Finalidades terapêuticas da clonagem / Offarm

a clonagem é uma realidade que gerou um polêmico debate social diante da possibilidade de clonar seres humanos. Essas técnicas ainda estão em desenvolvimento e suas possibilidades abrem um novo caminho para a cura de doenças como a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e o diabetes insulino-dependente.

avanços significativos no mundo da biotecnologia, biologia molecular, genética, bioquímica e fertilização artificial tornaram possível o desenvolvimento de técnicas de clonagem.

entende-se por clonagem como o procedimento técnico mediante o qual se pode obter um indivíduo a partir de uma célula de outro indivíduo já existente, com o que ambos seriam geneticamente iguais, ou seja, que teriam os mesmos genes. Mesmo assim, dois indivíduos geneticamente iguais não implica que sejam fisicamente iguais, pois não é o mesmo o genótipo (conjunto de genes de um indivíduo) que o fenótipo (conjunto de características fisiológicas, morfológicas e de conduta e que são o resultado das relações do indivíduo com o meio ambiente). Em resumo, o fato de dois indivíduos terem o mesmo genótipo não significa que sejam iguais.

a clonagem ganhou popularidade após o nascimento da conhecida ovelha Dolly. Em 1997, um grupo de pesquisadores escoceses do Roslin Institutconseguiram clonar uma ovelha de uma célula mamária adulta. Imediatamente depois de publicar os resultados na prestigiosa revista Nature, gerou-se uma grande inquietação social pelas consequências que poderiam derivar de um mau uso destas técnicas, como a clonagem de seres humanos.

independentemente de toda a controvérsia, as finalidades terapêuticas que essas técnicas de clonagem podem oferecer são muito esperançosas: substituir neurônios danificados por causa de um acidente, curar a diabetes insulino-dependente, restabelecer a saúde de pessoas afetadas pelo Parkinson ou pela doença de Alzheimer, e inclusive obter órgãos para transplantes evitando os problemas de rejeição imunológica.

fundo

a palavra Clone (klon) é de origem grega e significa “Rebento”, “ramo” ou “broto”. Na linguagem científica, entende-se por clone o conjunto de indivíduos que descendem de outro pela via de reprodução assexuada, sejam bactérias, plantas ou animais.

o clone não é algo novo, já que já existe na natureza como via de reprodução alternativa à via sexual. Na origem da evolução, a reprodução era assexuada e os descendentes dos microrganismos eram geneticamente iguais aos seus antecessores.

em 1952 realizaram-se, com pouco êxito, os primeiros experimentos de clonagem utilizando rãs (Xenopus laevis), mas em 1967 obtiveram-se novos avanços, já que John Gurdon, mediante experimentos de transferência nuclear, demonstrou que era possível clonar uma rà a partir de células do intestino. Em 1986, Neal First, fisiologista da Universidade de Madison (Estados Unidos), obteve a primeira vaca por clonagem. Ele usou uma célula de um embrião bovino de 6 dias e, com um choque elétrico, o fundiu com um óvulo fertilizado. O embrião resultante foi implantado em uma vaca, da qual nasceu um bezerro. Em 1993, Jerry Halt, diretor do Laboratório de fertilização in Vitro da Escola de Medicina George Washington, aperfeiçoou a técnica de Neal First dividindo o embrião em várias partes antes da implantação, o que lhe assegurava que, se um implante falhasse, ele poderia ser testado com os outros.

posteriormente, Wilmunt e Campbell, dois cientistas do Instituto Roslin do Reino Unido, aperfeiçoaram a técnica de transferência nuclear e em 1995 conseguiram os primeiros mamíferos clonados a partir de células diferenciadas: os bezerros Megan e Morgan. Após o sucesso desses experimentos, eles decidiram usar como doadores do núcleo outros tipos celulares de origens diferentes. Finalmente, em 1997, nasceu a ovelha Dolly, o primeiro mamífero clonado a partir de uma célula adulta.

uma das possibilidades com mais expectativas da clonagem é o estudo molecular do mecanismo de expressão e repressão dos genes

técnicas empregadas

as células do nosso organismo dividem-se em dois grupos: as células germinativas, que no caso dos humanos e a maioria dos mamíferos são os óvulos e os espermatozoides, e as células somáticas, que são o resto das células e que até agora se acreditava que não podiam originar um indivíduo completo.

a principal diferença entre as células somáticas e as germinativas é que estas últimas têm metade da dotação genética de uma célula somática, ou seja, se as células somáticas têm 46 cromossomos, as células germinativas sofrem uma dupla divisão mediante o processo da meiose, no qual reduzem à metade sua dotação cromossômica (23 cromossomos).

para originar um novo indivíduo através da reprodução sexual, será necessário metade dos cromossomos maternos procedentes do óvulo e a outra metade procedente dos espermatozoides paternos. A União das duas células germinativas dará origem a um embrião com um total de 23 pares de cromossomos ou, o que é o mesmo, com um total de 46 cromossomos.

a clonagem é um tipo de reprodução assexuada para obter indivíduos geneticamente iguais, portanto, contrariamente à reprodução sexual, não existe a mistura de genes procedentes dos dois progenitores, mas sim que o indivíduo clonado contém os 46 cromossomas da célula dadora, pelo que será geneticamente igual ao seu “progenitor”.

a técnica de clonagem consiste basicamente em fundir o núcleo de uma célula somática doadora e que, portanto, contém a dotação genômica completa, com um óvulo ao qual se extraiu previamente o núcleo. Uma vez fundidos, a divisão celular é estimulada e finalmente implantada no útero do animal para que o embrião se desenvolva.

existem várias técnicas para obter clones; a primeira que explicaremos é a técnica de clivagem celular. Este procedimento permite obter vários indivíduos clônicos, mas diferentes de seu progenitor. Consiste em fecundar um óvulo com um espermatozoide em uma proveta, no momento em que a divisão do óvulo fecundado atingiu um determinado estágio, pouco antes de as células se diferenciarem para dar lugar a distintas funções, se separam as células e, a partir de cada uma delas, poderemos obter um indivíduo completo. Os núcleos dessas células são implantados dentro de um óvulo enucleado (o núcleo foi removido anteriormente) e criados em um tubo de ensaio até atingirem o estágio de 80-100 células; finalmente implantam-se dentro do útero, sendo os animais que nascem clones entre si, ou seja, que têm a mesma informação genética.

a ovelha Dolly é fruto de outra técnica de clonagem. Não foi obtido a partir de uma célula embrionária, mas de uma célula somática de uma ovelha adulta. A novidade nesta técnica foi demonstrar que uma célula somática diferenciada, com uma função concreta, podia regressar a estádios mais primitivos, de maneira que pudesse originar um organismo completo. Para isso, primeiro foi necessário que a célula doadora estivesse em estado de prisão do ciclo celular, ou seja, como se estivesse em estado de latência, já que se acredita que as moléculas reguladoras do óvulo receptor atuam sobre os núcleos transferidos reprogramando-os. Após a transferência do núcleo da célula somática para a ovocélula receptora enucleada, pulsos elétricos de corrente foram aplicados para induzir a fusão das células e imitar a estimulação que, em condições normais, seria realizada pelo espermatozóide. Foi finalmente implantado no útero da mãe adotiva. Este novo indivíduo tem a mesma informação genética que a célula somática adulta usada como doador.

um ano depois do nascimento da ovelha Dolly, a Universidade de Massachusetts, com seu programa Advanced Cell Technology, conseguiu a clonagem de um bovino

o Rendimento da técnica foi muito baixo: da fusão de 277 óvulos enucleados com a correspondente célula cultivada só se obtiveram 29 embriões, que foram transferidos no útero de diferentes ovelhas; de todos eles nasceu apenas um cordeiro: Dolly.

um ano depois do nascimento da ovelha Dolly, a Universidade de Massachusetts, com seu programa Advanced Cell Technology, conseguiu a clonagem de um bovino. Clones foram obtidos a partir de fibroblastos (tecido conjuntivo do embrião). Os fibroblastos são células que se encontram nos primeiros estágios de diferenciação celular, ou seja, não são tão diferenciadas como as células de um organismo adulto. Estes clones apresentavam também a particularidade de serem animais transgénicos (tinham-lhes introduzido um gene humano), com a possibilidade de produzir no leite uma proteína utilizada para fins terapêuticos. Seu sucesso foi relativo, já que de 6 clones implantados só sobreviveram 4, e um deles morreu ao cabo de 5 dias. Posteriormente, mais experimentos de clonagem foram realizados a partir de células de diferentes tecidos, tanto de origem fetal quanto adulta, mas todos eles deram resultados pouco bem-sucedidos.

Finalidades terapêuticas

a chave para o sucesso dos experimentos de Wilmut e seus colaboradores residiu no estudo do ciclo celular das células somáticas. Até agora, acreditava-se que uma célula somática diferenciada não poderia adquirir novamente as características de pluripotencialidade. Todas as células têm no núcleo a mesma informação genética, mas à medida que se vai desenvolvendo o embrião estas células se diferenciarão para dar lugar aos diferentes órgãos e tecidos. Com os experimentos de Wilmunt, foi demonstrado que essas células, uma vez diferenciadas, podem se reprogramar e adquirir novamente as características de pluripotencialidade para desenvolver um novo organismo.

como comentamos anteriormente, o sucesso da ovelha Dolly é relativo, uma vez que foi obtido após 277 fusões do oócito com o núcleo doador. Também não está claro que tipo de célula foi usada como doador, já que a cultura utilizada continha células em diferentes estágios de diferenciação que se encontram de forma natural na glândula mamária. Também não se levou em conta o papel que desempenha o DNA mitocondrial; este se encontra residualmente nas mitocôndrias (organelas celulares que se encontram na célula e que servem para “a respiração” desta) do óvulo enucleado receptor. Além disso, todos os estudos de clonagem descritos até agora mostram um número elevado de mortes durante o desenvolvimento embrionário e fetal. Apenas 1 ou 2% dos embriões chegam a termo, e até mesmo alguns dos clones que sobrevivem ao parto morrem em curto prazo.

assim, fica clara a complexidade destas técnicas e o estágio inicial do seu desenvolvimento, mas vale a pena melhorá-las, uma vez que as vantagens da clonagem são múltiplas.

um bom exemplo da aplicação de técnicas de clonagem, juntamente com técnicas para obter animais transgênicos, é a ovelha Polly. Esta ovelha foi criada pelo mesmo grupo que criou a ovelha Dolly. Polly é um animal transgénico, ou seja, foi-lhe incorporado um gene humano (concretamente o gene do factor IX) que codifica para a síntese da proteína sanguínea utilizada para o tratamento da hemofilia, de maneira que Polly segrega esta proteína humana no seu leite.

embora esses experimentos com animais transgênicos já existam há anos, a diferença reside no fato de que, por meio das técnicas de clonagem, um grande número de ovelhas fêmeas poderia ser obtido produzindo leite com essas proteínas.

outra possibilidade é a geração de órgãos animais submetidos a manipulação genética para adaptá-los a transplantes humanos. Qualquer órgão do porco, como o fígado ou o rim, seria rejeitado pelo homem devido a uma reação imunológica hiperaguda, mas essas reações são provocadas por uma proteína conhecida, portanto, se fôssemos capazes de modificar geneticamente o animal para que não produzisse esse tipo de proteína, certamente o transplante poderia ser realizado com sucesso.

uma das possibilidades com mais expectativas da clonagem é o estudo molecular do mecanismo de expressão e repressão dos genes. Isto quer dizer que conhecendo por que um gene se expressa em determinadas circunstâncias ou se reprime (deixa de se expressar) em outras, poderíamos conhecer muitos dos mecanismos básicos que controlam a vida. Por exemplo, podemos regenerar células que foram danificadas, como células nervosas que não têm a capacidade de se regenerar. As células nervosas se reproduzem durante o desenvolvimento do embrião e durante os estágios iniciais da vida, mas quando o indivíduo é adulto, elas param de se reproduzir. Se conhecêssemos os mecanismos moleculares que possibilitam a” ativação ” de genes para que se reproduzam, poderíamos curar os neurônios danificados em caso de lesão.

uma das alternativas que apresenta mais problemas éticos é a de obtenção de embriões para conseguir células embrionárias pluripotenciais com a finalidade de tratar doenças atualmente incuráveis. Um embrião poderia ser criado por transferência nuclear usando uma célula somática do indivíduo e um óvulo humano. O embrião se desenvolveria até os primeiros estágios de diferenciação (pré-embrião), pois nessas primeiras etapas as células embrionárias são multipotenciais e podem ser derivadas para criar um tipo celular específico. A partir daí, linhas celulares específicas poderiam ser cultivadas e substituídas pelas células afetadas do paciente.

Alternativamente às finalidades terapêuticas humanas, a clonagem pode ter outras aplicações não menosprezáveis, como a de obter cópias de um indivíduo que no campo da pecuária tivesse características genéticas especialmente vantajosas, otimizando a criação do gado.

problemas éticos

a comunidade científica não duvida que as possibilidades das técnicas de clonagem podem beneficiar milhões de pessoas, mas como em todos os avanços científicos, sempre existe uma “parte obscura”. Anteriormente, mencionamos as finalidades terapêuticas dessas técnicas, mas disso surgiu o debate ético associado à manipulação e destruição de embriões e à possível criação de seres humanos clônicos.

cientistas e especialistas em genética e bioética discordam sobre o uso de embriões. A clonagem de embriões para obter humanos é rejeitada pela maioria, mas a clonagem de embriões para fins terapêuticos é um debate aberto. Alguns defendem técnicas de clonagem usando células somáticas adultas; desta forma, evitaríamos a obtenção de “embriões de reserva”, mas por se tratar de células adultas apresentam mais problemas técnicos que as células embrionárias.

recentemente, o Reino Unido aprovou uma nova legislação que permitirá a clonagem de embriões humanos com menos de 14 dias (proembrions) para pesquisa para fins terapêuticos, enquanto a Espanha seguirá as diretrizes definidas pela Comissão Europeia. *

bibliografia geral

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Gurdon JB. Nuclear transplantation in eggs and oocytes. J Cell Sci Suppl 1986; 4: 287-318.

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