Vírus de bacteriófagos que infectam células bacterianas, vírus bacterianos. de www.shutterstock.com

Hoje, a comunidade científica está horrorizada com a perspectiva de edição genética para criar Humanos "designer". A edição de genes pode ser mais importante do que a mudança climática, ou até mesmo as conseqüências de liberar a energia do átomo.

CRISPR é um acrônimo para Repetições Palindrômicas Curtas Clusterizadas Regularmente Interspostas. Este é o sistema imunológico que as bactérias desenvolveram para se proteger de infecções por bacteriófagos - a forma de vida mais abundante do planeta.

Menor que qualquer forma de vida conhecida

Os bacteriófagos foram descobertos em Paris por Felix d'Hérelle no Instituto Pasteur em 1917. Ele estava estudando um subgrupo de pacientes que se recuperavam espontaneamente da disenteria. D'Hérelle propôs que um antimicrobiano menor que qualquer forma de vida conhecida matou as bactérias em pacientes infectados. Ele demonstrou conclusivamente a existência desta nova forma de vida, e nomeou-os bacteriófagos: vírus que atacam as bactérias.

O bacteriófago foi estudado intensamente: é bela foi revelado com o microscópio eletrônico e seu genoma foi a primeira forma de vida sequenciada.

Respondendo a um ataque de bacteriófago

Na 2007, Rodolphe Barrangou e Philippe Horvath, da empresa de produção de alimentos Danisco, colaboraram com Sylvain Moineau, da Universidade de Laval, para resolver um problema de longa data na produção de iogurte. Eles perguntaram: Por que as bactérias eram essenciais para a produção de iogurte e queijo suscetíveis ao ataque de bacteriófagos, e como isso poderia ser evitado?

Barrangou, Horvath e Moineau fizeram o descoberta surpreendente que as bactérias realmente tinham um sistema imunológico.

CRISPR: Sistemas Imunes Bacterianos Adquiridos.

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Após um ataque bacteriófago inicial, um pequeno número de bactérias sobreviventes reconheceria o DNA dos novos bacteriófagos atacantes. As bactérias sobreviventes então montariam uma resposta imune que levaria à morte dos bacteriófagos. As bactérias que sobreviveram a um ataque de fagos incorporariam um fragmento de DNA do bacteriófago dentro do genoma bacteriano para servir como uma “memória” da infecção.

Alvo e sever

Barrangou, Horvath e Moineau então descoberto como os bacteriófagos invasores foram eliminados. Após o reconhecimento do bacteriófago recém-invasor, as bactérias atacariam e cortariam o DNA do bacteriófago invasor.

Fond de recherche de Quebec: CRISPR-Cas9: L'origine de la découverte | Sylvain Moineau.

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Os biólogos Jennifer Doudna e Emmanuelle Charpentier descobriram mais que "guias" evoluíram no sistema imune bacteriano. Qualquer bacteriófago cujo DNA correspondesse ao fragmento de memória adquirida de uma infecção anterior seria reconhecido e cortado por uma maquinaria de eliminação “guiada”. Juntos, o sistema imunológico bacteriano que abrange os fragmentos de memória do DNA do bacteriófago e o mecanismo de resposta bacteriana são conhecidos como o sistema CRISPR-Cas9.

Exploração comercial da descoberta seguido. Doudna, Charpentier e outros reconheceram que esse novo sistema biológico poderia ser explorado para editar genes em qualquer forma de vida.

 Bozeman Science: O que é CRISPR?

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O sistema CRISPR-Cas9 não é o primeiro sistema de edição de genes a ser descoberto. O falecido bioquímico Michael Smith, na Universidade da Colúmbia Britânica, recebeu o Prêmio Nobel da 1993 pela descoberta de um meio químico de edição de genes com aplicações relevantes para o câncer e outras doenças.

Ciência UBC: O legado do Dr. Michael Smith.

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Bacteriófagos como uma solução potencial

D'Hérelle observou que o mesmo bacteriófago isolado de pacientes em recuperação de disenteria poderia ser usado para proteger os coelhos de uma infecção fatal. Vindo antes da descoberta dos antibióticos, a descoberta de d'Hérelle inspirou Sinclair Lewis para caracterizar terapia bacteriófaga de seres humanos em sua Romance vencedor do Prêmio Pulitzer Arrowsmith.

Um dos maiores coleções de bacteriófagos globalmente é na Universidade de Laval. Sylvain Moineau é a curadora e a coleção recebeu o nome de Felix d'Hérelle.

A esperança agora é que a terapia com bacteriófagos possa ser considerada uma solução potencial para resistência a antibióticos. No entanto, qualquer expectativa de terapia de fagos é diminuída pela exploração atual da benefícios comerciais do sistema CRISPR-Cas9.

Hoje, o conseqüências de abrir uma caixa de Pandora estão sobre nós. A aplicação do sistema CRISPR-Cas9 para gerar seres humanos projetados através da edição de genes germinativos de óvulos humanos colhidos criaria mudanças permanentes que continuarão por gerações sucessivas, e os medos sobre essas ações podem ser comparáveis ​​aos conseqüências da guerra nuclear e da mudança climática.

Mas existem outras aplicações potenciais da CRISPR-Cas9 “não germinal”, como a edição genética da doença. Isto foi recentemente realizado com sucesso para distrofia muscular em cães. Semelhante ao mito da Caixa de Pandora, o pessimismo sobre a edição genética de “linha germinativa” pode ser compensado pela esperança de benefícios futuros para a humanidade.

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Sobre o autor

John Bergeron, professor emérito Robert Reford e professor de medicina na McGill, Universidade McGill. John Bergeron agradece Kathleen Dickson como co-autor.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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