Terapia génica

A edição genética refere-se à técnica de modificar o DNA de um organismo de forma precisa. O sistema CRISPR/Cas9 marca a viragem no campo do tratamento de doenças genéticas e epigenéticas devido à sua versatilidade e simplicidade de manuseamento em laboratório.

A sigla CRISPR - que significa a integração de pequenas porções de material genético externo em regiões de sequências repetitivas - resultou do conhecimento de um mecanismo, que as bactérias possuem, de transferir genes sob a mediação por transdução, transformação ou conjugação com elementos móveis quando sujeitas a infeções por bacteriófagos e outros elementos genéticos.

O "Cas" da sigla, corresponde a uma proteína específica à qual se liga um pequeno fragmento de RNA, que a vai orientar para um local específico do DNA, por exemplo, de um vírus invasor, a fim de o seccionar. Ora, tal sistema tornou-se numa extraordinária ferramenta de edição génica. Ou seja, uma forma de substituir um gene defeituoso por um gene funcional.

As nucleases são enzimas capazes de quebrar as ligações existentes entre bases nucleotídicas em edição genética. São feitos cortes em locais específicos do DNA. Ora, a endonuclease – Cas9 – faz parte do sistema imunitário adaptativo da bactéria streptococus pyogenes. A nucleasse – Cas9 – é direcionada por uma pequena sequência de RNA que reconhece o DNA alvo, por complementaridade, tornando-o acessível à ação da Cas9. Hoje, o melhor método de transporte e entrega às células alvo é feito por ribonucleoproteínas (RNPs).

A introdução dos componentes do CRISPR/Cas9 num zigoto ou numa fase embrionária precoce permite modificar o genoma em todas as células do organismo, incluindo as da linha germinativa.

Há um manancial de problemas na saúde humana, seja ela física, seja psíquica ou mental, em que os cientistas da engenharia genética esperam poder resolver num futuro já não tão longínquo como os filmes de ficção científica nos fariam pensar. Por exemplo, até ao momento, não foi identificado um único gene responsável pela adição a drogas. A tendência à dependência de substâncias é influenciada por uma combinação complexa de fatores genéticos, ambientais e sociais. No entanto, estudos sugerem que há variantes genéticas suscetíveis de poderem contribuir para a dependência química, e sendo assim, é uma questão de tempo, o apetite dos cientistas para resolver problemas é infinito.

O primeiro uso terapêutico da transferência génica, bem como a primeira inserção direta do DNA humano no genoma nuclear, foi realizado por French Anderson em um ensaio iniciado em setembro de 1990. Nem todos os procedimentos médicos que introduzem alterações na composição genética de um paciente podem ser considerados terapia génica. Descobriu-se que o transplante de medula óssea e os transplantes de órgãos em geral introduzem DNA estranho nos pacientes.

Após os primeiros avanços na engenharia genética de bactérias, células e pequenos animais, os cientistas começaram a considerar como aplicá-lo à medicina. Duas abordagens principais foram consideradas: substituir ou interromper genes defeituosos. Os cientistas se concentraram em doenças causadas por defeitos de um único gene, como fibrose cística, hemofilia, distrofia muscular, talassemia e anemia de células falciformes.

O DNA deve ser administrado, atingir as células danificadas, entrar na célula e expressar ou interromper uma proteína. A abordagem inicial incorporou o DNA num vírus projetado para entregar o DNA (a porção de DNA que exprime um gene que faz com que uma proteína necessária seja expressa) no cromossoma. Mais recentemente, o aumento da compreensão da função da nuclease levou a uma edição mais direta do DNA usando a ferramenta CRISPR.

Na terapia génica germinativa, as células germinativas (espermatozoides; óvulos) são modificadas pela introdução de genes funcionais em seus genomas. A modificação de uma célula germinativa faz com que todas as células do organismo contenham o gene modificado. A mudança é, portanto, hereditária e passada para as gerações posteriores. Se, por exemplo, uma mutação em um determinado gene causa a produção de uma proteína disfuncional resultando (geralmente recessivamente) em uma doença hereditária, a terapia génica poderia ser usada para entregar uma cópia desse gene que não contém a mutação deletéria e, assim, produz uma proteína funcional. Essa estratégia é conhecida como terapia de reposição génica.

Em maio de 2019, a FDA aprovou o onasemnogene abeparvovec (Zolgensma) para o tratamento da atrofia muscular espinhal em crianças abaixo dos dois anos de idade. Em maio, a EMA aprovou o betibeglogene autotemcel (Zynteglo) para o tratamento da talassemia beta para pessoas com doze anos de idade ou mais. Em julho, a Allergan e a Editas Medicine anunciaram o ensaio clínico de fase I/II do AGN-151587 para o tratamento da amaurose congénita de Leber10. Este é o primeiro estudo de uma terapia de edição genética humana in vivo utilizando a ferramenta CRISPR onde a edição ocorre dentro do corpo humano. A primeira injeção do Sistema CRISPR-Cas foi confirmada em março de 2020.

Em maio de 2020, o onasemnogene abeparvovec (Zolgensma) foi aprovado pela União Europeia para o tratamento da atrofia muscular espinhal em pessoas que apresentam sintomas clínicos de AME tipo 1 ou que não têm mais de três cópias do gene SMN2, independentemente do peso corporal ou da idade. Em agosto, a Audentes Therapeutics relatou que três de 17 crianças com miopatia miotubular ligada ao X que participaram do ensaio clínico de um tratamento de terapia génica AT132 baseado em AAV8 morreram. Foi sugerido que o tratamento, cuja dosagem é baseada no peso corporal, exerce um efeito desproporcionalmente tóxico em pacientes mais pesados, uma vez que os três pacientes que morreram eram mais pesados do que os outros. Em 15 de outubro, o Comité dos Medicamentos para Uso Humano (CHMP) da Agência Europeia de Medicamentos (EMA) adotou um parecer positivo, recomendando a concessão de uma autorização de introdução no mercado do medicamento Libmeldy (população autóloga enriquecida em células CD34+ que contém células estaminais hematopoéticas e células progenitoras transduzidas ex vivo utilizando um vector lentiviral que codifica o gene da arilsulfatase A humana), uma terapia gênica para o tratamento de crianças com as formas "infantil tardia" (LI) ou "juvenil precoce" (EJ) de leucodistrofia metacromática (DML). A substância ativa do Libmeldy consiste nas próprias células estaminais da criança que foram modificadas para conter cópias funcionais do gene ARSA. Quando as células modificadas são injetadas de volta no paciente como uma infusão única, espera-se que as células comecem a produzir a enzima ARSA que quebra o acúmulo de sulfatidas nas células nervosas e outras células do corpo do paciente. Libmeldy foi aprovado para uso médico na UE em dezembro de 2020. Em 15 de outubro, a Lysogene, uma empresa biotecnológica francesa, relatou a morte de um paciente que recebeu LYS-SAF302, um tratamento experimental de terapia génica para mucopolissacaridose tipo IIIA (síndrome de Sanfilippo tipo A).

Em maio de 2021, um novo método utilizando uma versão alterada do HIV como vetor de lentivirus foi relatado no tratamento de 50 crianças com ADA-SCID, obtendo resultados positivos em 48 delas. Espera-se que esse método seja mais seguro do que os vetores de retrovírus comumente usados em estudos anteriores de SCID, onde o desenvolvimento de leucemia foi geralmente observado e já havia sido usado em 2019, mas em um grupo menor com X-SCID. Em junho, um ensaio clínico em seis pacientes afetados com amiloidose por transtirretina relatou uma redução na concentração da proteína transtirretina perdida (TTR) no soro por meio da inativação do gene TTR em células hepáticas por CRISPR observando reduções médias de 52% e 87% entre os grupos de dose mais baixa e mais alta. Isso foi feito in vivo, sem tirar as células do paciente para editá-las e reinfundi-las mais tarde. Em julho, os resultados de um pequeno estudo de fase I de terapia génica foram publicados relatando a observação da restauração de dopamina em sete pacientes entre 4 e 9 anos de idade afetados pela deficiência de L-aminoácido aromático descarboxilase ou deficiência de AADC.