Métodos de Manipulação genética

Modificação Genética

A manipulação genética consiste em uma experiência científica na qual células são fundidas, genomas são manipulados pela recolocação de genes existentes ou modificados, há adição de genes extras e produção de clones, células-tronco e animais transgênicos, ou para fins de terapia gênica, mostrando que a natureza biológica pode ser alterada para produzir organismos melhorados, órgãos para transplantes e curas para certas patologias.

Meios de Modificação Genética

CRISPR-CAS9

CRISPR é um acrônimo de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Em poucas palavras, são famílias de sequências de DNA encontradas em certas bactérias. Essas sequências contêm, por sua vez, fragmentos de DNA de vírus que já infectaram essas bactérias anteriormente.

Os CRISPRs funcionam como uma memória imunológica, pois armazenam a impressão digital molecular dos vírus no DNA das bactérias. Dessa forma, novas infecções podem ser detectadas e neutralizadas, resultando na imunização destas células.

Como funciona

O funcionamento do CRISPR é simples de entender. Uma enzima chamada Cas9 age como uma "tesoura molecular". Ela é usada para cortar e modificar seções de DNA associadas a uma doença (ou, em outras palavras, um ataque de vírus), ou qualquer tipo de defeito que precise ser reparado. 

Como a enzima encontra o local exato para cortar e agir? Outra molécula, o RNA guia, direciona estas "tesouras" para o local exato onde ocorreu a mudança de DNA. Uma vez feito o corte, os mecanismos necessários são colocados em andamento para reparar o fragmento.

Principais usos do CRISPR

• Aplicações médicas, tais como ensaios para eliminar o HIV, ou para tratar doenças como a distrofia muscular de Duchenne, Huntington, autismo, progeria, fibrose cística, câncer tri-negativo ou síndrome de Angelman.

• Luta contra as doenças infecciosas transmitidas por insetos como malária, Zika, dengue, chikungunya e febre amarela.

•  Biotecnologia vegetal. As técnicas CRISPR podem ser usadas para produzir variantes de plantas mais adaptadas ao meio ambiente, mais resistentes à seca ou mais resistentes a pragas de insetos. As propriedades organolépticas, incluindo as propriedades físico-químicas, podem ser modificadas para torná-las mais adequadas para o consumo humano. 

• Na tecnologia animal, pode ser usado para introduzir melhorias nas espécies para, por exemplo, criar rebanhos resistentes a doenças típicas. 

Eletroporação

Eletroporação consiste na aplicação de pulsos elétricos curtos de alta tensão que aumentam o potencial de transporte da membrana, promovendo uma formação transitória de poros aquosos, permitindo que macromoléculas migrem através desses poros.

A eficácia do transporte depende dos parâmetros elétricos (frequência de pulso, formato de onda, intensidade do campo elétrico e outros) e das propriedades físico-químicas das drogas.

Eletroporação Reversível e Irreversível

Na Eletroporação, pulsos elétricos curtos e intensos são aplicados. Quando uma célula é exposta a um campo elétrico suficientemente elevado, sua membrana torna-se temporariamente permeável e moléculas de quimioterápicos que antes não conseguiam passar por ela o fazem, o valor de intensidade do campo elétrico em que a permeabilização reversível é alcançada é denominado de limiar reversível.

Quando o campo elétrico passa de um determinado limiar, particular para cada tipo de célula, as alterações provocadas na membrana celular tornam-se permanentes, levando à morte celular devido à perda de homeostase, o valor de intensidade do campo elétrico em que as mudanças na membrana celular se tornam permanentes é denominado limiar irreversível.

Aplicações

A eletroporação reversível de tecidos vivos é hoje utilizada clinicamente ou em estudos terapêuticos. Como exemplo temos: transferência de moléculas de DNA ou eletrogenoterapia, introdução de fármacos anti-câncer em células tumorais (eletroquimioterapia) entre outros.

A eletroporação irreversível se mostrou uma grande promessa na ablação não térmica de tumores, com uso de fármacos adjuvantes. Mais recentemente desenvolveu-se seu uso em tecidos, com procedimento cirúrgico minimamente invasivo na ablação de tecidos tumorais sem o uso de fármacos. 

Fora do meio clínico, é importante frisar que o uso da eletroporação irreversível também está presente na indústria, em câmara para tratamento de patogênicos. 

No caso de alimentos seu uso é chamado de Pulse Electric Field treatment (PEF) explorada na esterilização de ovos ou mesmo na pasteurização suave a qual preserva os nutrientes mais valiosos prolongando a vida útil do alimento assim como seu sabor. 

Referências: site1 site2