As células cerebrais (de cor artificial) podem ser infectadas por um vírus que transporta o Apperatus para corrigir mutações causadoras de doenças. Crédito: Nancy Kedersha/UCLA/Biblioteca de Foto de Ciência
Os cientistas estão se aproximando da capacidade de aplicar a edição do genoma a um novo alvo formidável: o cérebro humano.
Nos últimos dois anos, uma série de avanços tecnológicos e resultados promissores em camundongos estabelecem as bases para o tratamento de distúrbios cerebrais devastadores usando técnicas derivadas da edição do gene CRISPR -CAS9. Os pesquisadores esperam que os ensaios humanos estejam a apenas alguns anos.
“Os dados nunca pareceram tão bons”, diz Monica Coenraads, fundadora e diretora executiva do Rett Syndrome Research Trust em Trumbull, Connecticut. “Isso é cada vez menos ficção científica e mais próxima da realidade.”
Desafio assustador
Os pesquisadores já desenvolveram terapias que editam genes para tratar doenças do sangue, fígado e olhos. Em maio, os pesquisadores relataram1 Um sucesso impressionante usando uma terapia de edição de genes sob medida para tratar um bebê chamado KJ com uma doença hepática mortal.
Mas o cérebro apresenta desafios especiais. Os componentes moleculares necessários para tratar KJ foram inseridos em partículas gordurosas que naturalmente se acumulam no fígado. Os pesquisadores estão procurando partículas semelhantes que possam atingir seletivamente o cérebro, que é cercado por uma barreira defensiva que pode impedir que muitas substâncias entrem.
A primeira terapia personalizada do CRISPR do mundo dada ao bebê com doenças genéticas
Embora a história de KJ tenha sido emocionante, também foi frustrante para aqueles cujos membros da família têm doenças neurológicas, diz Coenraads, cuja organização se concentra na síndrome de Rett, um distúrbio raro que afeta o desenvolvimento do cérebro. “A pergunta que ouço de nossas famílias é: ‘Foi feito tão rapidamente para ele. O que está nos levando tanto?'”, Diz ela.
Esse conjunto de famílias preocupadas está crescendo à medida que médicos e famílias se transformam cada vez mais ao seqüenciamento do genoma para encontrar as causas de distúrbios cerebrais outrora misteriosos, diz Cathleen Lutz, geneticista do Laboratório Jackson em Bar Harbor, Maine. “As pessoas estão começando a descobrir agora que as convulsões de seus filhos, por exemplo, estão relacionadas a mutações genéticas específicas”, diz ela.
Corte e costure -se
Estudos em ratos sugerem que a tecnologia de edição de genes, que pode reescrever pequenos trechos do genoma de uma célula, está pronto para corrigir algumas dessas mutações. Em julho, os pesquisadores relataram2 que eles haviam reparado mutações que, em humanos, causam uma doença chamada hemiplegia alternada da infância (AHC). A condição, que normalmente começa a causar sintomas antes que uma criança atinja 18 meses, causa crises, dificuldades de aprendizagem e episódios de paralisia parcial. “É uma doença horrível”, diz David Liu, biólogo químico do Broad Institute of MIT e Harvard em Cambridge, Massachusetts.
Liu e seus colegas implantaram uma ramificação de edição de genes da CRISPR chamada Prime Editing em ratos com uma mutação que causa AHC. A técnica corrigiu a mutação em cerca de metade do córtex do cérebro, uma região que controla o aprendizado e a memória. Os camundongos também mostraram melhorias em uma variedade de medidas: seus episódios de crise se tornaram menos graves, a cognição e o controle motor melhoraram e a vida útil aumentou. “Os resultados do mouse foram dramáticos”, diz Liu. “Ficamos surpresos.”
MUNDO PRIMEIRO: Tratamento Ultra-Powerful CRISPR testado em uma pessoa
O laboratório de Liu também está trabalhando em ratos para corrigir mutações que causam dois outros distúrbios neurológicos: a doença de Huntington e a ataxia de Friedreich nas pessoas3. E na Faculdade de Medicina da Universidade de Xangai Jiao Tong, na China, o neurocientista Zilong Qiu e seus colegas usaram a edição básica para corrigir uma mutação em um gene chamado Mef2c4. Nas crianças humanas, essa mutação pode causar epilepsia, deficiência intelectual e capacidade verbal limitada.
Em ratos machos, as mesmas mutações alteram como os roedores se comportam em torno de outros ratos. Correção do Mef2c Mutação por edição básica, uma versão ultraprecisa da edição do genoma do CRISPR que corrige as letras únicas de DNA, restaurou o comportamento social normal e melhorou as conexões entre as células nervosas.