Cientistas criam as primeiras aranhas geneticamente modificadas com CRISPR-Cas9

Dando início a uma sequência de acontecimentos que, em teoria, poderia explicar a origem do Homem-Aranha do nosso universo, cientistas na Alemanha produziram as primeiras aranhas do mundo geneticamente modificadas com a tecnologia CRISPR.

Apesar disso, essas aranhas não devem gerar super-heróis (pelo menos por enquanto). Elas não são radioativas e, embora o ADN tenha sido alterado, não houve qualquer mudança no veneno. Na prática, continuam a ser aranhas domésticas comuns - quase.

Por causa das alterações genéticas, algumas nasceram sem olhos, enquanto outras passaram a apresentar uma capacidade inédita: fiar seda vermelha fluorescente.

Aranhas e CRISPR-Cas9: o que foi feito

Para quem quer saber como a equipa conseguiu o feito, a resposta está no CRISPR-Cas9, uma ferramenta de edição genética que permite cortar o genoma de uma célula em pontos específicos e remover ou inserir sequências.

E para quem se pergunta por que fazer isso, o objetivo principal foi demonstrar que o método funciona. Os autores viram um potencial ainda pouco explorado - entre outros motivos, pelas propriedades únicas da seda de aranha - ao notarem que essa tecnologia de edição genética ainda não tinha sido aplicada a aranhas.

"Considerando a ampla variedade de possíveis aplicações, é surpreendente que não tenha havido até hoje estudos usando CRISPR-Cas9 em aranhas", afirma o autor sénior Thomas Scheibel, bioquímico da Universidade de Bayreuth.

Por que a seda de aranha chama tanta atenção

Aranhas são verdadeiras maravilhas da natureza. Elas obtiveram um sucesso evolutivo notável: existem há cerca de 400 milhões de anos e deram origem a mais de 50.000 espécies conhecidas. Entre todas as ordens de organismos, ocupam o sétimo lugar em diversidade total de espécies.

A seda, em especial, desperta grande interesse. Só entre variedades de aranhas tecedeiras de teia orbicular, há pelo menos sete tipos, cada um com características próprias e funções diferentes para o animal. Algumas sedas, por exemplo, têm resistência à tração comparável à do aço, mas com uma relação resistência/peso sem igual, além de elasticidade e flexibilidade.

Há muito tempo os humanos tentam aproveitar essa “magia” da seda de aranha, mas com pouco sucesso. A maioria das aranhas é predadora territorial e não tolera a presença de outras, o que impede a criação em larga escala como fazemos com o bicho-da-seda.

Embora as sedas sintéticas de aranha estejam a evoluir rapidamente - e, segundo relatos, já rivalizem com a original - os cientistas argumentam que ainda pode haver valor único em aprender a editar, in vivo, os genes responsáveis pela seda.

Primeiro teste: inativar um gene para ver o resultado

Como não havia precedente de edição genética em aranhas, Scheibel e os colegas optaram por começar com uma meta mais simples: remover a função de um gene.

Para obter um resultado fácil de identificar, escolheram o gene sine oculis, que participa do desenvolvimento dos olhos.

Em seguida, a equipa desenhou uma versão do sistema de edição adequada à tarefa e a injetou no abdómen de fêmeas anestesiadas da aranha doméstica comum (Parasteatoda tepidariorum).

Esses componentes do CRISPR atuaram sobre as células-ovo da aranha e, quando mais tarde foram combinadas com o ADN de machos, deram origem a filhotes sem olhos.

Inserção de sequência em genes da seda: fluorescência vermelha

Com um processo de modificação genética estabelecido em aranhas domésticas, o passo seguinte foi mexer nos genes ligados à seda. Os investigadores selecionaram um gene associado à produção de espidroínas - as principais proteínas da seda de aranha - presente no tipo mais resistente de seda.

Tal como no ensaio anterior, eles injetaram uma solução direcionada em fêmeas, mas desta vez incluindo uma sequência genética de uma proteína vermelha fluorescente.

Depois, alguns filhotes passaram a produzir seda de arrasto com fluorescência vermelha, o que serviu como evidência de uma inserção bem-sucedida da sequência genética numa proteína da seda.

"Demonstrámos, pela primeira vez no mundo, que o CRISPR-Cas9 pode ser usado para incorporar uma sequência desejada em proteínas da seda de aranha, permitindo assim a funcionalização dessas fibras de seda", diz Scheibel.

"A capacidade de aplicar a edição genética CRISPR à seda de aranha é muito promissora para a pesquisa em ciência de materiais - por exemplo, poderia ser usada para aumentar ainda mais a já elevada resistência à tração da seda de aranha."

O estudo foi publicado na Angewandte Chemie.