A conquista do genoma humano
Dr. Salmo Raskin (*)
Colaborador
Decifrar
códigos sempre foi um grande desafio para a espécie humana.
No século XIX, Champolion decodificou os hieróglifos egípcios.
Nos anos 60, Gerald S. Hawkins deduziu os mistérios de Stonehenge.
Em 1985, Thierry Gaudin publicou o seu revolucionário Secret
Code of the Bible. O famoso poeta norte-americano Edgar Allan Poe,
que viveu de 1809 a 1849, deixou alguns poemas em taquigrafia que até
hoje, 153
anos depois de sua morte, não puderam ser decifrados. O dia 12 de
fevereiro do ano de 2001 ficará marcado por décadas, talvez
até séculos, na história da humanidade, pois nesse
dia foi revelado o segredo do código dos códigos, o código
da vida. Neste dia o homem desvendou um segredo que a natureza guardou
a sete chaves por milhões de anos; a ordem correta das substâncias
bioquímicas que compõem o seu código genético.
Foi uma jornada de 15 anos de pesquisas em centenas de laboratórios
espalhados por mais de 20 países do mundo, todos com o mesmo objetivo:
decifrar o código da vida.
O ser humano, quando recém-nascido
tem 26 bilhões de células, e um adulto tem cerca de 50 trilhões.
No centro de cada uma dessas células está o nosso genoma.
O termo genoma se refere ao conteúdo total de material genético
de um organismo, seja este uma bactéria, um vírus, uma mosca
ou um humano. Desvendar os segredos do genoma humano, por razões
óbvias, era um projeto ambicioso. Essa ambição talvez
tenha iniciado em 1969, quando o homem se frustrou ao compreender que não
encontraria na Lua, a milhões de quilômetros de distância,
as respostas para os enigmas mais cruciais do ser humano: "De onde nós
viemos? Quem somos? Para onde iremos?"
A frustração de não
encontrar as respostas a esses enormes dilemas, com a conquista do espaço
sideral, fez com que os cientistas fossem procurá-las em outro lugar.
Talvez essas informações estivessem na verdade escondidas
muito mais próximas dos cientistas do que eles mesmo imaginaram
quando conceberam o Projeto Apolo, que levou o homem à Lua. Naquele
momento, alguém questionou se não seria hora de voltar os
investimentos para dentro de nós mesmos. Ou, melhor ainda, dentro
do centro de cada uma das células que compõem o organismo
humano.
Imbuídos dessa idéia,
um grupo de pesquisadores liderados pelo Instituto Nacional de Saúde
dos Estados Unidos (NIH) e pelo Departamento de Energia norte-americano
(DOE - não por coincidência o mesmo órgão que
planejou e levantou fundos para levar o homem à Lua), se uniram
para iniciar uma jornada que, de tão ambiciosa, acabou se transformando
em um dos maiores marcos científicos de todos os tempos: o seqüenciamento
do genoma humano.
Livro da Vida - Imagine que
fosse colocado à sua disposição uma grande enciclopédia
cujo título fosse "O Livro da Vida". Essa enciclopédia seria
composta de 23 volumes e conteria um total de três bilhões
de letras. Porém, ao contrário de nosso alfabeto, que contém
23 letras diferentes, as palavras desse livro só teriam quatro letras
(A, T, C e G). Uma das dificuldades para a leitura desse longo texto, composto
por essas quatro letras e que se estenderia pelos 23 volumes, seria de
que o texto não vem pronto com a habitual separação
em parágrafos, nem com pontuações. Seria uma tarefa
extremamente árdua ler esse enorme texto contínuo, sem interrupções.
Agora imagine que só 5% dos
3 bilhões de letras realmente contivessem a mensagem fundamental
do livro, e os outros 95% fossem compostos de enormes parágrafos
que só estariam ali como parte do texto de edições
muito antigas, que nem sequer fazem mais sentido hoje em dia. A princípio,
o fato de que só 5% seria importante para a sua leitura viria como
um alívio, afinal, você não precisaria mais ler 3 bilhões
de letras, mas "apenas" cerca de 150 milhões delas, os 5% que trazem
a real mensagem da vida. Porém, como discernir, no todo, entre os
5% que realmente trariam a mensagem do livro e os 95% que nada acrescentariam
à leitura?
Nosso genoma pode ser comparado de
uma forma didática a essa grande enciclopédia de 23 volumes
que o leitor acaba de ser presenteado. Cada um dos 23 volumes seria um
de nossos 23 cromossomos. Cada capítulo seria um pedaço de
DNA, porém 95% dos capítulos não teriam grande interesse
(os chamados Introns), já que só 5% dos capítulos
trariam a mensagem fundamental do enredo da vida, ou seja, seriam os genes.
Porém, mesmo os genes, apesar
de tão minúsculos que não podem ser visualizados com
o mais potente microscópio imaginável, não são
unidades indivisíveis; eles são formados por vários
pedaços chamados de Exons, como se fossem certos parágrafos
de uma página de um capítulo, e se combinam para dar forma
às proteínas. Mesmo dentro dos genes, separando os vários
Exons, certos parágrafos são como os Introns, sem significado.
Portanto só 5% do nosso Genoma é que realmente codifica para
proteínas, que são o carro-chefe da maioria das funções
biológicas.
Ordenação -
O primeiro passo para desvendar esse mistério seria descobrir em
qual ordem a natureza posicionou esta seqüência de 3 bilhões
de A, T, C e Gs, segredo este guardado a sete chaves por milhões
de anos de evolução. É esta ordem que no dia 12 de
fevereiro de 2001 foi finalmente revelada, após 15 anos de trabalho,
sendo cinco deles de iniciativas isoladas de pesquisadores e dez anos de
uma colaboração científica internacional, coordenada
pelo Hugo (Human Genome Organisation), do qual tenho a honra de fazer parte.
Inicialmente, o prazo para conclusão
do trabalho desse grupo colaborativo, que começou oficialmente a
trabalhar em 1990, era de término em 15 anos, ou seja, 2015. Essa
epopéia tomou ares de competição há três
anos, com a entrada de uma empresa privada na corrida pelo ouro
genético, a Celera, que - como o próprio nome já diz
- veio com a proposta de acelerar o processo
de seqüenciamento. E essa empresa não apenas conseguiu isto,
como fez o projeto público, conhecido como Projeto Genoma Humano
propriamente dito, apressar seus passos, sob pena de nosso grupo internacional
de pesquisadores jogar por água abaixo os 3 bilhões de dólares
que foram investidos.
Em junho de 2000, em uma atitude
politicamente correta, os líderes de ambos os grupos, Francis Collins
(público) e Craig Venter (privado) concordaram em revelar juntos,
da Casa Branca para o mundo, que tinham praticamente concluído suas
tarefas. E nesta semana, fazendo uso das duas mais importantes revistas
científicas internacionais (Science, publicando a seqüência
obtida pela Celera, e Nature, publicando a seqüência
obtida pelo Projeto Genoma Humano), novamente juntos, colocaram na Internet
e portanto à disposição de qualquer pessoa, as respectivas
seqüências do genoma humano.
Ainda é muito cedo para podermos
fazer uma análise completa do que representa aquilo que foi revelado
ao mundo, até porque os próprios cientistas ainda desconhecem
o significado de boa parte das seqüências que descobriram. A
sensação que a comunidade científica vive neste exato
momento deve ser muito semelhante a de Champolion ao tentar decifrar os
hieróglifos da Pedra Roseta. Temos um tesouro riquíssimo
na mão, mas ainda vamos demorar anos para compreender e desfrutar
da mensagem que este livro tem para nos ensinar. Porém alguns fatos
já podem ser conhecidos, inclusive alguns dogmas foram quebrados.
Seguem algumas revelações:
1 - As seqüências
obtidas pelo Projeto Genoma Humano e pela Celera são extremamente
parecidas, mostrando de imediato que o trabalho feito por ambas as equipes
foi de grande qualidade. A eficiência de uma equipe foi automaticamente
provada
por meio do trabalho da outra. No fundo, foi uma grande vitória
da empresa privada e de seu líder, Craig Venter, sobre a empresa
pública e seu líder, Francis Collins, apesar disso não
ter ficado evidente, talvez por ser politicamente incorreta.
O fato é que a Celera fez
em três anos o que o Projeto Genoma fez em dez, com qualidade igual.
Porém, há de se ressaltar que se não existisse o Projeto
Genoma Humano, muito possivelmente não teríamos acesso hoje
as páginas deste livro, que estariam certamente coladas pelas amarras
do patenteamento, que só não aconteceu porque o Projeto Genoma
Humano foi divulgando pouco a pouco as seqüências na Internet,
fazendo com que qualquer plano de patenteamento por parte da Celera perdesse
o sentido;
2 - Até a semana passada,
todas as estimativas quanto ao número de genes da espécie
humana giravam em torno de cem mil. Porém, o número de genes
encontrado por ambos os grupos de pesquisa do Genoma Humano é de
30 mil, ou seja, 1/3 do que sempre foi estimado. Esse resultado surpreendente
tem vários desdobramentos; o primeiro é que ele nos mostra
que a complexidade de uma espécie não é diretamente
proporcional ao número de genes.
Como a seqüência do Homo
sapiens é muito parecida com a dos outros organismos vivos,
e como certamente nossa prepotência não nos permitirá
assumir que não somos muito diferentes de uma mosca ou de uma minhoca,
teremos então que encontrar uma outra explicação para
entender o que nos diferencia, por exemplo, da mosca da fruta (Drosófila),
que tem 15 mil genes, ou da minhoca que tem 19 mil genes.
Os próprios dados revelados
pelo seqüenciamento já nos dão uma pista de que uma
parcela da complexidade provavelmente será explicada pela multiplicidade
de possíveis combinações dos Exons (os parágrafos
da página que realmente codificam para proteína) na formação
de uma ou mais proteínas por gene, produzindo assim, partindo dos
mesmos genes, mensagens diferentes em cada espécie, ou até
em diferentes partes do corpo de uma mesma pessoa.
3 - O seqüenciamento
demonstra que os 95% do código genético que hoje não
produzem proteínas são resquícios do passado evolutivo
do ser humano. Partes desses Introns são seqüências de
código genético que foi um dia ativo, produzindo proteínas
há milhares ou milhões de anos atrás, e que a evolução
fez com que se tornassem inativas.
A primeira análise do seqüenciamento
do Genoma mostra que boa parte desses vastos trechos sem sentido cobrindo
95% do genoma são verdadeiros fósseis genômicos,
alguns deles em pleno processo de extinção. Porém,
parte dessas seqüências tem permanecido intacta ao longo da
evolução, e portanto deve ter alguma função
reguladora, não sendo apenas lixo genético, como se
pensou por muitos anos.
Nova Medicina - Essas descobertas
trarão mudanças radicais na Medicina. Já é
possível hoje saber se um indivíduo nascerá ou nasceu
com predisposição a ter filhos com determinadas doenças,
ou se ele mesmo desenvolverá esta doença. Existem pelo menos
12 mil doenças genéticas diferentes, e com certeza de muitas
delas você nunca ouviu falar.
Tomemos uma só, como exemplo
de que as doenças genéticas não são tão
raras como se imagina. Você já ouviu falar em Fibrose Cística
ou Mucoviscidose, também conhecida como "Doença do Suor Salgado"?
É apenas uma das 12 mil doenças genéticas, que atinge
os pulmões e o pâncreas, e leva à morte em média
metade das crianças que têm esse mal, antes dos 10 anos de
idade. Já passou alguma vez pela sua cabeça que, mesmo desconhecendo
por completo esta doença e não tendo ninguém na família
com esse problema, você pode ter nascido com predisposição
a desenvolver esta doença ou a ter filhos com fibrose cística?
Uma pesquisa feita por nosso grupo
e que acaba de ser concluída, onde analisamos 500 bebês sadios
e 50 pacientes com fibrose cística nascidos no Rio Grande do Sul,
demonstra que uma em cada 1.587 crianças deste Estado nasce com
essa doença fatal, e um em cada 20 gaúchos (isto mesmo, um
em 20!!) nasce com predisposição hereditária a ter
filhos com fibrose cística. Um em cada 400 casais tem uma chance
de 25% de ter filhos com esta doença! Se você está
espantado com a possibilidade alta, arregale os olhos ao lembrar que esta
é apenas uma entre 12 mil doenças genéticas...
Benefícios - Graças
ao seqüenciamento do Genoma, em muito breve poderemos diagnosticar
no primeiro dia de vida se um bebê vai ou não ter este tipo
de doença. Será possível fazer o diagnóstico
dessas doenças antes delas se manifestarem. A Medicina, que hoje
é quase que totalmente terapêutica, vai se tornar uma ciência
preditiva.
Nos próximos cinco anos, teremos
condições de predizer se uma pessoa que já tem um
histórico familiar de determinada doença genética,
vai ou não ter uma das 12 mil doenças genéticas, como
por exemplo diabete ou câncer de mama, muitos anos antes dos primeiros
sinais e sintomas aparecerem.
Médicos, que lidarão
com indivíduos sãos e não apenas com doentes, poderão
tentar modificar o meio-ambiente que cerca essa pessoa, ou prescrever medicamentos
personalizados baseados no código genético do indivíduo,
ou ainda, no futuro, mudar o genoma dessa pessoa no sentido de tentar impedir
que ela venha desenvolver a doença.
Num segundo momento, em torno de
dez anos, o conhecimento completo do material genético permitirá
medicações individualizadas a cada paciente. Saberemos se
a pessoa vai aceitar ou não o medicamento, que poderá ser
mais específico e com menos efeitos colaterais.
A longo prazo, digamos 30 anos, o
sonho dos cientistas é poder consertar o que houver de errado
no Genoma Humano. O transplante de genes é uma técnica que
ainda está engatinhando, mas eu costumo lembrar que o transplante
de órgãos praticamente não existia há 30 anos.
Daqui a 30 anos, o transplante de genes talvez seja tão comum como
é hoje um transplante de fígado. Em termos de Medicina e
de Ciência, 30 anos é muito pouco tempo. Chegará o
momento da cura propriamente dita para esses erros genéticos que
hoje estão sendo descobertos. Isso vai acontecer ou colocando um
gene normal dentro da célula ou colocando a própria proteína
que o gene codifica dentro da célula.
Dilemas - Todos esses avanços
trarão junto inúmeras questões de ordem ética,
moral, filosófica, cultural e religiosa. Esse seria um tema para
um outro artigo inteiro, mas só para mencionar um dilema ético
que ainda não tem resposta, diante da rapidez com que estas inovações
nos atingiram: há pouco tempo recebi em minha clínica um
casal que veio me procurar para fazer um Aconselhamento Genético
com a seguinte solicitação: ela estava grávida de
3 meses, e o pai e o avô dela tinham morrido de uma das 12 mil doenças
hereditárias, chamada de Coréia de Huntington.
Trata-se de uma doença que,
apesar da pessoa herdar o erro genético de um dos pais e portanto
nascer com este erro em todas células do corpo, só iniciará
a apresentar sinais da doença por volta dos 40-50 anos de idade.
A doença inicia sua manifestação com perda do controle
dos movimentos dos braços e das pernas, seguida de um quadro progressivo
de demência que leva inexoravelmente à morte em poucos anos.
Como o avô e o pai da gestante tiveram esta doença, ela tem
50% de chance de ter herdado o erro genético.
Pois, ciente disto, e ciente de que
com o seqüenciamento do genoma já é possível
fazer um teste de DNA para diagnosticar com 100% de certeza se alguém
herdou ou não este erro genético, o casal veio para o Aconselhamento
Genético pedindo para que testássemos o feto para verificar
se o feto herdou ou não o erro genético que vem matando as
pessoas de várias gerações de sua família.
Confessou que se o exame do feto demonstrasse que este herdou o erro genético,
o casal já tinha decidido que interromperia a gestação,
pois não gostaria que um futuro filho viesse a ter o destino que
o pai e o avô dela tiveram.
Tecnicamente, nosso laboratório
está apto a fazer testes de DNA para 500 doenças genéticas,
inclusive a Coréia de Huntington. Estamos aptos a fazer testes no
início da gestação, em casos específicos. Mas
não estamos aptos a enfrentar tal dilema ético. Se fizéssemos
o teste do feto e este tivesse herdado o erro genético, não
só a gestante interromperia uma gestação de um feto
que provavelmente teria no mínimo 40 anos de vida saudável,
como o resultado positivo no teste fetal automaticamente significaria que
ela, a mãe, herdou de seu pai e de seu avô o gene alterado,
e dentro de poucos anos teria esta terrível doença. Em resumo,
se aceitasse fazer o teste, eu estaria correndo o risco de ter de assinar
dois atestados de óbito, do feto e de sua mãe em breve.
Estamos preparados tecnicamente para
estes exames, porém culturalmente, moralmente e eticamente, existem
situações como a descrita acima para as quais certamente
não estamos ainda preparados. Fazer este tipo de teste e correr
o risco de ter de dar um resultado ruim, seria concordar que não
mereciam ter direito à vida pessoas como Joana d’Arc, Noel Rosa,
James Dean, Sharon Tate, Jimi Hendrix, Janis Joplin, que morreram antes
dos 30 anos.
Perguntas cruciais - Procurei,
nestas poucas linhas, resumir o impacto de tão grandioso acontecimento.
Apesar das barreiras éticas, morais, filosóficas, culturais
e religiosas a serem transpostas pelo conhecimento a ser adquirido do Genoma,
acho que boa parte das respostas para os enigmas mais cruciais do ser humano,
"De onde viemos", "Quem somos" e "Para onde iremos" poderão ser
- pelo menos parcialmente - respondidas, quando compreendermos a real mensagem
que esse livro da vida chamado Genoma pode nos revelar.
Uma parte da resposta para a pergunta
"De onde viemos" estará escondida nos ensinamentos que vamos aprender
quando compreendermos totalmente as funções dos Introns,
os "fósseis genéticos" que carregamos dentro de cada célula
do corpo; saberemos um pouco sobre "Quem nós somos " analisando
os Exons e as diversas proteínas que são codificadas por
suas múltiplas combinações; porém, a pergunta
mais importante, "Para onde nós vamos", terá de ser respondida
pela própria Sociedade.
A descoberta de um número
bem menor de genes do que imaginávamos, no genoma humano, traz da
Natureza mais uma lição de humildade a ser aprendida por
geneticistas e pelos seres humanos; a de que não existe um determinismo
genético para tudo, ou seja, nem tudo está escrito nos nossos
genes.
Os cientistas devem continuar a ser
movidos pelo instinto, e ter garantida a liberdade de ir em frente em suas
pesquisas sem se preocupar aonde ela os levará. Mas parafraseando
o poeta, "cabe ao cientista ir aonde o povo está". Se o povo tivesse
decidido que o avião deveria ser usado só para transportar
pessoas rapidamente de um local para o outro, e não para despejar
bombas nas cidades, assim teria sido. Se o povo tivesse decidido que a
manipulação dos átomos deveria ser usada única
e exclusivamente como fonte de energia, e não para fabricar bombas
devastadoras, assim poderia ter sido. O mesmo é válido para
a conquista do Genoma. O potencial de reduzir o sofrimento causado pelas
milhares de doenças foi agora trazido ao mundo pelos cientistas.
Cabe à Sociedade definir se o Genoma que acaba de ser seqüenciado
foi realmente o do Homo sapiens ou se foi o do Equus asinus!
(*)
Dr.
Salmo Raskin é membro da Human Genome Organization (Hugo) e
diretor do Genetika - Centro de
Aconselhamento e Laboratório de Genética, em Curitiba (PR).
Mais sobre o tema:
Fibrose
cística tem seqüenciamento genético
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