Estas super galinhas projetadas por CRISPR são resistentes à gripe aviária

A ferramenta de edição genética CRISPR pode ser crucial no combate a um dos vírus mais mortais que circulam no mundo – um vírus que matou centenas de milhões desde 2020.

Não é Covid-19, claro. O vírus é um tipo de gripe aviária especialmente agressiva que dizimou as populações de galinhas em todo o mundo. Infelizmente, numerosos rebanhos foram abatidos para conter a doença. Esses preços exorbitantes para uma dúzia de ovos? Esta cepa de gripe é parcialmente culpada.

Deixando de lado as contas dos alimentos, a propagação do vírus entre as aves também aumenta a perspectiva alarmante de que ele possa se espalhar por outras espécies – incluindo os humanos. De acordo com o De acordo com a Organização Mundial da Saúde, 10 países em três continentes relataram sinais do vírus da gripe aviária em mamíferos desde 2022, gerando preocupações sobre outra pandemia.

Vários países lançaram campanhas de vacinação para combater o vírus. Mas é um inimigo formidável. Tal como as estirpes de gripe humana, o vírus sofre mutações rapidamente e torna as vacinas menos eficazes ao longo do tempo.

Mas e se pudéssemos eliminar as infecções pela raiz?

Esta semana, um time do Reino Unido, criaram “supergalinhas” resistentes à gripe aviária comum. Nas células germinativas primordiais das galinhas – aquelas que se desenvolvem em espermatozóides e óvulos – eles usaram CRISPR-Cas9 para ajustar um único gene que é crítico para a reprodução do vírus.

As galinhas editadas cresceram e se comportaram como suas colegas “de controle” não editadas. Eles eram saudáveis, botavam ovos na quantidade habitual e cacarejavam alegremente em seus cercados. Mas o seu melhoramento genético brilhou quando desafiados com uma dose de gripe na vida real, semelhante à que pode circular numa gaiola infectada. As galinhas editadas lutaram contra o vírus. Todas as aves de controle pegaram gripe.

Os resultados são “uma conquista há muito esperada”, disse o Dr. Jiří Hejnar, do Instituto de Genética Molecular da Academia Tcheca de Ciências, que não esteve envolvido no estudo. disse Ciência. Em 2020, Hejnar usou CRISPR para criar galinhas resistentes a um vírus causador de câncer, abrindo caminho para a edição eficiente de genes em aves.

A tecnologia ainda tem um longo caminho a percorrer. Apesar do impulso genético, metade das aves editadas adoeceu quando desafiadas com uma grande dose de vírus. Esta parte da experiência também levantou um sinal de alerta: o vírus adaptou-se rapidamente às edições genéticas com mutações que o tornaram um propagador melhor – não apenas entre as aves, mas também ganhando mutações que poderiam atingir os humanos.

“Isso nos mostrou uma prova de conceito de que podemos avançar no sentido de tornar as galinhas resistentes ao vírus”, disse a autora do estudo, Dra. Wendy Barclay, do Imperial College London, em uma entrevista coletiva. “Mas ainda não chegamos lá.”

O alvo

Em 2016, Barclay descobriu um gene de galinha que os vírus da gripe aviária usam para infectar e crescer dentro das células das galinhas. Chamado ANP32A, faz parte de uma família de genes que traduz informações do DNA em outros mensageiros bioquímicos para construir proteínas. Uma vez dentro da célula de uma ave, o vírus da gripe pode cooptar os produtos do gene para fazer mais cópias de si mesmo e se espalhar para as células próximas.

ANP32A não é a única ligação genética entre células e vírus. Um estudo posterior encontraram um segundo gene “protetor” que impede o crescimento dos vírus da gripe nas células. O gene é semelhante ao ANP32A, mas com duas grandes alterações que cortam a ligação do vírus à célula, como fechar uma porta. Como os vírus requerem um hospedeiro para se reproduzirem, o obstáculo essencialmente corta a sua linha de vida.

“Se você pudesse interromper essa interação [gene-vírus] de alguma forma... talvez por meio dessa edição genética, o vírus não seria capaz de se replicar”, disse Barclay.

O novo estudo seguiu essa linha de pensamento. Usando CRISPR, eles alteraram o ANP32A em células germinativas primordiais de galinha, combinando as duas alterações genéticas observadas no gene protetor. As células, quando injetadas em embriões de galinha, transformaram-se em espermatozoides e óvulos editados em galinhas maduras saudáveis, que tiveram filhotes com o gene ANP32A editado.

O processo parece técnico, mas é basicamente uma aceleração do século XXI de uma antiga técnica agrícola: criar animais para preservar as características desejadas – neste caso, a resistência contra vírus.

The Stand

A equipe testou as galinhas editadas com vários desafios de vírus.

Num deles, injetaram uma dose do vírus da gripe aviária no nariz de 20 pintos de duas semanas de idade – metade dos quais foram geneticamente modificados e os restantes criados normalmente. O procedimento parece intenso, mas a quantidade de vírus foi cuidadosamente adaptada àquela normalmente presente em um galinheiro infectado.

Todas as 10 aves de controle ficaram doentes. Em contraste, apenas uma das galinhas editadas estava infectada. E mesmo assim não transmitiu o vírus para as demais aves editadas.

Em um segundo teste, a equipe aumentou a dosagem para cerca de 1,000 vezes mais do que a borrifada nasal original. Cada ave, independentemente da sua composição genética, contraiu o vírus. No entanto, as aves editadas demoraram mais para desenvolver sintomas de gripe. Eles também abrigavam níveis mais baixos do vírus e eram menos propensos a transmiti-lo a outras pessoas em seu galinheiro – independentemente da composição genética.

À primeira vista, os resultados parecem promissores. Mas eles também levantaram uma bandeira vermelha. A razão pela qual os vírus infectaram as galinhas editadas, apesar dos seus “supergenes” protetores, foi que os insetos se adaptaram rapidamente às edições genéticas. Por outras palavras, uma troca de genes destinada a proteger o gado poderia, ironicamente, levar o vírus a evoluir mais rapidamente.

O Trio Dourado

Por que isso aconteceria? Vários testes encontraram mutações no genoma viral que provavelmente permitiram que os vírus se apoderassem de outros membros da família ANP32A. Essas proteínas normalmente ficam no banco durante as invasões virais da gripe e resistem silenciosamente à replicação viral. Mas com o tempo, o vírus aprendeu a trabalhar com cada gene para impulsionar a sua reprodução.

A equipa está bem ciente de que mudanças semelhantes podem permitir que o vírus infecte outras espécies, incluindo humanos. “Não ficamos alarmados com as mutações que vimos, mas o fato de termos conseguido uma [infecção] inovadora significa que precisamos de edições mais rigorosas daqui para frente”, disse Barclay.

Sander Herfst, do Erasmus University Medical Center, que estuda incursão da gripe aviária em mamíferos, concorda. “É necessário um sistema estanque onde não ocorra mais replicação [viral] em galinhas”, disse Ciência.

Uma solução potencial é mais edição de genes. ANP32A é apenas um dos três membros do gene que ajudam os vírus a prosperar. Num teste preliminar, a equipe desativou todos os três genes nas células de uma placa de Petri. As células editadas resistiram a uma cepa altamente perigosa do vírus da gripe.

Mas ainda não é uma solução perfeita. Esses genes são multitarefas que regulam a saúde e a fertilidade. Editar todos os três pode prejudicar a saúde e a capacidade de reprodução de uma galinha. O desafio agora é encontrar edições genéticas que afastem os vírus, mas ainda mantenham a função normal.

Deixando de lado a biotecnologia, as regulamentações e a opinião pública também estão lutando para acompanhar o mundo da edição genética. Animais CRISPRed são atualmente considerados organismos geneticamente modificados (OGM) sob as leis da União Europeia, uma designação que traz consigo uma carga de bagagem regulatória e problemas de percepção do público. No entanto, como as edições genéticas como as do estudo imitam aquelas que podem ocorrer naturalmente na natureza – em vez de unir genes de um organismo a outro – alguns animais submetidos a CRISPR podem ser mais aceitáveis ​​para os consumidores.

“Acho que o mundo está mudando” dito autora do estudo, Dra. Helen Sang, especialista que trabalha com aves resistentes à gripe há três décadas. As regulamentações sobre animais geneticamente modificados para alimentação provavelmente mudarão à medida que a tecnologia amadurece – mas, no final, o que é aceitável dependerá de visões multiculturais.

Crédito de imagem: Toni Cuenca / Unsplash

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• Fonte: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/