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Dupla de camundongos do mesmo sexo dá à luz uma ninhada saudável

Técnica de edição de genes e pesquisas com células-tronco permitiram uma reprodução incomum em roedores

Wikimedia Commons

A ciência reprodutiva cruzou um novo limiar, pelo menos no que diz respeito a roedores. Uma equipe de cientistas na China conseguiu criar um pequeno número de filhotes de camundongo aparentemente saudáveis a partir de dois espécimes do sexo feminino. Os pesquisadores também geraram descendentes de dois machos de camundongos, mas todos esses filhotes morreram logo após o nascimento. É importante ressaltar, no entanto, que a nova técnica ainda enfrenta sérios obstáculos.

A abordagem da equipe, que se baseia na utilização de células-tronco e na edição com o gene CRISPR – Cas9, é uma “nova maneira de produzir descendentes a partir de mamíferos do mesmo sexo”, diz um dos autores, Qi Zhou, que trabalha com biologia reprodutiva e células-tronco na Academia Chinesa de Ciências.

Se o processo puder ser amplamente melhorado, e se funcionar bem em mamíferos maiores, pode eventualmente oferecer esperança a casais humanos do mesmo sexo que desejam ter filhos biologicamente relacionados com ambos os pais. No entanto, esse cenário permanece distante e pode nunca se tornar cientificamente viável. “A quantidade de trabalho necessária para nos convencer de que fazer isso com humanos não causará nenhum dano é enorme e está muito à nossa frente”, diz Fyodor Urnov, vice-diretor do Instituto Altius de Ciências Biomédicas em Seattle, que não estava envolvido na pesquisa. Além disso, essa ideia é extremamente controversa - em parte porque descendentes de duas fêmeas não teriam os cromossomos Y e, portanto, só poderiam ser fêmeas.

Outros pesquisadores já haviam gerado descendentes de dois camundongos fêmeas, mas os roedores desenvolveram vários problemas de saúde e o processo foi mais complicado, diz Zhou. Cientistas nos EUA também haviam produzido descendentes de dois camundongos machos, mas esse trabalho empregava uma técnica inteiramente diferente, que envolvia a criação de uma “mãe” intermediária - o que significava que foi dada a um dos pais a capacidade de formar óvulos. Esse processo bi-paterno não seria aplicável aos seres humanos (pelo menos não com as tecnologias atuais), porque se baseia em uma anomalia genética que tornaria um humano estéril, diz Richard Behringer, professor de genética Centro de Câncer Anderson MD, da Universidade do Texas que liderou o trabalho anterior com os dois pais. A pesquisa conduzida por Zhou e seus colegas, ele diz, é “uma demonstração de excelência técnica”. As descobertas da equipe foram relatadas no final de setembro em um estudo publicado na revista Cell Stem Cell.

Para obter um camundongo biologicamente relacionados a duas mães, Zhou e seus colegas expuseram óvulos imaturos a substâncias químicas que os fizeram agir como se estivessem sendo fertilizados e começassem a se dividir. A partir desses óvulos, os cientistas puderam então colher células-tronco que eram haplóides - o que significa que cada uma continha apenas metade do número típico de cromossomos, em vez de um conjunto completo vindo de dois pais.

Os pesquisadores então removeram as instruções remanescentes das células-tronco haplóides para que elas agissem como óvulos. Conseguiram isso usando a técnica CRISPR que excluiu três regiões essenciais do DNA, que controlam quais interruptores são ativados e desativados ao longo do genoma para expressar os genes de um pai específico (um fenômeno chamado imprinting). Depois disso, eles precisaram "persuadir" essas mesmas células a agirem mais como espermatozóides; para tal, eliminaram ainda outras seqüências-chave de DNA que controlavam quais genes eram ligados ou desligados. Em seguida, os pesquisadores injetaram cada espermatozóide artificial em outro óvulo, criando um embrião bi-maternal. Finalmente, o embrião foi implantado no útero de um terceiro camundongo que agia como uma mãe substituta. Por fim, a equipe obteve 29 camundongos vivos a partir de 210 embriões - uma taxa de sucesso de aproximadamente 14%. Esses filhotes cresceram e passaram a ter sua própria prole, a partir de uma reprodução normal com espécimes machos.

Tentar produzir camundongos com dois pais era ainda mais complicado, e os cientistas tiveram muito menos sucesso. Os primeiros passos eram semelhantes: iniciou-se o processo com as células sexuais (desta vez, espermatozóides), aproveitando as técnicas laboratoriais para extrair células-tronco haplóides. Em seguida, os pesquisadores excluíram sete regiões do DNA de cada uma dessas células, áreas que controlam o imprinting. Depois, injetaram cada um desses espermatozóides modificados - juntamente com o espermatozóide de um segundo pai - em um óvulo enucleado (que teve seu núcleo removido, de modo que não tinha instruções biológicas próprias). Para fazer com que esse sistema de dois pais funcionasse, ainda era necessária uma placenta que nutrisse o feto durante a gravidez. Então foi conduzido um processo árduo para obter um material formador de placenta a partir de um embrião completamente separado e não viável, e então essa contribuição externa foi incorporada no embrião bi-paterno. Eventualmente, esse embrião foi implantado em uma mãe postiça. Menos de 2% dos camundongos criados dessa maneira nasceram vivos e os que nasceram, morreram logo após o nascimento.

"A morte rápida da prole revelou que ainda havia algumas barreiras desconhecidas à serem rompidas na reprodução/desenvolvimento de camundongos bi-paternais", observa Baoyang Hu, da Academia Chinesa e autor do novo estudo. “Na natureza, a reprodução bi-maternal - ou a partenogênese - é bastante comum entre os vertebrados, como nos anfíbios, répteis e peixes. No entanto, a reprodução bem sucedida de dois machos é muito rara, e só pode ser encontrada em peixes específicos em condições experimentais.” Isso significa que a produção de camundongos bi-paternais “pode ser mais complicada do que a de camundongos bi-maternais”.

Yi Zhang, professor de genética da Escola de Medicina de Harvard que não esteve envolvido no trabalho diz que o principal benefício dessas novas descobertas está em abordar algumas questões básicas da ciência e no modo como estão sendo testados os limites científicos da reprodução e da epigenética. “Do ponto de vista científico, mesmo para camundongos, esse processo é muito difícil”, diz ele. “E para primatas e humanos, será 10 vezes mais difícil”.

Dina Fine Maron

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