O Poder do DNA


Por Dinesh Ramde *

Introdução

A ascensão da biotecnologia – da descoberta da estrutura do DNA até a terapia gênica experimental – tem sido marcada por descobertas revolucionárias e por avanços técnicos fascinantes. Esses desenvolvimentos criaram a noção de que podemos introduzir melhoras expressivas em áreas como assistência médica, agricultura, produção de energia e outras. Porém, a velocidade na qual a indústria da biotecnologia alçou vôo, a magnitude de seu sucesso e o escopo de seu impacto surpreendeu até mesmo seus pioneiros. Essas considerações, dizem os especialistas do setor, lhes dão mais confiança de que a biotecnologia cumprirá suas promessas preliminares em um futuro próximo.


História

Discorrer sobre a história da biotecnologia é como escrever uma autobiografia sendo um adolescente – parece estranho focalizar o passado quando ainda há tanto por vir.

Entretanto, a indústria da biotecnologia trilhou um caminho fantástico desde seu início modesto em laboratórios austeros há um quarto de século. O crescimento do setor foi marcado por técnicas científicas inovadoras e descobertas fundamentais em todo mundo.

A biotecnologia intriga, não devido ao quão longe ela foi, mas pelas novas fronteiras que ainda existem por explorar. Os cientistas prevêem alterações revolucionárias no modo de alimentação do mundo, de vacinação de nossas crianças e de limpeza do ar e da água.

Enquanto a biotecnologia vai crescendo, damos uma olhada em seu nascimento e infância, em parte através dos olhos dos cientistas e empreendedores que a criaram.


Nascimento da Biotecnologia

Em 1863, o botânico austríaco Gregor Mendel descobriu que os pés de ervilha passavam suas características da planta-mãe para a progênie em unidades biológicas distintas que seriam conhecidas mais tarde como genes. Seis anos depois, o bioquímico suíço Johann Friedrich Miescher isolou a partir dos glóbulos brancos a substância que seria denominada ácido desoxirribonucléico ou DNA.

Seriam necessários mais 75 anos para que as duas descobertas fossem vinculadas. Em 1944, o biólogo canadense Oswald Avery sugeriu que o DNA era o mecanismo pelo qual as bactérias transmitiam seu material hereditário. Contudo, a explicação de Avery foi recebida com ceticismo por aqueles que acreditavam que as informações genéticas de um organismo eram por demais complexas para serem contidas no DNA.

Depois, em 1953, o biólogo americano James Watson e o biólogo molecular britânico Francis Crick determinaram a estrutura em hélice dupla do DNA que, por sua vez, levou a uma série de novas descobertas sobre o funcionamento do DNA em nível molecular.

Essas descobertas foram avanços apenas no campo da bioquímica. Foi somente em 1972 que os cientistas descobriram um modo de combinar a bioquímica com uma técnica que levou ao nascimento da biotecnologia. Isso ocorreu no ano em que os bioquímicos americanos Herbert Boyer, Paul Berg e Stanley Cohen desenvolveram o DNA recombinante, uma molécula de DNA modificada criada pela combinação do DNA de dois organismos não relacionados.

Todas as células em um organismo vivo – de uma bactéria a um ser humano – contêm DNA. Por sua vez, o DNA é composto por quatro blocos estruturais denominados bases, cujos nomes são abreviados para A, T, G e C. Do mesmo modo que as 26 letras do alfabeto inglês podem ser arranjadas, repetidas e colocadas em seqüências para formarem sentenças com significado, as quatro bases do DNA também podem ser colocadas em seqüência em uma ordem única a cada ser vivo.

DNA é um modelo permanente que dá origem a análogos temporários de si mesmo denominados ácido ribonucléico ou RNA que finalmente instrui a maquinaria celular a criar proteínas únicas. Cada fita das bases do DNA que codifica para uma proteína é denominada gene.

Pode-se dizer que um gene é um conjunto de instruções que diz à maquinaria celular como montar os aminoácidos para formar uma proteína. A maquinaria de qualquer célula, de bactérias ou de seres humanos, usará esse conjunto de instruções para criar exatamente a mesma seqüência de aminoácidos e, em conseqüência, produzir exatamente a mesma proteína.

Sendo assim, raciocinaram Boyer e seus colegas, e se pegássemos um gene humano que produz uma proteína vital, inseríssemos esse gene no DNA de uma bactéria e a compelíssemos a ser uma fonte contínua dessa proteína? Quando essa equipe fez isso, criando o DNA recombinante que combinava o DNA bacteriano e o humano, nascia a biotecnologia. Os cientistas haviam desenvolvido um meio de transformar organismos tão simples quanto bactérias em fábricas, linhas de montagem diminutas que produziam proteínas humanas essenciais como a insulina e o hormônio do crescimento humano.

A nova tecnologia e os organismos geneticamente modificados por ela produzidos inspiraram tanto medo quanto empolgação. “Tínhamos de ser extremamente cuidadosos – você não podia desfazer o que havia feito”, disse George Rathmann, primeiro diretor executivo (CEO) da empresa de biotecnologia “Amgen”, com sede em Thousand Oaks, Califórnia. “O resultado poderia ser um novo agente infeccioso mais letal que a varíola ou os estreptococos, e seria ainda pior se combinado a um organismo viral”.

Preocupações como essas levaram os cientistas, em 1975, a reunirem-se na Conferência de Asilomar em Pacific Grove, Califórnia. Nessa conferência, cerca de 140 especialistas criaram regras rigorosas para ditar os limites aos quais a pesquisa do DNA recombinante deveria se restringir. Era obrigatório, por exemplo, que a tecnologia fosse aplicada apenas a organismos que não pudessem viver por si mesmos fora do laboratório, e ela não poderia ser usada em genes que pudessem ser ativos em seres humanos.

“Era uma preocupação, com certeza, em toda a indústria”, afirmou Rathmann. “Na Abbott Laboratórios, eles estavam tão preocupados com o DNA recombinante que os funcionários tinham de usar vestimentas e capacetes, literalmente quase uma roupa espacial completa. Algumas empresas foram tão cautelosas que nunca saíram do zero”.

Outras empresas adotaram a nova tecnologia. Em 1976, Boyer associou-se ao investidor de capital de risco Bob Swanson para fundar a Genentech em South San Francisco. Desde o início, Boyer vislumbrou o potencial da nova tecnologia. “Era muito empolgante, uma oportunidade desafiadora de tomar essa empreitada acadêmica, da qual eu fazia parte, e transformá-la em algo significativo de modo a fornecer medicamentos que beneficiassem as pessoas”, disse Boyer.

A Genentech não demorou muito para deixar sua marca ao desenvolver um medicamento com insulina humana produzido por uma bactéria geneticamente modificada. A Agência de Controle de Alimentos e Medicamentos, agência reguladora do governo dos Estados Unidos, aprovou esse medicamento em 1982. Nos anos seguintes, outras empresas seguiram o exemplo com medicamentos derivados também de bactérias modificadas, medicamentos para combater a rejeição ao transplante de rim, repor glóbulos brancos em pacientes submetidos à quimioterapia e tratar hemofilia.

As plantas também foram beneficiadas pela tecnologia do DNA recombinante. Em 1987, a Advanced Genetic Sciences criou uma bactéria geneticamente modificada que impedia a formação de gelo em plantações de morango e de batata. Essa tecnologia possibilitou a produção de alimentos mais nutritivos e resistentes. Por exemplo, o arroz foi modificado geneticamente para apresentar maior teor de vitamina A e os tomates, para produzirem menos da substância que causa seu apodrecimento. Essas foram modificações que não poderiam resultar de simples reprodução seletiva.

Os críticos dessa tecnologia dizem que alimentos geneticamente modificados acarretam riscos à saúde inexistentes em culturas produzidas por meio das técnicas tradicionais de reprodução, declaração que nunca foi comprovada cientificamente. Alguns argumentam também que as empresas que criam culturas modificadas podem reivindicar direitos intelectuais − e também financeiros − sobre essas culturas em detrimento da população pobre dos países em desenvolvimento. Até agora, o oposto tem acontecido, uma vez que os agricultores dos países em desenvolvimento estão se beneficiando do aumento da produtividade decorrente de culturas biotecnológicas


A Semente de uma nova ciência

As técnicas que possibilitaram a manipulação do DNA permitiram que os cientistas pesquisassem tecnologias revolucionárias. Na década de 1980, a PPL Therapeutics em Edimburgo, Escócia, usou a engenharia genética para criar Rosie, uma vaca cujo leite continha a proteína humana alfa-lactalbumina. Esse leite podia ser ministrado a bebês prematuros que eram pequenos demais para ser amamentados, e o aperfeiçoamento com a proteína oferecia aminoácidos essenciais ao desenvolvimento dos bebês.

Os embriões de Rosie foram usados para criar clones da vaca, clones cuja reprodução seria permitida para criar um rebanho de vacas leiteiras aperfeiçoadas. O processo de clonagem envolveu a remoção do DNA de uma das células de Rosie e o seu uso para substituir o DNA do embrião de outra vaca. O bezerro resultante é geneticamente idêntico a Rosie. Tais experimentos foram realizados durante anos em rãs, camundongos e ovelhas.

Em 1997, os pesquisadores do Instituto Roslin, na Escócia, fizeram uma declaração ainda mais surpreendente: haviam clonado uma ovelha tirando o DNA de uma célula da ovelha e introduzindo-o em uma célula mamária, não em um embrião, provando pela primeira vez que mesmo células “adultas” podem modificar-se em células diferentes. Até então, o processo era tido como limitado a células-tronco imaturas.

Um ano depois, um profissional americano da área da biologia do desenvolvimento James Thompson cultivou pela primeira vez células-tronco embrionárias humanas − células que são valorizadas por sua capacidade de desenvolver-se em células específicas. Os cientistas estão estudando se as células-tronco podem ser usadas para substituir células mortas ou danificadas oferecendo, desse modo, esperança de cura aos pacientes com insuficiência de órgão ou cerebral.

Além da tecnologia da clonagem, outro projeto revolucionário de DNA começou a ser desenvolvido na década de 1990. Desde que Watson e Crick deduziram a estrutura molecular do DNA, os cientistas ansiavam pela identificação de cada gene do DNA humano, tarefa assustadora uma vez que um ser humano possui entre 20 mil e 25 mil genes. Por volta de 1990, a tecnologia estava suficientemente avançada para um consórcio mundial empreender essa ousada aventura, chamada de Projeto Genoma Humano.

Os objetivos do projeto compreendiam três aspectos: identificar cada gene humano; determinar a ordem de três bilhões de pares de bases – ou seja, dos blocos estruturais A, T, G e C – que compreendem o DNA humano; e disponibilizar a seqüência para os pesquisadores. O projeto foi concluído em 2003, dois anos antes do prazo, e os cientistas estão estudando no momento os dados da terapia gênica médica.


Acima de todas as expectativas

A indústria da biotecnologia cresceu e evoluiu com uma velocidade que nem Boyer nem Rathmann podiam imaginar.

“É atordoante ver o que está acontecendo no momento”, afirmou Boyer. “Certamente, tínhamos grandes expectativas e quando começamos éramos como crianças em uma doceria com muitos caminhos a seguir. Lembro-me de pensar, nos primeiros dias, quando desenvolvemos as técnicas de DNA recombinante, que essas técnicas eram ilimitadas. Porém ainda não podíamos prever tudo isso”.

Rathmann deixou uma tranqüila carreira na área de diagnóstico clínico para ocupar o cargo de CEO − o terceiro em importância − da Amgen, passo que, segundo ele, testemunha sua tremenda confiança nessa tecnologia. “A decisão foi fácil para mim, porque a ciência era muito poderosa”, disse ele. “Mas é completamente errado sugerir que o setor evoluiu do jeito que pensávamos. Não é surpreendente que ela seja tão bem-sucedida, mas a magnitude de seu sucesso, a importância para a medicina humana é de fato incrível”.

Rathmann recorda-se das estimativas do governo, na década de 1980, que sugeriam que a indústria da biotecnologia prosperaria e um dia atingiria a marca de US$ 4 bilhões. “Isso demonstra o quanto estimamos mal”, comentou. “A Amgen sozinha tornou-se uma empresa de US$ 95 bilhões”.

Contudo, para Rathmann o dinheiro é uma preocupação secundária. Aos 77 anos, o ex-CEO da Amgen toma quase todos os dias Epogen, um dos medicamentos geneticamente modificados da Amgen, em sua luta contra uma doença renal. Ele acredita que os primeiros 25 anos do setor representam apenas o começo de algo grandioso.

“O futuro parecia extremamente esplêndido em 1980 e está ainda mais empolgante agora porque há um grande histórico de realizações de sucesso em todas as áreas”, disse ele. “Creio que continuaremos vendo um contínuo florescer dos efeitos da biotecnologia. Essa é uma ciência linda, muito linda”.

*Dinesh Ramde escreve para a Associated Press.

Nota

1. Artigo publicado originalmente em eJournalUSA

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2 Responses to O Poder do DNA

  1. Ana M Antunes says:

    Este artigo caiu como uma luva para o trabalho de biologia que estou fazendo.
    Muito obrigada. Valeu.

  2. Zézito says:

    Também serviu pra mim ! Valeu!🙂

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