Na realidade, você não precisa desses binóculos para ver que o futuro da terapia genética se aproxima. James Yang / © Images.com/Corbis p Você se lembra de Charlie Gordon? Ele foi a estrela de "Flores para Algernon", um romance aclamado (e mais tarde filme vencedor do Oscar) escrito por Daniel Keyes em 1966.
p Gordon era um homem com deficiência mental de 32 anos, cuja deficiência pode ser atribuída a um caso não tratado de fenilcetonúria ( PKU ), uma doença causada pela perda de um gene. Esse gene codifica uma enzima que metaboliza o aminoácido fenilalanina . Se as pessoas com PKU comem alimentos que contêm fenilalanina, o composto e seus subprodutos se acumulam em seu sangue e se tornam tóxicos, causando danos cerebrais, perda de pigmentação, convulsões e uma série de outros problemas.
p No mundo da ficção, Gordon finalmente supera a doença hereditária passando por uma cirurgia experimental para aumentar sua inteligência. Na realidade, pessoas que nascem com a doença têm uma experiência muito diferente, mas apenas porque seguem uma dieta restrita de baixa proteína para evitar alimentos que contenham fenilalanina, como carnes de todos os tipos, lacticínios, nozes, feijões, tofu e o adoçante artificial aspartame. p A solução ideal pode estar em algum lugar entre cirurgias cerebrais perigosas e restrições dietéticas rigorosas. Na verdade, a solução ideal pode ser substituir o gene ausente para que as pessoas com PKU possam desfrutar de alimentos ricos em proteínas tanto quanto as pessoas sem ele. Graças aos avanços em terapia de genes - a adição de novos genes às células de uma pessoa para substituir genes ausentes ou com defeito - esse sonho aparentemente impossível pode em breve se tornar realidade. p A terapia genética percorreu um longo caminho desde os dias sombrios da década de 1990, quando o tão proclamado tratamento levou à morte de vários pacientes. Os pesquisadores aprenderam muito nas últimas duas décadas, talvez o mais importante deles seja o seguinte:a terapia gênica é fácil de descrever no papel, mas muito mais difícil de implementar em células humanas. Felizmente para nós, esses cientistas determinados continuaram a trabalhar no quebra-cabeça até que, finalmente, a terapia genética está pronta para revolucionar a medicina moderna. p Nas próximas páginas, vamos fazer um curso intensivo de terapia genética - como funciona, o que pode tratar, por que é complicado e quando pode estar disponível em sua clínica local. Antes de entrarmos na via rápida da terapia genética, vamos dar algumas voltas preparatórias para revisar os fundamentos da função do DNA e da expressão gênica.
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Estrutura do DNA © HowStuffWorks p Compreender este tratamento médico requer um conhecimento prático dos genes. A boa notícia é que você provavelmente estudou isso na aula de biologia do ensino médio, mas apenas no caso de você ter esquecido, aqui está uma rápida recapitulação. UMA gene refere-se a uma única unidade de informação hereditária - um fator que controla alguma atividade ou característica específica. Genes existem em cromossomos , que residem nos núcleos de nossas células.
p Cromossomos, claro, contêm longas cadeias de DNA construídas com subunidades repetidas conhecidas como nucleotídeos . Isso significa que um único gene é um trecho finito de DNA com uma sequência específica de nucleotídeos. Esses nucleotídeos atuam como um projeto para uma proteína específica, que é montado em uma célula usando um processo de várias etapas.
© 2010 HowStuffWorks.com p Os vírus deixaram os biólogos perplexos por anos. Eles podiam ver os efeitos dos vírus - doenças - mas não conseguiam isolar o agente infectante. Inicialmente, eles pensaram que estavam lidando com células de bactérias extremamente pequenas. Então, em meio a uma onda de interesse em vírus, O cientista americano Wendell Stanley cristalizou as partículas responsáveis pela doença do mosaico do tabaco e descreveu os vírus para o mundo em 1935.
p Essas entidades estranhas não têm núcleos ou outras estruturas celulares, mas eles têm ácido nucleico, DNA ou RNA. Este pequeno pacote de informações genéticas é embalado dentro de uma capa de proteína, que, em alguns casos, é envolto em um envelope membranoso.
p Ao contrário de outras coisas vivas, os vírus não podem se reproduzir por conta própria porque não possuem a maquinaria celular necessária. Eles podem, Contudo, se reproduzem se invadem uma célula e tomam emprestado o equipamento e as enzimas da célula. O processo básico funciona assim:
A síndrome da imunodeficiência combinada severa (SCID) é uma das histórias de sucesso (limitado) da terapia genética. Aqui está o "menino da bolha" David Vetter, que tinha SCID e morreu anos antes do início dos julgamentos. © Bettmann / Corbis p A ideia da terapia genética tem pairado nos cérebros dos cientistas há décadas. Na verdade, era Edward Tatum, um geneticista americano, que sugeriu pela primeira vez que doenças genéticas poderiam ser curadas com "engenharia genética" em 1966. Naquele mesmo ano, outro americano, Joshua Lederberg, realmente descreveu os detalhes da "terapia virogênica" em um artigo publicado no The American Naturalist. Numerosos pesquisadores trabalharam diligentemente para mover a terapia genética do conceito para a realidade. Em 1972, o bioquímico Paul Berg descobriu como cortar uma seção do DNA humano e inseri-la no genoma de um vírus, que ele então usou para infectar células de bactérias. Eventualmente, ele conseguiu fazer com que as bactérias produzissem insulina humana. Dez anos depois, Ronald M. Evans inseriu o gene do hormônio de crescimento do rato em um retrovírus e então transferiu esse gene para as células do camundongo.
p Todos esses esforços prepararam o cenário para uma revolução na terapia genética. O primeiro ensaio de terapia genética aprovado pela Food and Drug Administration dos EUA ocorreu em 1990. O ensaio se concentrou em pacientes com imunodeficiência combinada grave (SCID), também conhecida como doença do "menino da bolha", em homenagem a David Vetter, que viveu no ambiente estéril de uma bolha de plástico até morrer em 1984, aos 12 anos.
p Os pesquisadores neste ensaio usaram o que é conhecido como um fora do corpo terapia de genes. Primeiro, eles coletaram a medula de um paciente inserindo uma agulha especial através da pele até o osso do quadril. Então, no laboratório, eles expuseram as células-tronco da medula a retrovírus cujo RNA foi modificado para conter o gene associado ao SCID. Os retrovírus infectaram as células-tronco e inseriram o gene funcional no cromossomo hospedeiro. Próximo, os cientistas pegaram as células-tronco modificadas e as injetaram de volta na corrente sanguínea do paciente. As células seguiram em linha reta para a medula óssea e, como todas as células-tronco boas, amadureceu em diferentes tipos de células, incluindo células T saudáveis com cópias funcionais do gene necessário. Usando esta técnica, dezenas de crianças com SCID foram completamente curadas. Mas não é a única doença - ou abordagem - na lista de reprodução dos geneticistas [fonte:Nienhuis].
p A ideia era simples:o vírus infectaria as células do fígado, que iria então replicar o gene OTC e começar a fabricar a enzima. Infelizmente, um dos pacientes, Jesse Gelsinger, de 18 anos, morreu apenas três dias depois de receber sua injeção do vírus modificado. Os cientistas agora pensam que o corpo de Gelsinger montou uma resposta imunológica massiva, levando à falência generalizada de órgãos. Esse é apenas um dos riscos da terapia genética, como veremos na próxima página. Terapia genética da linha germinativa
Até aqui, os cientistas concentraram seus experimentos de terapia genética em células somáticas - qualquer célula do corpo, exceto as células reprodutivas. Em outras palavras, esses tratamentos não podem ser transmitidos aos filhos de uma pessoa. É possível, em teoria, para manipular o DNA de óvulos e espermatozoides, o que permitiria que genes geneticamente modificados fossem transmitidos às gerações futuras. Esta chamada terapia genética germinativa levanta uma série de questões éticas e permanece fora dos limites para pesquisadores que desejam adquirir fundos federais.
p As terapias extracorpóreas que dependem de retrovírus têm seus próprios problemas. Lembrar, retrovírus costuram seu DNA no cromossomo hospedeiro, o que é um pouco como pegar uma frase curta de uma frase e colocá-la em uma frase mais longa. Se a inserção não ocorrer no lugar certo, a "linguagem" resultante pode não fazer nenhum sentido. Em alguns ensaios de terapia gênica usando retrovírus, os pacientes desenvolveram leucemia e outras formas de câncer porque a inserção de um gene interrompe a função de outros genes vizinhos. Esta complicação afetou várias crianças nos ensaios SCID, embora muitos deles tenham vencido o câncer com outras terapias. p Por causa desses problemas, a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA regula todos os produtos de terapia genética nos Estados Unidos por meio de seus Centro de Avaliação e Pesquisa Biológica , ou CBER . O centro também fornece aconselhamento científico e regulamentar proativo para pesquisadores médicos e fabricantes interessados no desenvolvimento de produtos de terapia genética humana. Os investigadores também podem recorrer ao National Institutes of Health para obter orientação e diretrizes ao conduzir ensaios clínicos com terapia genética. p A data, o centro ainda não aprovou nenhum produto de terapia genética humana para venda, embora vários estudos em andamento estejam produzindo resultados promissores. A seguir, veremos alguns sucessos recentes no que muitos acreditam ser a segunda revolução da terapia genética. A Ética da Terapia Genética
A segurança da terapia genética é apenas parte do problema. Muitas pessoas questionam se modificar os genes de alguém é moralmente bom ou correto. Eles se perguntam quem vai determinar quais genes são "bons" e quais são "ruins". Eles também se perguntam sobre os custos associados à terapia genética. Se os tratamentos vierem com um preço alto, não estarão além das possibilidades de muitos pacientes com baixa renda ou seguro de saúde inadequado? E o que acontece quando alguém decide usar terapia genética para corrigir características humanas não letais, como altura, inteligência e habilidade atlética? Essas questões éticas são tão importantes quanto quaisquer relativas à biologia dos vírus ou à mecânica da inserção e expressão de genes.
p Bennett e Maguire inseriram o gene RPE65 em um vírus adeno-associado, o mais gentil, versão mais suave do adenovírus. Eles então injetaram o vírus modificado em baixas doses nas retinas de três pacientes. Os vírus infectaram as células da retina, que começou a produzir a proteína RPE65. Veja só, a visão de todos os três assuntos melhorou, e nenhum efeito colateral desagradável - incluindo respostas imunológicas perigosas - foi relatado. A equipe decidiu testar uma população de teste maior com uma dose mais forte do vírus. Mais seis pacientes com LCA receberam a terapia genética e obtiveram resultados ainda melhores [fonte:Kaiser]. p Isso coloca SCID e LCA em uma categoria rarefeita - doenças tratadas com sucesso por terapia genética. E, no entanto, os geneticistas e biólogos moleculares estão confiantes de que haverá mais. James Wilson, que continua a contribuir para o campo, isolou 120 tipos de vírus adeno-associados, muitos dos quais têm um desempenho mais eficaz em alguns tecidos do que em outros. Por exemplo, alguns desses vetores têm afinidade para o tecido cardíaco, enquanto outros têm afinidade por células da medula espinhal e do cérebro. Pesquisas futuras podem produzir tratamentos viáveis para lesões na coluna e para doenças como o Parkinson [fonte:Neimark]. p Os pesquisadores também estão fazendo grande progresso com as terapias extracorpóreas. Em julho de 2013, a revista Science publicou os resultados de dois estudos que investigam o uso de lentivírus como vetores de terapia genética. Lentivírus são retrovírus, mas eles são únicos em sua capacidade de transferir genes de forma eficiente e permanente em células em divisão e não divisão. Outros retrovírus devem fazer seu vodu genético em células em divisão. Talvez mais importante, lentivírus parecem menos propensos a ativar outros genes relacionados ao câncer quando inserem sua carga no DNA do hospedeiro. Quando os pesquisadores testaram a terapia baseada em lentivírus em pacientes com adrenoleucodistrofia, uma doença neurodegenerativa ligada ao X que afeta homens jovens, e leucodistrofia metacromática, uma doença neurodegenerativa rara causada por mutações em um único gene, eles foram capazes de interromper a progressão de ambas as doenças sem efeitos colaterais prejudiciais [fonte:Cossins]. p No futuro, outras terapias genéticas promissoras certamente surgirão, principalmente para doenças hereditárias, como a fibrose cística, distrofia muscular, anemia falciforme e hemofilia. Até mesmo a fenilcetonúria pode se tornar uma coisa do passado, algo que provavelmente faria Charlie Gordon muito feliz.
