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CURANDO A DISTROFIA MUSCULAR COM EDIÇÃO DO GENOMA

CURANDO A DISTROFIA MUSCULAR COM EDIÇÃO DO GENOMA

Edição Vol. 3, N. 5, 04 de Janeiro 2016

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2016.01.06.001

Há algum tempo já vem sendo divulgado que seria possível escolher a cor dos olhos do seu bebê, de seu cabelo, altura, cor da pele e outras características físicas que desejasse que seu filho tivesse enquanto adulto. Isso já está se tornando possível, em animais de laboratório! Mas, imagine usar essa tecnologia não para alterar traços físicos, que o distinguiriam de seus pais e poderiam até mesmo dizer que seu filho não se parece em nada com você. Mas usar essa tecnologia com fins realmente humanitários para salvar vidas e melhorar a qualidade de vida de quem tem doenças genéticas incuráveis? Essa seria realmente uma dádiva em trazer a felicidade e a vontade de viver de quem antes estava presa em seu próprio corpo! 

Em 2013 um cientista teve um insight (uma ideia) sobre como alterar, adicionar ou retirar genes de uma célula de uma maneira muito mais simples e efetiva ((1) veja mais em http://www.nanocell.org.br/terapia-genica-editando-genomas-para-curar-doencas/). E com isso, uma nova fronteira da ciência foi aberta, com novas possibilidades desde produzir seres humanos dentro de padrões pessoais a la gourmet, a reconstruir células daquelas pessoas com doenças incuráveis, possibilitando que uma janela de esperança fosse aberta e uma muralha de concreto e aço fosse derribada deixando sair da prisão em seu próprio corpo a vida que não se experimentava mais. Para quem não tem é fácil julgar e dizer que isso é mais uma bobagem da ciência e que não deveria desperdiçar dinheiro com isso! Típico de um governo ditatorial controlador das massas que deseduca a cada ano mais a população. Verão aqui que muitos de seus parentes e amigos poderão ter a cura que tanto se esperava!

A ferramenta de edição de genoma conhecida como CRISPR (do inglês, Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), ou seja, Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas marcou outra conquista: Pesquisadores têm utilizado para tratar uma forma grave de distrofia muscular em camundongos. Três grupos de cientistas relataram na revista científica Science que usaram a CRISPR para cortar a parte de um gene defeituoso em camundongos com distrofia muscular de Duchenne (DMD), permitindo que as células musculares dos animais produzissem uma proteína muscular essencial. Essa foi a primeira vez que se teve sucesso usando a CRISPR sendo entregue para todas as células do corpo para o tratamento de animais adultos com uma doença genética. Isso, inclusive, poderá corrigir desde doenças neurológicas quanto síndromes complexas como a de Down.

A DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE (DMD)

A DMD, que afeta principalmente meninos, decorre de defeitos no gene que codifica para a distrofina, uma proteína que ajuda a fortalecer e proteger as fibras musculares (2) (veja mais em http://www.nanocell.org.br/musculos-de-homens-e-mulheres-sao-geneticamente-diferentes-determinando-maior-forca-para-eles-e-mais-rapidez-para-elas/). Sem a distrofina, os músculos esqueléticos (aqueles responsáveis pelos movimentos de nossas pernas, braços, corpo) e cardíacos (do coração) degeneram, isto é, param de funcionar (Figura 1). Pessoas com DMD normalmente acabam em uma cadeira de rodas, em seguida, em um respirador, e morrem em torno da idade de 25 anos. Raros casos são aqueles em que a pessoa sobrevive por muito tempo, como é o caso do cientista Steven Hawking, a pessoa da cadeira de rodas que sugeriu a teoria do Big Bang e inspirou o filme “A TEORIA DE TUDO” (Figura 2). A doença rara geralmente resulta da falta de um pedaço do DNA ou outros defeitos dos 79 exons, ou trechos de DNA que codificam a proteína, que compõem o gene da distrofina (3) (veja mais em http://www.nanocell.org.br/o-papel-do-rna-no-splicing-mais-uma-evidencia-do-mundo-do-rna/).

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Figura 1: Numa distrofia, as fibras musculares são frágeis devido a anormalidades genéticas em proteínas que dão suporte estrutural ao sarcolema, a membrana celular da célula muscular. Em consequência, as fibras sofrem rupturas do sarcolema e, portanto, necrose (morrem), já com o uso normal do músculo. As fibras necróticas têm capacidade de regenerar-se. Contudo, vários ciclos de necrose e regeneração induzem fibrose, um tecido cicatricial, entre elas. Ao fim de alguns anos a regeneração eficiente vai diminuindo e o músculo gradualmente é substituído por tecido fibroadiposo, o tecido de cicatriz mais gordura. Na distrofia de Duchenne isto geralmente leva à morte em torno da idade de 25 anos por insuficiência respiratória. (Fonte: http://anatpat.unicamp.br/musduchenne.html)

A distrofia muscular é a designação coletiva de um grupo de doenças musculares hereditárias, progressivas, sendo sua principal característica a degeneração da membrana que envolve a célula muscular, causando sua morte, afetando os músculos causando fraqueza. Essa fraqueza muscular, dependendo do tipo de distrofia, afeta grupos de músculos diferentes e tem velocidade de degeneração variável.

De uma forma geral a distrofia muscular é considerada rara, sendo a distrofia muscular de Duchenne a forma mais comum dentre elas, afetando cerca de um em cada três mil meninos.

Somente pessoas do sexo masculino costumam desenvolver a distrofia muscular de Duchenne. Pessoas do sexo feminino até podem carregar o gene defeituoso, mas não apresentam sintomas.

Cada homem, filho de uma mulher portadora da doença, tem 50% de chance de desenvolver o problema. Já a filha, mulher, tem 50% de chance de ser apenas portadora do gene.

Para um outro tipo de distrofia muscular, a de Becker, cujos sintomas e sinais são semelhantes aos da de Duchenne, mas com início mais tardio e de evolução menos severa, estima-se uma frequência de um em cada trinta mil meninos.

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Figura 2: Steven Hawking do filme “Teoria de Tudo” e que tem a distrofia muscular de Duchenne. Ele é um raro exemplo de que, com muitos cuidados, pode-se viver além dos 25 anos de idade, porém, preso em uma cadeira de rodas. (Figura da internet)

Os pesquisadores ainda não encontraram um tratamento eficaz para a doença. Tem sido difícil realizar cirurgias e introduzir células-tronco em todo o músculo de maneira eficiente e para os tecidos certos para que seja possível parar a doença. A terapia gênica convencional ((1) veja mais em http://www.nanocell.org.br/terapia-genica-editando-genomas-para-curar-doencas/), que utiliza um vírus para transportar uma boa versão de um gene que está incompleto em células, não pode substituir o gene da distrofina completo porque este é muito grande. Algumas terapias gênicas estão tentando repor o gene da distrofina defeituoso em pessoas com DMD com uma versão menor do gene da distrofina, uma versão “micro” que resultaria em uma proteína menor, porém funcional e reduzindo a gravidade da doença. Empresas de biotecnologia americana com apoio do governo e do setor privado também desenvolveram compostos que fazem com que as máquinas de leitura do DNA das células contornem, ou saltem, o éxon com defeito no gene da distrofina e, assim, produzam uma forma curta mas funcional da proteína crucial (4). Mas essas chamadas drogas que saltam éxons ainda não superaram os reguladores governamentais, porque elas têm efeitos colaterais e apenas modestamente melhoram o desempenho muscular em ensaios clínicos.

Agora, a CRISPR entrou em cena. A tecnologia, que colocamos como a Revelação do Ano de 2015, se baseia em uma fita de RNA para orientar uma enzima chamada Cas9 a um ponto preciso no genoma, onde a enzima corta o DNA. Lembrando, o genoma são todas as sequências do DNA (genes) que definem como e a função de nosso corpo pela produção das proteínas. As células, em seguida, reparam a brecha ou o espaço vago, seja por reunir as fitas quebradas ou usando um molde de DNA fornecido para criar uma nova sequência. Os cientistas já usaram CRISPR para corrigir certas desordens genéticas em células retiradas de animais ou pessoas e para o tratamento de uma doença hepática em camundongos adultos. E em 2014, os pesquisadores mostraram que a CRISPR poderia reparar genes defeituosos da distrofina em embriões de camundongos (5).

Mas usar CRISPR para tratar pessoas que já têm DMD parecia impraticável, porque as células musculares maduras em adultos normalmente não se dividem e, portanto, não tem o mecanismo de reparo do DNA necessário ligado para adicionar ou corrigir genes. A CRISPR poderia, contudo, ser usada ​​para cortar um éxon com defeito para que a maquinaria de leitura de genes da célula montasse uma versão abreviada da distrofina _ similar às abordagens anteriores de saltar o éxon e microgene.

Agora, três equipes fizeram exatamente isso em camundongos jovens com DMD. O grupo do professor Dr Eric Olson, na Universidade do Texas Southwestern Medical Center em Dallas, usou um vírus adeno-associado inofensivo para transportar o DNA de codificação do RNA da CRISPR e Cas9 para as células musculares dos camundongos e cortar o éxon com defeito. Nos camundongos tratados, que continham vírus transportando-CRISPR injetados diretamente nos músculos ou em sua circulação sanguínea, as células do coração e dos músculos esqueléticos fabricavam uma nova forma truncada da distrofina, e os roedores se saíram melhores em testes de força muscular do que os camundongos não tratados com DMD (6). Equipes lideradas pelo engenheiro biomédico Charles Gersbach (7), da Universidade Duke, em Durham, Carolina do Norte, e Harvard pesquisador de células-tronco Amy Wagers (8), tanto colaborando com o pioneiro em CRISPR, Dr. Feng Zhang, de Harvard e do Instituto Broad, em Cambridge, Massachusetts, relataramm resultados semelhantes. A exatidão da CRISPR também foi reconfortante. Nenhuma das equipes encontraram evidência de efeitos não intencionais – fora do alvo – cortes potencialmente prejudiciais em outras partes do genoma.

A equipe de Wagers também mostrou que o gene da distrofina foi reparado nas células-tronco musculares, que repõe o tecido muscular maduro. O que é muito importante, já que os efeitos terapêuticos de outra forma CRISPR podem desvanecer-se, como as células musculares maduras degradam ao longo do tempo.

AINDA NÃO DISPONÍVEL PARA SERES HUMANOS

O tratamento ainda não é uma cura: Os camundongos que receberam a CRISPR não realizam tão bem os testes musculares como os camundongos normais. No entanto, “há uma tonelada de espaço para otimização dessas abordagens”, diz Gersbach. E, como muitos como os 80% das pessoas com DMD poderiam se beneficiar de ter um éxon defeituoso removido. No entanto, acrescenta, os investigadores estão a anos de distância de ensaios clínicos. O grupo de Olsen agora pretende mostrar que a CRISPR executa igualmente bem em camundongos com mutações no gene da distrofina encontrados em pessoas, em seguida, estabelecer que a estratégia é segura e eficaz em animais maiores e, daí, para humanos!

Reeditado a partir de Biologia, Tecnologia da Science.  Por Jocelyn Kaiser 31 December 2015

Referência

1.Tonelli FCP, Resende RR. TERAPIA GÊNICA: editando genomas para curar doenças! Nanocell News. 2014;1(15).

2.Resende R. MÚSCULOS DE HOMENS E MULHERES SÃO GENETICAMENTE DIFERENTES, DETERMINANDO MAIOR FORÇA PARA ELES E MAIS RAPIDEZ PARA ELAS. Nanocell News. 2014;2(2).

3.Santos AK, Resende RR. O PAPEL DO RNA NO SPLICING: mais uma evidência do “MUNDO DO RNA”. Nanocell News. 2014;1(5).

4.Pennisi E. Genetics. Hopping to a better protein. Science. 2008;322(5907):1454-5.

5.Long C, McAnally JR, Shelton JM, Mireault AA, Bassel-Duby R, Olson EN. Prevention of muscular dystrophy in mice by CRISPR/Cas9-mediated editing of germline DNA. Science. 2014;345(6201):1184-8.

6.Long C, Amoasii L, Mireault AA, McAnally JR, Li H, Sanchez-Ortiz E, et al. Postnatal genome editing partially restores dystrophin expression in a mouse model of muscular dystrophy. Science. 2015.

7.Nelson CE, Hakim CH, Ousterout DG, Thakore PI, Moreb EA, Rivera RM, et al. In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy. Science. 2015.

8.Tabebordbar M, Zhu K, Cheng JK, Chew WL, Widrick JJ, Yan WX, et al. In vivo gene editing in dystrophic mouse muscle and muscle stem cells. Science. 2015.

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  • 1
  1. Priscila Xavier de Oliveira disse:

    Boa Tarde!

    O Sr. Steven Hawking possui uma doença que chamamos de ELA (Esclerose Lateral Amiotrófica) e não Duchenne, como sua matéria descreve. Infelizmente, os pacientes acometidos pela doença de Duchenne não têm um bom prognóstico, sendo a fisioterapia utilizada para melhorar a qualidade de vida do portador da distrofia.

    Agradeceria se a correção for realizada.

    Priscila X. Oliveira

    23/maio/2016 ás 14:05

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