A capacidade para alterar rapidamente o código da vida dá um poder inaudito sobre o mundo natural. E gera uma nova pergunta: devemos servir-nos dele?

 Texto Michael Specter   Fotografia Greg Girard

Calla Vanderberg vem ao mundo num hospital de Falls Church (EUA). Como acontece aqui com todos os recém-nascidos, sete dos seus genes implicados no metabolismo dos fármacos serão analisados. No futuro, os médicos poderão desenhar os medicamentos à medida do seu perfil genético único. 

Um olhar de relance para o gabinete de Anthony James desfaz qualquer dúvida sobre o seu trabalho. As paredes estão forradas com desenhos de mosquitos e as prateleiras repletas de livros sobre mosquitos. Pendurado junto da secretária, vê-se um cartaz com ilustrações de uma espécie em particular (Aedes aegypti) representada em cada fase de desenvolvimento. As ilustrações estão ampliadas a dimensões que fariam empalidecer os fãs do “Parque Jurássico”. Na matrícula do seu carro, lê-se uma única palavra: AEDES. “Vivo obcecado por mosquitos há 30 anos”,  conta Anthony, especialista da Universidade da Califórnia.
Existem aproximadamente 3.500 espécies de mosquitos, mas Anthony só presta atenção a um punhado delas pertencentes à lista das criaturas mais mortíferas do planeta. Uma delas é a Anopheles gambiae, responsável pela transmissão do parasita da malária que mata centenas de milhares de pessoas todos os anos. Durante grande parte da sua carreira, o cientista centrou--se igualmente no género Aedes. Na opinião de alguns historiadores, este mosquito chegou ao Novo Mundo a bordo de navios negreiros do século XVII, trazendo consigo a febre-amarela, que matou milhões de pessoas. Hoje, propaga também a febre de dengue, chikungunya, o vírus do Nilo ocidental e o Zika.

Num surto que vai alastrando, iniciado em 2015 no Brasil, o Zika parece ter provocado uma grande variedade de doenças do foro neurológico

Num surto que vai alastrando, iniciado em 2015 no Brasil, o Zika parece ter provocado uma grande variedade de doenças do foro neurológico, incluindo uma rara anomalia denominada microcefalia – os bebés nascem com cabeças anormalmente pequenas e cérebros subdesenvolvidos. 
O objectivo de Anthony James tem sido manipular os genes dos mosquitos de forma a que os insectos deixem de ser capazes de propagar essas doenças. Até há pouco tempo, este foi um percurso em grande medida teórico. No entanto, ao combinar uma nova tecnologia revolucionária denominada CRISPR-Cas9 com um sistema natural conhecido como indução genética (em inglês, gene drive), a teoria está rapidamente a transformar-se em realidade.
Pela primeira vez, a comunidade científica é capaz de, com rapidez e precisão, modificar, eliminar e reordenar o DNA de quase todos os organismos vivos – nós incluídos. Nos últimos três anos, esta tecnologia tem transformado a biologia. Trabalhando com modelos animais, investigadores em todo o mundo já utilizaram a tecnologia CRISPR para corrigir falhas genéticas importantes, incluindo as mutações responsáveis pela distrofia muscular, a fibrose quística e uma forma de hepatite. Muitos cientistas acreditam que a tecnologia poderá contribuir para curar a sida. 

Estas larvas de mosquito no laboratório de Anthony James testemunham como uma doença poderia ser travada. Ambas são de Anopheles stephensi, um transmissor do parasita da malária na Ásia. Recorrendo à tecnologia CRISPR, Anthony editou um gene na larva, à direita, de maneira que o insecto não possa transmitir o parasita. Uma proteína fluorescente expõe o sucesso. Uma vez libertados na natureza, os mosquitos remodelados e munidos de uma ferramenta denominada indução genética poderiam substituir os mosquitos que transmitem a doença. Há ainda muitas incertezas até este conhecimento científico poder ser aplicado. Fotografia David Littschwager.

Em experiências já realizadas, os cientistas também utilizaram a técnica CRISPR para livrar os porcos dos vírus que impedem o transplante dos seus órgãos para seres humanos. Os ecologistas estão a experimentar formas de a tecnologia ajudar a proteger espécies ameaçadas de extinção. Além disso, os biólogos especializados em botânica, trabalhando com uma grande variedade de culturas, têm desenvolvido esforços no sentido de eliminar genes que atraem pragas. Dessa maneira, apoiados na biologia e não em substâncias químicas, a CRISPR pode contribuir para que possamos libertar-nos da nossa dependência face aos pesticidas tóxicos. 
Nenhuma descoberta científica dos últimos cem anos encerra tantas promessas e tantas questões éticas. Colocando as coisas do modo mais provocatório, se a CRISPR fosse utilizada para editar uma linha germinal (de células contendo material genético que pode ser herdado pela geração seguinte) de um embrião humano, fosse com a intenção de corrigir uma falha genética, fosse para reforçar determinada característica desejada, essa modificação seria transmitida aos filhos desse indivíduo e aos filhos desses filhos para sempre. As implicações totais são difíceis, senão mesmo impossíveis, de antecipar. 

Zhou Yin, do Laboratório Yunnan Key de Investigação Biomédica sobre Primatas (China), exibe um jovem macaco criado a partir de um embrião modificado por meio de CRISPR. Dezenas de outros organismos, incluindo galinhas e vacas, cogumelos e trigo, peixes-gato e carpas, foram modificados por meio de CRISPR para exibirem e transmitirem determinadas características genéticas. Muitos mais se seguirão. 

“Trata-se de uma tecnologia admirável, com muitas utilizações extraordinárias. Mas se alguém fizer algo tão fatídico como reescrever a linha germinal, então é melhor que consiga explicar-me a extraordinária razão que o motiva a fazê-lo”, afirmou Eric Lander, de Harvard e do MIT, que chefiou o Projecto do Genoma Humano. “E é melhor que consiga garantir que a sociedade optou por fazer esta escolha. Sem concordância generalizada, isso não vai acontecer.”
“A comunidade não possui bases sólidas para responder a estas perguntas”, acrescentou Eric. 
A tecnologia CRISPR-Cas9 integra duas componentes. A primeira é uma enzima (Cas9) que actua como bisturi celular para cortar o DNA. Na natureza, as bactérias servem-se dele para seccionar e desarmar o código genético dos vírus invasores.
A outra componente é um guia de RNA destinado a conduzir o bisturi aos nucleótidos exactos (as letras químicas do DNA) que tem por missão cortar. 

Quando o surto de Zika em Porto Rico terminar, pelo menos um quarto dos 3,5 milhões de habitantes de Porto Rico poderá ter contraído Zika.

A precisão deste guia é incrível: os cientistas conseguem enviar um fragmento sintético de substituição para qualquer localização num genoma constituído por milhares de milhões de nucleótidos. Quando chega ao seu destino, a enzima Cas9 corta e remove a sequência de DNA indesejada. Para preencher o espaço deixado, a célula insere a cadeia de nucleótidos fornecida pelo pacote CRISPR.
Quando o surto de Zika em Porto Rico terminar, pelo menos um quarto dos 3,5 milhões de habitantes de Porto Rico poderá ter contraído Zika. A probabilidade de infecção de milhares de mulheres grávidas é muito elevada.
Na actualidade, a única resposta verdadeiramente eficaz contra o Zika consistiria em aplicar insecticida em toda a ilha. Na opinião de Anthony James e de outros investigadores, a manipulação dos mosquitos com CRISPR e a utilização de uma indução genética para tornar essas mudanças definitivas representariam uma abordagem muitíssimo melhor.
As induções genéticas têm capacidade para contornar as regras tradicionais da hereditariedade. A descendência de qualquer animal com reprodução sexuada costuma receber um exemplar de um gene de cada progenitor. No entanto, alguns genes são “egoístas”: a evolução proporcionou-lhes uma probabilidade superior a 50% de uma transmissão hereditária. Em teoria, os cientistas poderiam combinar a técnica CRISPR com uma indução genética para modificar o código genético de uma espécie, vinculando uma sequência de DNA desejada ao gene favorecido antes de libertarem os animais para acasalarem naturalmente. Em conjunto, as ferramentas conseguiriam impor quase qualquer característica genética a uma população inteira. 

 

 

Sangue de vaca faz inchar o intestino exposto de um mosquito no laboratório de Anthony James. Versões da espécie que é portadora do vírus Zika e da febre de dengue podem ser manipuladas por meio de CRISPR de maneira a gerarem descendência estéril. Fotografia David Littschwager.

No ano passado, num estudo publicado na revista “Proceedings of the National Academy of Sciences”, James utilizou a tecnologia CRISPR para fabricar uma versão dos mosquitos Anopheles que os tornaria incapazes de propagarem o parasita da malária.
“Durante várias décadas, trabalhei no anonimato”, diz o investigador. “Isso acabou. Há semanas que o telefone não pára de tocar”, queixa-se.

Foi adicionado material genético de duas outras espécies para criar o salmão do Atlântico AquAdvantage, variação que atinge as dimensões de mercado duas vezes mais depressa. O peixe consome menos ração e pode ser criado em isolamento nas proximidades das cidades, reduzindo os custos de transporte e as emissões, e inviabilizando riscos de fuga para a natureza. Embora o peixe tenha sido aprovado para consumo, subsistem dúvidas sobre a segurança dos transgénicos. No futuro, os alimentos modificados por CRISPR, técnica que não combina genes de espécies diferentes, poderão ser mais facilmente aceites. 

Para combater o mosquito A. aegypti portador de um número elevado de agentes patogénicos, haveria que recorrer a uma abordagem ligeiramente diferente. “Seria necessário conceber uma indução genética que tornasse os insectos estéreis”, explica. “Não faz sentido construir-se um mosquito resistente ao Zika se ele continuar a conseguir transmitir a dengue e outras doenças.”
Para combater a dengue, Anthony James e os seus colegas conceberam pacotes CRISPR capazes simplesmente de eliminar um gene natural do progenitor selvagem e substituí-lo por uma versão geradora de esterilidade nos seus descendentes. Se um número suficiente desses mosquitos fosse libertado para acasalar, em poucas gerações (que normalmente duram apenas duas ou três semanas cada) a totalidade da espécie seria portadora da versão geneticamente modificada.
Anthony James está consciente de que libertar uma mutação concebida para se disseminar rapidamente dentro de uma população selvagem pode implicar consequências imprevistas e difíceis de reverter. “Há certamente riscos associados à libertação de insectos que foram editados em laboratório”, afirmou. “Mas creio que os perigos de não o fazermos são ainda maiores.” 

Há mais de quarenta anos que os cientistas aprenderam como cortar nucleótidos dos genes de um organismo para inseri-los nos genes de outro.

Há mais de quarenta anos que os cientistas aprenderam como cortar nucleótidos dos genes de um organismo para inseri-los nos genes de outro, de forma a introduzir neste as características desejadas. Os especialistas em biologia molecular mostraram-se muito entusiasmados com as possibilidades abertas por esta prática, o DNA recombinante. Logo no princípio, contudo, aperceberam-se de que se conseguiam transferir o DNA de uma espécie para outra, poderiam também inadvertidamente transferir vírus e outros agentes patogénicos. 
Em 1975, especialistas em biologia molecular provenientes de todo o mundo aprovaram uma série de salvaguardas, incluindo níveis progressivos de segurança laboratorial consoante os riscos potenciais inerentes a cada experiência. Tornou-se rapidamente claro que as protecções pareciam funcionar e que os potenciais benefícios eram gigantescos. A engenharia genética começou a melhorar a vida de milhões de pessoas. Os diabéticos passaram a contar com fornecimentos regulares de insulina obtida por engenharia genética. Culturas agrícolas geneticamente modificadas, com maior rendimento e resistentes aos herbicidas e aos insectos, começaram a transformar grande parte da paisagem agrícola do planeta, apesar de muitos países na União Europeia atrasarem significativamente a sua implementação aguardando por provas mais conclusivas sobre os seus potenciais efeitos na saúde humana. 

Um trabalhador espera para poder entrar numa sala esterilizada da China Regenerative Medicine International, em Xenzen, onde se faz a modificação de córneas de porco para transplante em seres humanos. Os cientistas chineses já realizaram experiências para modificar embriões humanos inviáveis por meio de CRISPR. Há ainda muito por fazer antes de a técnica poder ser aplicada a embriões humanos viáveis que transmitam as modificações genéticas neles introduzidas. 

Porém, embora os medicamentos geneticamente modificados fossem generalizadamente aceites, as culturas agrícolas semelhantes não o foram. Um número elevado de estudos tem vindo a comprovar que esses produtos não são mais perigosos do que quaisquer outros alimentos. Como demonstra a indignação gerada em torno da etiquetagem dos OGM (organismos geneticamente modificados), não adianta que um produto seja seguro se as pessoas se recusam a ingeri-lo. 
A técnica CRISPR talvez nos permita sair deste atoleiro científico e cultural. Desde o início da era da recombinação que as definições da palavra “transgénico” e do termo “OGM” têm sido baseadas na prática de combinar em laboratório o DNA de espécies que nunca poderiam acasalar entre si na natureza. A comunidade científica tem esperanças de, utilizando a tecnologia para modificar o DNA, conseguir acalmar os críticos. Na verdade, os investigadores dispõem da capacidade para redesenhar genes específicos sem precisarem de introduzir o DNA de outra espécie. 

Todos os anos, cerca de meio milhão de crianças nos países menos desenvolvidos ficam cegas devido a carências de vitamina A.

Atentemos no exemplo do arroz dourado, um organismo modificado de maneira a conter os genes necessários à produção de vitamina A na parcela comestível do cereal. Essa característica não ocorre naturalmente nas plantas de arroz. Todos os anos, cerca de meio milhão de crianças nos países menos desenvolvidos ficam cegas devido a carências de vitamina A. Como os activistas que se opõem à aplicação de OGM interferiram na actividade científica, impediram qualquer tipo de produção comercial deste arroz. Com a técnica CRISPR, os cientistas conseguiriam com grau de certeza razoável alcançar o mesmo resultado, limitando-se a modificar genes já activos nas plantas de arroz. 
Cientistas no Japão recorreram à tecnologia CRISPR para prolongar a vida do tomate, desactivando os genes responsáveis pelo controlo do amadurecimento. Ao eliminarem as três cópias de um gene do trigo, Caixia Gao e a sua equipa da Academia das Ciências de Pequim criaram também uma estirpe resistente ao oídio (nota 1).

 

Em Guangzou, na China, o veterinário Long Haibin acaricia Taingou, um dos dois beagles criados a partir de embriões editados para duplicar a sua massa muscular. Estas experiências podem melhorar os conhecimentos relativos à distrofia muscular e outras doenças humanas. 

Há milhares de anos que os agricultores ajustam os genes em espécies individuais através da reprodução cruzada. A técnica CRISPR proporciona simplesmente um método mais preciso de fazer o mesmo. Em alguns países, incluindo a Alemanha, a Suécia e a Argentina, as entidades reguladoras estabeleceram uma distinção entre OGM e a edição genética por meio de ferramentas como a tecnologia CRISPR. Há indícios de que a Administração Federal dos EUA para os alimentos e os medicamentos poderá seguir-lhes os passos, o que tornaria os produtos obtidos por meio da técnica CRISPR mais disponíveis e facilmente reguláveis do que qualquer outra forma de alimento ou medicamento geneticamente modificado. Resta saber se o público irá tirar proveito. 
Não é exagerado dizer que existe enorme potencial na investigação com CRISPR. Esta tecnologia já permitiu transformar a investigação oncológica, facilitando a manipulação de células tumorais em laboratório, e experimentar de seguida diversos fármacos para apurar qual deles trava o seu crescimento. 

As células estaminais retiradas de pessoas com hemofilia poderiam ser manipuladas fora do corpo para corrigir a falha genética causadora da doença.

Em breve, os médicos poderão utilizar a tecnologia CRISPR para tratar algumas doenças directamente. As células estaminais retiradas de pessoas com hemofilia poderiam ser manipuladas fora do corpo para corrigir a falha genética causadora da doença. De seguida, as células normais poderiam ser reintroduzidas para repovoarem a corrente sanguínea do doente. 
Nos próximos dois anos, iremos possivelmente assistir a progressos ainda mais radicais no mundo da medicina. Há milhares de pessoas em listas de espera para o transplante de órgãos, um problema insolúvel pois a procura excede largamente a oferta. Muitos morrem todos os anos antes de chegarem ao topo da lista. Centenas de milhares de pessoas nunca cumprirão sequer os critérios definidos para integração na lista. 
Há muitos anos que a comunidade científica procura uma forma de utilizar órgãos de animais para suprir a escassez de dadores. O porco é há muito considerado o mamífero de eleição, em parte porque os seus órgãos são semelhantes aos nossos em dimensão. No entanto, o genoma do porco está infestado de vírus, os REP (retrovírus endógenos porcinos), semelhantes aos vírus causadores da sida e comprovadamente capazes de infectar as células humanas. Nenhuma entidade reguladora permitiria transplantes com órgãos infectados. E, até há bem pouco tempo, ninguém fora capaz de livrar o porco dos seus retrovírus. 

Agora, utilizando a técnica CRISPR para editar o genoma em órgãos de porco, os investigadores parecem bem encaminhados para resolver esse problema. Um grupo dirigido por George Church, professor na Faculdade de Medicina da Universidade de Harvard e no MIT, utilizou esta ferramenta para remover a totalidade de 62 ocorrências de genes de REP numa célula renal de porco. É a primeira vez que tantas modificações celulares foram geradas em simultâneo num genoma. 
Quando os cientistas misturaram essas células editadas com células humanas em laboratório, nenhuma das células humanas ficou infectada. A equipa também modificou, noutro conjunto de células porcinas, 20 genes conhecidos por causarem reacções no sistema imunitário humano.
Neste momento, George Church já clonou essas células e começou a cultivá-las em embriões de porco. Tem esperança de iniciar ensaios em primatas dentro de um ou dois anos. Se os órgãos funcionarem correctamente e não forem rejeitados pelo sistema imunitário dos animais, os passos seguintes serão os ensaios em humanos. George acredita que isso poderá acontecer talvez dentro de 18 meses, acrescentando que, para muitos, a alternativa ao risco desse ensaio seria a morte. 

Muitas pessoas são rejeitadas por terem doenças infecciosas ou problemas com abuso de substâncias, entre outras razões.

O investigador sempre se esforçou por descobrir uma forma de proporcionar transplantes a pessoas classificadas como insuficientemente saudáveis para recebê-los. “A instituição mais parecida que temos neste país com sentenças de morte proferidas por um júri são as decisões tomadas sobre quem tem direito a transplantes” afirmou. “Muitas dessas decisões estão a ser tomadas tendo por fundamento os outros problemas que afectam a pessoa. Muitas pessoas são rejeitadas por terem doenças infecciosas ou problemas com abuso de substâncias, entre outras razões. A ideia subjacente é que estas pessoas não beneficiariam de um transplante, mas isso não é verdade. E se houvesse órgãos em abundância, seria possível fazê-lo para toda a gente.”
O furão-de-patas-negras é um dos mamíferos mais ameaçados da América do Norte. Outrora abundantes nas Grandes Planícies dos EUA, todos os furões-de-patas-negras vivos descendem de um de sete antepassados descobertos em 1981 num rancho perto de Meeteetse, no Wyoming.

O castanheiro-americano cobria outrora grande parte do Leste dos EUA até ser quase extinto por um fungo invasor no início do século XX. A tragédia é bem visível nesta floresta da Virgínia. Biblioteca do Congresso dos EUA.

Os furões, com reprodução endogâmica há várias gerações, carecem de diversidade genética, o que dificulta a sobrevivência de qualquer espécie. “São um exemplo clássico de uma espécie inteira que pode ser salva por meio de tecnologia genómica”, afirmou Ryan Phelan, do grupo Revive & Restore, responsável pela coordenação de esforços na aplicação da genómica à conservação. Em colaboração com o Zoológico de Criopreservação de San Diego, Ryan e os seus colegas tentam aumentar a diversidade dos furões introduzindo mais DNA variável nos seus genomas, provenientes de dois espécimes preservados há 30 anos. 
O trabalho de Ryan Phelan pode resolver dois problemas imediatos. O primeiro é a carência de alimento: os cães da pradaria, principal presa dos furões, foram dizimados por uma praga que afecta os animais selvagens, causada pela mesma bactéria que origina a peste bubónica nos seres humanos. E a praga é igualmente mortífera para os próprios furões, que adquirem a infecção ao alimentarem-se de cães da pradaria que morreram da doença. A vacina contra a forma humana da epidemia, desenvolvida na década de 1990, parece proporcionar imunidade aos furões para a vida inteira. 

 

William Powell, da Faculdade de Ciências Ambientais e Florestais da Universidade Estadual de Nova Iorque, e outros colegas (entre os quais Kristen Stewart, tratando de uma planta transgénica) utilizaram um gene do trigo para desenvolver uma espécie de castanheiro resistente ao cancro do castanheiro. Talvez um dia ele possa repovoar a floresta do Leste dos EUA. 

Uma solução mais sofisticada foi proposta por Kevin Esvelt, que desenvolveu com George Church parte da tecnologia de CRISPR e de indução genética. “Só precisamos de proporcionar capacidade de resistência”, explicou. Isso significaria a codificação dos anticorpos gerados pela vacinação e, de seguida, a sua edição no DNA dos furões.
Kevin acredita que uma abordagem semelhante permitiria ajudar os furões a resistir à doença e erradicar a doença de Lyme (Borreliose), causada por uma bactéria transmitida por carraças que habitualmente se alimentam do sangue dos ratos. 
Se a resistência à doença de Lyme puder ser editada e introduzida no DNA destes ratos por meio da tecnologia CRISPR e disseminada pela população selvagem, será possível reduzir ou eliminar a doença com poucas repercussões ecológicas visíveis. A opinião firme de Kevin Esvelt e George Church, contudo, é a seguinte: nenhuma experiência desse tipo deverá ser tentada sem a auscultação do público e sem que, primeiro, os cientistas que a levarem a efeito tenham desenvolvido um sistema de reversão, uma espécie de antídoto. Se as edições originais tiverem consequências ecológicas imprevistas, haveria sempre a possibilidade de aplicar o antídoto em toda a população-alvo para as anular. 

Antes de os baleeiros trazerem consigo os mosquitos no início do século XIX, as aves autóctones do arquipélago do Hawai não tinham  tido qualquer contacto com as doenças transmitidas pelos mosquitos.

Dificilmente se pode afirmar que os furões-de-patas-negras sejam os únicos animais ameaçados de extinção que poderiam ser salvos assim. A população de aves do Hawai está a desaparecer rapidamente, em grande medida devido a um tipo de malária que infecta as aves. Antes de os baleeiros trazerem consigo os mosquitos no início do século XIX, as aves autóctones do arquipélago do Hawai não tinham  tido qualquer contacto com as doenças transmitidas pelos mosquitos e, por isso, não possuíam qualquer imunidade. Agora, apenas restam 42 das mais de cem espécies de aves endémicas do Hawai, três quartos das quais sob ameaça de extinção. A organização American Bird Conservancy classifica o Hawai como “capital mundial da extinção das aves”.
A malária das aves não é a única ameaça que paira sobre o que resta das aves do arquipélago, mas, se não for possível travá-la, elas provavelmente desaparecerão. 
Jack Newman exerceu funções como director científico da sociedade Amyris, pioneira no desenvolvimento de uma forma sintética de artemisinina, o único medicamento verdadeiramente eficaz no tratamento da malária em seres humanos. Actualmente, concentra boa parte da sua atenção na eliminação da doença transmitida por mosquitos nas aves. O único método actualmente disponível para proteger as aves contra a malária consiste em matar os mosquitos pulverizando enormes regiões com substâncias químicas potentes. 
Para atingi-los com insecticida, seria necessário envenenar grande parte da vida natural das florestas do Hawai. Em contrapartida, a edição genética, que daria origem a mosquitos estéreis, ajudaria a salvar as aves sem destruir o ambiente. 
“A utilização da genética para salvar estas espécies é apenas uma forma extraordinariamente focalizada de resolver uma série de problemas ambientais”, resume Jack Newman. “A malária das aves está a destruir a vida selvagem no Hawai e existe uma maneira de travá-la. Será que queremos mesmo ficar parados a olhar para o que ali se passa?” 
Daríamos provas de estreiteza de pontos de vista se fingíssemos que a possibilidade de danos (incluindo, e talvez sobretudo, danos acidentais) não existe nas novas ferramentas moleculares. Os cientistas mais responsáveis por progressos como a técnica CRISPR concordam que, quando começarmos a manipular o património genético de outras espécies, para não mencionar a nossa, talvez não seja fácil, ou sequer possível, voltar atrás. 

Os pais de Jack são portadores de um gene defeituoso que gera uma possibilidade de 25% de os seus filhos padecerem de fibrose quística. Jack, de 16 meses de idade, também é portador, mas nunca terá a doença. Procedeu-se ao despiste dos embriões (como este blastocito de cinco dias, em baixo) para seleccionar aqueles que não padeciam da doença, antes de serem implantados no útero materno, um processo conhecido por diagnóstico genético de pré-implantação (DGP). Ilan Tur­-Kaspa, responsável pelo tratamento no Instituto para a Reprodução Humana e Genética Reprodutiva, em Chicago, calculou que o DGP permitiria poupar cerca de dois mil milhões de euros por ano em custos de tratamento da fibrose quística. Fotografia David Littschwager.

 

"Quais são as consequências indesejadas da edição genómica?” perguntou Jennifer Doudna, enquanto conversávamos no seu gabinete da Universidade da Califórnia, onde ensina química e biologia molecular. Em 2012, Jennifer e a sua colega francesa Emmanuelle Charpentier foram as primeiras a demonstrar que os cientistas poderiam utilizar a tecnologia CRISPR para editar DNA purificado em pratos de laboratório. “Não sei se sabemos o suficiente sobre o genoma humano ou sobre qualquer outro genoma, para dar uma resposta exaustiva a essa pergunta. Mas as pessoas irão utilizar a tecnologia, quer saibamos o suficiente acerca dela ou não.”
Quanto mais velozmente a ciência fizer avançar a humanidade, mais assustador o processo vai parecer. Isto sempre foi assim. Em breve será certamente possível experimentar um kit CRISPR, da mesma maneira que os pioneiros de garagem das gerações anteriores faziam experiências com redes de radioamador ou computadores rudimentares. É natural que nos sintamos apreensivos perante a perspectiva de haver amadores a utilizarem ferramentas que podem alterar a genética fundamental das plantas e dos animais. 

Todos os anos, os mosquitos causam enorme sofrimento em todo o mundo e a erradicação da malária ou de qualquer outra doença classificar-se-ia como um dos maiores feitos alguma vez alcançados pela medicina.

Os benefícios destas ferramentas também são reais, tal como os riscos de as ignorar. Todos os anos, os mosquitos causam enorme sofrimento em todo o mundo e a erradicação da malária ou de qualquer outra doença classificar-se-ia como um dos maiores feitos alguma vez alcançados pela medicina. Embora seja claramente cedo de mais para ponderar a utilização da técnica CRISPR em embriões humanos viáveis, há outras formas de editar a linha germinal humana que permitiriam curar doenças sem alterar a linhagem genética da nossa espécie. 
Um exemplo: as crianças nascidas com a doença de Tay-Sachs não possuem uma enzima essencial para que o organismo metabolize uma substância gorda residual presente no cérebro. A doença é muito rara e ocorre apenas quando ambos os progenitores transmitem a sua versão defeituosa do gene a um filho. Utilizando CRISPR, seria fácil tratar o contributo de um progenitor – digamos, o esperma do pai – para garantir que a criança não recebesse dois exemplares do gene anómalo. Tal intervenção salvaria evidentemente vidas e reduziria a possibilidade de recorrência da doença. Um resultado semelhante pode ser alcançado através de fertilização in vitro: implantando-se um embrião livre do gene defeituoso, haveria garantias de que a criança não transmitiria a doença a uma geração futura. 

Quando confrontados com riscos difíceis de avaliar, tendemos frequentemente a optar pela inacção. Mas com milhões de vidas em jogo, a inacção também comporta o seu próprio perigo. Em Dezembro passado, cientistas de todo o mundo reuniram-se em Washington para debaterem a difícil componente ética destas escolhas. Estão previstas mais discussões. Nunca haverá respostas simples, mas sem alguma orientação regulamentar — e não existe nenhuma, por enquanto, para editar o DNA humano – o fantástico potencial desta revolução poderá ser ensombrado pelo medo.
“Com induções genéticas e a técnica CRISPR, dispomos agora de um poder sobre espécies de todos os tipos que nunca pensámos ser possível”, afirma Hank Greely, director do Centro para o Direito e as Biociências de Stanford. “Podemos fazer um bem potencialmente imenso. Mas precisamos de reconhecer que estamos a lidar com um novo tipo de poder essencialmente novo e teremos de descobrir a maneira de nos assegurarmos de que o vamos utilizar com sensatez. Actualmente, não estamos equipados para consegui-lo e não há tempo a perder.” 
Um olhar de relance para o gabinete de Anthony James desfaz qualquer dúvida sobre o seu trabalho. As paredes estão forradas com desenhos de mosquitos e as prateleiras repletas de livros sobre mosquitos. 

 

A ciência e os mosquitos

Esmagamos mosquitos com as nossas mãos.
Pulverizamo-los com insecticida. Irradiamo-los, drenamos os seus habitats, fazemos experiências de reprodução em laboratório para misturar o seu DNA. Há mais de um século que sabemos que a picada de um mosquito pode transmitir uma doença: Zika é o nome do vírus no centro das atenções, mas a malária mata mais de 400 mil pessoas por ano e muitos milhares morrem de febre-amarela e dengue.  Até à data, insectos mais pequenos do que a unha do polegar continuam a ser os mais perigosos animais não-humanos à face do planeta.

Texto Cynthia Gorney

Jason Treat e Ryan Williams Arte: Thomas Porostocky; Fonte: Omar S. Akbari, Universidade da Califórnia

 E ainda andamos à procura de formas de os vencer. Existe uma frase que se ouve frequentemente da boca de entomólogos e outros especialistas em mosquitos, sobretudo na fase alarmista do Zika: “Não existe uma bala de prata.” O que isto significa é que não há nenhuma estaca para lhes espetar no coração, da mesma maneira que as balas de prata são, na cultura popular, a única forma de abater um lobisomem. Os mosquitos, ou melhor, alguns mosquitos são vampiros. 
Das 3.500 espécies identificadas pelos investigadores até à data, só algumas centenas se alimentam de sangue humano, incluindo os portadores do Zika: Aedes aegypti e Aedes albopictus. Alguns, com destaque para o A. aegypti, são agressores formidáveis.

As fêmeas de mosquito escolhem-nos como alvo ao sentirem a proximidade de sangue através do nosso suor, respiração ou calor.

Comecemos pelo seu equipamento físico. As fêmeas de mosquito escolhem-nos como alvo ao sentirem a proximidade de sangue através do nosso suor, respiração ou calor. O seu equipamento de alimentação, aquela elaborada probóscide, é uma maravilha composta por múltiplas partes com um feixe de estiletes minúsculos capazes de sugar o nosso sangue enquanto nos injectam saliva de mosquito temperada com um anticoagulante. Uma fêmea de mosquito pode introduzir esse estilete na nossa pele tão delicadamente que não fazemos ideia do que se passa até a sua refeição de sangue já estar a caminho. Ela consegue sorver o nosso sangue até ter mais do dobro do seu peso e precisar de deitar-se em qualquer sítio para repousar até voltar a ter condições para voar.
Sim, leitor, o vampiro que o ataca é sempre uma fêmea. No mundo dos mosquitos, os machos alimentam-se de plantas. A fêmea é que morde. 
É ela a origem do perigo para os humanos. Também se alimenta de plantas. Aliás, os nutrientes do sangue destinam-se aos seus ovos. Uma fêmea de A. aegypti pode fazer um único acasalamento. Ela guarda o esperma dentro do corpo, fertilizando conjuntos de ovos diferentes consoante necessário, até várias centenas de cada vez. Se escapar ao extermínio por um golpe manual ou de insecticida e conseguir atingir a esperança de vida média de um mês, consegue fazer cinco ou seis posturas de ovos. As possibilidades de multiplicação são assombrosas.

Se perguntar a um biólogo quais são as vantagens naturais que cada espécie diferente de mosquito poderá ter obtido ao disseminar uma doença, provavelmente este irá responder-lhe que a questão está invertida. Foram os agentes patogénicos, aqueles organismos causadores de doenças cujo objectivo é multiplicarem-se nos corpos dos mamíferos, que “aprenderam”, em termos evolutivos ao longo dos milénios, que alguns mosquitos eram excelentes meios de transporte e serviço de entregas. Não é uma viagem fácil para eles: têm de sobreviver a serem sugados para as entranhas de um mosquito, expostos a enzimas digestivas e depois expelidos através de membranas para a glândula salivar do mosquito antes de serem injectados no próximo hospedeiro de sangue quente. Os injectores, por outro lado, estão simplesmente a perpetuar a linhagem. “Foi uma rara confluência da evolução que permitiu isto”, explica Karl Malamud-Roam, cientista especializado em investigação de mosquitos que ajuda a gerir um programa de controlo de pragas. “É difícil ser-se bem-sucedido como micróbio ou como mosquito.”

Uma fêmea de A. aegypti põe ovos nos corpos de água aleatórios que os seres humanos tendem a criar na sua vida quotidiana. Ela põe cada conjunto de ovos em diferentes locais, dificultando desta forma a eliminação natural ou artificial de uma geração inteira de uma só vez.

Esta espantosa confluência e o engenho dos próprios vampiros voadores exigem algum respeito. Vejamos as estratégias reprodutivas do Aedes aegypti, espécie que, devido ao Zika, tem servido de tema para simpósios internacionais e planos de contingência. Uma fêmea de A. aegypti põe ovos nos corpos de água aleatórios que os seres humanos tendem a criar na sua vida quotidiana. Ela põe cada conjunto de ovos em diferentes locais, dificultando desta forma a eliminação natural ou artificial de uma geração inteira de uma só vez. Pode encontrar locais de postura que ainda não estejam molhados, mas hão-de estar quando o tempo mudar. Pica pessoas durante todo o dia. As redes mosquiteiras contribuíram para a redução de mortes de malária em todo o mundo porque o mosquito portador da malária, o Anopheles tende a picar durante a noite, mas, no caso da Aedes, não são tão eficazes.
E quando nos aproximamos para bater numa A. Aegypti que esteja a morder-nos, é provável que ela fuja com rapidez e ligeireza, escapando à palmada da morte, e volte de seguida, para nos picar novamente. “Ela assegura-se de que recebemos uma dose múltipla”, afirma Grayson Brown, entomólogo que, em Março, viajou para o Brasil, onde o Zika atacou fortemente. 

A febre-amarela continua a ser uma fonte de grande preocupação, bem como a dengue, o chikungunya e o mayaro, um vírus símio transmitido por mosquitos que está a infectar pessoas no Noroeste do Brasil.

Grayson participou numa conferência sobre o Aedes aegypti. Intitulava-se “Crise nas Américas” e a discussão incluía mais crises do que a disseminação potencialmente explosiva do Zika. A febre-amarela continua a ser uma fonte de grande preocupação, bem como a dengue, o chikungunya e o mayaro, um vírus símio transmitido por mosquitos que está a infectar pessoas no Noroeste do Brasil. As estratégias defensivas em análise variam entre o simples e o cientificamente ambíguo: campanhas para eliminar os locais de reprodução, projectos de armadilhas experimentais, sinais acústicos eliminadores de larvas, plantas que impedem o sucesso reprodutor dos mosquitos infectando-os com bactérias ou alterando a sua composição genética. Uma das apresentações descrevia uma técnica de “autocídio” que transforma numa vantagem mortal a forma como o A. aegypti espalha cada conjunto de ovos em vários locais, aplicando veneno contra larvas no primeiro: o mosquito entra em contacto com o veneno quando aterra e deposita-o no seguinte, envenenando a sua própria descendência.
Aceitemos, porém, a premissa: não há balas de prata. “Vai dar trabalho”, diz Grayson. “Mas tem de ser feito todos os anos e para sempre.” 

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(Nota 1 a 5 de Setembro de 2016) Versão corrigida: na versão em papel utilizou-se a referência "míldio pulverulento" quando a expressão correcta seria oídio.

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