ORGANISMOS CRIADOS COM DNA SINTÉTICO ABREM CAMINHO PARA FORMAS DE VIDA INTEIRAMENTE NOVAS. (Comentado)

Os microrganismos E coli foram modificados para transportar um código genético expandido que, segundo os pesquisadores, permitirá que sejam programadas.

Uma molécula padrão de DNA. Floyd Romesberg e sua equipe têm expandido o código genético de quatro letras para seis, adicionando duas novas moléculas que chamam X e Y. Fotografia: Deco Images II / Alamy / Alamy

Uma molécula padrão de DNA. Floyd Romesberg e sua equipe têm expandido o código genético de quatro letras para seis, adicionando duas novas moléculas que chamam X e Y. Fotografia: Deco Images II / Alamy / Alamy

Desde o momento em que a vida ganhou um ponto de apoio na Terra, sua história foi escrita em um código de DNA de quatro letras. Com G, T, C e A – as moléculas que se unem na hélice do DNA – as linhas entre os seres humanos e toda a vida na Terra estão enunciadas.

Agora, os primeiros organismos vivos a prosperar com um código genético expandido foram feitos por pesquisadores em um trabalho que abre o caminho para a criação e exploração de formas de vida inteiramente novas.

Cientistas nos EUA modificaram um microrganismo comum, a E coli para transportar uma carga útil e reforçada de material genético que, dizem, acabará por permitir-lhes programar a forma como os organismos funcionam e se comporta.

=O trabalho destina-se em criar novos organismos que produzam novos tipos de proteínas que podem ser colhidas e transformadas em drogas para tratar uma gama de doenças. Mas a mesma tecnologia também pode levar a novos tipos de materiais, dizem os pesquisadores.

No paper publicado, os cientistas descrevem os microrganismos modificados como um ponto de partida para os esforços para “criar organismos com atributos e traços totalmente não naturais não encontrados em outra parte da natureza”. As células constituem uma “forma estável de vida semi-sintética” e “estabelecem as bases para alcançar o objetivo central da biologia sintética: a criação de novas formas de vida e funções”, acrescentam eles.

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Gráficos do The Guardian

Floyd Romesberg e sua equipe no Scripps Research Institute na Califórnia expandiu o código genético de quatro letras para seis, adicionando duas novas moléculas que chamam X e Y e adicionando-as à composição genética dos organismos. Os microrganismos são modificados para absorver o novo material genético que os cientistas fazem separadamente e depois inserem nas células.

A necessidade de fornecer os microrganismos com as moléculas X e Y destina-se a garantir que as células vão morrer se eles de alguma forma saírem do laboratório. Mas Romesberg disse que, apesar da medida de proteção, ele ainda é perguntado se ele viu Jurassic Park. No filme de 1993, Jeff Goldblum questiona se os dinossauros do parque podem se reproduzir em estado selvagem, apesar das falhas construídas em sua composição genética. “O que o filme retrata é muito diferente do nosso seguro contra falhas”, disse Romesberg. “Nosso seguro contra falhas é baseado na disponibilidade de X e Y e a célula nunca poderia fazê-los.”

“Além disto, a evolução trabalha começando com algo próximo e então mudando o que pode fazer em etapas pequenas. Nossos X e Y são ao contrário do DNA natural, assim como a natureza não tem nada próximo para começar. Temos mostrado muitas vezes que quando você não fornece X e Y, as células morrem, toda vez”, acrescentou.

Não é a primeira vez que Romesberg fez microrganismos com um alfabeto genético expandido. Em 2014, ele anunciou os primeiros organismos, mas estes ficam “doentes” e logo morreram. Ele compara a situação como ter provado que ele poderia gerar eletricidade, mas não colocá-lo em bom uso. “Demonstramos que você poderia jogar o interruptor e a luz se acender, mas então ele iria rapidamente sair”, disse ele.

Nos últimos dois anos, sua equipe trabalhou para tornar os microganismos mais resistentes e transmitir suas bases genéticas sintéticas mais fielmente quando se dividiram. Se o X e/o Y não forem transmitidos, o DNA dos organismos rapidamente reverte para o código genético padrão de quatro letras, disse ele.

Foram necessários três reparos cruciais para que os microrganismos sobrevivessem e passassem com confiança seu novo material genético. Em uma melhoria chave, Romesberg modificou o sistema imune do microrganismo de modo que destruiu todo o DNA que faltasse as bases sintéticas de X e de Y. O resultado final, diz ele, é que os organismos podem manter o novo material genético indefinidamente. “Agora você aciona o interruptor e a luz permanece”, disse ele ao Guardian.

Por enquanto, as bases sintéticas não fazem nada além de sobreviver nos microrganismos. A próxima etapa da pesquisa é fazer com que os microrganismos leiam o material genético extra e, em primeiro lugar, façam novos tipos de proteínas que não são encontradas na natureza. “Isso vai abrir o leque do que podemos fazer com proteínas”, disse Romesberg. Detalhes do trabalho está publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Este é um grande passo em frente, mostrando que uma célula viva, como uma bactéria simples, pode ser projetada para sustentar um par de bases sintéticas não-encontradas na natureza”, disse Paul Freemont, especialista em biologia sintética no Imperial College de Londres. “Isso leva ao conceito de sistemas semi-sintéticos vivos que poderiam ser projetados para realizar funções específicas que dependem de um código genético distinto em relação ao código genético natural”.

Mas ele disse que o “poder real” da abordagem seria fabricar micróbios que transportassem múltiplas bases artificiais de DNA, ou até mesmo um genoma sintético completamente projetado pelo homem, o que o estudo sugeriu era pelo menos possível em princípio.

Romesberg disse que é importante para a ciência ser explicada para ajudar a “eliminar o medo do desconhecido”, acrescentando: “os benefícios devem ser ponderados contra os custos potenciais, e neste caso os benefícios incluem novas e melhores drogas.

Fonte: The Guardian

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Comentários internos

A inserção de dois novos códigos chamados de X e Y (tecnicamente chamados de d5SICSTP e dNaMTP ) não é uma novidade. De fato, há alguns anos tentativas vem sendo feitas. Neste caso, o primeiro passo para o experimento ter sucesso foi construir uma versão melhor de uma ferramenta chamada um transportador de nucleotídeo, que transporta peças do par de bases sintéticas para o DNA da bactéria, e inseri-lo no lugar certo no código genético. O transportador foi utilizado no mesmo estudo de Romesberg em 2014. Na época, como destacado, o organismo semi-sintético não suportou a carga de toxicidade e morreu.

O que foi feito desta vez é que o transportador de nucleotídeo foi alterado para ser menos tóxico as bactérias. Eles mudaram a molécula originalmente usada para fazer a base Y, e descobriram que ela poderia ser mais facilmente reconhecida por enzimas nas bactérias que sintetizam moléculas de DNA durante a replicação do material genético.

Por fim, a equipe usou a ferramenta de edição de genes CRISPR/Cas9 para engenheirar a E. coli que não continha as moléculas X e moléculas estrangeiras. Com as E. coli saudáveis, tornaram o indivíduo semi-sintético autônomo e capaz de armazenar o aumento de informações do novo par de base indefinidamente.

Em 2014, Jim Thomas da equipe do ETC Group, uma organização canadense que visa abordar as questões socioeconômicas e ecológicas em torno de novas tecnologias, destacou que este tipo de organismo poderia, com o tempo, ter implicações éticas e legais. Os biólogos sintéticos inventam novas maneiras de manipular os fundamentos da vida, e isto significa que estamos alterando o processo algorítmico da vida (Science Alert, 2017).

A vida segue um programa genético evolutivamente forjado. As mutações atuam como um marca-passo, ou um relógio, que atua passo a passa (tique-taque) há quase 4 bilhões de anos, como um grande conjunto de tentativas e erros, tornando o processo evolutivo um gigantesco algoritmo sem estados, ou espécies intermediárias. O que é mais importante que o material na qual esta contida a informação genética é a recombinação deste material que garante a diversidade do pool de genes. O que ocorre é que estamos interferindo no curso da evolução de uma espécie (Teixeira, 2015).

As primeiras formas de vida transmissoras de DNA artificial foram desenvolvidas por Romesberg, que demonstrou que bactérias modificadas se dividiam e passavam o DNA natural como era esperado. Mas eles também replicaram o código sintético e passaram isso para a próxima geração. Esta informação sintética seguia em frente a cada geração.

Foi a primeira vez que um organismo alojou estavelmente um terceiro par de bases totalmente diferente dos naturais, embora inicialmente, o DNA sintético não faria nada na célula. Apenas foi adicionado, sem qualquer ativação ou função biológica. A ideia agora é construir circuitos biológicos em células que não interfiram com a função biológica natural; fabricando proteínas não encontradas na natureza. O desenvolvimento pode levar a uma vasta gama de medicamentos à base de proteínas.

Do ponto de vista ético, não há nenhum problema inerente na expansão do código genético em bactérias, segundo Michael Kalichman, diretor do Centro de Ética em Ciência e Tecnologia da UC San Diego. Para Robert Bohrer, um advogado de biotecnologia cujo campo inclui bioética, também afirma não ter nenhuma preocupação ética com esta pesquisa (The San Diego Union-Tribune, 2017).

O campo da biologia sintética foi muito controverso no passado. Alguns observadores têm levantado preocupações de que os cientistas poderiam criar organismos artificiais que poderiam escapar dos laboratórios e provocar um desastre ambiental ou de saúde, ou confundir o conceito de espécie ao alterar sua constituição genética. As controvérsias aumentam quando se trata da manipulação genética na espécie humana, levando a discussões densas sobre o limite da espécie humana, aprimoramento genético envolvendo eugenia e debates entre bioeticistas e transhumanistas.

Transhumanismo

Transhumanismo

Quanto a nossa espécie, as discussões beiram a manipulação genética para favorecer o aumento da inteligência e longevidade. Este projeto ainda permanece mais próximo a ficção científica devido a grande dificuldade que a ciência ainda tem em compreender o funcionamento e o padrão de expressão de genes que são responsáveis por tais características cognitivas. Ainda sim, já se faz necessário discutir tais possibilidade uma vez que as tecnologias desenvolvidas são sedutoras e devem ser acompanhadas por profundos processos reflexivos.

A ideia de aprimoramento genético foi dada por Francis Galton em 1883, ganhando uma conotação repulsiva após sua tentativa de uso dentro da ideologia nazista, visando purificação da “raça” ariana. O biólogo Julian Huxley defendia ideias transhumanistas para controlar e direcionar a evolução de nossa espécie. John Haldane e o biólogo molécula John Bernal acreditavam que o transhumanismo chegará em algum momento da história da nossa espécie.

Os projetos transhumanistas visa controlar e manipular as mutações desnecessárias. No caso da eugenia negativa, conceito criado pelo filosofo alemão Jurgen Habermas, a intervenção genética e uso de próteses não devem se utilizadas para expandir ou aperfeiçoar capacidade dos indivíduos. Mas mesmo assim o limite entre a eugenia negativa e o aprimoramento é muito tênue. Outro problema é que a eugenia negativa contradiz o princípio democrático da liberdade de escolha e morfologia do próprio corpo, podendo afetar outros procedimentos médicos que poderiam ser interpretados sobre esta nova perspectiva.

Para a longevidade, uma das ideias é mesclar o genoma humano com genes que estão ligados a longevidade de certas espécies animais, como em tartarugas, criando híbridos ou seres humanos transgênicos. Mesmo que tais projetos estejam mais próximos ao campo da ficção do que da realidade científica, tais projetos têm consequências sociais importantes, como o aumento da desigualdade social. Também confundiria a definição de nossa própria espécie diluindo os limites entre elas, ampliando as diferenças entre características físicas.

Os transhumanistas tentam justificar que tais projetos não são eugênicos mas sim hipertecnologias que se tornarão disponíveis a todos. Uma das criticas a este projeto é que projetos caros como este favoreceram parcelas da população e gerarão ainda mais desigualdade sócia, levando a uma segregação social insuperável. Do ponto de vista evolutivo, a ideia de ancestralidade começa a ser diluída a medida que características físicas e cognitivas/mentais são artificialmente modeladas ao longo de gerações (Teixeira, 2015).

Talvez a melhor estratégia seja a limitação da manipulação genética de nossa espécie a terapia gênica, silenciando ou alterando genes pelo uso de métodos segundos, como CRISPR/Cas9 para fins de salvar vidas, apenas alterando os efeitos negativos causados pela loteria da genética. É mais seguro e dentro da realidade da genética. Neste sentido, as reflexões sobre ética devam se concentrar em nossa realidade e posteriormente no que a biologia teórica e a biologia sintética pode oferecer no futuro.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Expansão do código genético, Organismo sintético, Engenharia genética, Biética, Eugenia, Transhumanismo.

 

Referências

Teixeira, J. F. O cérebro e o Robô – Inteligência artificial, biotecnologia e a nova ética. Ed. Paulus. 2015.
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