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Há 60 anos, descoberta da estrutura do DNA revolucionava a ciência

25 abr 2013
07h53
atualizado às 07h56
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Há 60 anos, um artigo de Francis Crick e James Watson revolucionou a ciência em duas folhas de papel. Com um gráfico simplificado, o trabalho descrevia a estrutura em dupla hélice do ácido desoxirribonucleico (DNA, da sigla em inglês, ou ADN, da sigla em português). Essa descoberta possibilitou, mais tarde, o sequenciamento do genoma humano e poderá ajudar, no futuro, na cura de doenças como o câncer.

James Watson (dir.) ao lado do professor Salmo Raskin, da PUCPR. "Ainda temos certas limitações, mas elas certamente terão sido transpostas quando comemorarmos os 70 anos da descoberta da Dupla Hélice do DNA", diz Raskin
James Watson (dir.) ao lado do professor Salmo Raskin, da PUCPR. "Ainda temos certas limitações, mas elas certamente terão sido transpostas quando comemorarmos os 70 anos da descoberta da Dupla Hélice do DNA", diz Raskin
Foto: Arquivo Pessoal / Divulgação

Publicado no dia 25 de abril de 1953, na revista Nature, o trabalho, intitulado Estrutura Molecular dos Ácidos Nucleicos (Molecular Structure of Nucleic Acids, em inglês), corrigiu uma proposta anterior, de Linus Pauling. Além da glória de superar o conceituado bioquímico, a dupla Watson e Crick, do laboratório de Cavendish, amealhou, por essa conquista, o Prêmio Nobel de Medicina, em 1962 - em conjunto com Maurice Wilkins, da King’s College, responsável pelas imagens de raio-X do DNA. 

A estrutura do composto orgânico que contêm informações hereditárias que coordenam o desenvolvimento dos seres vivos se transformou, mais tarde, em um ícone da genética e do avanço científico. “Entreviste as dez primeiras pessoas que encontrar, e pergunte quem foram James Watson e Francis Crick. Depois que a grande maioria responder ‘não sei’, mostre-lhes uma figura da emblemática dupla hélice, e todos dirão: ‘Ah, o DNA!’", argumenta Salmo Raskin, médico geneticista e professor da PUCPR.

Resultados

Esse ícone hoje amplamente reconhecido mostrou como o material genético poderia ser copiado e replicado, passando de geração para geração. Assim, abriu caminho para o desenvolvimento da biologia molecular, da indústria da biotecnologia e de uma compreensão maior da biologia humana. 

A descrição da dupla hélice também possibilitou hoje centenas de drogas recombinantes. “Na década de 1970, foram identificadas enzimas que recortam o DNA e puderam, na década de 1980, serem utilizadas como verdadeiras `tesouras bioquímicas` para manipular o material genético e criar proteínas recombinantes, como a insulina recombinante, que é usada por milhões de pessoas com diabetes”, explica Raskin.

Genoma
Dentre todos os projetos e estudos possíveis devido à descoberta da estrutura do DNA, o Projeto Genoma Humano (HGP, na sigla em inglês) foi o mais impactante. Fundado em 1990 e concluído em 2003, permitiu o primeiro sequenciamento completo do genoma humano, composto por três bilhões de bases nitrogenadas. 

Para Raskin, trata-se de um marco na história do ser humano. “Daqui a cem anos, as pessoas vão falar do Projeto Genoma Humano como um divisor de águas no conhecimento sobre a vida. Perguntas que talvez sejam respondidas daqui a cem anos, como ‘Quem somos?’, ‘De onde viemos?’, ‘Para onde estamos indo?’ terão o início de suas respostas nas consequências do conhecimento trazido pelo Projeto Genoma Humano. Não houve verba gigantesca melhor aplicada até hoje do que a do Projeto Genoma”.

Esse projeto científico, de colaboração internacional, permite que os médicos descubram, por meio do sequenciamento do genoma, se uma pessoa tem determinada doença genética ou predisposição para alguma doença cujo fator genético é importante. Além disso, é possível verificar se existe algum risco elevado dessa pessoa vir a ter filhos com uma determinada doença hereditária. “A classificação e compreensão das doenças mudou muito, e áreas como a oncologia e a imunologia foram profundamente impactadas e reformuladas. As pesquisas com células-tronco não poderiam ocorrer se não conhecêssemos o nosso genoma e as proteínas que são produzidas em cada célula”, aponta Raskin, um dos primeiros brasileiros a fazer parte do Projeto Genoma Humano.

Conforme Kevin Davies, doutor em genética e fundador do periódico Nature Genetics, o sequenciamento do genoma nos últimos anos vem ajudando no diagnóstico molecular de pacientes com câncer e doenças genéticas graves, na triagem de embriões durante a fertilização in vitro e na identificação de defeitos genéticos do feto por amostragem do DNA fetal circulante no sangue da mãe. Além disso, o Projeto Genoma Humano serviu como base para outros importantes esforços internacionais, como o HapMap, o Cancer Genome Atlas e o projeto Encode.

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Custo
Para o primeiro sequenciamento completo do genoma humano, foram gastos 13 anos e US$ 3 bilhões. No entanto, em 2011, o geneticista Kevin Davies escreveu o livro Seu Genoma por Mil Dólares (Companhia das Letras), em que previa que o sequenciamento completo do DNA iria ficar mais barato e se tornar uma prática corriqueira. Ao que parece, dois anos depois do livro, o título parece ganhar forma. “O sequenciamento do genoma está se tornando muito mais comum em hospitais e centros médicos nas Américas, Europa e Ásia, porque o preço caiu para apenas US$ 2 mil a US$ 3 mil”, justifica Davies.

Segundo Raskin, isso se deve à queda drástica dos preços de equipamentos e reagentes, nos últimos cinco anos, assim como o maior acesso das pessoas à informação e a possibilidade de estudar o genoma inteiro de uma pessoa em um só teste. “Em 2010, uma equipe médica em Wisconsin realizou com sucesso um transplante de medula óssea em uma criança muito doente, chamada Nicholas Volker, por causa do sequenciamento de DNA, que mostrou uma mutação grave rara em um gene conhecido. Muitas histórias semelhantes têm aparecido nos últimos 12 meses, em que a sequenciação do genoma rendeu um diagnóstico e uma nova terapia”, aponta Davies.

Tratamento personalizado
O sequenciamento do genoma, além de nos aproximar da cura do câncer e de outras doenças genéticas, também tornou possível identificar como será a resposta individual a determinados medicamentos, personalizando o tratamento. “Nosso melhor entendimento da base genética do câncer significa que podemos estudar o tumor de cada paciente individualmente, construir um perfil genético, para que nós possamos combinar melhor a droga apropriada ao tumor do paciente. Assim, a terapia do câncer está se tornando cada vez mais personalizada”, ressalta Davies.

Conforme Raskin, embora os cientistas estejam hoje mais perto da cura de algumas doenças genéticas, esse não se configura como o maior avanço. “O que mais ganhamos até o presente momento foi a capacidade de prever e se antecipar ao aparecimento destes problemas, e, diagnosticando-os precocemente e tratando de maneira personalizada, mudar completamente o prognóstico, melhorando muito a qualidade de vida e a expectativa de sobrevida”, salienta.

Futuro
Mas ainda há um longo caminho a ser percorrido para determinar o risco de desenvolver doenças comuns, como a diabetes e as doenças cardíacas. Também é preciso avançar na tentativa de cura de doenças genéticas e em novas tecnologias de sequenciamento genético.

Para isso, é necessária uma redução de custo do sequenciamento. Davies espera que as empresas o consigam por mil dólares, conforme descrito em seu livro. “Nesse preço, o sequenciamento do genoma será tão trivial quanto a obtenção de um raio-X. E nós vamos ser capazes de identificar as fontes de doenças infecciosas mortais, novos vírus da gripe aviária, e estudar a rica tapeçaria da vida microbiana que vive em nós e sobre nós”.

Outra tarefa que trará grande impacto é determinar com precisão a predisposição genética a doenças geneticamente complexas, como diabetes, hipertensão arterial, obesidade e câncer. “Ainda temos certas limitações, mas elas certamente terão sido transpostas quando comemorarmos os 70 anos da descoberta da Dupla Hélice do DNA”, prevê Raskin.

Já a maior promessa para o futuro é a cura de doenças genéticas. Conforme Raskin, “corrigir” uma alteração genética que está presente em milhões de células da pessoa ou muitas vezes em todas as células do corpo, de forma segura, a ponto de não gerar outros problemas colaterais, ainda é um grande desafio. “Mas se o humano foi capaz de avançar tanto nos desafios da genética nos últimos 60 anos, desde Watson e Crick, não há por que não acreditar que atingiremos esse ponto. É só questão de tempo e de prioridade de investimentos”, conclui Raskin.

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