Clonagem

CLONAGEM

Um dos temas mais polêmicos e explosivos da Ciência, no presente, é a possibilidade da clonagem de seres humanos,aberta pelas experiências concretas – algumas bem sucedidas – da criação de clones de outras espécies animais. O debate a esse respeito rapidamente extravasou os limites dos laboratórios dos cientistas e alcançou os especialistas em ética, política e direito; depois, através da mídia, na forma de um bombardeio contínuo de informações contraditórias, espraiou-se por incontáveis ambientes, até pairar de forma difusa, como uma espécie de sonho ou pesadelo, sobre o imaginário social como um todo.

No longínquo ano de 1894, um zoólogo alemão chamado Hans Dreisch conseguiu fazer a primeira clonagem de animais. Ele trabalhou com ouriços-do-mar, que foram escolhidos por terem grandes células embrionárias. Hans pegou um embrião de duas células e o sacudiu dentro de um béquer cheio de água do mar até que as células se separaram. Cada uma cresceu

independente da outra, resultando em dois ouriços adultos. Em 1902, o embriologista Hans Spemman usou um fio de cabelo de seu filho como uma faca para separar um embrião de duas células de uma salamandra, que também deu origem

a dois indivíduos. Mais tarde, ele separou uma única célula de um embrião já com 16

células. Para sua surpresa, tanto o embrião maior quanto o de apenas uma célula se transformaram em salamandras adultas. Não houve maiores avanços em clonagem

até novembro de 1951, quando uma equipe de cientistas da Filadélfia, Estados Unidos, clonou um embrião de sapo. Só que, desta vez, eles não dividiram simplesmente a célula do

embrião. Eles pegaram o núcleo de uma célula embrionária de sapo e o transplantaram

para um óvulo não fertilizado. Uma vez que o óvulo detectou que tinha carga completa de

cromossomos (herdados de macho e fêmea), ele começou a se dividir e crescer. Essa foi a

primeira vez que a transferência de núcleo, processo usado até hoje, foi empregada.

_ O que é um clone e qual foi a grande revolução

trazida pela Dolly?

De acordo com Webber (1903), um clone é definido como uma população de moléculas,

células ou organismos que se originaram de uma única célula e que são idênticas à matriz

original. A clonagem é um mecanismo comum de propagação da espécie em plantasou bactérias. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da

divisão de um óvulo fertilizado.A grande novidade da Dolly, que abriu caminho para a

possibilidade de clonagem humana, foi a demonstração, pela primeira vez, de que era

possível clonar um mamífero, isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de

uma célula somática diferenciada. Para entendermos por que essa experiência foi surpreendente,

precisamos recordar um pouco de embriologia.

Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e um espermatozóide.

Essa primeira célula já tem no seu núcleo o DNA com toda a informação genética para gerar um novo ser. O DNA nas células fica extremamente condensado e organizado em cromossomos.Com exceção das nossas células sexuais, o óvulo e o espermatozóide, que têm 23 cromossomos, todas as outras células do nosso corpo têm 46 cromossomos. Em cada célula, temos 22 pares que são iguais nos dois sexos, chamados autossomos, e um par de cromossomos sexuais: XX no sexo feminino e XY no sexo masculino.

Essas células com 46 cromossomos são chamadas células somáticas. Voltemos agora à

nossa primeira célula, resultante da fusão do óvulo e do espermatozóide. Logo após a fecundação, ela começa a se dividir: uma célula em duas, duas em quatro, quatro em oito

e assim por diante. Na fase de oito a 16 células, as células do embrião se diferenciam em dois

grupos: um grupo de células externas que vai originar a placenta e anexos embrionários e uma

massa de células internas que vai originar o embrião propriamente dito.Após 72 horas, esse embrião, agora com cerca de 100 células, é chamado de blastocisto. É nessa fase que ocorre a

implantação do embrião na cavidade uterina. As células internas do blastocisto vão originar

as centenas de tecidos que compõem o corpo humano. São chamadas de células-tronco totipotentes. A partir de um determinado momento, essas células somáticas, que ainda são todas iguais, começam a se diferenciar nos vários tecidos que vão compor o organismo: sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos, etc. Os genes que controlam essa diferenciação e o processo pelo qual ela ocorre ainda são um mistério. O que sabemos é que, a partir daí, as células somáticas diferenciadas perdem a capacidade de originar qualquer tecido. As células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as mesmas características daquela que as originou, isto é, células de fígado vão originar células de fígado, células musculares vão originar células musculares, e assim por diante. Apesar de o número de genes e o DNA serem iguais em

todas as células do nosso corpo, os genes nas células somáticas diferenciadas se expressam

de maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é específica para cada tecido.

Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular (housekeeping

genes) que se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão funcionar em cada tecido ou órgão os genes importantes para a manutenção deste. Os outros se mantêm “silenciados” ou inativos.

PROJETO GENOMA HUMANO

Em 1990, surgiu o Projeto Genoma Humano que tinha a finalidade de identificar no prazo de até o ano de 2005 cada um dos 100 mil genes através de um processo chamado mapeamento genético humano. Esse mapeamento consiste em registrar cada um dos genes do cromossomo, determinar a ordem dos nucleotídios e sua função. As vantagens desse trabalho estão no fato da identificação da cura e da causa de muitas doenças como a obesidade, o diabetes e o hipertensão, o que será de grande benefício para a humanidade que, até então, não alcançou tal proeza.

Mas por outro lado, existem desvantagem (éticas e morais), pois o uso indevido do Projeto pode fazer com que as pessoas percam sua individualidade tornem-se vulneráveis e propícias a um descarte numa entrevista de trabalho, por exemplo, devido ao fato de que por um simples exame possa-se detectar uma má reprodução da célula e um futuro câncer, que dificultará sua admissão no emprego. O conhecimento do código genético do ser humano pode ofertar em trunfo a certas pessoas, que poderia se usado de forma indevida resultar não só em sérios problemas éticos e morais, mas poderia ser responsável pela dizimação da raça humana.

Conceito

O genoma humano é um conjunto de instruções necessárias para formar um ser humano. Essas informações estão no DNA, uma longa molécula em formato de hélice distribuídas em 23 pares de cromossomos, que carregam os genes compostos por quatro elementos básicos: adenina, timina, citosina, guanina.

O objetivo do projeto genoma humano (pgh) era descobrir como essas substâncias químicas estão organizadas na longa fita retorcida do DNA; que começou como uma iniciativa do setor público, no Estados Unidos, onde obtiveram dados de alta qualidade e precisão, registrando os detalhes das células humanas, e acabou estendendo-se ao setor privado, que ao contrário do setor público, juntou-se ao projeto em vista do potencial do lucro que as pesquisas podem trazer, especialmente para as indústrias farmacêuticas. Em seguida, vários países , inclusive o Brasil, passaram a participar do projeto que virou um grande empreendimento internacional.

Atualmente, Já foram mapeados 97% do código genético humano. Os genes (pedaços de moléculas de DNA) são apenas rascunho ou uma receita tosca de como se fabrica um ser vivo. Eles contém a matéria e como fazer os tijolos, as proteínas, mas não todas as instruções de como monta-las de modo que o resultado final seja um bebe humano saudável.

O genoma é um grupo de cromossomos que podem ser de origem materna ou paterna. O projeto tem como finalidade decifrar todos os genes da espécie humana, porém os genes que estão isolados, a ciência faz com que voltem para os seus lugares e forma uma proteína. Decifrar o código genético humano, é a ferramenta que deve acelerar a cura das doenças graves como o câncer. O genoma nos fornece o potencial para desvendar o mecanismo básico das doenças, o que poderá permitir o desenvolvimento de tratamentos mais direcionados. Como parte desse empreendimento, paralelamente estão sendo desenvolvidos estudos com outros organismos selecionados, principalmente microrganismos.

Objetivos e Importância

O Projeto Genoma Humano (PGH) é um empreendimento internacional, projetado para uma duração de quinze anos. O mesmo teve início em 1990 com vários objetivos, entre eles identificar e fazer o mapeamento dos cerca de 80 mil genes que se calculava existirem no DNA das células do corpo humano; determinar as sequencias dos 3 bilhões de bases químicas que compõe o DNA humano; armazenar essa informação em bancos de dados, desenvolver ferramentas eficientes para analisar esse dados e torná-los acessíveis para novas pesquisas biológicas. Outro objetivo do PGH é descobrir todos os genes na sequência de DNA e desenvolver meios de usar esta informação no estudo da Biologia e da Medicina, envolvendo com isso a melhoria e simplificação dos métodos de diagnósticos de doenças genéticas, otimização das terapêuticas para essas doenças e prevenção de doenças multifatoriais (doenças causadas por vários fatores), no que diz respeito a saúde.

Porém, seu objetivo principal é construir uma série de diagramas descritivos de cada cromossomo humano, com resolução cada vez mais apuradas mas, para isto é necessário : dividir os cromossomos em fragmentos menores que possam ser propagados e caracterizados ; e depois ordenar os mesmos de forma a corresponderem a suas respectivas posições nos cromossomos, ou seja, fazer o mapeamento.

Segundo Jordan (1993)- pesquisador envolvido no PGH- o verdadeiro objetivo inicial do PGH não era o sequenciamento muito complexo, caro e trabalhoso porém, um mapeamento detalhado do genoma, só que, no decorrer do processo, os progressos tecnológicos foram tão grandes que propiciaram o sequenciamento mesmo antes do prazo previsto. No entanto, alguns críticos do PGH argumentam que seus objetivos eram tratar , curar ou prevenir doenças, só que, para eles, este é um longo caminho e por enquanto seu principal resultado são as companhias de biotecnologia comercializando kits diagnósticos.

A grande importância do PGH é sua busca pelo melhoramento humano e a tentativa de tratar, prevenir ou até mesmo curar doenças genéticas com outras causas de doença (álcool, drogas, pobreza...), considerando-as todas de origem genética e divulgando que um dia encontremos uma "solução genética" para estas condições de saúde. Porém devemos lembrar que a análise genética não é infalível e seus dados são, com frequência, mal interpretados devido a uma tendência ideológica da qual os pesquisadores participam quase que inconscientemente. Para o pesquisador Wilke (1994) tamanha ênfase na constituição genética da humanidade pode nos levar a esquecer que a vida é mais do que a mera expressão de um programa genético escrito na química do DNA . Ao mesmo tempo o professor José Roberto Glodim e a bióloga Úrsula Matte na publicação de um texto pela Internet dizem que "...não devemos atribuir ao PGH mais importância do que ele realmente pode. Tome-se por exemplo a anemia falciforme, uma das doenças genéticas mais conhecidas e a primeira a Ter seu gene identificado. Chama a atenção o atraso das pesquisas e a pouca participação da genética na melhoria da condição de saúde dos pacientes e o PGH não vai mudar essa situação a curto prazo, pois o conhecimento de um gene é uma garantia de avanço terapêutico.

Ética

A informação advinda do projeto deve servir para proteger e melhorar a saúde - curar ou prevenir doenças. Porém, além do entusiasmo com os enormes benefícios que poderão advir das descobertas genética, fica a preocupação com algumas de suas consequência sociais. Um dos temores, é que os empregadores passem a exigir teste de DNA dos seus operários, levando a uma exclusão social por conta apenas de uma probabilidade, e não de uma certeza de alguma doença; isso levará a uma criação de um possível novo grupo de trabalhadores desempregados, neste século da biotecnologia, baseado apenas nos seus genótipos. Em uma sociedade em que as pessoas podem ser estereotipadas pelo genótipo, o poder institucional se torna mais absoluto. Ao mesmo tempo, a divisão da sociedade em indivíduos e grupos "superiores" e geneticamente "inferiores", surgirá uma nova classe social poderosa. Para evitar uma possível classe de desempregados descriminados geneticamente, será preciso fixar limites e impedir que instituições pratiquem a discriminação.

Outro aspecto preocupante é os da seguradora; uma vez que elas podem cobrar o chamado agravo em casos de doenças pré-existentes - o que é assegurado por lei federal - elas usam o testes de DNA como pretexto para aumentar o valor das contribuições mensais levando em consideração não a certeza, mas a probabilidade de determinada doenças. Muitos profissionais da área de saúde preocupam-se com o fato de que milhões de pessoas possam vir a ser rotuladas por toda vida com os estigmas de doentes, pelo simples fato de poder apresentar futuramente uma doença, cuja as consequência se estenderiam muito além da promulgação de políticas de seguradoras.

Cientitas Brasileiros

O Brasil também participa do Projeto Genoma Humano, apesar da nossa tecnologia não ser muito avançada estamos investindo muito nesse projeto. As principais iniciativas tomadas foram a da clonagem dos genes pelo laboratório da pesquisadora Mayana Zatz; o Projeto Genoma Humano do Câncer este está em andamento graças a união da Fapesp, Instituto Ludwig, Unicamp, EPM e da Faculdade de Medicina da USP; Genoma Cana este pode levar o Brasil a liderar a pesquisa em genoma de plantas, o objetivo deste é desvendar o sequenciamento genético da cana-de-açúcar, que foi apresentado pelos cientistas da Copersucar à FAPESP em 1998, e está sendo estudado até hoje e ainda o sequenciamento de uma praga de lavoura de laranja chamada de Xylella fastidiosa.

O integrantes do Projeto Genoma do Câncer realizado no Brasil, pretendem identificar os genes associados aos tipos de câncer mais frequentes no país, para que assim possam facilitar futuramente a cura do paciente com esta patologia. A descoberta do sequenciamento genético da praga Xylella fastidiosa que ataca os laranjais foi o principal motivo que levou o Brasil a se destacar com Projeto Genoma Humano, os grupos de pesquisa do país pela primeira vez trabalharam em cooperação, trocando dados em tempo real pela Internet até decifrar todas as 2,7 milhões de bases nitrogenadas desta praga.

O projeto da praga foi tão bem sucedido, que ganhou o reconhecimento internacional, sendo capa da revista britânica Nature e da Science (EUA.). Isto é muito gratificante para o país, pois assim conseguimos provar que não é por ser de um país subdesenvolvido, e de tecnologia atrasada que não se pode realizar grandes projetos com êxito.

TERAPIA GÊNICA

A grande maioria das pessoas, cientisias ou leigos, acreditam que a Terapia Gênica é uma forma "romântica" de medicina no próximo século. Raramente tem-se uma idéia científica ou tecnológica dessa terapia, o que leva a expectativas não realistas.

Mas, afinal, o que é terapia gênica? Terapia Gênica é a introdução de um gene em tecido somático, cujo produto pode aliviar o defeito causado pela perda ou mau funcionamento de um gene vital ou de seu respectivo produto. Para o sucesso da Terapia Gênica, é necessário dois importantes fatores: (a) que não ocorra efeitos indesejáveis, e (b) que se mantenha a produção, em níveis desejáveis, do produto do gene introduzido.

A Terapia Gênica tem se expandido, podendo ser empregada em males como o câncer, AIDS e doenças neurológicas, como o mal de Parkinson e de Alzheimer, entre outros. Trataremos disto posteriormente, no item Indicações da Terapia Gênica.

INTRODUZIR O GENE TERAPÊUTICO (SISTEMAS VETORES):

Para transferir o gene terapêutico para o tecido alvo, é preciso um sistema vetor capaz de conduzir esse gene para dentro das células. Existe uma variedade de sistemas vetores, podendo ser físicos, químicos ou biológicos. O estudo desses sistemas elucida as vantagens e desvantagens de cada um deles, bem como as indicações preferenciais dos vetores para esta ou aquela doença.

Entre os vetores físicos ou químicos, temos a tranfecção de DNA, a injeção direta de DNA, complexos receptores-ligantes, eletroporação etc. A expressão de genes introduzidos por esses métodos dura por um período transiente de tempo. A injeção direta de DNA é um dos sistemas bastante estudados e já existem alguns protocolos para o desenvolvimento de "vacinas de DNA".

Já os sistemas vetores biológicos são baseados na infecção de células por vírus. Esses sistemas são divididos em duas classes: os retrovírus e os adenovírus. Os vetores retrovirais são mais explorados devido à sua capacidade de se integrar ao cromossomo da célula infectada e, consequentemente, de manter os níveis de expressão do gene terapêutico. No entanto, os retrovírus só infectam células em divisão, o que pode ser uma limitação para doenças que ocorrem em células quiescentes (repouso). Os adenovírus, por sua vez, atingem altos títulos de infecção, além de infectar células que não estão se dividindo. Apesar disso, o gene terapêutico não é capaz de se integrar ao cromossomo das células hospedeiras, o que leva a uma expressão menos duradoura do gene terapêutico. O uso de adeno-vírus, portanto, necessitaria, de repetidas reinfecções do tecido acometido.

Os sistemas virais são produzidos por tecidos normais "in vitro". A escolha do tecido correto é, portanto, um dos pontos mais importantes. Deve-se ressaltar, no entanto, que modelos animais muitas vezes não podem ser aplicados em humanos, por não haver correspondência entre eles.

Os novos estudos de vetores virais, bem como de seus tecidos produtores, fazem da Terapia Gênica um método bastante promissor na cura de uma série de doenças.

OBSTÁCULOS DA TERAPIA GÊNICA:

A Terapia Gênica é uma técnica que começou a ser estudada há uma década. Por ser nova, essa terapia possui uma série de obstáculos que devem ser ultrapassados para que ela possa ser posta em prática.

Os retrovírus, por exemplo, apresentam baixos títulos de infecção. Neste caso, uma série de estudos estão sendo feitos para inserir um promotor gênico mais eficiente para aumentar a expressão do gene terapêutico.

Os adenovírus, por sua vez, apresentam uma expressão gênica alta mas que desaparece ao longo do tempo. Além disso, o gene carregado por adenovírus pode ser reconhecido pelo organismo como um agente estranho (antígenos) e serem combatidos pelo sistema imune, através da produção de anticorpos.

MELHORAMENTO GENÉTICO

O melhoramento genético da cana-de-açúcar é realizado, basicamente, para desenvolver variedades mais produtivas e com maior tolerância ao estresse hídrico, maior resistência às pragas e doenças e melhor adaptação à colheita mecanizada. Os órgãos de pesquisa que desenvolvem programas de melhoramento genético da cana utilizam, geralmente, conhecimentos das áreas de biotecnologia (Figura 1), ciências do solo, nutrição de plantas, climatologia, fisiologia, fitopatologia, entomologia, economia e outras.

Fig. 1. Produção de mudas em laboratório.

A maioria das características da cana-de-açúcar são herdadas de forma aditiva. Por exemplo, o cruzamento de duas variedades altas deve resultar numa variedade ainda mais alta. Porém, existe uma importante exceção que é a característica para a produtividade, em que as variâncias genéticas aditiva e não-aditiva parecem estar em igual grau de importância. Isso vem sendo o principal desafio nas pesquisas de melhoramento genético da cana-de-açúcar.

Outra questão bastante relevante em relação ao melhoramento genético da cana é a avaliação de novas variedades quanto à adaptação a diferentes ambientes. Isso é importante para a recomendação das melhores variedades para as regiões mais aptas. Como a cana-de-açúcar é originária de baixas latitudes - regiões tropicais, próximas ao Equador – seu florescimento ocorre apenas com temperaturas altas e elevada umidade. Por isso, os principais programas de melhoramento genético da cana-de-açúcar do Brasil possuem estações experimentais no Nordeste.

A Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro (Ridesa) possui a estação de pesquisa Serra do Ouro no município de Murici, AL. A unidade está na latitude 9º 13 S, a 500 metros de altitude, onde a pluviosidade média é de pelo menos dois mil milímetros anuais e as temperaturas médias, de 19,5 a 26,5º C (Celsius). Essas condições tornam o local muito propício para o florescimento da maioria das variedades de cana-de-açúcar e, também, para a boa fertilidade do pólen. As mudas de cana são plantadas em campos experimentais das unidades de pesquisa. A partir da terceira fase de seleção (T3), as mudas são plantadas em áreas experimentais das usinas conveniadas, nos diversos ambientes de produção,