Estamos no limiar do fato de que podemos programar sistemas biológicos, como programamos computadores. Nesse sentido, surgem várias questões agudas.
Botão/pausa de reprodução
Pausa
Ilustração fotográfica: Sam Whitney; Getty Images
Salve esta história
Salve esta história
Em julho de 2017, eu estava presente em uma reunião fechada coordenada pelo Departamento de Estado e pela Academia Nacional de Ciências, Engenharia e Medicina. A sala incluía cientistas, funcionários do governo e políticos com o grau de doutorado em ciências no campo das ciências naturais. Nossa tarefa naquele dia era discutir o futuro do CRISPR-CAS9. Então o público ainda não sabia sobre essa poderosa ferramenta de edição genética, mas hoje você provavelmente o conhece como um conjunto de “tesoura molecular”, que usam processos biológicos para cortar e inserir informações genéticas.
Talvez o CRISPR seja algo novo, mas os ponto s-chave da nossa conversa dificilmente eram originais. Focamos nos problemas dos cientistas – incerteza na regulamentação, acesso a financiamento de pesquisas, propriedade de propriedade intelectual – e os problemas dos funcionários do governo – segurança nacional e reação pública a “crianças de design” artificialmente. Uma conversa semelhante ocorreu em 1991, quando começaram os primeiros ensaios de terapia genética em público e, em 1996, quando Dolly nasceu, uma ovelha clonada. Alguns anos depois, em 2003, o sequenciamento do primeiro genoma humano causou os mesmos medos. As perguntas sempre foram estreitas e simplificadas, em parte porque aqueles que as definiram representavam apenas o futuro em que cortamos, copiamos e inserimos o material genético existente. Eles não viram o futuro em que todos podem criar vida do zero.
O CRISPR entra regularmente nas manchetes dos jornais. Na medida em que as pessoas geralmente sabem que a vida pode ser editada, geralmente se referem a essa técnica. Mas o CRISPR, apesar de seu poder, é problemático: os cientistas não podem observar diretamente as mudanças que fazem na molécula. Mas e se eu lhe disser que em breve não teremos acesso ao material genético para leitura e edição, mas também para gravar? Isso significa que, em um futuro próximo, programaremos estruturas biológicas vivas, como se fossem pequenos computadores.
Um novo campo da ciência chamado biologia sintética pretende fazer exatamente isso, digitalizando a manipulação genética. As sequências são inseridas em um software, semelhante a um processador de texto, mas para código de DNA, e eventualmente impressas em algo semelhante a uma impressora 3D. Em vez de editar ou remover material genético do DNA, a biologia sintética dá aos cientistas a capacidade de criar organismos inteiramente novos que nunca existiram. Imagine uma loja de aplicativos de biologia sintética onde você pode baixar e adicionar novos recursos a qualquer célula, micróbio, planta ou animal. Se isto parece rebuscado, considere o seguinte: no ano passado, investigadores britânicos sintetizaram o primeiro organismo vivo do mundo – E. coli – contendo ADN produzido por seres humanos e não pela natureza. No início deste ano, uma equipa de investigadores começou com um conjunto de células estaminais de rãs com garras africanas como base e depois utilizou um supercomputador, um ambiente virtual e algoritmos evolutivos para criar 100 gerações de protótipos de construção. O resultado foi um pequeno pedaço de tecido programável chamado xenobot. Esses robôs vivos podem se mover, nadar e andar. Eles trabalham juntos e podem até se curar. Eles são pequenos o suficiente para serem injetados em corpos humanos, navegar ao redor deles e talvez um dia entregar drogas específicas.
Essas bolinhas são um exemplo de acesso à vida por meio da gravação, um campo relativamente novo da ciência. Este termo abrangente refere-se a muitas áreas diferentes de pesquisa, ferramentas e sistemas destinados a redesenhar, redesenhar e otimizar o mundo vivo. E as conversas que temos hoje sobre inteligência artificial – o medo e o optimismo infundados, a excitação irracional sobre o potencial do mercado, as alegações de ignorância intencional feitas pelos nossos responsáveis eleitos – reflectirão as conversas que teremos em breve sobre a biologia sintética.
A pandemia apenas aumentou a atenção e os recursos dedicados à biologia sintética, tornando mais provável que esta investigação tenha impacto na nossa saúde num futuro próximo. O surgimento do novo coronavírus tem assistido a um aumento do investimento nesta área, já acelerando avanços em vacinas de mRNA, diagnósticos domiciliares e a criação de grandes bibliotecas de novos medicamentos antivirais. Por exemplo, uma startup de biologia sintética chamada Berkeley Lights criou recentemente um equipamento para coletar uma amostra de sangue de um paciente que se recuperou da Covid-19. Ele separa as células ruins das boas e permite que os cientistas as incubem para ver se produzem anticorpos que neutralizam o coronavírus. Se o processo funcionar, os investigadores poderão sequenciar uma célula imunitária, enviar o código a uma empresa de ADN sintético para imprimir o ADN físico e depois injetar o novo ADN nas células desejadas, programando-as para produzir tantos anticorpos quanto o paciente necessitar.
