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Os riscos e as razões para os cientistas estarem clonando o coronavírus

A neurocientista e autora do livro “A Inteligência Artificial nos substituirá?”, Shelly Xuelai Fan, traz à tona o lado obscuro da corrida pela vacina do Coronavírus.



Separamos os principais pontos do artigo publicado pela cientista PhD em biotecnologia e responsável pelo premiado blog NeuroFantastic.com, no SingularityHub.

Nesse instante, a maioria dos pesquisadores biomédicos está ocupada buscando maneiras de esmagar o novo coronavírus. Enquanto isso, biólogos sintéticos estão ocupados clonando o vírus em massa.

No final de fevereiro, uma equipe da Universidade de Berna, liderada pelo Dr. Volker Thiel, publicou uma receita relativamente simples para preparar artificialmente o SARS-CoV-2, o vírus que causa o Covid-19, em laboratório. Exigia apenas dois ingredientes principais: pedaços sintéticos das instruções genômicas do vírus, que podem ser pedidos on-line; e fermento. Em mãos experientes, o processo não é muito mais difícil do que assar pão de fermentação caseira.

O manuscrito, inicialmente postado no servidor de pré-impressão bioRXiv, agora revisado e publicado na Nature, provocou ondas de choque por toda a comunidade biomédica. Com futura verificação, mais laboratórios certificados poderão clonar amostras inteiras do coronavírus em uma semana por aproximadamente US $ 30.000. Ao “democratizar” o acesso ao novo vírus, mais laboratórios poderão trabalhar em testes de diagnóstico, medicamentos e vacinas, potencialmente colocando o vírus de joelhos mais rapidamente e salvando a vida de milhões de pessoas.

O problema – No entanto, existe um lado sombrio desse acesso mais amplo: a mesma plataforma usada para fazer o SARS-CoV-2 do zero também pode potencialmente torná-lo mais mortal ou mais transmissível. Em um cenário pessimista, a mesma tecnologia que poderia nos livrar da praga também poderia transformá-la em uma arma biológica.

É um dilema há muito tempo fomentado no campo dos vírus sintéticos – o problema do “uso duplo”. “Na biologia [isso significa que] as técnicas necessárias para projetar uma arma biológica são as mesmas necessárias para realizar pesquisas legítimas”, explicou o Dr. Guoyu Wang, do Centro de Ética Biomédica da Universidade Fudan, em Xangai. Mesmo se as motivações originais fossem nobres, qualquer “desvio, uso indevido ou abuso durante a pesquisa”, como vazamentos acidentais de laboratórios, poderia significar uma calamidade global.

Uma questão com precedentes – Essas preocupações frequentemente formam a base das teorias da conspiração. Mas elas não são pura fantasia. Em 2014, cientistas federais descobriram meia dúzia de frascos de vírus da varíola, contra os quais a maioria dos americanos nascidos após 1972 não tem imunidade, enquanto limpavam as instalações de armazenamento do National Institutes of Health. Esquecimento à parte, várias cepas de influenza foram tornadas mais contagiosas usando a biologia sintética, com base em testes em furões. Os cientistas estão legitimamente preocupados com uma cepa viral fabricada ou vazada em laboratório que possa causar estragos.

A receita do coronavírus de Thiel e sua equipe trouxe esses debates de volta com fervor total, graças em parte à simplicidade da receita. Mas talvez o mais preocupante seja que a mesma plataforma possa clonar uma ampla variedade de vírus – aqueles conhecidos por nós e potencialmente aqueles que ainda serão descobertos.

O livro de receitas do vírus sintético – Para vencer um vírus, primeiro conheça bem seu inimigo.

A maneira mais fácil de controlar o vírus é obter tecido biológico infectado, o que foi difícil no início da pandemia fora de Wuhan, na China. A segunda via é tentar cultivar o vírus dentro de células imortalizadas – no caso da SARS-CoV-2, células pulmonares – mas é como fabricar carros que explodem a fábrica e eles mesmos no meio da construção.

Isso deixa espaço para a terceira via: criar o vírus do zero. Graças aos avanços na biologia sintética e na engenharia do genoma, tornar genomas de vírus inteiros em bactérias ou leveduras se tornou mais barato, mais fácil e mais rápido. Um artigo recente sobre a engenharia do SARS-CoV-2 usou bactérias como fábrica viral.

No entanto, a equipe de Thiel seguiu a rota do fermento. O motivo, explicou, é que os coronavírus têm genomas extraordinariamente grandes, o que dificulta o enfrentamento de bactérias – algo como desafiar uma criança de três anos com um complexo conjunto de Lego – que leva a erros no genoma do vírus. O fermento, por outro lado, é muito mais flexível.

Além disso, o fermento também tem um poder especial para colar automaticamente pedaços de material externo de DNA em uma sequência completa do genoma. Isso é impressionante: em vez de sintetizar todo o genoma do coronavírus por meio da química, é possível fazê-lo em pedaços para reduzir custos, e o fermento irá “magicamente” montar as peças como um quebra-cabeça.

O início de tudo – O projeto começou em janeiro, logo após os pesquisadores chineses terem divulgado o projeto genômico do vírus. A equipe de Thiel dividiu o genoma em 14 pedaços gerenciáveis, cada um com sequências ligeiramente sobrepostas, e solicitou DNA sintético que correspondesse aos pedaços do genoma viral de uma empresa comercial.

Três semanas depois, após receber os fragmentos pelo correio, eles inseriram o DNA – que juntos representam todo o genoma da SARS-CoV-2 – no fermento. Então, se sentaram e viram as células de levedura fazerem sua mágica, colando as sequências sobrepostas nos fragmentos para transformá-los em genomas completos. Apenas dois dias depois, a equipe conseguiu verificar o fermento, que agora florescia em “colônias” pontilhadas em um prato, em busca de sinais do genoma do vírus.

Finalmente, eles extraíram o material genético do vírus da levedura na forma de DNA e o transformaram em RNA – algo como traduzir um idioma para outro – que o vírus naturalmente usa para se multiplicar.

Voilà: em menos de uma semana, a equipe conseguiu gerar um vírus totalmente sintético, relativamente novo para os humanos, e usá-lo para infectar células sacrificiais em um prato, para estudar. Como prova de conceito do poder da plataforma, a equipe também criou uma versão do vírus que brilha no escuro, que pode ajudar a rastrear medicamentos antivirais. Se os medicamentos funcionarem, esta versão “rave” do vírus deve perder o brilho.

O dilema da biossegurança – A plataforma de Thiel para a engenharia do SARS-CoV-2 se destaca por sua velocidade e simplicidade. De acordo com Susan Weiss, microbióloga da Universidade da Pensilvânia, que não participou do estudo, o mais interessante é que as leveduras são produtoras muito rápidas de vírus. Enquanto “outros métodos são tediosos e difíceis”.

A velocidade em um surto é essencial, não apenas para contenção, mas também para pesquisa. A nova plataforma é um ponto de partida para os laboratórios alterarem facilmente o genoma do coronavírus, vendo o que o impede replicação ou quais sequências genômicas o tornam mais fraco ou até incapaz de infectar seres humanos. A cereja no topo: o sistema exige apenas que o fermento remonte o genoma do vírus uma única vez. É extremamente fácil coletar mais coronavírus reutilizando células de levedura prontas para produção de vírus, como na fabricação de cerveja.

A mesma técnica para terroristas e cientistas – No entanto, esses pontos de venda são exatamente o que preocupa os bioeticistas. “Ao publicar o roteiro da tecnologia, é possível que cientistas e terroristas apliquem a mesma técnica para sintetizar vírus mais complexos ou desenvolvam um ‘super vírus’ com infectividade, virulência ou resistência a vacinas, extremamente alta”, escrevem Wang e colegas em um comentário do método de Thiel.

Para Thiel, as preocupações não devem ser menosprezadas, mas a promessa da biologia sintética no combate a surtos também não. “A biologia sintética amadureceu em direção a uma técnica poderosa que afetará a comunidade científica – e nossa sociedade em geral”, comentou em um dos primeiros estudos com técnica de levedura semelhante para reconstruir um grande genoma viral do zero.

A tecnologia já está aqui, e cabe a vários agentes, como os governos, abordarem o potencial de uso indevido. Os vírus sintéticos – incluindo um clone do vírus da gripe de 1918, que os cientistas trouxeram de volta à vida no laboratório – já forneceram insights sobre contágios mortais que costumavam estar algemados aos caprichos do país do marco zero. Nem todo laboratório pode participar da reconstrução do vírus; por enquanto, é regulamentado para poucas instituições selecionadas, com os recursos de biossegurança de mais alto nível e pessoal altamente treinado.

Se os vírus clonados ajudarão a acabar com a pandemia atual, é uma incógnita. Quanto ao problema de uso duplo de pesquisa e bioterrorismo, não temos resposta. No entanto, o uso de vírus mortais clonados é cada vez mais defendido como uma maneira de combater surtos, quer estejamos confortáveis ​​e prontos ou não.

Enquanto isso, Thiel já está olhando para a próxima pandemia – e para o futuro da biologia sintética como um todo. “Temos que encontrar uma maneira de lidar com o fato de que essa tecnologia [biologia sintética] permitirá a geração de micróbios projetados e, finalmente, a vida sintética”, afirmou.

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