Um formidável avanço tem ocorrido desde as primeiras experiências de splicing de genes, das quais surgiu a indústria da biotecnologia. Novos medicamentos e vacinas, a aceleração e o avanço na descoberta de medicamentos, melhor capacidade diagnóstica e outros usos médicos atestam isso. Mas esse avanço até agora é considerado por muitos cientistas apenas um começo. Eles acreditam que, em futuro não muito distante, o refinamento das terapias direcionadas para as bases biológicas da doença deverá melhorar drasticamente a segurança e a eficácia dos medicamentos, e o desenvolvimento de tecnologias preditivas poderá levar a uma nova era na prevenção de doenças, em particular em algumas economias que se desenvolvem rapidamente no mundo. Porém, os riscos não podem ser descartados à medida que novos desenvolvimentos e descobertas levantam novas perguntas, principalmente em áreas como terapia genética, ética na pesquisa de células-tronco e uso de informações genômicas.

Bill Snyder é redator sênior de Ciências do Centro Médico da Universidade de Vanderbilt, em Nashville, Tennessee.

Amostras de DNA purificado são preparadas para seqüenciamento; uma parte do Projeto Genoma Humano Elise Amendola/ AP

Trinta anos atrás, mais de 100 dos principais cientistas do mundo se reuniram no Centro de Conferências Asilomar, em Pacific Grove, Califórnia, para discutir os riscos potenciais da engenharia genética. Preocupados com o fato de que a tecnologia de recombinação de DNA (ácido desoxirribonucléico) pudesse transformar micróbios inofensivos em patógenos humanos perigosos, os cientistas concordaram com uma moratória voluntária em certos experimentos.

As previsões nefastas mostraram-se infundadas. Pelo contrário, o splicing de genes fomentou revoluções múltiplas na medicina: métodos rápidos de detecção de infecções ou monitoramento dos níveis de colesterol, desenvolvimento de novas vacinas e classes inteiramente novas de medicamentos terapêuticos e avanços na compreensão de doenças tão diversas quanto fibrose cística e câncer.

A partir dos primeiros experimentos com splicing de genes, surgiu a vigorosa – e altamente lucrativa – indústria da biotecnologia. A recombinação de DNA tornou possível o seqüenciamento do genoma humano e serviu como alicerce para os campos emergentes da bioinformática, nanomedicina e terapia individualizada. Muitos cientistas acreditam que, nas próximas duas décadas, o refinamento das “terapias direcionadas” para as bases biológicas da doença deverá melhorar drasticamente a segurança e a eficácia dos medicamentos, e o desenvolvimento de tecnologias preditivas, como a proteômica, poderá levar a uma nova era na prevenção de doenças.

Entretanto, ainda há preocupações com relação ao risco da terapia gênica, à ética na pesquisa de células-tronco e ao mau uso potencial de informações genômicas. Dependendo do ponto de vista, a biotecnologia beira tanto a promessa como o perigo, ou a combinação dos dois.

OS PRIMEIROS PASSOS

O primeiro medicamento “fabricado” pela bioengenharia, uma forma recombinante de insulina humana, foi aprovado pela Agência de Controle de Alimentos e Medicamentos (FDA) dos EUA em 1982. Até então, a insulina era obtida de um suprimento limitado de tecido pancreático bovino ou suíno. Ao inserir o gene humano para insulina em bactérias, os cientistas conseguiram a produção bacteriana em grande escala da proteína que salva vidas. No futuro próximo, pacientes diabéticos poderão inalar insulina, eliminando a necessidade de injeções.

A primeira vacina recombinante, aprovada em 1986, foi produzida com a introdução de um fragmento de gene do vírus da hepatite B em levedura. O fragmento foi traduzido pela maquinaria genética da levedura em antígeno, uma proteína encontrada na superfície do vírus que estimula a resposta imune. Isso evitou a necessidade de extrair o antígeno do soro de pessoas infectadas com hepatite B.

Existem atualmente mais de 100 medicamentos e vacinas recombinantes. Devido à sua eficácia, segurança e custo relativamente baixo, os testes de diagnóstico molecular e as vacinas recombinantes podem ser relevantes principalmente no combate a doenças antigas nos países em desenvolvimento, inclusive a leishmaniose (infecção tropical que causa febre e lesões) e a malária.

MELHOR CAPACIDADE DIAGNÓSTICA

A biotecnologia também melhorou drasticamente a capacidade de diagnóstico. A reação em cadeia da polimerase, um método de amplificação de minúsculos fragmentos de DNA descrito inicialmente em meados dos anos 1980, tem sido crucial para o desenvolvimento de exames de sangue que podem determinar com rapidez a exposição ao vírus da imunodeficiência humana (HIV), por exemplo.

O desenvolvimento de anticorpos monoclonais em 1975 levou a uma revolução similar. O corpo produz normalmente uma ampla gama de anticorpos – proteínas do sistema imunológico – que eliminam microorganismos e outros invasores externos. Pela fusão de células produtoras de anticorpos com células mielomatosas, os cientistas geraram anticorpos que poderiam, como “mísseis mágicos”, dirigir-se a alvos específicos, inclusive marcadores únicos, os chamados antígenos, nas superfícies das células inflamatórias.

Exemplos anteriores incluem anticorpos monoclonais que podem evitar que o sistema imunológico do corpo rejeite órgãos transplantados, e o bastante conhecido Herceptin, aprovado para tratamento de câncer de mama avançado em 1998. Outros anticorpos monoclonais foram aprovados para tratamento de esclerose múltipla e artrite reumatóide e estão atualmente sendo testados em pacientes como tratamento potencial contra a asma, doença de Crohn e distrofia muscular.

Quando sinalizados com radioisótopos ou outros agentes de contraste, os anticorpos monoclonais podem ajudar a localizar células de câncer, melhorando assim a precisão da cirurgia e da terapia radiativa e mostrando – em 48 horas – se um tumor está respondendo à quimioterapia. As proteínas também podem fornecer uma dose letal de droga tóxica às células cancerosas, evitando danos aos tecidos normais adjacentes.

ANIMAIS TRANSGÊNICOS

Atualmente existem testes genéticos para muitos distúrbios raros, como a hemofilia, que é causada por uma mutação em um único gene. Entretanto, pouco pode ser feito para prevenir ou retardar algumas dessas doenças, e as bases de doenças mais complexas, como câncer, cardiopatias e doenças mentais ainda não são bem entendidas.

Essa situação está se modificando, em parte graças à capacidade, adquirida no início da década de 1980, de inserir DNA de humanos em camundongos e outros animais.

Agora que expressam genes humanos, os animais “transgênicos” podem ser estudados como modelos para o desenvolvimento de diabetes, aterosclerose e mal de Alzheimer. Podem também gerar grandes quantidades de proteínas humanas potencialmente terapêuticas. Um solvente de coágulos recombinante, expresso no leite de cabras transgênicas, por exemplo, está sendo atualmente testado em pacientes.

O seqüenciamento do genoma humano, concluído há apenas dois anos, também forneceu aos cientistas uma “lista de dados” incrivelmente rica para melhorar o entendimento de como e por que a doença acontece. Isso deu mais poder ao perfil da expressão gênica, método de monitoramento da expressão de milhares de genes simultaneamente em uma lâmina de vidro, denominado microarray. Essa técnica pode prever a agressividade do câncer de mama em certas instâncias.

Outro campo que se desenvolve rapidamente é o da proteômica – o uso de tecnologias como espectrometria de massa para detectar biomarcadores de proteína no sangue que podem indicar sinais precoces de doença, mesmo antes de aparecerem os sintomas. Um desses marcadores é a proteína C-reativa, um indicador de alterações inflamatórias nas paredes dos vasos sanguíneos que prognostica a aterosclerose.

A triagem de grandes volumes de material, realizada com tecnologias robóticas e de informática sofisticadas, possibilita aos cientistas testar, em um único dia, dezenas de milhares de pequenas moléculas quanto a sua capacidade de ligar-se a um determinado “alvo”, como um receptor de neurotransmissor do cérebro, ou de modificar sua atividade. O objetivo é aumentar a rapidez e a precisão da descoberta de novos medicamentos e, ao mesmo tempo, reduzir o custo e melhorar a segurança dos produtos farmacêuticos que são comercializados.

RESPOSTA À RESISTÊNCIA AOS ANTIBIÓTICOS

A biotecnologia também está solucionando o problema urgente e em escalada da resistência aos antibióticos.

Com a ajuda da bioinformática – programas de informática potentes, capazes de analisar bilhões de bits de dados de seqüência genômica – os cientistas estão decifrando os códigos genéticos de bactérias e descobrindo “pontos fracos” vulneráveis para atacar com compostos identificados via seleção de alto rendimento. Esse tipo de trabalho levou à aprovação do Zyvox em 2000, o primeiro antibiótico inteiramente novo a entrar no mercado em 35 anos.

Os bacteriófagos líticos, vírus que infectam e matam bactérias, podem ser outra forma de combater a resistência. Usada pela primeira vez na década de 1920 para combater infecções, a “fagoterapia” foi largamente eclipsada pelo desenvolvimento dos antibióticos. No início do ano, entretanto, pesquisadores da ex-república soviética da Geórgia relataram que um polímero biodegradável impregnado com bacteriófagos e o antibiótico Cipro obteve sucesso na cura de feridas infectadas por bactérias resistentes aos medicamentos.

A nanomedicina é outro campo que avança rapidamente. Cientistas estão desenvolvendo uma ampla variedade de nanopartículas e nanodispositivos, com apenas um milionésimo de polegada de diâmetro, para aprimorar a detecção do câncer, estimular a resposta imune, reparar tecidos lesados e combater a aterosclerose. No início do ano, a FDA aprovou uma nanopartícula vinculada ao Taxol, medicamento contra o câncer, para tratamento de câncer de mama avançado. Outra nanopartícula está sendo testada em pacientes cardiopatas nos Estados Unidos como forma de conservar suas artérias coronárias abertas após a angioplastia.

Estudos com células-tronco embrionárias humanas, que visam repor células danificadas pelo diabetes, câncer ou mal de Alzheimer, foram alvo de controvérsia nos Estados Unidos por receio de que tais pesquisas causem a destruição de vidas em potencial. As pesquisas, no entanto, estão avançando rapidamente em laboratórios financiados pelo setor privado nos Estados Unidos e em todo o mundo.

O DESAFIO DA TRANSFERÊNCIA DE GENES

Algumas abordagens biotecnológicas para melhorar a saúde têm sido mais desafiadoras do que outras. Um exemplo é a transferência de genes, a substituição de um gene defeituoso por outro que funciona normalmente. O gene normal é transferido aos tecidos-alvo, na maioria dos casos por meio de um adenovírus que foi geneticamente modificado para tornar-se inofensivo.

A primeira experiência de transferência de gene, realizada em 1990 nos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), foi bem-sucedida ao corrigir uma deficiência enzimática em uma menina de 4 anos. Nove anos mais tarde, entretanto, a morte de outro paciente, aparentemente causada por uma extraordinária reação imunológica ao vírus portador do gene, originou normas de segurança mais estritas em testes clínicos.

Desde então, os avanços têm sido lentos, embora a transferência de genes esteja sendo estudada em pacientes nos Estados Unidos e em outros países como um tratamento potencial para doença arterial periférica, mal de Parkinson e certas formas de câncer. O governo chinês aprovou recentemente a primeira transferência de gene comercializada para tratamento de câncer de cabeça e pescoço.

Os cientistas não acreditam que encontrarão um só gene para cada doença. Por isso estão estudando as relações entre genes e pesquisando variações no código genético de diversas populações, denominadas polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), que podem aumentar o risco de determinada pessoa contrair uma doença em particular ou determinar a reação de uma pessoa a um determinado medicamento.

Essa poderosa capacidade de avaliar riscos e respostas às variações genéticas está levando a uma “medicina individualizada”. A meta nada mais é que prevenção, diagnóstico precoce e terapia mais eficaz pela prescrição de intervenções específicas para as características genéticas do paciente.

BUSCANDO NOVAS POSSIBILIDADES

Em resposta às preocupações de que as informações sobre riscos de doenças poderiam ser usadas para negar seguro-saúde ou emprego às pessoas, um grande número de leis, tanto estaduais como federais, foi aprovado nos Estados Unidos em anos recentes para proibir a discriminação genética.

Enquanto isso, os NIH, principais financiadores de pesquisa médica nos Estados Unidos, estão incentivando as instituições acadêmicas a experimentar a nova ciência e novas possibilidades. O Centro Médico da Universidade de Vanderbilt em Nashville, Tennessee, por exemplo, está analisando seu plano estratégico de pesquisa com o objetivo de enfatizar a medicina personalizada, a descoberta de medicamentos e a assistência médica à população – como melhorar o atendimento médico às populações.

A busca por pesquisa de ponta “nos aproxima da nossa meta final, que é eliminar a incapacidade e as doenças por meio da melhor assistência que a medicina moderna pode oferecer”, diz o doutor Harry R. Jacobson, vice-chanceler da Vanderbilt para assuntos de saúde.

A biotecnologia é uma ferramenta neutra; contudo, seu potencial levanta questões éticas incômodas. Deve-se permitir que os futuros pais “modifiquem” as características físicas de seus embriões? Deve a ciência ocupar-se com a linha germinativa humana, ou isso alteraria em profundidade e de forma irrevogável o que significa ser humano?

Mais imediatamente, não deveriam os pesquisadores aplicar a biotecnologia – se puderem – para eliminar disparidades de saúde entre grupos raciais e étnicos? Embora a variação genética seja um dos muitos fatores que contribuem para as diferenças relativas à saúde (outros incluem meio ambiente, posição socioeconômica, acesso à assistência médica e comportamento), a crescente capacidade de usar bancos de dados de DNA de diferentes populações deveria permitir aos cientistas identificar os papéis que esses e outros fatores desempenham.

“O entendimento da base genética de doenças do coração e do câncer ajudará no desenvolvimento de ferramentas para exames e intervenções que podem ajudar a evitar que essas doenças devastadoras se espalhem nas economias em mais rápido desenvolvimento no mundo, inclusive no Extremo Oriente”, afirma o doutor Jeffrey R. Balser, vice-chanceler associado para pesquisa da Vanderbilt.

A biotecnologia sozinha não pode resolver problemas de saúde complicados. Infra-estruturas de apoio à assistência médica devem ser criadas para garantir o acesso a novos exames, vacinas e medicamentos, e as barreiras culturais, econômicas e políticas às mudanças devem ser superadas. A pesquisa deve incluir mais pessoas de grupos menos favorecidos, o que exigirá a superação de preocupações antigas que algumas delas têm sobre a ciência médica.

“Será também crucial garantir que novos conhecimentos e tecnologias não sejam usados para discriminar indivíduos e grupos, diz a doutora Ellen Wright Clayton, co-diretora do Centro Vanderbilt para a Sociedade e a Ética Biomédica. As leis que já foram aprovadas são um passo na direção certa, mas ainda resta muito trabalho a ser feito para garantir o tipo de sociedade inclusiva e saudável à qual aspiramos.”

As opiniões expressas neste artigo não refletem necessariamente a posição nem as políticas do governo dos EUA.