Quando se fala em animais de laboratório, a maioria das pessoas pensa logo nos tão tradicionais ratinhos brancos. Porém, nem só de roedores é feita a pesquisa nas ciências da vida. Outro modelo muito utilizado ao redor do mundo é um pequeno peixe chamado zebrafish (Danio rerio), no Brasil conhecido como paulistinha. De fato, esse peixinho de apenas 4 cm de comprimento é um gigante dentre os modelos biológicos e é mantido como animal de laboratório nos principais centros de pesquisa do mundo.

Na FURG não é diferente. Esse modelo chegou à universidade no ano de 2001, introduzido pelo professor Luis Fernando Marins do Instituto de Ciências Biológicas (ICB). Após realizar parte de seu doutorado na Universidade de Southampton (Inglaterra), o professor trouxe para a FURG a tecnologia e a expertise para manipular o genoma do zebrafish buscando novas ferramentas para o estudo da função dos genes, vislumbrando a extrapolação dos resultados para outras espécies, incluindo o próprio ser humano. Assim, um grupo de pesquisa foi reunido e treinado, o que resultou no desenvolvimento do primeiro peixe geneticamente modificado do Brasil em 2004. Esta linhagem de zebrafish, chamada de F0104, teve inseridos em seu genoma dois genes exógenos: o gene do hormônio do crescimento proveniente do peixe-rei marinho (Odontesthes argentinensis), e o gene da proteína verde fluorescente proveniente de uma água-viva (Aequorea victoria). O objetivo era estudar o excesso deste hormônio na fisiologia do peixe e usar a fluorescência para identificar facilmente os animais modificados.

No entanto, a tecnologia utilizada para produzir a linhagem F0104 não permitia direcionar os genes exógenos para algum lugar específico do genoma do organismo manipulado. A inserção ocorria ao acaso com consequências imprevisíveis. Essa limitação foi suplantada recentemente quando a equipe do professor Marins implementou a tecnologia CRISPR/Cas no Laboratório de Biologia Molecular do ICB. Essa técnica é conhecida como uma “tesoura genética” e foi aplicada pela primeira vez na produção de organismos geneticamente editados em 2012.

De forma geral, essa tecnologia se baseia no uso de uma enzima oriunda de bactérias (Cas) que serve para cortar o DNA alvo (geralmente um gene) acoplada a uma molécula de RNA que serve de guia e indica o exato ponto do genoma onde a enzima Cas deve atuar. Assim, é possível inutilizar um gene específico e, até mesmo, editá-lo para corrigir um defeito genético, por exemplo. A revolução foi tanta que, apenas 8 anos após a proposta inicial, essa aplicação rendeu o prêmio Nobel de Química em 2020 para a bioquímica Jennifer Doudna (Universidade da Califórnia, EUA) e da microbiologista Emmanuelle Charpentier (Instituto Max Planck, Alemanha). A implementação da tecnologia CRISPR/Cas na FURG foi decorrente da colaboração científica entre o Laboratório de Biologia Molecular com laboratórios da Universidade de Stuttgart (Alemanha) e da Universidade de São Paulo (USP), viabilizada a partir da mobilidade de doutorandos dos Programas de Pós-graduação em Aquicultura (PPGAq) e de Ciências Fisiológicas (PPGCF) da FURG.

Os primeiros resultados positivos da implementação da tecnologia CRISPR/Cas foram obtidos recentemente, onde o gene slc45a2 foi editado de forma a perder sua função. Esse gene é responsável, dentre outras atividades, pela produção de melanina no zebrafish. A melanina é um tipo de pigmento responsável pela proteção do corpo dos animais contra a radiação solar, por exemplo. É a melanina que confere a cor dos olhos, cabelo e pele dos seres humanos. Em consequência da inutilização proposital desse gene, os zebrafish gerados são menos pigmentados. Dessa forma, os pesquisadores são capazes de constatar, a olho nu, se o gene alvo foi realmente editado.

Esses resultados inserem a FURG no seleto grupo de instituições capazes de editar o genoma de organismos desde o planejamento computacional até a obtenção dos animais no laboratório. Além disso, cada nova linhagem desenvolvida é em si um produto biotecnológico passível de ser patenteado e de gerar oportunidades de negócios para a FURG. De fato, a FURG está se mantendo no palco do cenário nacional e internacional da engenharia genética, de onde nunca se distanciou desde a geração da precursora linhagem F0104. O grupo de pesquisa do Laboratório de Biologia Molecular envolvido no desenvolvendo da tecnologia CRISPR/Cas está constituído pelos TAEs Dr. Tony Leandro Rezende da Silveira e Dra. Bruna Félix da Silva Nornberg, assim como pelas doutorandas Marcela Gonçalves Meirelles (PPGCF) e Mirna Leandra Enriquez Reyes.

A perspectiva, a partir de agora, é ampliar os horizontes e planejar a edição de novos genes para que os pesquisadores possam desenvolver pesquisas inovadoras nas áreas das Ciências Biológicas e da Aquicultura.

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Galeria

Linhagem F0104 do zebrafish Danio rerio: primeiro peixe geneticamente modificado do Brasil, produzido na FURG em 2004

Divulgação

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