Notícia

Na Suíça, bióloga molecular pesquisa edição genética para a cura de anemias hereditárias

Pesquisadora procura combater doenças hereditárias, como a talassemia beta e a anemia falciforme, com a tecnologia CRISPR-Cas9

Daniel Winkler, ETH Foundation

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

segunda-feira, 7 agosto 2023 14:15

Áreas

Bioinformática. Biologia. Biomedicina. Doenças Hereditárias. Engenharia Biológica. Genética. Genoma. Hematologia. Microbiologia. Saúde Pública. Terapia Genética.

Muitas doenças hereditárias têm sido amplamente consideradas incuráveis. A intervenção no genoma é muito imprevisível e complexa e os resultados dessa manipulação muito incertos. Isso ocorre porque essas doenças geralmente envolvem não apenas um, mas vários genes, que podem estar localizados em diferentes cromossomos.

Mas com a compreensão da ferramenta de edição genética CRISPR-Cas9, outras potenciais soluções surgiram. Apenas nos últimos anos, a manipulação direcionada de genes individuais ou mesmo de blocos inteiros de DNA percorreu um longo caminho. O resultado desses esforços colaborativos é que a cura de doenças hereditárias em seres humanos pode estar agora ao alcance.

Usando ‘tesouras genéticas’ contra beta-hemoglobinopatias

Entre aqueles que procuram combater doenças hereditárias com a tecnologia CRISPR-Cas9 está a bióloga molecular Dra. Mandy Boontanrart, pesquisadora do grupo liderado pelo Dr. Jacob Corn, professor do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique). Ela recentemente trabalhou em um estudo que pode ser inovador no tratamento de hemoglobinopatias beta hereditárias. Este termo abrange dois tipos de anemia: talassemia beta e anemia falciforme, que estão entre as condições hereditárias mais comuns no mundo.

As hemoglobinopatias beta são causadas por mutações do gene HBB. Este gene contém o projeto de uma cadeia de proteína chamada beta globina, um componente da hemoglobina. Presente em grandes quantidades nos glóbulos vermelhos, a hemoglobina é o que dá cor ao sangue e é responsável pelo transporte de oxigênio por todo o corpo. A hemoglobina em adultos é composta por duas globinas alfa e duas globinas beta. Presente em quantidades menores, a hemoglobina pode ser composta por duas globinas alfa e duas globinas delta. As globinas delta funcionam exatamente como as globinas beta, mas são produzidas naturalmente nos glóbulos vermelhos apenas em pequenas quantidades.

Se o gene HBB tiver uma mutação que cause mau funcionamento na produção de globina beta, haverá uma escassez de hemoglobina funcional. Normalmente, isso pode resultar na morte prematura dos glóbulos vermelhos, levando à anemia. Todos os órgãos do corpo sofrem então de uma falta crônica de oxigênio.

Se a mutação for limitada a apenas uma cópia do gene HBB, os portadores podem levar uma vida relativamente normal. “Uma pessoa com uma única mutação terá grande dificuldade em se tornar um atleta profissional, mas ainda poderá fazer jogging, nadar e andar de bicicleta”, disse a Dra. Mandy Boontanrart, ela própria portadora de um gene mutante. Mas se ambas as cópias estiverem danificadas, a situação se torna problemática: “Se você planeja ter filhos com um parceiro que também tem a mutação, os filhos podem herdar os dois genes mutantes – um do pai e outro da mãe. Essas crianças teriam uma doença grave”.

Aumentando a produção de globina delta

Um tratamento eficaz para beta-hemoglobinopatias ainda não está disponível. Em seu novo estudo, a Dra. Boontanrart e seus colegas mostraram que o problema poderia ser resolvido aumentando a produção de globina delta, que substituiria a globina beta defeituosa. “Os humanos produzem naturalmente apenas pequenas quantidades de globinas delta. Isso está ligado a uma sequência especial de controle de DNA que dificulta a transcrição do gene relevante”, disse a pesquisadora. Assim, os pesquisadores tiveram a ideia de alterar essa sequência de controle para aumentar a produção de globina delta.

Então, a Dra. Boontanrart usou a ‘tesoura’ genética CRISPR-Cas9 para alterar o DNA das células sanguíneas progenitoras, inserindo três seções adicionais à frente do gene HBD, que contém o projeto das globinas delta. Essas inserções são projetadas para estimular a maquinaria celular a produzir mais globina delta – e foi exatamente isso que aconteceu.

Os resultados são promissores: “Conseguimos aumentar significativamente a proporção de delta globina, a ponto de oferecer um benefício terapêutico”, disse a Dra. Mandy Boontanrart.

Startup em andamento

Para transferir os resultados de sua pesquisa para a prática, a pesquisadora lançou o projeto da startup Ariya Bio em 2021. A Ariya Bio está sediada no ieLab da ETH Zurique em Schlieren, nos arredores de Zurique. No ano seguinte, a ETH Zurique também solicitou uma patente para proteger a invenção.

A Dra. Mandy Boontanrart está agora preparando estudos pré-clínicos com a ajuda de financiamento de dis financiamentos adicionais. Esses estudos estão programados para começar em setembro. Os pesquisadores querem primeiro testar seu tratamento em animais para descobrir se é seguro e eficaz em humanos. Testes anteriores já foram realizados em culturas de células.

A pesquisadora disse que ainda é muito cedo para dizer com precisão quando seu tratamento para beta talassemia estará pronto para o mercado. Ela espera concluir todos os ensaios clínicos e lançar um produto até 2030.

Os resultados do estudo até aqui foram publicados na revista científica eLife.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique.

Fonte: Peter Rüegg, ETH Zurique. Imagem: Dra. Mandy Boontanrart em laboratório do ETH Zurique. Fonte: Daniel Winkler, ETH Foundation.

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