Na última década, a tecnologia de edição genética conhecida como Crispr se tornou uma ferramenta científica bem conhecida, usada para criar tratamentos que salvam vidas, desenvolver culturas agrícolas mais produtivas e até mesmo projetar cães livres de alergias.
Mas o Crispr não foi inventado do nada. Foi descoberto por cientistas em bactérias e em outros micróbios, que o usam como defesa contra vírus invasores. Em 17 de setembro deste ano, foi anunciada a descoberta de outro mecanismo de defesa de edição genética na natureza, dessa vez nos próprios vírus.
Esse sistema, chamado Vipr, pode ter mais de 4 bilhões de anos e parece ser o ancestral evolutivo do Crispr, escreveram os pesquisadores em dois artigos publicados na revista Science.
Ele pode vir a ser uma ferramenta de edição genética ainda mais poderosa, com certas vantagens em relação ao Crispr. O Vipr parece capaz de reconhecer uma variedade maior de sequências genéticas, o que lhe permite alterar uma parte maior do genoma.
E essas moléculas são menores, o que as torna potencialmente mais fáceis de introduzir nas células.
“O tamanho incrivelmente pequeno do Vipr faz com que esses sistemas sejam ferramentas transformadoras para a engenharia genômica”, disse Philip Kranzusch, microbiologista da Faculdade de Medicina da Universidade Harvard, que não participou da pesquisa.
Jennifer Doudna, bioquímica da Universidade da Califórnia, em Berkeley, que está entre os autores dos estudos, recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2020 por ter aproveitado o poder do Crispr. Depois dessa conquista, ela começou a se perguntar como a versão natural do editor genético evoluiu.
“Tem de ter vindo de algum lugar. É possível que estivesse sendo usado para fazer outra coisa antes, e talvez ainda haja indícios do que ele fazia”, ela se lembra de ter especulado.
O Crispr é composto de proteínas e moléculas de ácido ribonucleico (ARN) que se unem para destruir genes virais. A molécula de ARN consiste em uma sequência de unidades básicas que corresponde exatamente à sequência genética de certos vírus.
O ARN se liga aos genes virais, e a proteína associada a ele corta a fita de DNA, neutralizando o vírus.
Desde que os primeiros sistemas Crispr foram descobertos na década de 1990, os cientistas os encontraram em um número cada vez maior de micróbios.
Ao comparar seus genes, os cientistas conseguiram entender melhor a evolução do Crispr. Em 2024, pesquisadores concluíram que os ancestrais comuns de todos os seres vivos carregavam moléculas de Crispr.
Mas de onde veio essa defesa que destrói o DNA?
Quando os biólogos tentam olhar para um passado tão longínquo, o quadro fica difuso. É como observar por um telescópio: quanto mais longe você olha, mais borradas as estrelas ficam.
Há dois anos, Peter Yoon, na época aluno de pós-graduação que trabalhava com Doudna, decidiu construir um telescópio melhor. Em vez de examinar os genes do Crispr, estudou as moléculas codificadas por esses genes.
Um gene serve como um modelo para uma proteína. Quando sofre mutação, a proteína que ele codifica também pode mudar —mas, às vezes, uma mutação genética não tem efeito algum. A proteína pode ainda manter a mesma forma geral, mesmo no decorrer de bilhões de anos.
A forma de uma proteína determina as reações químicas que ela pode executar. Uma vez que evolui para cumprir uma função, uma proteína geralmente continua fazendo isso. “A natureza é muito preguiçosa”, comentou Yoon, que agora faz parte da equipe técnica da Anthropic, empresa de inteligência artificial.
Trabalhando com Kenneth Loi, também aluno de pós-graduação, Yoon analisou 2,3 milhões de proteínas e encontrou centenas que se pareciam com moléculas Crispr, mas que não faziam parte desses sistemas de edição genética em micróbios.
Ninguém tinha descoberto qual era a atividade dessas proteínas parecidas com o Crispr. Mas Yoon e Loi descobriram um fato surpreendente: quase todas provinham de vírus.
“Foi uma reviravolta total em relação ao que a gente esperava”, Yoon afirmou. O Crispr é uma arma que micróbios, como as bactérias, usam contra vírus. Agora, os cientistas estavam descobrindo vírus que pareciam carregar uma versão desse sistema.
Kranzusch observou que essa descoberta teria sido impossível há apenas alguns anos. Os sistemas de IA agora permitem aos cientistas descobrir ligações antigas entre proteínas que antes estavam escondidas.
Yoon e seus colegas batizaram essas proteínas de Vipr e começaram a tentar descobrir como funcionavam. Para isso, precisaram fazer experimentos com vírus de verdade.
Na lista de candidatos, notaram uma cepa que, por acaso, Doudna guardara no freezer do laboratório dela para outros experimentos.
“Tivemos muita sorte. Simplesmente descongelamos o vírus, infectamos algumas células e dissemos: ‘Vamos ver o que descobrimos'”, Loi contou.
As células infectadas produziram proteínas Vipr, que então se uniram a moléculas de ARN viral. E os pesquisadores descobriram que, assim como o Crispr, essas moléculas tinham como alvo o DNA viral.
Enquanto as proteínas Crispr cortam os genes, as proteínas Vipr se enrolam em torno deles. O efeito é o mesmo: os genes-alvo são desativados.
Doudna e seus alunos veem nessa bioquímica uma arma que os vírus devem estar usando contra outros vírus. “Tudo isso começa a fazer sentido. É uma espécie de guerra viral ancestral”, ela disse.
A ideia é que, quando dois vírus infectam a mesma célula, eles precisam competir pelo controle da maquinaria molecular dela. Um vírus que carrega genes Vipr pode desativar seu rival. Só o vírus vencedor consegue se replicar dentro do hospedeiro.
Doudna e seus colegas propõem que o Vipr surgiu nos primórdios da história da Terra, há bem mais de quatro bilhões de anos. Enquanto competiam para infectar os primeiros micróbios, os vírus lutavam entre si com moléculas que atacavam genes específicos. Essa luta continua até hoje.
Os pesquisadores sugerem que o Crispr surgiu dessa arma viral, quando os micróbios se apropriaram do sistema para uso próprio. É bastante comum que genes virais acabem por acidente no genoma de seus hospedeiros. (Nosso DNA está cheio deles.)
“Dá para imaginar o Vipr como uma arma que os vírus apontam uns para os outros. Se as bactérias simplesmente roubarem isso, vira um sistema imunológico”, Yoon afirmou.
Ainda não se sabe se o Vipr pode ser transformado em uma ferramenta de edição genética. Mas a descoberta fez com que os cientistas se questionassem se a batalha de longa data entre os vírus produziu outras armas genéticas ainda não encontradas.
“Eu ficaria muito surpreso se o Vipr fosse o último sistema de direcionamento inesperado que descobríssemos”, afirmou Rafael Pinilla-Redondo, especialista em vírus da Universidade de Copenhague que não participou dos estudos.
Fonte ==> Folha SP – TEC
