Pesquisas avançam no desenvolvimento de novas técnicas para edição genética

Cientistas desenvolvem abordagens distintas para alterar o DNA sem causar danos colaterais, com foco na segurança e eficácia de terapias genéticas.

A diferença entre as técnicas está no corte do DNA: CRISPR corta com ajuda da IA; Bridge Editing substitui bases sem cortar | Foto: NS

Pesquisas recentes em edição genética destacam duas abordagens em desenvolvimento: o CRISPR, que já está em uso pré-clínico, e o Bridge Editing, uma técnica mais recente. Ambas têm como objetivo a correção de mutações genéticas, mas utilizam mecanismos distintos e encontram-se em estágios diferentes de maturação tecnológica.

O CRISPR-Cas9 atua por meio de uma enzima (Cas9), guiada por RNA, que reconhece uma sequência específica no DNA e promove um corte duplo na dupla hélice. Após o corte, o material genético pode ser modificado por inserção, deleção ou substituição de nucleotídeos. No entanto, esse processo pode gerar efeitos fora do alvo, quando ocorrem cortes em regiões não planejadas do genoma, com potencial para mutações não intencionais. Além disso, a correção depende do reparo natural da célula, que pode ser impreciso. ✅Clique e siga Ciência Elementar no Instagram 

Para mitigar esses riscos, pesquisadores têm integrado a inteligência artificial ao processo de edição. A IA permite prever com maior precisão os locais de corte e as consequências do reparo genético. “Com a IA, conseguimos modelar e testar milhões de combinações possíveis de guias genéticos, identificando aquelas com maior probabilidade de sucesso terapêutico e menor risco genômico”, afirmou Jonathan Weissman, do Whitehead Institute, em entrevista ao Broad Institute.

Algoritmos como o Easy-Prime e o PrimeDesign foram desenvolvidos para projetar RNAs guias (pegRNAs) voltados ao prime editing, uma variante do CRISPR que realiza substituições sem cortes duplos no DNA. A IA também auxilia na escolha de variantes da enzima Cas, como Cas12f e CasMINI, que possuem menor massa molecular e menor potencial para causar efeitos adversos. Outro foco de uso da IA tem sido a previsão de como o DNA será reparado após a edição, o que contribui para projetar edições com menor margem de erro.

Os testes laboratoriais dessas plataformas mostraram aumento na precisão e eficiência das edições genéticas. Segundo artigo publicado no Journal of Translational Medicine, os experimentos com CRISPR têm sido conduzidos em modelos celulares de doenças como anemia falciforme, distrofias hereditárias e cânceres com mutações pontuais. Parte dessas pesquisas já entrou em fase pré-clínica, com a expectativa de iniciar estudos clínicos em humanos nos próximos anos.

Já o Bridge Editing propõe um método de edição baseado na substituição direta de bases no DNA sem a realização de cortes duplos. A técnica utiliza uma molécula de RNA projetada para atuar como ponte, conduzindo uma mudança química específica na base-alvo. Segundo artigo publicado pela New Scientist, essa abordagem pode apresentar menor risco de efeitos fora do alvo em comparação ao CRISPR convencional, pois evita a ruptura da dupla hélice do DNA.

Em entrevista à revista, o pesquisador Benjamin Oakes, coautor do estudo e fundador da Tune Therapeutics, explicou que o método tem como vantagem a ausência de cortes no genoma. “Conseguimos alterar uma base do DNA sem provocar quebras, o que pode reduzir significativamente a resposta celular ao dano e melhorar a previsibilidade do resultado”, disse.

A técnica ainda está em estágio inicial de desenvolvimento, com estudos concentrados em substituições pontuais de bases. Ainda não há aplicações clínicas autorizadas ou em andamento com Bridge Editing, mas grupos de pesquisa trabalham para validar a eficiência da tecnologia em modelos biológicos.

Enquanto o CRISPR tem incorporado recursos de inteligência artificial para melhorar a seleção de alvos, prever efeitos colaterais e aumentar a precisão das edições, o Bridge Editing não depende diretamente da IA em seu processo. “O maior desafio ainda está na previsibilidade dos resultados. A IA nos permite reduzir incertezas e projetar edições mais seguras para testes clínicos”, explicou Silvio Savarese, pesquisador e coautor de um dos estudos com CRISPR, também em entrevista ao Broad Institute.

Atualmente, o CRISPR encontra-se em estágio mais avançado que o Bridge Editing, com ferramentas já testadas em modelos pré-clínicos e, em alguns casos, em fase de aprovação para ensaios clínicos em humanos. Agências como a FDA (Food and Drug Administration) e a EMA (European Medicines Agency) acompanham o progresso das tecnologias para estabelecer diretrizes regulatórias sobre sua aplicação em terapias genéticas.

As duas estratégias continuam em desenvolvimento por consórcios acadêmicos, institutos públicos e empresas privadas, que investigam como diferentes mecanismos de edição podem ser aplicados a doenças de base genética com maior precisão e controle de risco.