Avanços na pesquisa científica: novas tecnologias para tratar doenças raras

ABC: quando começamos a ler e escrever, passamos a reconhecer as letras do alfabeto. Quando alguém que amamos é diagnosticado com uma doença rara, outras combinações de letras entram para o vocabulário. Queremos saber mais sobre DNA e seu código, as letras A, T, C e G que formam o alfabeto genético. Isso porque, em 80% dos casos, a doença rara é de origem genética: basta existir uma mutação na sequência de bilhões de letras do DNA.

Outra combinação de letras traz a promessa de cura nos dias de hoje: CRISPR. Se parece difícil de pronunciar (em português, tente “cris-pãr” para facilitar), pode ser explicada de forma simples. É uma tecnologia usada para modificar seletivamente o DNA de qualquer organismo vivo. Começou em pesquisas na indústria de iogurtes, para manipular bactérias, e agora revoluciona a medicina. É a descoberta científica entre as mais importantes do século 21.

O método de edição do genoma rendeu o Nobel de Química de 2020 a duas mulheres, a americana Jennifer Doudna e a francesa Emmanuelle Charpentier. Em 2012, as cientistas descreveram o funcionamento da tecnologia CRISPR/Cas9, assim, com nome e sobrenome. Cas-9 é um tipo de proteína encontrada nas bactérias, que ajuda na defesa contra vírus. Pode ser programada para encontrar e se ligar a uma sequência-alvo desejada, guiada por um pedaço de RNA mensageiro. Chegando lá, corta o DNA no alvo uma espécie de “tesourinha molecular” de alta precisão. 

ABC GENÔMICO

• O nome CRISPR significa “Clusters of Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” (em português, Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas);
• DNA - ou ácido desoxirribonucléico - é a matéria-prima dos cromossomos. É uma molécula  composta por pares de bases nitrogenadas, que são as letras do código genético;
• As letras A, G, C e T são as bases nitrogenadas que formam o nosso genoma (adenina, guanina, citosina e timina). As combinações de letras e variantes de genes contribuem para determinar as características individuais de cada ser vivo.

É este o futuro, na verdade já presente, da edição genômica. CRISPR/Cas9 está sendo usada para corrigir erros no DNA em seres humanos, iniciando por duas doenças sanguíneas, a anemia falciforme e a beta-talassemia, que juntas são as duas doenças genéticas mais prevalentes no nascimento. Com a correção no erro das letrinhas do alfabeto genético, executada pela "tesoura molecular", o paciente deixa de apresentar os sintomas da doença, dispensando outras intervenções.

Casgevy é o nome do tratamento, desenvolvido pelas empresa CRISPR Therapeutics e Vertex Pharmaceuticals, aprovado no Reino Unido e pelo FDA dos Estados Unidos no ano passado e pela União Europeia este ano. As aprovações das principais agências regulatórias abrem caminho para que outras “"erapias in vivo" (que editam células dentro do corpo) cheguem a pacientes de outras doenças daqui em diante. 

"O impacto na saúde pública a nível mundial é incrivelmente grande. Temos a responsabilidade de aproveitar o enorme potencial do CRISPR para alcançar soluções anteriormente impossíveis para alguns dos grandes desafios do mundo, soluções que estarão disponíveis para qualquer pessoa", disse o pesquisador Fyodor Urnov, referência no assunto, aos jornalistas do programa Covering Rare Diseases da National Press Foundation, semanas antes do FDA oficialmente aprovar o Cagelsvy.

Professor de Terapêutica Molecular, Urnov é diretor científico do Innovative Genomics Institute, laboratório fundado pela própria Nobel 2020, Jennifer Doudna. O objetivo do IGI é usar a engenharia do genoma para resolver "os maiores problemas da humanidade em saúde, clima e agricultura sustentável". O IGI é uma colaboração conjunta de pesquisa entre as universidades de Berkeley e San Francisco. Acreditando no conhecimento compartilhado, o instituto criou um portal gratuito com o beabá da tecnologia, a CRISPRpedia. 

CRISPR sob demanda: os desafios de acesso à população

Enquanto as informações sobre a ferramenta são abertas, disponível para amplo acesso na comunidade científica, o tratamento propriamente dito ainda não estará em cada hospital para ser oferecido imediatamente. Alguns obstáculos limitam o alcance, como é possível entender a partir da logística do próprio Casgevy, por exemplo. 

De forma simplificada, as células do paciente devem ser coletadas e enviadas para um laboratório onde passam pelas edições especificas, sendo então congeladas. Antes de receber as células, o paciente passa por sessões de quimioterapia. Ou seja, ocorre uma longa internação hospitalar enquanto o sangue e o sistema imunológico se reconstroem. Leva tempo para se recuperar. 

Por se tratar de um procedimento complexo, será preciso treinar profissionais e equipar hospitais e centros de atendimento especializados, que tenham a adequada infraestrutura médica. Isso também leva tempo — e dinheiro. Somente o custo do Casgevy já é um indicativo: em dezembro de 2023, o valor foi fixado pela Vertex em US$ 2,2 milhões, equivalente a 10 milhões de reais. Uma barreira significativa ao acesso em qualquer país, obviamente, não apenas nos menos desenvolvidos.

“O maior desafio que vejo para a minha área na próxima década é como distribuir as curas CRISPR de forma equitativa e justa. Porque neste momento esse sistema não existe”, pontua o pesquisador do Innovative Genomics Institute.

Na entrevista com Fyodor Urnov, citamos o cenário brasileiro em que o valor das terapias gênicas também é inacessível, como a infusão de Zolgensma para o tratamento da atrofia muscular espinhal (AME). Na opinião do diretor científico, precisamos de novas tecnologias como a própria CRISPR, que sejam fabricadas de forma mais acessível, e de parcerias governamentais sem fins lucrativos "para desenvolver soluções dimensionadas tecnológica e financeiramente configuradas para serem compatíveis com os desafios da saúde", em suas palavras. "São o único caminho a seguir", afirma.

Um cientista brasileiro está neste momento envolvido com o exato desafio de como tornar a edição gênica mais acessível. Fellow do programa Ciência Pioneira, o médico Bruno Solano, especialista em terapia celular, vinculado à Fiocruz Bahia e ao Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino, está desde o ano passado na Universidade de Berkeley, na Califórnia, dentro do citado instituto de genômica. "A beleza do CRISPR é ser simples", comenta Bruno, apaixonado pelo campo de estudo de edição gênica. 

Parte da pesquisa atual que o brasileiro realiza é adaptar a tecnologia CRISPR/Cas9 para simplificar a entrega da proteína às células, o que poderia reduzir a demanda por equipamento sofisticado. Enquanto a tecnologia atual é feita 1 por 1, ou seja, uma edição para cada paciente, o objetivo das atuais pesquisas é chegar a um modelo escalável, que diminuiria custos no processo de produção. 

O projeto nos Estados Unidos está na primeira fase ainda, mas no futuro existe a intenção de trazer um estudo clínico para realizar no Brasil. E como estamos falando sobre doenças raras na infância nesta série de reportagens para o Terra, perguntamos sobre a possibilidade de crianças serem incluídas, o que ainda não tem previsão de acontecer. 

"É um tratamento capaz de entregar a terapia de maneira segura para o paciente. Por enquanto adultos e adolescentes participam dos estudos com CRISPR, mesmo após a aprovação dos órgãos reguladores, ainda seguem sendo acompanhados a longo prazo. Uma terapia nova nunca começa sendo testada pela infância, mas a tendência é que a idade mínima vá sendo reduzida, afinal sabemos que quanto mais cedo estas doenças forem tratadas, mais benefícios terão", explica.

Ainda que a anemia falciforme não seja rara no Brasil, usamos a história da doença para falarmos de CRISPR e o futuro das doenças raras na infância. A anemia é a variação mais grave da doença falciforme, um problema genético que diminui a circulação de oxigênio no sangue. Afeta o corpo todo e pode ter vários sintomas, indo de dores a atraso no crescimento. 

A doença falciforme tem prevalência elevada no continente africano e em países como o Brasil, pelo histórico de escravidão. No Brasil, estima-se que 60 a 100 mil pessoas sofram da patologia. Só na Bahia, a cada 640 nascimentos, uma pessoa tem a doença. Essa prevalência motivou a farmacêutica Marilda de Souza Gonçalves a estudar a doença, sendo hoje a principal referência no assunto no Brasil e também a primeira mulher a dirigir a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) da Bahia.

Uma das equipes de Marilda na Fiocruz estuda qualidade de vida e anemia falciforme, pois uma criança com a doença impacta em toda a estrutura familiar, desde o nascimento. Se as crises de dor em adultos chegam a ser incapacitantes, imagine nos filhos pequenos, que mal sabem descrever o que sentem.

"É uma dor dificil de medir. É descrita como sendo muito forte, os pacientes ficam debilitados", explica Marilda.

A anemia falciforme também causa acidente vascular cerebral (AVC) em maior frequência na infância. Várias especialidades devem estar envolvidas para promover mais qualidade de vida, já que se trata de uma doença sistêmica. O desafio no Brasil, destaca a pesquisadora, é oferecer tais tratamentos com equipes multidisciplinares pelo SUS, como dentista, oftalmologista, cardiologista, ortopedista e neurologista, entre outros.

A sociedade como um todo precisa olhar para o aspecto humano da doença, não tratar ninguém somente como um número.

"Desde a criança em idade escolar, por exemplo, e que às vezes irá perder aulas ou ser internada. Ela precisa não só do acompanhamento clínico adequado, mas também de compreensão por parte dos educadores", sinaliza Marilda.

Primeira paciente curada com CRISPR: vida livre de dores

Estes períodos fora da escola se repetem nas histórias de pacientes com anemia falciforme. Na infância e na adolescência, Victoria Gray também passou por tais sofrimentos. Foram 35 anos vivendo com os sintomas. Em sua família, ninguém mais tinha a doença, o que a deixava sem muitas informações. Hoje aos 39 anos, a americana moradora do Mississippi entrou para a história em 2019 ao ser a primeira paciente com doença falciforme tratada pela edição genética CRISPR.

"Foi uma vida difícil desde a minha infância até a idade adulta. Era solitário. Pesquisei sobre a doença em livros no Ensino Fundamental, mas tudo o que descobri foi que estava condenada a morrer. Muitas vezes a dor tirou toda a minha capacidade de andar ou usar os braços. A cada ano, passava por mais internações hospitalares, mais crises e mais transfusões de sangue. Minha dosagem de analgésicos aumentava", narra Victoria, em entrevista aos jornalistas da National Press Foundation.

Em 2017, a americana estava planejando fazer um transplante de medula óssea com material de seu irmão quando recebeu o convite para a opção experimental de edição genética CRISPR, a partir do médico Haydar Frangoul, diretor do programa Pediatric Stem Cell Transplant no Tristar Centennial Children's Hospital e do Instituto de Pesquisa Sarah Cannon em Nashville, Tennessee.

Ao descrever o tratamento, Victoria detalha que a pior parte foram os efeitos colaterais da quimioterapia, realizada antes de receber as novas células editadas: queda de cabelo, feridas na boca que impediam de comer por duas semanas, isolamento por 30 dias. De volta para casa, passou por um período difícil de abstinência na retirada das doses altas de analgésicos que tomava. Até que um dia, sua vida nova teve início.

"Demorou cerca de oito meses antes que eu realmente percebesse uma mudança. Mas quando aconteceu, foi emocionante. Um dia acordei e não senti nenhuma dor. Achei que meu corpo estava dormente. Comecei a beliscar meu rosto, minhas pernas e então pensei, 'Oh, Deus, finalmente está funcionando'. Hoje estou livre de dores e posso me mover. Tenho grandes sonhos e grandes planos", celebra Victoria, que é mãe de quatro filhos — nenhum herdou a anemia falciforme.

Oito mil genomas raros de brasileiros em base de dados mundial

No Brasil, um projeto ambicioso e inédito está sendo realizado desde 2020 para beneficiar pessoas com diversas doenças genéticas e câncer hereditário. Iniciativa conjunta do Ministério da Saúde e do Hospital Israelita Albert Einstein, o Genomas Raros realiza o sequenciamento de genoma completo de pacientes brasileiros. É a mais completa ferramenta disponível para encurtar a jornada até o diagnóstico e aumentar a chance de oferecer um tratamento adequado.

Capitaneado pelo Einstein, o projeto integra o Proadi-SUS (Programa de Apoio ao Desenvolvimento Institucional do Sistema Único de Saúde), iniciativa que envolve também os hospitais Oswaldo Cruz, HCor, Beneficência Portuguesa, Sírio-Libanês e Moinhos de Vento. A soma até agora chega a R$ 110 milhões de investimentos em genética para pacientes do SUS. As 8 mil pessoas que tiveram amostras de DNA coletadas para o sequenciamento do exoma foram recrutadas por 22 centros de referência do Sul ao Nordeste do Brasil; o Norte entra na próxima etapa, com Pará e Manaus.

"Oito mil amostras ainda nem arranham a demanda reprimida: só dos serviços que estávamos em contato na triagem, a demanda era de mais de 40 mil pessoas. Já avançamos bastante, mas ainda há muito mais por vir", explica o coordenador do Genomas Raros, João Bosco de Oliveira Filho.

Antes de voltar para o Brasil, em 2012, e fundar uma empresa de diagnóstico (Genomika, que foi absorvida pelo Einstein), Bosco atuava nos Estados Unidos no NIH (Instituto Nacional de Saúde) pesquisando imunodeficiências primárias. No Genomas Raros, coordena uma equipe multidisciplinar de 36 pessoas, que envolve desde médicos geneticistas até bioinformatas, profissionais que combinam expertise em biologia e informática. 

Além do diagnóstico, este enorme volume de dados genômicos será usado para formar o maior banco de dados genético de brasileiros com doenças raras. Considerando que são 300 milhões de pessoas no mundo todo com doenças raras e 13 milhões só no Brasil, é essencial para toda a população e a comunidade científica que as informações sejam compartilhadas. Afinal, uma pessoa diagnosticada por aqui pode ter a mesma patologia raríssima de outra pessoa em um país distante. 

O cientista destaca a parceria do Genomas Raros com a Global Alliance for Genomics and Health (GA4GH) e a colaboração com a plataforma Match Maker Exchange, que, como o nome sugere, permite o "match" em perfis similares de doenças genéticas não diagnosticadas, conectando a outras pessoas que enfrentam os mesmos desafios. Esta base mundial é alimentada por milhares de pesquisadores e médicos de 88 países.

Conexão com outras crianças raras após sequenciamento genético

Algumas alterações genéticas podem ser identificadas no teste do pezinho, como as doenças falciformes que citamos aqui, e outras pelo sequenciamento do exoma. Desde que pesquisadores passaram a usar o sequenciamento genômico para identificar causas das doenças raras, de 2010 para cá, a odisseia das famílias em busca de um diagnóstico ficou mais rápida. O resultado do teste costuma levar de 30 a 60 dias em laboratórios particulares no Brasil, com valores médios de R$ 5 mil a R$ 15 mil, caso envolva envio de amostras para o exterior. Conforme mais pessoas realizam o exoma, outros pacientes raros também se conectam entre si.

Um exemplo desta conexão facilitada pela tecnologia é a história da menina Valentina Ritter Silva, de Santa Rosa, Rio Grande do Sul. Nascida em 18 de novembro de 2019, é portadora do primeiro caso identificado no Brasil da síndrome do neurodesenvolvimento Poirier-Bienvenu, causada por uma mutação do gene CSNK2B. Entre os principais sintomas estão hipotonia (fraqueza muscular) e crises convulsivas refratórias, causando epilepsia. 

O exoma pago com recursos próprios nos primeiros meses de vida trouxe o diagnóstico, que logo levou a família a encontrar outras pessoas mundo afora com a mesma condição. A mãe, Gabriela Ritter, e o pai, Rômolo Botton Silva, passaram a se dedicar a mapear os casos encontrados. Chegaram a entrar em contato com os cientistas franceses que primeiro descreveram a síndrome, em 2017. O autor do artigo científico indicou um grupo de Facebook com outros pais e mães de mutações em genes similares. 

Neste mês de fevereiro, a família está em Nova York para inscrever Valentina em um estudo clínico do seu gene específico — uma jornada improvável antes do surgimento das redes sociais e do próprio exoma. Na semana em que visitou o The New York-Presbyterian Hospital, onde foram realizados os protocolos para o estudo conduzido pela escola médica da Columbia University, a mãe de Valentina conversou conosco.

"Das histórias que encontramos, Valentina é o caso mais agravado de todas as crianças, que em geral caminham e se alimentam via oral. Valentina tem gastrostomia, ainda está com o desenvolvimento atrasado e não senta. Ainda tem crises de convulsões, mesmo tomando 3 medicações anti convulsivasanticonvulsivas. Ela ainda dorme sempre ao meu lado para segurança. Soubemos da pessoa mais velha com a mesma síndrome, faleceu aos 30 anos após uma crise noturna, ninguém a viu para socorrer a tempo."

Vimos nossa filha quase vir a óbito algumas vezes por não respirar

Confira aqui o relato completo da advogada Gabriela Ritter, mãe de Valentina.

*Esta é a quarta de uma série de 5 reportagens, conteúdo produzido com apoio da bolsa de jornalismo da US National Press Foundation: Covering Rare Diseases.

Leia aqui as outras reportagens já publicadas:

• Doenças raras na infância: a odisseia das famílias em busca de um diagnóstico
• Teste do pezinho: os desafios para ampliar as doenças diagnosticadas
• Redes de apoio para doenças raras: famílias se unem para fortalecer a causa