Já se passaram 20 anos desde que cientistas na Escócia contaram ao mundo sobre a ovelha Dolly, o primeiro mamífero clonado com sucesso de uma célula adulta do corpo. O que era especial sobre Dolly é que seus “pais” eram na verdade uma única célula originada do tecido mamário de uma ovelha adulta. Dolly era uma cópia genética exata daquela ovelha – um clone.

Dolly capturou a imaginação das pessoas, mas aqueles de nós no campo a vimos chegando por meio de pesquisas anteriores. Eu tenho trabalhado com embriões de mamíferos por mais de 40 anos, com alguns trabalhos em meu laboratório focando especificamente em vários métodos de clonagem de gado e outras espécies de gado. Na verdade, um dos co-autores do artigo anunciando que Dolly trabalhou em nosso laboratório por três anos antes de ir para a Escócia para ajudar a criar o famoso clone.

Dolly foi um marco importante, inspirando cientistas a continuar melhorando a tecnologia de clonagem também para buscar novos conceitos na pesquisa com células-tronco. O objetivo nunca foi ser exércitos de animais geneticamente idênticos: em vez disso, os pesquisadores continuam a refinar as técnicas e combiná-las com outros métodos para turbinar a anima tradicional Métodos de criação, além de obter informações sobre envelhecimento e doenças.

Não o esperma + óvulo usual

Dolly era uma ovelha perfeitamente normal que se tornou mãe de vários cordeiros normais. Ela viveu até seis anos e meio, quando acabou sendo sacrificada depois que uma doença contagiosa se espalhou por seu rebanho, infectando ovelhas clonadas e normalmente reproduzidas. Sua vida não era incomum; é sua origem que a torna única.

Antes das décadas de experimentos que levaram a Dolly, pensava-se que animais normais só podiam ser produzidos pela fertilização de um óvulo por um espermatozóide. É assim que as coisas funcionam naturalmente. Essas células germinativas são as únicas no corpo que têm seu material genético todo misturado e na metade da quantidade de todos os outros tipos de células. Dessa forma, quando essas células chamadas haplóides se juntam na fertilização, elas produzem uma célula com todo o complemento de DNA. Juntas, a célula é denominada diplóide, por duas vezes ou duplo. Duas metades formam um todo.

Daquele momento em diante, quase todas as células daquele corpo têm a mesma composição genética. Quando o embrião de uma célula duplica seu material genético, ambas as células do embrião de duas células são geneticamente idênticas. Quando eles, por sua vez, duplicam seu material genético, cada célula no estágio de quatro células é geneticamente idêntica. Esse padrão continua de forma que cada um dos trilhões de células em um adulto é geneticamente exatamente o mesmo – seja em um pulmão, um osso ou no sangue.

Em contraste, Dolly foi produzida pelo que é chamado de transferência nuclear de célula somática. Nesse processo, os pesquisadores removem o material genético de um ovo e o substituem pelo núcleo de alguma outra célula do corpo. O ovo resultante se torna uma fábrica para produzir um embrião que se desenvolve em uma prole. Nenhum espermatozóide está na foto; em vez de metade do material genético vindo de um espermatozóide e a outra metade de um óvulo, tudo vem de uma única célula. É diplóide desde o início.

Longo caminho de pesquisa levou a Dolly

Dolly foi o culminar de centenas de experimentos de clonagem que, por exemplo, mostraram que células embrionárias e fetais diplóides poderiam ser pais de descendência. Mas não havia como saber facilmente todas as características do animal que resultariam de um embrião ou feto clonado. Os pesquisadores conseguiram congelar algumas células de um embrião de 16 células, ao mesmo tempo em que produziram clones de outras células; se um animal desejável fosse produzido, eles poderiam descongelar as células congeladas e fazer mais cópias. Mas isso era impraticável devido às baixas taxas de sucesso.

Dolly demonstrou que as células somáticas adultas também podem ser usadas como pais. Assim, era possível conhecer as características do animal que está sendo clonado.

Pelos meus cálculos, Dolly foi o único sucesso em 277 tentativas de transferência nuclear de células somáticas. Às vezes, o processo de clonagem por transferência nuclear de células somáticas ainda produz embriões anormais, a maioria dos quais morre. Mas o processo melhorou muito, então as taxas de sucesso agora estão em torno de 10%; é altamente variável, entretanto, dependendo do tipo de célula usado e da espécie.

Mais de 10 tipos diferentes de células foram usados com sucesso como “pais” para a clonagem. Atualmente, a maioria das clonagens é feita usando células obtidas por biópsia de pele.

Mais do que genes podem afetar um clone

A genética é apenas parte da história. Mesmo que os clones sejam geneticamente idênticos, seus fenótipos – as características que expressam – serão diferentes .É como gêmeos idênticos que ocorrem naturalmente: eles compartilham todos os seus genes, mas não são exatamente iguais, especialmente se criados em ambientes diferentes.

O ambiente desempenha um papel importante para algumas características. A disponibilidade de alimentos pode influenciar o peso. As doenças podem retardar o crescimento. Esses tipos de estilo de vida, nutrição ou efeitos de doenças podem influenciar quais genes são ativados ou desativados em um indivíduo; estes são chamados de efeitos epigenéticos. Mesmo que todo o material genético possa ser o mesmo em dois clones idênticos, eles podem não expressar todos os mesmos genes.

Considere a prática de clonar cavalos de corrida vencedores. Clones de vencedores às vezes também serão vencedores – mas na maioria das vezes não são. Isso ocorre porque os vencedores são discrepantes; eles precisam ter a genética certa, mas também a epigenética certa e o ambiente certo para alcançar esse potencial de vitória. Por exemplo, nunca se pode duplicar exatamente as condições uterinas que um cavalo de corrida vitorioso experimentou quando era um feto em desenvolvimento. Portanto, os defensores da clonagem geralmente levam à decepção. Por outro lado, a clonagem de um garanhão que gera uma alta proporção de cavalos vencedores de corridas resultará em um clone que gerará vencedores de forma semelhante. Esta é mais uma situação genética do que fenotípica.

Embora a genética seja confiável, há aspectos do procedimento de clonagem que significam que a epigenética e o ambiente são subótimos. Por exemplo, os espermatozoides têm maneiras elegantes de ativar os óvulos que fertilizam, que morrerão a menos que sejam ativados adequadamente; com a clonagem, a ativação geralmente é realizada por um forte choque elétrico. Muitas das etapas de clonagem e subsequente desenvolvimento embrionário são realizadas em tubos de ensaio em incubadoras. Essas condições não são substitutos perfeitos para o trato reprodutivo feminino, onde a fertilização e o desenvolvimento embrionário inicial normalmente ocorrem.

Às vezes, fetos anormais se desenvolvem até o termo, resultando em anormalidades no nascimento. O fenótipo anormal mais notável de alguns clones é denominado “síndrome da prole grande”, na qual bezerros ou cordeiros são 30 ou 40 por cento maiores do que o normal, resultando em parto difícil. Os problemas decorrem de uma placenta anormal. No nascimento, esses clones são geneticamente normais, mas são excessivamente grandes e tendem a ser hiperinsulinêmicos e hipoglicêmicos. (As condições se normalizam com o tempo, uma vez que a prole não é mais influenciada pela placenta anormal.)

Melhorias recentes nos procedimentos de clonagem reduziram muito esses anormalidades, que também ocorrem com a reprodução natural, mas com uma incidência muito menor.

Continuando com a clonagem

Muitos milhares de mamíferos clonados foram produzidos em quase duas dezenas de espécies. Muito poucos deles são práticos aplicações, como a clonagem de um famoso touro Angus chamado Fina l Resposta (que morreu recentemente em idade avançada) para produzir mais gado de alta qualidade através do esperma de seu clone.

Mas o panorama da pesquisa de clonagem está mudando rapidamente. A força motriz para a produção de Dolly não era produzir animais geneticamente idênticos. Em vez disso, os pesquisadores desejam combinar técnicas de clonagem com outros métodos para mudar geneticamente os animais de maneira eficiente – muito mais rápido do que os métodos tradicionais de criação de animais que levam décadas para fazer mudanças nas populações de espécies como o gado. introdução do gene sem chifres (sem chifres) em gado leiteiro, eliminando assim a necessidade do doloroso processo de descorna. Uma aplicação ainda mais notável tem sido a produção de uma linhagem de porcos que é incapaz de ser infectada pelo vírus PRRS muito contagioso e debilitante. Os pesquisadores até criaram gado que não pode desenvolver a doença da vaca louca. Para cada um desses procedimentos, o transplante de células somáticas nucleares é uma parte essencial do processo.

Até o momento, a contribuição mais valiosa desses experimentos de transplante de células somáticas tem sido as informações científicas e os conhecimentos obtidos. Eles aumentaram nossa compreensão do desenvolvimento embrionário normal e anormal, incluindo aspectos do envelhecimento e muito mais. Esta informação já está ajudando a reduzir defeitos de nascença, melhorar os métodos de contornar a infertilidade, desenvolver ferramentas para combater certos tipos de câncer e até mesmo diminuir algumas das consequências negativas do envelhecimento – em rebanhos e até mesmo nas pessoas. Duas décadas desde Dolly, aplicativos importantes ainda estão evoluindo.