p Se você já comprou um novo iPhone, você experimentou uma boa embalagem. p A forma como a tampa se separa lentamente da caixa. A aba de puxar que ajuda a remover o dispositivo. Até a textura das inserções de papel é importante para a Apple. Cada aspecto da embalagem do iPhone foi meticulosamente projetado para uma experiência estética agradável.

p Quando se trata de edição de genoma, uma boa embalagem é ainda mais crucial.

p Em um artigo recente na revista Natureza , uma equipe de bioengenheiros aqui na Universidade de Washington descreve um novo tipo de embalagem construída para proteger o material genético, especificamente RNA. Esta embalagem de design consiste em proteínas que se auto-montam em nanoestruturas semelhantes a bolas de futebol, conhecidas como capsídeos. Essas minúsculas partículas encapsulam RNA, permitindo que ele se mova pelos corpos de camundongos por horas sem se degradar - evitando um dos maiores desafios para a edição de genes bem-sucedida.

p Distribuindo material genético

p Mover material genético (DNA ou RNA) por todo o corpo - ou direcioná-lo para órgãos e tecidos específicos - é um desafio chave na edição do genoma humano. Além de tecnologia como CRISPR, que corta fisicamente o DNA, algumas terapias genéticas que podem salvar vidas exigirão a inserção de novos elementos genéticos para servir como modelos de reparo. Mas esses projetos genéticos enfrentam condições perigosas, uma vez que entram no corpo.

p Como as infecções mortais geralmente começam quando o material genético indesejado de um patógeno chega às nossas células, nossos corpos desenvolveram maneiras sofisticadas de detectar e demolir rapidamente moléculas de DNA e RNA estranhas. Simplificando:o material genético desprotegido não permanece por muito tempo. Na verdade, O próprio CRISPR evoluiu em bactérias para realizar precisamente essa função de busca e destruição antes de ser cooptado pelos cientistas como uma ferramenta de edição de genes.

p Os biotecnologistas já sabem desse problema de entrega há algum tempo. A maioria dos pesquisadores se voltou para o que pode parecer uma solução surpreendente:vírus projetados.

p Os vírus contêm seu próprio material genético, que inserem ou injetam para infectar uma célula. Se os vírus puderem ser redesenhados para, em vez disso, transmitirem material genético especificado por humanos para as células dos pacientes sem também torná-los doentes, o pensamento vai, então, talvez eles pudessem servir de embalagem física para novos fragmentos terapêuticos de DNA ou RNA.

p O vírus mais popular para a entrega de moléculas em células humanas no momento é o vírus adeno-associado, ou AAV. Este vírus não é apenas um queridinho da pesquisa de laboratório, a Food and Drug Administration está pronta para aprovar uma terapia genética pioneira que a emprega depois que testes clínicos recentes revelaram que AAVs projetados podem ajudar a restaurar a visão limitada dos cegos. Mas, observam os especialistas, este vírus benigno não é uma solução perfeita para o problema de entrega de genes.

p Uma solução livre de vírus

p Usar um vírus reaproveitado para entregar uma carga genética customizada é um pouco como usar uma caixa reaproveitada para entregar um novo iPhone. Pode funcionar, mas pode não dar os melhores resultados. A mercadoria pode chegar danificada ou não chegar, e os vírus reaproveitados também podem inflamar o sistema imunológico. Os pesquisadores ainda estão tentando descobrir como ajustá-los para que se comportem de maneiras seguras e previsíveis.

p Em vez de começar com um complexo, vírus difícil de modificar, meus colegas aqui no Institute for Protein Design começaram seu trabalho com uma cápside de proteína projetada relativamente simples. Este recipiente vazio ainda não continha nenhum RNA.

p A equipe usou o projeto de proteína guiada por computador e a evolução artificial de laboratório para criar uma estrutura de encapsulamento adequada. Eles foram capazes de produzir uma nanoestrutura que engloba projetos de RNA a uma taxa comparável aos AAVs mais bem projetados.

p Começar, eles modificaram a superfície interna de um capsídeo projetado por computador para que o RNA pudesse se fixar nele. Isso continha algum material genético, mas não oferecia muita proteção. Ao fazer a mutação desta versão do capsídeo em laboratório e escolher os mutantes de melhor desempenho, eles foram capazes de aprimorar em novas versões que empacotavam ainda mais RNA, protegeu, e persistiu no sangue de camundongo (um ambiente hostil para RNA e proteínas estranhas).

p Em outras palavras, a equipe utilizou uma das estratégias favoritas da natureza:a evolução.

p "Ficamos surpresos por ter funcionado tão bem, para ser honesto, "disse Gabe Butterfield, um dos principais autores do estudo. "A evolução foi capaz de atingir um pequeno número de mutações que fizeram grandes melhorias em propriedades complexas [como a persistência no sangue de camundongo]."

p Rumo à terapia genética

p Marc Lajoie, outro autor principal, está otimista sobre o futuro dessas cápsides projetadas, mas pensa que eles estão "muito longe" do uso em pacientes.

p "Certamente temos muito trabalho pela frente, "disse Lajoie. Mas com esta abordagem dupla que combina a capacidade dos vírus de evoluir com as habilidades da biotecnologia moderna para projetar nanomateriais sintéticos, eles têm seus objetivos de longo prazo voltados para a engenharia de moléculas que "entregam cargas diversas [variando] de drogas de pequenas moléculas a ácidos nucléicos e proteínas" dentro do corpo humano.

p Com smartphones, embalagens bem projetadas desempenham um papel estético de apoio. Mas se a terapia genética deve se tornar um elemento fixo da medicina no século 21, embalagens inovadoras podem ser essenciais. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.