Como saber se um organismo é geneticamente modificado ou natural?

By | 16/09/2023

Apesar da busca por ferramentas rápidas e precisas para identificar organismos geneticamente modificados em comparação com os naturais, como evidenciado durante a epidemia de COVID-19, onde a origem do SARS-CoV-2 era questionada, o progresso tem sido promissor após seis anos de pesquisa financiada pela IARPA dos EUA, resultando em técnicas inovadoras que têm o potencial de revolucionar a detecção desses organismos, embora ainda haja desafios a superar, como a busca por maior especificidade e sensibilidade.

Desde o advento da edição genética, cientistas e autoridades de saúde têm procurado por ferramentas capazes de identificar de forma rápida e precisa organismos geneticamente modificados em comparação com os naturais. Recentemente, essa necessidade se tornou evidente durante a epidemia de COVID-19, quando havia o interesse de determinar se o vírus SARS-CoV-2 havia surgido naturalmente ou era resultado de manipulação em laboratório.

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Embora ainda não exista uma ferramenta definitiva para essa finalidade, após seis anos de pesquisa financiada pela agência IARPA dos EUA (Inteligência Avançada sobre Atividades de Projetos de Pesquisa), há sinais promissores de progresso. Esse esforço resultou em um conjunto de técnicas, incluindo uma plataforma de laboratório e quatro modelos computacionais para análise de sequências de DNA, que têm o potencial de revolucionar as capacidades atuais de triagem e detecção de organismos geneticamente modificados.

Com o objetivo de garantir a máxima utilidade dos testes, o programa implementou a distribuição de diversos tipos de organismos para múltiplos laboratórios, permitindo que todos aplicassem as novas técnicas e avaliassem a consistência dos resultados.

No total, os cientistas produziram quase 200 amostras únicas de organismos com modificações genéticas, abrangendo desde grandes alterações, como exclusões ou inserções de sequências de DNA, até modificações muito sutis em nucleotídeos individuais, utilizando a técnica CRISPR. Cada grupo de teste recebeu amostras contendo organismos alterados, bem como amostras de controle contendo organismos não modificados, conhecidos como “tipo selvagem”. O conjunto também incluiu organismos cujo genoma nunca havia sido sequenciado, tornando as informações indisponíveis em qualquer banco de dados para comparação.

Essas amostras englobaram partículas de vírus e células de bactérias, mamíferos e fungos. As amostras cegas representavam possíveis patógenos humanos, como HIV e E. coli, além de patógenos que afetam plantas e espécies complexas criadas em laboratório. Todos os procedimentos relacionados a amostras microbianas ou virais criadas para o teste foram rigorosamente controlados quanto à biossegurança, garantindo a saúde e a segurança dos participantes.

A sensibilidade de cada técnica individual na identificação de organismos modificados variou de 55% a 70%. No entanto, o conjunto de ferramentas conseguiu alcançar aproximadamente 72% de sensibilidade na validação cruzada.

Apesar de representar uma melhoria significativa em relação às capacidades de última geração, o desempenho geral dos modelos individuais e do conjunto ainda está aquém do desejável. A IARPA estabeleceu metas para as tecnologias de teste, buscando uma especificidade de 99% (não mais do que 1% de tipos selvagens identificados erroneamente como geneticamente modificados) e uma sensibilidade de 90% (não mais do que 10% de testes identificando erroneamente um organismo geneticamente modificado como tipo selvagem).

A edição genética é uma prática comum, porém, ainda não conseguimos identificar claramente seus resultados.

Uma das razões pelas quais é tão desafiador distinguir entre organismos naturais e geneticamente modificados é a diversidade de bases de dados e programas utilizados por cientistas em todo o mundo para revisar e armazenar dados de sequenciamento genético. Além disso, os cientistas empregam terminologia variada para descrever genes e prever suas funções com base em sequências, um processo conhecido como anotação. Portanto, mesmo com o aumento no sequenciamento genômico de diversas espécies, os dados nem sempre são facilmente utilizáveis devido a essa diversidade e falta de padronização.

(Engenhariae)