Crispr poderia ser o próximo assassino de vírus da humanidade?

Em 19 de fevereiro, Tim Abbott, um candidato a PhD no departamento de bioengenharia da Universidade de Stanford, verificou os resultados de um experimento que ele estava executando como parte de uma equipe que usava a tecnologia Crispr, que manipula os genes, para combater o coronavírus. Abbott estava trabalhando no laboratório de Stanley Qi, um pioneiro no desenvolvimento de ferramentas Crispr que podem mexer com células cancerígenas e similares para combater doenças. Usando uma abordagem do laboratório chamada PAC-MAN (Crispr Antiviral Profilático em células huMAN), a idéia era atacar o coronavírus, direcionando um torpedo Crispr para ele, atacando a composição genética do vírus que permite penetrar nas células humanas e depois usar as células da célula. máquinas para se auto-replicar.

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Nesse experimento em particular, ele havia introduzido o sistema baseado em Crispr do laboratório para encontrar e destruir o SARS-Cov 2 (o que os cientistas chamam de novo coronavírus) em uma solução que contém um fragmento sintetizado inerte desse vírus. Como todos os sistemas Crispr, este era composto de duas partes: uma enzima e uma cadeia do chamado “RNA guia”. O RNA direciona a enzima, neste caso, Cas-13d, para se fixar em pontos específicos no genoma do coronavírus, onde, em seguida, faz uma série de cortes. Você pode pensar nisso como uma tesoura programada para digitalizar um livro de receitas e cortar apenas a página que contém a receita do SARS-Cov-2.

Depois de analisar os dados, Abbott chamou Marie La Russa, uma cientista pesquisadora que gerenciava o projeto, para verificar o que tinha visto. O Crispr, direcionado ao coronavírus, reduziu a quantidade de vírus na solução em 90%. Se efetivamente entregue, essa taxa de mortes, eles teorizaram, pode ser suficiente para parar a doença em um ser humano.

Esse resultado, juntamente com outros incluídos em um artigo divulgado no último fim de semana – na forma de pré-impressão e ainda não revisado por pares – sugere que podemos estar entrando em uma era de desenvolvimento de novas armas baseadas em Crispr contra vírus mortais, da gripe aos coronavírus. “A abordagem PAC-MAN”, escreveram os autores, “é potencialmente uma estratégia de pan-coronavírus rapidamente implementável para lidar com cepas pandêmicas emergentes”.

Mas antes que você salte do seu isolamento no local para uma alegria, sublinhe “potencialmente”. Como a equipe de Stanford admite prontamente, o trabalho deles é mais uma planta, ou prova de conceito, do que um tratamento médico real, pronto para testes em animais ou humanos. O projeto possui alguns fatores X sérios, incluindo o fato de que eles não foram capazes de testar o PAC-MAN no coronavírus real. Eles ainda não desenvolveram um sistema para inseri-lo nas células humanas. E, como Fyodor Urnov, professor do departamento de biologia molecular e celular da UC Berkeley, destaca, mesmo que funcione, ainda há um longo horizonte entre a pré-impressão e os testes clínicos. “Francamente, há zero chance de que essa abordagem possa ser testada em humanos nos próximos 4 a 6 meses”, diz Urnov. “Por analogia, se estivéssemos tentando ir à lua e voltar com segurança, o que este trabalho mostra é que podemos construir um foguete que alcança a velocidade de escape”.

Não, não é uma solução rápida, mas trabalhar com fotos não é uma má ideia. “Estamos no ponto da história da humanidade em que toda idéia ponderada deve ser seguida, muito além das ferramentas que possuímos, desenvolvidas no século XIII (quarentena), século XVII (medicamentos) e século XVIII (inoculação / vacinação), ”Diz Laurie Zoloth, consultora sênior do reitor da Universidade de Chicago para programas de ética social. “Crispr é muito novo, muito não comprovado em doenças humanas, mas é lógico que funcione.”

O poder de edição de genes da tecnologia Crispr tem sido cada vez mais direcionado ao combate a doenças, originalmente contra as genéticas. Mais recentemente, porém, foi aproveitado para combater doenças infecciosas, incluindo, agora, o novo coronavírus. Por exemplo, várias equipes dentro e fora da academia estão trabalhando no Crispr para testes mais eficazes. A Mammoth Biosciences, uma empresa privada, afirma ter desenvolvido um teste para o Covid-19 que reduz o tempo de resultado de várias horas para menos de 30 minutos. A Sherlock Biosciences produziu um protocolo que poderia permitir algo que funcionaria como um teste de gravidez, dando um sinal positivo em uma tira de teste.

Esforços usando o Crispr para realmente prevenir ou combater o coronavírus também estão surgindo de projetos existentes, projetados para combater a gripe e outros vírus infecciosos. Em 2018, Darpa iniciou um programa de quatro anos chamado Prepare. De acordo com seu convite à apresentação de propostas, a idéia era usar abordagens genéticas para “gerar novas contramedidas médicas para uso futuro em humanos”. O laboratório de Qi em Stanford foi um dos vários beneficiários de subsídios. Em abril de 2019, eles começaram a trabalhar em um meio de combate à gripe baseado no Crispr. Naturalmente, quando o coronavírus se espalhou no início deste ano, a equipe notou e, no final de janeiro, mudou o foco para o vírus que agora mudou a maneira como vivemos.

Lidar com esse vírus em particular foi um desafio. O coronavírus, diz Qi, possui 30.000 nucleotídeos, e o RNA guia alimentado por Crispr pode atingir apenas regiões de 22 nucleotídeos a serem cortadas. Foi necessária muita computação e experimentação em bioinformática para localizar os melhores pontos para atacar.

O ataque em si, diz Qi, é um ataque genético de cano duplo, afetando o alcatrão. “Um efeito é diminuir a concentração do genoma do vírus dentro das células humanas”, diz ele. “O segundo é bloquear a produção das proteínas virais” que, de outra forma, seria usada para criar cópias de si mesma e sobrecarregar as defesas do corpo.

A natureza do ataque inspirou seu apelido arcade. “Eu gosto de videogame”, diz Qi. “O Pac-Man tenta comer biscoitos e é perseguido por um fantasma. Mas quando encontra um tipo específico de cookie chamado cookie de energia – no nosso caso, será um design Crispr Cas13 – de repente ele se torna tão poderoso. Pode começar a comer o fantasma e começar a limpar todo o campo de batalha.