Notícia

Pesquisadores desenvolvem método que permite modificar geneticamente cada célula de maneira diferente em animais

Fonte

ETH Zurique | Instituto Federal de Tecnologia de Zurique

Data

sábado, 23 setembro 2023 14:55

Áreas

Bioinformática. Biologia. Biotecnologia. Engenharia Biológica. Genética. Microbiologia. Neurociências.

Um método comprovado para rastrear as causas genéticas de doenças é eliminar um único gene em animais e estudar as consequências que isso tem para o organismo. O problema é que, para muitas doenças, a patologia é determinada por múltiplos genes. Isto torna extremamente difícil para os cientistas determinar até que ponto qualquer um dos genes está envolvido na doença. Para fazer isso, eles teriam que realizar muitos experimentos em animais – um para cada modificação genética desejada.

Pesquisadores liderados pelo Dr. Randall Platt, professor de Engenharia Biológica no Departamento de Ciência e Engenharia de Biossistemas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique (ETH Zurique), na Suíça, desenvolveram um método que simplificará e acelerará bastante a pesquisa com animais de laboratório: usando a técnica genética CRISPR-​Cas, eles fazem simultaneamente várias dezenas de alterações genéticas nas células de um único animal, como um mosaico. Embora não mais do que um gene seja alterado em cada célula, as várias células dentro de um órgão são alteradas de maneiras diferentes. Células individuais podem então ser analisadas com precisão. Isso permite que os pesquisadores estudem as ramificações de muitas alterações genéticas diferentes em um único experimento.

Primeira vez em animais adultos

Pela primeira vez, os pesquisadores do ETH Zurique aplicaram com sucesso esta abordagem em animais vivos – especificamente, em camundongos adultos – como relataram na revista científica Nature. Outros cientistas já haviam desenvolvido uma abordagem semelhante para células em cultura ou embriões animais.

Para ‘informar’ as células dos camundongos sobre quais genes a ferramenta de edição de gene CRISPR-Cas deveria destruir, os pesquisadores usaram o vírus adeno-associado (AAV), uma estratégia de entrega que pode atingir qualquer órgão. Eles prepararam os vírus de modo que cada partícula viral carregasse a informação para destruir um gene específico e, em seguida, infectaram os camundongos com uma mistura de vírus que carregavam instruções diferentes para a destruição do gene. Dessa forma, eles conseguiram desligar diferentes genes nas células de um órgão. Para este estudo, os pesquisadores escolheram o cérebro.

Novos genes patogênicos descobertos

Utilizando este método, os pesquisadores do ETH Zurique, juntamente com colegas da Universidade de Genebra, também na Suíça, obtiveram novas pistas sobre uma doença genética rara em humanos, conhecida como Síndrome da Deleção 22q11.2. Os pacientes afetados pela doença apresentam muitos sintomas diferentes, normalmente diagnosticados com outras condições, como esquizofrenia e transtorno do espectro autista. Até agora, sabia-se que uma região cromossômica contendo 106 genes seria responsável por esta doença. Também se sabia que a doença estaria associada a múltiplos genes, no entanto, não se sabia qual dos genes desempenhava qual papel na doença.

Para o estudo em camundongos, os pesquisadores se concentraram em 29 genes dessa região cromossômica que também estão ativos no cérebro do camundongo. Em cada célula cerebral de camundongo, eles modificaram um desses 29 genes e depois analisaram os perfis de RNA dessas células cerebrais. Os cientistas conseguiram mostrar que três desses genes são em grande parte responsáveis pela disfunção das células cerebrais. Além disso, eles encontraram padrões nas células dos animais que lembram esquizofrenia e transtornos do espectro autista. Entre os três genes, um já era conhecido, mas os outros dois não haviam sido foco de muita atenção científica.

“Se soubermos quais os genes de uma doença que têm atividade anormal, podemos tentar desenvolver medicamentos que compensem essa anormalidade”, destacou António Santinha, doutorando do grupo do professor Randall Platt e principal autor do estudo.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do ETH Zurique (em inglês).

Fonte: Fabio Bergamin, ETH Zurique. Imagem: mosaico em animal de laboratório. Fonte: imagem criada com Midjourney pelo ETH Zurique.

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