema maior do que pensávamos. Essa tecnologia ainda pode funcionar, mas não tão simples quanto os primeiros estudos sugeriam.”
O artigo da Universidade Cornell apareceu junto de um artigo de opinião com uma manchete que sugeria uma noção provocativa: até agora, a conversa a respeito da genética dirigida existiu em uma bolha fora da realidade.
“Esse desfecho de ‘resistência’ iria frustrar praticamente qualquer aplicação desejada da genética dirigida e significa um desafio sério para as tantas aplicações esperadas dessa tecnologia”, escreveram os autores.
A resistência não é o único obstáculo que coloca o uso da genética dirigida em cheque para o uso na prática. Por um lado, até agora, as unidades de genes sintéticos dirigidos só foram demonstradas em trabalhos com insetos e leveduras. A segurança é uma grande preocupação. E baseado no clamor que tal ciência já causou em grupos ambientalistas, podemos dizer que haverá um monte de obstáculos políticos e de regulamentação, também.
Mas a resistência talvez seja o maior problema de todos, e é um problema que até agora foi bastante subestimado.
“As pessoas estão começando a ir mais fundo dentro das nuances dessa coisa, e estamos começando a entrar no cerne da questão daquilo que precisa ser tratado”, disse Gabriel Zenter, biólogo da Universidade de Indiana, ao Gizmodo.
Na nova pesquisa, cientistas deram pela primeira vez algumas dicas sobre os mecanismos que talvez sejam responsáveis pela resistência. Determinados insetos, mesmo que sejam todos membros da mesma espécie, pareciam ser apenas melhor preparados para lutar contra o gene dirigido. Eles também descobriram que a resistência foi desenvolvida tanto antes da fertilização na linha germinal quanto dentro de um embrião. E a resistência poderia limitar tudo em uma única geração. Isso significa que, uma vez que um gene dirigido for implementado na natureza, seria difícil dizer o quão efetivo ele realmente seria.
“Você não sabe o que se esconde no genoma que pode influenciar um gene de forma positiva ou negativa”, disse Zenter, que não participou do estudo. “As pessoas não anteciparam coisas como a questão do plano de fundo genético. Eu acho que estamos caminhando para uma compreensão mais madura dos obstáculos que serão superados”.
Pelo menos alguns grupos de pesquisas já estão trabalhando em formas de contornar esses obstáculos. Em outro artigo publicado nesse ano, pesquisadores propuseram uma maneira de redesenhar os genes dirigidos para driblar a potencial imunidade, criando a hipótese de que uma arquitetura mais complexa tornaria mais difícil que uma mutação surgisse em um curto período de tempo. Em vez de incluir apenas as instruções para o gene dirigido cortar um pedaço de DNA em um lugar, sua arquitetura cortaria em múltiplos locais, significando que seriam necessárias múltiplas mutações para superar a direção. Eles também sugeriram um segundo método, que aproveita a programação de sobrevivência das espécies, atingindo áreas do genoma que são essenciais para a aptidão física da espécie, algo que dificilmente entra em mutação de primeira.
Em um artigo pré-impresso, o laboratório de Messer também já experimentou o primeiro cenário citado. “Funciona, mas não tão bem quanto esperávamos”, conta.
No final das contas, diz, um gene dirigido que funcione provavelmente será muito mais complexo do que qualquer pessoa imagina, incorporando diversas estratégias diferentes em sua arquitetura para superar a resistência.
Charleston Noble, candidato a Ph.D em Harvard que estuda os genes dirigidos, está mais otimista. Afinal, ele aponta, as espécies de mosquitos mostraram que são naturalmente menos suscetíveis à resistência do que as moscas de frutas. Nem todas as espécies deverão ser tão complexas de se manipular, e, em alguns casos, você talvez não precisa alterar uma população inteira para trazer a mudança desejada.
E Kevin Esvelt, um biólogo do MIT, disse que os experimentos apenas confirmaram o que os cientistas já sabem há muito tempo.
“Esses experimentos elegantes mostram conclusivamente que não há nenhum motivo para construir um sistema de direção genética que ataque um único lugar”, conta ao Gizmodo. “Não tenho tanta certeza de que apareça uma “bolha” no campo de estudo, ou que isso se trate de qualquer tipo de nova realidade.”
No domínio da biologia sintética, tornou-se um clichê dizer que “a vida encontra um caminho”. No final, porém, há um fundo de razão. A engenharia da natureza exigirá mais do que uma simples alteração genética.
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