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O campo das ciências médicas evoluiu exponencialmente ao longo dos anos. Desde os avanços no desenvolvimento de novos medicamentos até a implementação da nanotecnologia em dispositivos de monitoramento de saúde, percorremos um longo caminho como espécie.
Um desses avanços é a capacidade de entender e mudar as características físicas e fisiológicas de um ser humano alterando seu genoma!
O artigo oferece ao leitor uma introdução ao campo da genética, aborda o genoma humano e as aplicações da edição genética e da tecnologia CRISPR.
O Genoma Humano
Biologicamente falando, um ser humano é uma estrutura complicada com várias características. Essas características, como altura, cor do cabelo, cor dos olhos, características faciais e assim por diante, podem ser determinadas usando seu DNA.
DNA
O ácido desoxirribonucleico (DNA) é um material composto pelos elementos químicos fundamentais (açúcar, fosfato e bases) que carregam todas as informações sobre a aparência e o funcionamento de um ser vivo.
Biólogos e profissionais médicos podem decodificar a informação, única para todos, estudando o padrão do DNA.
Genes
Um gene é uma parte específica do DNA que codifica uma proteína. São as proteínas produzidas pelos genes que fazem o trabalho de realizar as funções do DNA.
Os genes funcionam como unidades de hereditariedade e são responsáveis por transmitir características particulares dos pais para os filhos.
A soma total dos genes e do material genético de um organismo é chamada de genoma. A compreensão do genoma humano permitiu aos cientistas desenvolver novas formas de tratar, curar ou até mesmo prevenir milhares de doenças que afligem a humanidade.
É aqui que entra a edição genética.
Edição Genética
Genoma ou edição de genes são um grupo de tecnologias que permitem aos cientistas alterar o DNA de um organismo. Essas tecnologias possibilitam adicionar, remover ou alterar material genético em locais específicos do genoma.
Ao contrário de outras técnicas de engenharia genética que inserem aleatoriamente material genético em genomas hospedeiros, essas técnicas visam inserções em locais altamente específicos.
Como funciona o Tech & Data Studio:
A edição de genes envolve enzimas. Enzimas são proteínas que permitem ou aceleram processos químicos. As enzimas projetadas usadas na edição de genes são chamadas de nuclease e podem cortar o DNA.
As nucleases são projetadas com outro produto químico que as guia para as fitas de DNA que precisam cortar. Essas fitas de DNA cortadas podem se regenerar, mas desta vez são alimentadas com a informação desejada para se transformar nas fitas de DNA desejadas.
Novas vertentes significam novos genes e novos genes significam novas características.
Os cientistas usam a edição de genes para investigar diferentes doenças que afetam os seres humanos.
Eles editam os genomas de animais, como ratos e peixes, e observam como essas mudanças afetam sua saúde. Eles então usaram suas descobertas para prever como mudanças semelhantes nos genomas humanos podem afetar a saúde humana.
Além disso, os cientistas estão desenvolvendo terapia genética. Esses tratamentos envolvem a prevenção e o tratamento de doenças em humanos usando a edição genética.
Tecnologia CRISPR
Um grande avanço na tecnologia de edição de genes é a introdução do Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR).
O CRISPR é baseado em um sistema de defesa que ocorre naturalmente em algumas bactérias. O DNA dessas bactérias contém muitas sequências palindrômicas curtas (palavras que são as mesmas tanto para frente quanto para trás, como RAAR).
As bactérias armazenariam pedaços dos vírus que combateram dentro dessas sequências palindrômicas.
Como funciona o Tech & Data Studio:
A enzima usada no CRISPR é chamada Cas9. Essa enzima se liga à sequência palindrômica infectada e corta o DNA em pedaços, retendo informações sobre o vírus.
A proteína Cas armada reconheceria o DNA viral e o destruiria imediatamente caso a bactéria fosse infectada novamente pelo mesmo vírus.
Aplicações do CRISPR
O CRISPR tem sido usado de várias maneiras, incluindo pesquisa, saúde, criação de animais de estimação, produção de alimentos, combustível verde e muito mais.
1. Pesquisa
Os sistemas CRISPR estão sendo implementados em estudos relacionados ao alívio de distúrbios genéticos em animais e provavelmente serão empregados em breve na clínica para tratar doenças humanas do olho e do sangue.
A China e os Estados Unidos aprovaram dois ensaios clínicos usando CRISPR-Cas9 para terapias direcionadas ao câncer.
Além das aplicações biomédicas, essas ferramentas agora estão sendo usadas em estudos para acelerar a criação de gado e plantações, projetar novos antimicrobianos e controlar insetos portadores de doenças com genes.
2. Assistência Médica
Os cientistas conseguiram desenvolver métodos para destruir bactérias resistentes a antibióticos, modificando os genomas de vírus que matam bactérias (bacteriófagos) com a tecnologia CRISPR-Cas9.
Esses sistemas também permitem a criação de modelos animais para doenças humanas e a remoção do HIV de células infectadas.
Em um modelo de camundongo de doença humana, o CRISPR corrigiu um erro genético, resultando no resgate clínico de camundongos doentes.
3. Criação de animais de estimação
O CRISPR foi aplicado em embriões iniciais para criar organismos geneticamente modificados e foi injetado em animais de laboratório para obter uma edição genética substancial em seus tecidos.
Abordagens baseadas em CRISPR têm sido usadas para modificar os genomas de animais, incluindo camundongos, ratos e outros primatas não humanos. Essas abordagens podem ser empregadas para aumentar a produtividade, resistência a doenças e ativar características/características procuradas em animais de estimação.
Usando o CRISPR, podemos até introduzir uma geração de novos modelos animais.
4. Produção de alimentos
A tecnologia de edição de genes CRISPR pode melhorar o rendimento e a qualidade das colheitas; resistência à seca das plantas, resistência a herbicidas e inseticidas, aumentando a segurança e a segurança alimentar.
Também pode ajudar na remoção da resistência a antibióticos, melhorar a vida útil do produto e acelerar o processo de domesticação das plantas.
Plantas de melhor qualidade significam forragem de melhor qualidade para os animais, aumentando assim sua saúde. Como as plantas e os animais formam a base da nossa cadeia alimentar, podemos ter alimentos e produtos de melhor qualidade.
5. Combustível Verde
Combustível verde é o combustível que é produzido a partir de fontes orgânicas e é ecologicamente correto.
O CRISPR tornou possível produzir o dobro da quantidade de biodiesel (uma forma de combustível verde) a partir de algas fototrópicas.
Esse combustível é obtido dobrando a produção de lipídios em algas, usando CRISPR para ajustar os genes. Os lipídios são combustíveis e compõem essencialmente o biodiesel.
Mas a edição genética é ética?
Alterar o curso natural de ação certamente atrairá preocupações éticas. Alterar a genética humana usando tecnologias de edição de genes, como CRISPR, não encontraram suporte inequívoco. Isso ocorre porque as alterações feitas nos genes dos óvulos e espermatozóides podem ser transmitidas às gerações futuras.
Há um grande debate sobre se essa tecnologia deve ser usada para melhorar as características humanas normais (como inteligência ou altura).
As preocupações de segurança também surgem ao usar essa tecnologia, pois sempre há a possibilidade de ter efeitos fora do alvo (edições no lugar errado) e mosaicismo (quando algumas células carregam a edição, mas outras não).
Com base em preocupações sobre ética e segurança, a edição do genoma de células reprodutivas é atualmente ilegal em muitos países.
Conclusão
Compreender o genoma humano nos permitiu revolucionar a tecnologia de saúde em nanoescala.
Edição de genes e tecnologia CRISPR que forneceram aplicações inovadoras em termos de erradicação de doenças e até mesmo correção de imperfeições humanas.
Os cientistas prevêem que essas tecnologias são a chave para criar uma geração de homo sapiens livre de doenças com características perfeitas.
Quais são suas opiniões sobre edição genética? Deixe-nos saber nos comentários.
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