Virus como vetor na terapia gênica - Por Breno Ventorim

Na maioria dos estudos de terapia gênica, um gene normal é colocado dentro do genoma para substituir um gene anormal, causador de alguma doença. A molécula carreadora, denominada vetor, é usada para levar o gene terapêutico para as células-alvo do paciente. Atualmente, o vetor mais comum é o vírus, alterado geneticamente para carrear o DNA humano normal. Os cientistas têm tentado tirar vantagem da capacidade do vírus de infectar a célula humana, porém, no caso da terapia gênica, o genoma do vírus é modificado para remover os genes causadores de doença e inserir os de interesse terapêutico.

O vetor viral, portanto, leva o material contendo o gene humano terapêutico para dentro da célula-alvo. A geração de uma proteína funcional, produto do gene terapêutico, restabelece a célula-alvo, o que pode representar a cura da doença.

Condições ou desordens que surgem de mutações em um único gene são os melhores candidatos para terapia gênica. Infelizmente, desordens multigênicas ou multifatoriais, tais como doenças do coração, pressão alta, mal de Alzheimer, artrite e diabetes, seriam especialmente difíceis de serem tratadas usando essa terapia, pois são causadas por efeitos combinados de variações em muitos genes.

Um dos principais fatores que ainda mantém a terapia gênica fora dos tratamentos de escolha para doenças genéticas é a possível resposta imune desencadeada por um objeto estranho introduzido no organismo. Há sempre a insegurança de que o vetor viral atenuado, sem os genes responsáveis pela sua própria replicação, poderia readquirir a habilidade de se replicar e causar a enfermidade no paciente.

O Food and Drug Administration (FDA), órgão regulador norte-americano, ainda não aprovou nenhum produto de terapia gênica para a venda. Entretanto, as pesquisas relacionadas a ela continuam a crescer e o FDA está muito empenhado na supervisão dessa atividade. Desde 1989, o órgão recebeu cerca de 300 requisições de pesquisadores médicos e de fabricantes para o estudo e o desenvolvimento de produtos de terapia gênica. Com o objetivo de garantir a segurança das pessoas envolvidas em estudos e daquelas que eventualmente recebam produtos de TG, o FDA está supervisionando atualmente cerca de 210 protocolos ativos de estudos. Já no Brasil, o órgão responsável pela vigilância de protocolos envolvidos com terapia gênica é a Comissão Nacional de Ética em Pesquisa (CONEP).

Tipos de vírus utilizados

• Retrovírus

O material genético de retrovírus está na forma de RNA, enquanto o material genético de seus hospedeiros está na forma de DNA. Quando um retrovírus infecta uma célula hospedeira, ele introduz seu RNA junto com algumas enzimas na célula. Essa molécula de RNA do retrovírus deve produzir uma cópia de DNA a partir de si própria. O processo de produzir uma cópia de DNA a partir de uma molécula de RNA é denominado transcrição reversa. Esta é executada por uma das enzimas virais chamada transcriptase reversa. Após essa cópia de DNA ser produzida e estar livre no núcleo da célula hospedeira, ela deve ser incorporada no genoma da célula hospedeira. Isto é, ela deve ser inserida nas grandes moléculas de DNA na célula (os cromossomos). Este processo é feito por uma outra enzima viral chamada integrase.

Quando o material genético do vírus está incorporado ao material genético da célula hospedeira, pode-se dizer que a célula hospedeira está modificada por conter um novo gene. Se essa célula hospedeira se dividir posteriormente, todas as suas descendentes conterão os novos genes.

Um dos problemas da terapia gênica usando retrovírus é que a enzima integrase pode inserir o material genético do vírus em qualquer posição arbitrária no genoma do hospedeiro. Se acontece do material genético ser inserido no meio de um dos genes originais da célula hospedeira, estes genes serão interrompidos (mutagênese por inserção). Se acontece do gene ser um que regula a divisão celular, uma divisão celular incontrolável (isto é, câncer) pode ocorrer. Este problema começou recentemente a ser tratado pela utilização de nucleases de dedo de zinco ou pela inclusão de certas seqüências tal como a região de controle do lócus da beta-globina para direcionar o sítio de integração para sítios cromossômicos específicos.

Testes de terapia genética para tratar a imudeficiência combinada grave (IDCG) foram interrompidos ou restritos nos EUA quando foi relatada leucemia em três de onze pacientes tratados no teste de terapia genética de IDCG ligada a X de Terapia Francesa (XIDCG). Dez pacientes de XIDCG tratados na Inglaterra não apresentaram leucemia até hoje e tiveram sucesso similar na reconstituição imune. Teste de terapia gênica para tratar IDCG devida a deficiência da enzima Adenosina Desaminase (ADA) continuam com relativo sucesso nos EUA, Itália e Japão.

• Adenovírus

Adenovírus são vírus que possuem seu material genético na forma de um DNA dupla-hélice. Eles causam infecções respiratórias, intestinais e oculares em humanos. Quando infectam uma célula hospedeira, esses vírus introduzem sua molécula de DNA. O material genético dos adenovírus não são incorporados ao material genético da célula hospedeira. A molécula de DNA fica livre no núcleo da célula hospedeira, e as instruções nessa molécula de DNA extra são transcritas como qualquer outro gene. A única diferença é que esses genes extras não são replicados quando a célula está prestes a se dividir, assim os descendentes daquela célula não terão o gene extra. Como resultado, no tratamento com o adenovírus, será necessária uma re-administração em uma população celular crescente. Este sistema tem demonstrado real promessa no tratamento do câncer e de fato o primeiro produto de terapia genética a ser licenciado é o adenovírus.

• Vírus Adeno-associados

Pertencem à família Parvoviridae, são vírus pequenos com um genoma de DNA de fita simples. Um vírus adeno-associado selvagem pode inserir seu material genético em um local específico no cromossomo 19 (humano). Porém a versão recombinante deste vírus, que não contém qualquer gene viral, apenas o gene terapêutico, não se integra ao genoma hospedeiro. Ao contrário, o genoma viral recombinante fusiona suas extremidades por recombinação ITR (sigla em inglês para Repetições Terminais Invertidas) para formar uma versão circular, epissomal que é referida como responsável pela expressão gênica de longa duração. Há poucas desvantagens em usar vírus adeno-associados, incluindo a pequena quantidade de DNA que podem carregar (baixa capacidade) e a dificuldade em produzí-los. Este tipo de vírus está sendo usado, entretanto, porque não é patogênico (a maioria das pessoas porta este vírus inofensivo). Diferente dos adenovírus, a maioria das pessoas tratadas com vírus adeno-associados não fará uma resposta imune contra o vírus ou contra as células que foram tratadas de modo bem-sucedido com eles. Dois tecidos onde o vírus parece ser particularmente útil são o músculo e o olho. Entretanto, também foram iniciados experimentos clínicos utilizando vetores de vírus adeno-associados para levar genes para o cérebro. Isto é possível porque vírus adeno-associados podem infectar células que não estão em divisão (quiescentes), como os neurônios onde seus genomas podem ser expressados por muito tempo.