15.1: O que é a Engenharia Genética?
Visão Geral
A engenharia genética é o processo de modificação do DNA de um organismo para introduzir novas características desejáveis. Muitos organismos, desde bactérias a plantas e animais, têm sido geneticamente modificados para fins académicos, médicos, agrícolas e industriais. Embora a engenharia genética tenha claros benefícios, preocupações éticas envolvem a modificação de humanos e dos nossos suplementos alimentares.
Os Cientistas Podem Modificar Deliberadamente o Genoma de um Organismo
A engenharia genética é possível porque o código genético—a forma como a informação é codificada pelo DNA—e a estrutura do DNA são universais entre todas as formas de vida. Como resultado, o código genético de um organismo pode ser modificado de várias maneiras.
A sequência de nucleótidos pode ser editada seletivamente usando técnicas como o sistema CRISPR/Cas9. Conhecido como "tesoura molecular", o sistema CRISPR/Cas9 é uma resposta imune inata e procariótica que foi cooptada para editar informações genéticas.
Um gene também pode ser removido de um organismo para criar um “knockout”, ou introduzido para criar um “knockin”, através de um processo chamado gene targeting. Este método baseia-se na recombinação homóloga—troca genética entre moléculas de DNA que compartilham uma extensa região com sequências semelhantes—para modificar um gene endógeno.
Os cientistas também podem inserir um gene de um organismo no genoma de outro, resultando em um organismo transgénico. Geralmente, o DNA combinado de diferentes fontes é chamado DNA recombinante. O organismo que recebe esse DNA é considerado um organismo geneticamente modificado ou OGM.
A Engenharia Genética Impacta a Saúde e Bem-estar Humanos
A edição de genomas teve um impacto significativo na investigação científica, agricultura, indústria e medicina. A investigação em biologia molecular insere frequentemente transgenes—genes estranhos—em bactérias e vírus para estudar a função e a expressão genética. As bactérias foram os primeiros organismos a serem geneticamente modificados. Os cientistas introduziram o gene da insulina humana para produzir insulina sintética que é usada por pessoas com diabetes.
Uma técnica chamada terapia genética permite que um novo gene seja inserido em uma pessoa para que a proteína que codifica possa ser expressa dentro das suas células. A terapia genética fornece uma cura ou tratamento para algumas doenças genéticas graves e intratáveis. Os cientistas modificaram vírus para entregar novos genes às células hospedeiras. Esses vírus personalizados podem infectar células doentes e inserir uma cópia correta de um gene defeituoso, tratando distúrbios humanos como a Imunodeficiência Combinada Grave (SCID).
Embora muitos tratamentos de terapia genética usem vírus modificados, o sistema CRISPR/Cas9 tornou-se uma técnica cada vez mais popular. O sistema CRISPR/Cas9 corta o DNA usando um guia—sequências de RNA conhecidas como CRISPR—para guiar a “tesoura molecular”, uma enzima chamada Cas9, para locais específicos do genoma. Os cientistas usam esta ferramenta molecular para adicionar, remover ou alterar material genético. O CRISPR/Cas9 tem sido usado em modelos de murganhos para corrigir erros em genes responsáveis pela distrofia muscular de Duchenne, Hepatite B, cataratas e doenças cardiovasculares.
Embora a engenharia genética possa produzir novos tratamentos para doenças, ela também pode ser usada para outros fins práticos. Foram desenvolvidas cabras transgénicas que produzem seda de aranha no seu leite para uso industrial. Na agricultura, algumas plantas foram geneticamente modificadas para melhorar características como o conteúdo nutricional e a resistência a pragas. Os avanços recentes e futuros na engenharia genética provavelmente continuarão a ter impacto tanto na saúde como no bem-estar humanos.
Preocupações Éticas em Relação à Engenharia Genética
A engenharia genética tem grande potencial, mas onde colocamos o limite? Os cientistas e a sociedade devem responder a essa pergunta. A edição de genomas humanos, especialmente em células germinativas, é uma grande preocupação ética. A maioria das terapias genéticas modificam células somáticas, então as alterações genéticas só afetam o indivíduo. Mudanças na linha germinativa de uma pessoa, no entanto, também são herdadas pelos seus filhos.
Em 2018, um cientista chocou o mundo quando alegadamente criou os primeiros bebés geneticamente modificados com CRISPR. Ele tentou tornar as meninas gémeas resistentes ao HIV introduzindo uma mutação germinativa não estudada. As suas ações provocaram indignação e preocupação enquanto cientistas e o público lidavam com o que isso significava para a humanidade. Ainda não está claro como isso irá afetar a saúde das meninas, os seus futuros filhos ou a população.
Outra preocupação é o uso de material genético estranho para melhorar os suplementos alimentares. As plantas são a fonte de alimento geneticamente modificada mais comum, com 28 países cultivando cerca de 450 milhões de hectares de culturas GM globalmente. Embora exista um enorme potencial para garantir o fornecimento de alimentos para uma população mundial crescente, estudos cientificamente sólidos e de longo prazo são necessários para resolver as preocupações dos críticos do OGM.
