Selecção de embriões

O conceito de selecção de embriões é fácil de entender. Após fertilização in vitro vários embriões são produzidos. Pelo menos um desses embriões tem de ser implantado no útero materno para que um bebé nasça (obviamente). A questão é- que embrião escolher? Claro que podíamos escolher um embrião ao calhas, mas não seria útil escolher o melhor dos embriões, ou pelo menos um embrião que não possuísse alguma das doenças genéticas mais perigosas? Tal escolha seria muito útil, principalmente em famílias em que o risco de uma nova criança possuir um gene causador de uma doença problemática, por exemplo fibrose cística, é bastante grande…

O procedimento é possível… mas será ético? Podemos abordar as questões éticas sob várias perspectivas…

Em primeiro lugar existe toda a importante questão: Será ético seleccionar uma criança em detrimento de outra? Certo, talvez estejamos a condenar uma das potenciais crianças à morte, mas tendo em conta que apenas uma criança irá nascer, não será mais positivo garantir que essa criança não sofra de doenças com graves consequências para a sua sobrevivência, ajudando assim não só a criança como também toda a família? Ultrapassando toda a questão sobre onde começa uma vida, seleccionar embriões sem doenças perigosas parece ser considerado positivo por todos… Mas é claro que esta tecnologia pode ser utilizada para outros propósitos…

Muitas crianças com várias doenças morrem por inexistência de um dador compatível… A opção para muitos pais é conseguir ter um outro filho com informação genética compatível, cujas células, nomeadamente as células estaminais do cordão umbilical, possam ser usadas para transplante… Muitos vezes os resultados são negativos e nenhuma criança é nascida a tempo de salvar o irmão ou irmã doente. Uma opção bastante viável é a selecção de embriões compatíveis à criança doente… No entanto isto involve algumas questões… quais as consequências psicólogicas para uma criança que sabe que apenas foi criada para salvar um irmão? É certo que a intenção é boa, mas serão estas crianças vistas como fonte de peças sobreselentes? Por exemplo, se a criança doente precisa de um rim, será ético sujeitar o irmão saudável a tratamentos algumas vezes invasivos e perigosos apenas para salvar outra criança?

Existem também outras questões… E se por exemplo em vez de seleccionar embriões sem certas características estivermos a selecionar embriões com certas características que consideramos favoráveis? É aqui que entra o medo de que a selecção de embriões possa ser usada para criar ‘designer babies’, bebés digamos perfeitos, selecionados não por não terem certas doenças mas por terem certas características desejáveis… É até possível imaginar pais escolherem bebés por catálogo, escolhendo o sexo, cor dos olhos, QI, etc… note-se, ainda não é possível identificar através dos genes muitas dessas características, mas as possíveis consequências de tal selecção são evidentes, por exemplo, no filme GATTACA, que desde já recomendo que seja visto, devido ao seu interesse, mas não levado demasiado à letra. É certo que hoje em dia existe legislação, pelo menos no Reino Unido, que impede selecção de embriões por razões puramente estéticas… É importante, no entanto, reparar que em Maio deste ano, o organismo regulador em Inglaterra permitiu a selecção de uma doença de nome Congenital Fibrosis of the Extraocular Muscles. Esta doença não é progressiva nem reduz o tempo de vida, e as suas maiores consequências são a perda de visão bifocal e o estrabismo. É certo que esta doença genética não tem cura, e as operações são dolorosas e de poucos resultados… mas será correcto rejeitar embriões apenas devido a algo que possa ser considerado apenas como estético? Onde se deve estabelecer a linha entre o que é aceitável e o que é inaceitável?

E não são. Selecção de embriões baseada em critérios puramente estéticos pode levar a segregação social, pois a mensagem que transmite é a de que certas característics, sejam elas a cor do cabelo ou a obesidade, têm menos valor, e como tal devem devem ser apagadas da população… chegando ao ponto de toda uma discussão se parecer demasiado com os argumentos usados pelos nazis para exterminar certos grupos da população!

Enfim, talvez estejamos a levar a discussão aos seus extremos! No entanto, e antes que tudo seja permitido, é importante analisar com cuidado aquilo que deve ou não ser permitido… e qual o modo de utilizar esta tecnologia para permitir crianças mais saudáveis e felizes, e não a criação de uma sociedade ainda mais discriminatória…

Terapia Genética

O século XXI é o século da genética. Nos últimos anos, desde a descoberta da estrutura do DNA até ao sequenciar do genoma humano, o nosso entendimento dos seres vivos e de nós próprios tem vindo a crescer. De tal modo que novas técnicas a serem desenvolvidas neste momento prometem conseguir mais do que talvez pensássemos ser possível…

Muitas das características dos seres vivos e de nós seres humanos são determinadas geneticamente. Desde a cor dos cabelos até doenças problemáticas. Pois bem, acontece que é agora possível fazer alguma coisa em relação a isso! Das várias opções, o programa desta e da próxima semana vão focar duas opções para reduzir os efeitos de doenças genéticas- através da terapia genética e da selecção de embriões.

Mas falando da terapia genética… A terapia genética nada tem a ver com levar os genes ao psicólogo, mas sim de descobrir maneira de mudar os nossos genes… sim, ouviu bem, de mudar os genes! Algumas doenças genéticas são caracterizadas por um grande número de genes, por exemplo alguns tipos de cancro, e a maior parte deles desconhecidos! Uma doença genética deste tipo é impossível de resolver pela terapia genética. Outras doenças, no entanto, são bastante mais simples no sentido de que são determinadas por apenas um gene, ou pelo menos existe um gene que é responsável pela forma mais perigosa da doença. O que os cientistas querem fazer é muito simples, pelo menos em teoria: criar um gene bom sinteticamente e substituir o gene errado no paciente. É claro que a história é muito mais complicada…

Criar um pedaço de DNA com o gene bom é a parte mais fácil. Hoje em dia a sequência da maior parte desses genes é conhecida, e existem aparelhos com a capacidade de sintetizar DNA com a sequência que quisermos. Este DNA é depois inserido num pedaço de DNA circular a que se dá o nome de plasmídeo. Os plasmídeos têm uma enorme variedade de aplicações, e neste caso garantem estabilidade ao DNA e tornam o seu manuseamento mais fácil. Mas como fazer chegar o gene bom até às células? Bem, em primeiro lugar é importante perceber que o objectivo não é fazer chegar o gene a todas as células do organismo, mas apenas a parte daquelas em que a doença se manifesta, numa percentagem suficientemente alta para reduzir os sintomas. Em segundo lugar apesar de simplesmente injectar o DNA puder ser uma opção, a técnica de introdução mais utilizada são os vírus… sim, sim, ouviu bem, usar vírus! Mas atenção, os vírus são modificados de tal modo a que em teoria não causem infecções perigosas nos pacientes. Mas o maior problema nem é esse. Existem vários problemas associados aos diferentes tipos de vectores que podem ser utilizados para a introdução dos genes, desde a incapacidade do gene ser expresso por longos períodos de tempo, e ter efectivamente resultados, até ao perigo de provocar reacções imunitárias… e que não se pense que estes são apenas perigos teóricos! Em 1999, Jesse Gelsinger, um jovem americano de 18 anos submeteu-se a um tratamento experimental para uma doença genética no fígado bastante complicada. Em algumas horas Jesse desenvolveu uma febre que se pensou ser normal, mas em menos de um dia entro em coma e acabou por morrer. Escusado será dizer que todos os testes para a cura dessa doença por terapia genética ficaram imediatamente suspensos.

No entanto, existem algumas doenças para as quais os testes continuam. A imunodeficiência severa combinada é uma doença genética que impede o organismo de produzir anticorpos. Os pacientes são incapazes de se proteger de qualquer tipo de invasão por bactérias ou vírus, e como tal têm de viver num ambiente esterilizado. Não é pois por acaso que estas crianças (já que raramente sobrevivem até à idade adulta) são conhecidas como crianças bolha. Alguns testes foram realizados, e em 2002 de 14 crianças bolha sujeitas a este tratamento, 10 ficaram curadas da doença. Infelizmente, 2 das 10 crianças desenvolveram leucemia. Isto porque o objectivo ideal é que o gene bom que introduzimos seja transportado não só para dentro da célula mas que seja também inserido no genoma da célula, de modo a ter efeitos mais duradoiros. O que parece ter acontecido nestas duas crianças foi que o gene bom foi introduzido num lugar menos bom, activando a expressão de um gene associado ao cancro. Uma das crianças acabou mesmo por morrer. Em Janeiro de 2005 os testes foram retomados, mas infelizmente outra das 10 crianças desenvolveu também um cancro, pelo que futura investigação parece estar temporariamente suspensa.

Uma outra doença para a qual a terapia genética está em fase de teste em humanos é a fibrose cística. Esta doença, uma das mais comuns doenças genéticas que causam redução do tempo de vida, é causada por um canal de cloro que não funciona bem, causando a problemas na produção de muitos dos mucos do organismo. A consequência mais comum é a produção de um muco demasiado espesso nos pulmões, levando à acumulação de bactérias e o desenvolvimento de doenças respiratórias… Os tratamentos já começaram, mas os resultados até ao momento não têm sido promissores… Uma outra doença em fase de teste é a distrofia muscular progressiva…

A terapia genética é uma opção… mas e se fosse possível impedir que crianças com estas doenças nascessem? Não estou a falar de aborto nem de assassínio, mas imagine que a sua família tem um historial de uma certa doença… E se fosse possível, através da reprodução in vitro obter um número de embriões e seleccionar para implantação apenas aquele em que a doença não existisse? Pois bem, a selecção de embriões será o tema da próxima semana!

Animais fluorescentes? usando GFP

O interesse pela fluorescência não é exclusivo de criancas ou daqueles com uma mente mais inventiva. Mais do que um brinquedo, a fluorescência pode ser de grande utilidade para a ciência.

De facto, uma das ferramentas científicas mais úteis desenvolvidas nos ultimos anos foi a chamada GFP (green fluorescent protein) ou em português, a proteína verde fluorescente.

A história da GFP começou em 1961 quando os cientistas Osamu Shimomura and Frank Johnson trabalhavam na alforreca Aequorea victoria. Basicamente estes dois cientistas descobriram que existia uma proteína nesta alforreca que utilizava sinais luminosos dependentes em cálcio na produção da cor verde fluorescente característica da espécie. Para além de fazer as alforrecas brilhar com uma cor engraçada, a utilidade imediata desta proteína não foi imediatamente compreendida. Foi só bastante mais tarde, após 1992, que a GFP começou a ter uma função essencial em ciência...

A GFP é utilizada em ciência basicamente para indicar se um gene introduzido num organismo foi transferido para o núcleo da nova célula e está a ser expresso normalmente. Vejamos: Como vimos na semana passada, no programa sobre plantas transgénicas, muitas vezes os cientistas estão interessados em introduzir genes em novas células ou organismos. Mas como saber se o novo gene foi introduzido correctamente, e que a proteína correspondente esta a ser produzida? Bem basicamente os cientistas introduzem o gene de interesse e o gene de GFP. Se o gene de interesse tiver sido introduzido com sucesso, então também GFP será introduzido com sucesso, e as células ou organismo de introdução irá apresentar uma característica cor verde fluorescente...

E não só! É também possível associar a nossa proteína de interesse com GFP e monitorizar o seu movimento dentro de uma célula viva!

E a grande vantagem da GFP é que não só é fluorescente e pequena, como não possui quaisquer efeitos negativos na célula de introdução...


Mas agora passando a questões mais interessantes... Será que é possível utilizar GFP na criação de algo mais interessante, para além das suas óbvias vantagens para cientistas e investigadores?

Bem, acontece que já alguém teve ideias semelhantes. Desde que a GFP comecou a ser utilizada rutineiramente em ciencia que uma lista interessante de organismos fluorescentes tem sido criada... ou dizendo de outra maneira, os cientistas criaram animais que brilham no escuro!

O processo não é doloroso para os animais. Implica apenas a injecção do gene para a produção de GFP em ovos fertilizados... O nível de sucesso é bastante reduzido (menos de 1% de sucesso em 1999), mas ainda assim alguns animais fluorescentes já foram criados. E diga-se de passagem- estes animais são mesmo fixes! A lista de animais fluorescentes inclui ratos, porcos e até um coelhinho verde fluorescente baptizado de Alba! Até existe um macaco parcialmente fluorescente, chamado ANDi.

Mais do que fofinhos, estes animais podem ser úteis no estudo de doenças como Alzheimer’s ou cancro, se a GFP for modificada para ser expressa apenas em determinados tipos de células de interesse. É claro que a baixa percentagem de sucesso e o custo de produção faz com que o seu uso, para além de chamar a atenção dos media, ainda seja reduzido...

Finalmente é preciso dizer que não só animais são capazes de fluorescer hoje em dia. À alguns anos atrás, por exemplo, um grupo de alunos em pos-graduação na universidade Hertfordshire propuseram a criação de uma árvore de natal capaz de brilhar no escuro! Já imaginou? Acabavam-se logo os problemas com luzes de natal fundidas! E com a utilização de novas cores em proteínas fluorescentes descobertas nos últimos anos em vários tipos de coral, a criação de uma árvore de natal multicolorida pode não estar tão longe assim!

Arroz dourado

Plantas geneticamente modificadas (ou GM crops em inglês- genetically modified crops) não são mais do que plantas às quais foi adicionado um ou mais genes específicos, de modo a adquirirem alguma nova característica de interesse.

O potencial destas plantas é bastante vasto- em princípio deveria ser possível retirar qualquer gene de qualquer organismo e introduzi-lo. A sua utilidade é bastante grande, e existem já vários tipos de plantas geneticamente modificados em produção. A maior parte dos 102 millhões de hectares de plantas geneticamente modificadas todos os anos é utilizada para produzir soja com tolerância a herbicidas. Herbicidas, como se sabe, são substâncias químicas utilizadas pelos produtores agrícolas na erradicação de ervas daninhas e espécies vegetais que invadem os campos de cultivo. O problema do uso de herbicidas é que geralmente atacam também a produção, com consequências negativas. De modo a reduzir estes efeitos, foram introduzidas plantas, por exemplo soja, com um gene que lhes permite resistir ao efeito do herbicida- deste modo as plantas infestantes morrem e a soja cresce alegremente.

Outro tipo bastante badalado de plantas geneticamente modificadas é a da produção de espécies resistentes a pestes como insectos. Estas plantas, nomeadamente milho, são chamadas de Bt porque possuem um gene que normalmente se encontra presente num tipo de bactéria chamado Bacillus thurgiensis. Basicamente o milho Bt passa a produzir esta proteína. Quando as larvas destruidoras se alimentam da planta, a proteína torna-se tóxica e causa a sua morte.

Existem mais tipos de plantas geneticamente modificadas, com muitas mais utilidades, e a lista de argumentos a favor e contra o seu uso é extensa. No entanto não é publicidade a nenhuma das estas causas que quero fazer. Mais interessante é falar acerca de um tipo específico de planta geneticamente modificada chamada de ‘arroz dourado’.

Cerca de 3 biliões de pessoas em todo o mundo dependem do arroz como mais importante fonte de alimento. O arroz é uma boa fonte de energia, mas tem algumas deficiências, nomeadamente em vitamina A. Vitamina A é um dos componentes essenciais numa dieta equilibrada. Cerca de 100 a 140 millhões de crianças no mundo apresentam deficiências em vitamina A, causando cegueira a mais de 500,000 por ano, enfraquecendo o sistema imunitário e promovendo outras doenças como diarreia e sarampo. Mais de 1 milhão de mortes por ano estão relacionadas com deficiência de vitamina A.

Que fazer para resolver este problema? Bem, cientistas propuseram-se a criar um tipo de arroz que possuísse β-caroteno, um precursor de vitamina A. Através da introdução de uma enzima presente no milho, outra do narciso e uma terceira de uma bactéria, foi possível criar o chamado ‘arroz dourado’. Esta designação deve-se à sua cor amarelada. De facto, β-caroteno é um componente também presente nas cenouras, dando-lhes a sua característica cor laranja. Curiosamente, segundo o site do Golden Rice Project, as cenouras já foram brancas… tornando-se laranjas através da selecção ao longo de gerações por um jardineiro holandês (visto que a cor da casa real da Holanda é o laranja!).

Claro que a criação de um tipo de planta como este, especialmente se especificamente para países em desenvolvimento, cria algumas questões.

A primeira é obviamente se o arroz dourado possui efectivamente β-caroteno suficiente para satisfazer as nossas necessidades diárias. As primeiras versões de arroz dourado eram efectivamente um pouco inúteis, sendo preciso consumir cerca de 9 kg de arroz por dia! O Golden Rice II, no entanto, é suposto fornecer a dose diária de vitamina A em apenas 70 g de arroz, uma quantidade muito mais lógica!

Outra questão é saber quem é o dono deste produto, e como chega ele àqueles que efectivamente dele precisam. De acordo com o site do Golden Rice Project, os inventores desta planta, Professores Peter Beyer e Ingo Portrykus, assim como a empresa produtora Syngenta doaram o produto para uso em causas humanitárias totalmente de graça… De acordo com este site o objectivo é que num futuro próximo seja possível fazer chegar este novo produto aos pequenos agricultores de países em que o arroz é uma importante parte da dieta, por exemplo à Índia, através de associações humanitárias e dos governos, sem qualquer custos extras…

Bem, talvez a companhia Syngenta tenha mesmo boas intenções (de qualquer forma não existe um mercado para o arroz dourado no mundo desenvolvido, já que o nosso problema é mais excesso de nutrientes do que falta deles). No entanto será preciso assegurar que este produto chega de facto àqueles que dele precisam, e que não seja rejeitado pelas populações, não só devido ao facto de ser um produto trans-génico, mas também devido à sua cor diferente…

De qualquer maneira é preciso admitir que uma tecnologia que não cria vantagens para os grandes produtores, que complementa os tradicionais tipos de produção agrícola, e que é capaz de resolver o problema de deficiência de vitamina A sem requerer outros mecanismos de extracção e tratamento, até que pode ter as suas vantagens…

Mais informações sobre:
arroz dourado http://www.goldenrice.org/
deficiência de vitamina A (OMS): http://www.who.int/nutrition/topics/vad/en/index.html

Antibióticos super-resistentes...

Studying Drosophila...

Determinação do sexo...

A determinação do sexo na espécie humana é bastante… aborrecida. O sistema é simples: espermatozóides podem ter um cromossoma X ou um cromosoma Y, enquanto que os óvulos apenas cromosomas X. Se o bebé for XX, será uma rapariga, se for XY um rapaz… sem dúvidas e sem possibilidade de troca (fora alguns conhecidos, mas raros, síndromes). A determinação do sexo pelos cromossomas não é específica dos humanos. Muitos usam o mesmo sistema. As galinhas e outros pássaros tem um sistema um pouco diferente – os machos são ZZ e as fêmeas ZW.

O mais interessante é que em alguns animais não são os cromossomas que definem o sexo dos filhos… mas o ambiente. O exemplo mais conhecido é o de muitos répteis, em que a temperatura dos ovos tem um papel determinante. Por exemplo, em algumas tartarugas, se a temperatura dos ovos for acima dos 29º, nascem fêmeas, se for abaixo são machos. Noutros casos, como em alguns crocodilos, uma temperatura intermédia leva a nascerem machos, e temperaturas mais baixas ou mais altas levam a fêmeas. Este sistema é muito prático, pois ajuda a regular a proporção de machos e fêmeas numa população. Claro que aqui vemos já um dos problemas do aquecimento global. A subida de um grau pode ser o suficiente para produzir excesso de um certo sexo…

Mas existem situações ainda mais interessantes… As lagartas marinhas Bonellia viridis, antes de se tornarem adultas, apresentam um fase intermédia, sob a forma de larva. As larvas não têm sexo definido. Na altura de se tornarem adultos, no entanto, tudo depende de quem se encontrar por perto. Na presença de muitas fêmeas diferenciam-se em machos. Se não, transformam-se elas mesmo em fêmeas.

E agora o meu caso favorito- existe uma espécie de peixe dos recifes de coral, Halichoeres melanurus, em que cada macho tende a controlar um harém de fêmeas. Uma experiência realizada em 1994 teve resultados muito curiosos- a um harém de fêmeas foi retirado o macho dominante… qual não foi a surpresa ao verificar que ao fim de 2 a 3 semanas, a maior das fêmeas se havia transformado… num macho. E como se isso não bastasse, quando o macho foi reintroduzido, a fêmea-agora-macho voltou a ser fêmea…

E vai uma pessoa pensar que mudanças de sexo eram uma coisa nova…

Calvin and Hobbes...