Bomyi Lim: CRISPR e edição genética

Mudanças no Genoma

(Alaina Rumrill) A Dra. Bomyi Lim, ilustre professora de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade da Pensilvânia, fez avanços significativos na compreensão da expressão genética e do papel dos marcadores epigenéticos (1). Depois de concluir seus estudos de graduação e doutorado em engenharia química e biológica na Universidade da Pensilvânia e na Universidade de Princeton, a Dra. Lim aprimorou seus conhecimentos como pesquisadora no Instituto de Genômica de Princeton (1). Aqui, ela explorou como os princípios da engenharia química podem ser aplicados a sistemas biológicos, sob a influência de um doutorado. consultor focado em mecanismos de expressão gênica. Estas primeiras experiências inspiraram-na a investigar como as mudanças no genoma afectam a expressão genética e a função biológica, levando-a, em última análise, a concentrar-se na epigenética, o estudo de alterações hereditárias na expressão genética que não alteram a sequência de ADN subjacente (1).

Em seu trabalho atual, a Dra. Lim enfatiza dois tipos principais de modificações no genoma: edição de nucleotídeos e modificações químicas no genoma, como acetilação e metilação (1). Estas modificações, embora sutis, têm um impacto substancial na forma como os genes são expressos sem alterar permanentemente a própria sequência de ADN (1). A acetilação, por exemplo, geralmente promove a expressão genética ao afrouxar a estrutura do DNA, tornando-a mais acessível, enquanto a metilação tende a suprimir a atividade genética, silenciando efetivamente genes específicos (2). A abordagem do Dr. Lim para esta pesquisa é particularmente sistemática e estratégica. Através da biologia sintética e da modelação matemática, ela está a trabalhar em formas de reverter ou prevenir alterações moderadas no genoma, visando precisamente marcadores epigenéticos específicos (1). Seu foco em mudanças moderadas no genoma é motivado por seu potencial de oferecer soluções controladas para o tratamento de doenças e a compreensão de funções biológicas complexas sem alterar permanentemente o DNA.

A pesquisa do Dr. Lim tem vastas implicações para a nossa compreensão do desenvolvimento humano, do metabolismo e das doenças. Os avanços na capacidade de controlar a expressão genética através de alterações epigenéticas reversíveis oferecem uma alternativa inovadora às terapias tradicionais. Esta abordagem poderia levar a tratamentos que controlam as predisposições genéticas ou minimizam o risco de doenças, ajustando a atividade genética de uma forma direcionada e não permanente (1).

CRISPR e edição genética

Uma área importante da pesquisa do Dr. Lim envolve a tecnologia CRISPR, que está na vanguarda das ferramentas de edição de genes. O CRISPR, frequentemente descrito como “tesouras moleculares”, permite aos cientistas editar genes com precisão, visando sequências específicas de ADN com a enzima Cas9 (3). O trabalho do Dr. Lim se concentra em refinar esse processo, tornando-o uma ferramenta poderosa para aplicações clínicas. A sua investigação demonstrou como o CRISPR pode ser utilizado em ensaios clínicos, particularmente para condições como a anemia falciforme e a beta-talassemia (1). Nestes ensaios, a tecnologia CRISPR mostrou resultados promissores, com os pacientes a registarem melhorias significativas e, em alguns casos, a aproximarem-se da aprovação para a terapia prescrita (1).

A pesquisa CRISPR do Dr. Lim é impulsionada pelo potencial da terapia genética para revolucionar a medicina. Ao editar células somáticas – células que não transmitem informação genética aos descendentes – os cientistas podem tratar pacientes sem afectar as gerações futuras (1). Por exemplo, as células somáticas editadas por CRISPR podem tratar doenças genéticas em indivíduos afetados sem alterar as suas células reprodutivas. No entanto, o Dr. Lim reconhece os desafios associados ao CRISPR, incluindo potenciais efeitos fora do alvo (1). Essas edições não intencionais podem perturbar genes não-alvo, levando a resultados inesperados. Para resolver esta questão, a sua equipa está a trabalhar para refinar os métodos CRISPR para aumentar a precisão, reduzir os impactos fora do alvo e minimizar as hipóteses de modificação genética acidental (1).

Além das preocupações técnicas, o Dr. Lim permanece atento às implicações éticas do CRISPR e da edição genética. A sua investigação aborda o crescente debate sobre a permissibilidade da alteração genética, particularmente no que diz respeito às células não somáticas, ou germinativas, que passariam as edições às gerações futuras (1). A edição de células germinativas traz desafios éticos significativos, pois essas modificações trazem consequências permanentes e hereditárias que impactam os descendentes. Lim defende uma consideração cuidadosa das implicações sociais e individuais, sublinhando que a responsabilidade científica é basic quando se trabalha com tecnologias de edição genética tão poderosas e consequentes como a CRISPR (1).

Perspectiva Científica sobre Modificação Genética Humana

Os insights da Dra. Lim sobre edição de genes e pesquisa epigenética a levaram a uma perspectiva ponderada sobre a modificação genética humana, especialmente quando envolve a edição de embriões. Com os avanços no CRISPR e outras tecnologias de edição genética, o potencial para alterar embriões humanos passou de uma possibilidade teórica para uma questão ética controversa. O Dr. Lim vê a edição de embriões humanos como uma área sensível e eticamente complexa, dado o potencial para mudanças permanentes no genoma humano (1). A reacção pública à edição de embriões tem sido polarizada, especialmente após a utilização controversa de CRISPR em embriões humanos em 2018, que resultou em preocupações éticas generalizadas e respostas regulamentares em todo o mundo (1).

O Dr. Lim reconhece os precedentes históricos que moldaram o discurso público em torno da modificação genética. A clonagem da ovelha Dolly, por exemplo, suscitou pela primeira vez questões sobre os limites morais e éticos da manipulação genética (4). Da mesma forma, a edição de embriões humanos reacendeu as preocupações sobre as implicações de fazer alterações irreversíveis no genoma humano. Para o Dr. Lim, esses precedentes ressaltam a necessidade de diretrizes éticas rigorosas e de uma discussão pública completa antes que qualquer aplicação de edição genética em embriões seja considerada permissível (1). Ela enfatiza que a comunidade científica tem a responsabilidade de garantir que os avanços sejam feitos com um compromisso com a transparência, a ética e o bem-estar das gerações atuais e futuras (1).

Para o Dr. Lim, é essencial equilibrar os riscos e benefícios potenciais da edição genética. Ela acredita na importância da compreensão e sensibilização do público, uma vez que discussões informadas podem promover um discurso saudável neste campo em rápida evolução (1). Lim apoia os esforços para tornar a informação sobre edição genética mais acessível, incentivando cientistas, decisores políticos e o público a participar em conferências, simpósios e discussões abertas que abordem as implicações éticas, sociais e práticas destas tecnologias (1). Olhando para o futuro, o Dr. Lim prevê um mundo onde os avanços na edição de genes beneficiem a saúde humana sem comprometer os princípios éticos. O seu trabalho serve como um testemunho da importância da responsabilidade científica numa period de possibilidades tecnológicas sem precedentes, lembrando-nos do profundo impacto das nossas escolhas nas gerações futuras (1).

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Trabalhos Citados

(1) Lim, Bomyi. Entrevista pessoal. Conduzido por Erin Suh e Alexander Search engine optimization. 11 de fevereiro de 2024.

(2) Miller, Jaime L e Patrick A Grant. “O papel da metilação do DNA e das modificações das histonas na regulação transcricional em humanos.” Bioquímica subcelular, 2013. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6611551 .

(3) ciência, conexão Wellcome. “O que é CRISPR-Cas9?” novo_seu_genoma. Acessado em 27 de outubro de 2024. https://www.yourgenome.org/theme/what-is-crispr-cas9/#:~:textual content=Thepercent20CRISPRpercent2DCas9percent20systempercent20consists,thenpercent20bepercent20addedpercent20orpercent20removed .

(4) “Como a ovelha Dolly gerou debate sobre a clonagem.” Historical past.com, 25 de setembro de 2024. https://www.historical past.com/information/dolly-the-sheep-cloning .