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Tecnologia de edição gênica CRISPR pode causar centenas de mutações não intencionais

Animais cujo genoma foi editado pela técnica mostraram também mais de 100 deleções e inserções de genes

Shutterstock
Enquanto a CRISPR-Cas9 começa a entrar na fase de testes clínicos, um novo estudo publicado na Nature Methods descobriu que a tecnologia para edição gênica pode induzir centenas de mutações não intencionais no genoma.

“Sentimos que é crítico que a comunidade científica considere os potenciais riscos de todas as mutações indesejadas causadas pela CRISPR, incluindo mutações em nucleotídeos únicos e mutações em regiões não-codificantes do genoma”, disse o co-autor Stephen Tsang, professor associado de oftalmologia, patologia e biologia celular no Centro Médico, no Instituto de Medicina Genômica e no Instituto de Nutrição Humana da Universidade de Columbia.

Em virtude de sua velocidade e sua precisão sem precedentes, a tecnologia de edição CRISPR-Cas9 tem sido uma dádiva para cientistas que tentam entender o papel dos genes nas doenças. A técnica também aumentou a esperança de terapias gênicas mais poderosas, que possam eliminar ou reparar genes defeituosos e não apenas adicionar novos.

O primeiro teste clínico para implantar a CRISPR está em andamento na China, e o teste nos Estados Unidos está para começar no próximo ano. Porém, mesmo que a tecnologia possa marcar com precisão pedaços específicos de DNA, algumas vezes ela acerta outras partes do genoma. A maioria dos estudos que mapeiam essas mutações indesejadas utilizam algoritmos de computador para identificar as áreas mais propensas a serem afetadas e as examinam buscando deleções ou inserções.

“Esses algoritmos preditivos parecem fazer um bom trabalho quando a CRISPR é realizada em células ou tecidos em um prato, mas o sequenciamento de todo um genoma ainda não fora empregado para procurar por todos os efeitos indesejados em animais vivos”, disse o co-autor Alexander Bassuk, professor de pediatria na Universidade de Iowa.

No novo estudo, os pesquisadores sequenciaram todo o genoma de camundongos que haviam passado pela edição gência CRISPR no estudo anterior da equipe e procuraram por todas as mutações, incluindo aquelas que alteraram apenas um único nucleotídeo.

Os pesquisadores determinaram que a CRISPR havia corrigido com sucesso um gene que causa cegueira, mas Kellie Schaefer, doutoranda do laboratório de Vinit Mahajan, professor associado de oftalmologia da Universidade Stanford e co-autor do estudo, descobriu que os genomas de dois receptores independentes de terapia gênica haviam sofrido mais de 1500 mutações em nucleotídeos únicos e mais de 100 deleções e inserções maiores. Nenhuma dessas mutações de DNA foram previstas pelas algoritmos de computador amplamente utilizados por pesquisadores para procurar por efeitos indesejados.

“Pesquisadores que não usam o sequenciamento completo do genoma para encontrar efeitos indesejados podem estar perdendo mutações potencialmente importantes”, diz Tsang. “Até mesmo a alteração de um único nucleotídeo pode ter um enorme impacto.”

Bassuk diz que os pesquisadores não notaram nada obviamente errado com seus animais. “Ainda estamos otimistas sobre a CRISPR”, diz Mahajan. “Somos médicos e sabemos que cada nova terapia tem alguns efeitos colaterais em potencial - mas precisamos estar conscientes de quais eles são.”

Pesquisadores estão atualmente trabalhando para melhorar os componentes do sistema CRISPR - sua enzima para cortar o gene e o RNA que guia a enzima para o gene certo - para aumentar sua eficiência como ferramenta de edição.

“Esperamos que nossas descobertas encorajem outras pessoas a usar o sequenciamento de todo o genoma como um método para determinar todos os efeitos indesejados de suas técnicas CRISPR e estudar versões diferentes para a edição mais segura e precisa”, diz Tsang.

O artigo é intitulado “Mutações inesperadas após edições CRISPR-Cas9 in vivo”. Os outros autores são Kellie A. Schafer (Universidade de Stanford), Wen-Hsuan Wu (Centro Médico da Universidade de Columbia) e Diana G. Colgan (Iowa).

Centro Médico da Universidade de Columbia
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