Conheça os cientistas que estão trazendo espécies extintas de volta dos mortos
A nova tecnologia de edição de genes pode reviver tudo, desde o pombo-passageiro até o mamute peludo. Mas os cientistas deveriam brincar de Deus?
Ilustração: Sagmeister & WalshDe
Os pombos são aparentemente normais. Treze pássaros, com idades de duas semanas a três meses, ocupam um galinheiro em uma instalação de pesquisa animal a oeste de Melbourne, Austrália. Eles são descendentes do pombo-pedra comum, habitantes reconhecíveis de praças e bancos de parques da cidade - com uma pequena, mas crucial distinção. Estes são os primeiros pombos da história com sistemas reprodutivos que contêm o gene Cas9, um componente essencial do ferramenta de edição de genes Crispr. Os pombinhos desse bando nascerão com o gene Cas9 em cada uma de suas células, permitindo aos cientistas editar sua prole com DNA do extinto pombo-passageiro. Essas aves, se tudo correr como planejado, serão os primeiros animais vivos editados com traços de uma espécie que não existe mais. O rebanho foi criado por Ben Novak, um cientista americano que passou os últimos seis anos trabalhando obsessivamente em um processo conhecido como de extinção. Seu objetivo: trazer de volta um pássaro que desapareceu da face da Terra em 1914.
Nos últimos seis anos, uma nova tecnologia de edição de genes nos deu um controle anteriormente inimaginável sobre a genética . O sistema Crispr-Cas9 consiste em duas partes principais: um guia de RNA, que os cientistas programam para localizar locais específicos em um genoma, e a proteína Cas9, que atua como uma tesoura molecular. Os cortes desencadeiam reparos, permitindo que os cientistas editem o DNA no processo. Pense no Crispr como uma ferramenta de recortar e colar que pode adicionar ou excluir informações genéticas. Crispr também pode editar o DNA de espermatozoides, óvulos e embriões - implementando mudanças que serão passadas para as gerações futuras. Os defensores dizem que oferece um poder sem precedentes para direcionar a evolução das espécies .
Em janeiro de 2013, cientistas publicaram artigos demonstrando que, pela primeira vez, eles haviam editado com sucesso células humanas e animais usando o Crispr. A notícia gerou temores sobre os chamados bebês projetados, editados por características como inteligência e capacidade atlética, algo que os cientistas ainda estão distantes por causa da complexidade dessas características. Mas a edição de embriões para pesquisa já está em andamento. Nos últimos 18 meses, pesquisadores nos EUA e na China editaram com sucesso mutações causadoras de doenças em embriões humanos viáveis não destinados a implante ou nascimento.
A tecnologia é amplamente utilizada em animais. Crispr produziu galinhas resistentes a doenças e gado leiteiro sem chifres. Cientistas de todo o mundo rotineiramente editam os genes em camundongos para pesquisa, adicionando mutações para doenças humanas como autismo e Alzheimer em busca de possíveis curas. Porcos editados pelo Crispr contêm rins que os cientistas esperam testar como transplantes em humanos.
Crispr tem sido discutido como uma ferramenta de extinção desde seus primeiros dias. Em março de 2013, o grupo conservacionista Revive & Restore co-organizou a primeira conferência TedXDeExtinction em Washington, DC Revive & Restore foi co-fundada por Stewart Brand, o criador da contracultura Whole Earth Catalog e um defensor vocal para um renascimento do pombo passageiro.
Na conferência, George Church, um pioneiro do Crispr e geneticista da Harvard Medical School, traçou um roteiro científico para reviver uma espécie. Church se concentrou não no pombo-passageiro, mas em seu projeto de estimação, o mamute peludo. Os cientistas, explicou Church, sequenciaram parcialmente o genoma do mamute usando DNA extraído de ossos antigos e outros restos mortais. Armados com essa informação, eles poderiam usar Crispr para editar o DNA do elefante asiático, o parente vivo mais próximo do mamute. Por meio de corte e colagem genético, características físicas e comportamentais do mamute - sua pelagem homônima e capacidade de resistir a temperaturas abaixo de zero - podem ser adicionadas às células vivas do elefante.
A ideia de que mamutes peludos podem mais uma vez vagar pela Terra ganhou as manchetes em todo o mundo. Mas em sua palestra, intitulada “Hybridizing With Extinct Species,” Church disse que o resultado pretendido de seu experimento de des-extinção não era um fac-símile genético do mamute. Com DNA de mamute suficiente, explicou Church, um elefante asiático editado por Crispr se tornaria algo totalmente diferente: um híbrido moderno que parecia e se comportava como um mamute, mas compartilhava o DNA com uma espécie viva.
Para muitos na plateia naquele dia, uma ideia saída diretamente da ficção científica de repente parecia plausível. “Crispr colocou a extinção em risco”, diz Novak, que falou na conferência TedXDeExtinction e dirige o projeto de pombo de passageiros para Revive & Restore.
O pombo-passageiro tem seguidores semelhantes a um culto - uma rede global de “pombos” que inclui cientistas, conservacionistas, ornitólogos, criadores de pombos, geneticistas de aves e ávidos observadores de pássaros, ansiosos para ver a espécie revivida. Mesmo entre esses obsessivos, a paixão de Novak se destaca. Dos 1.500 pombos-passageiros empalhados em museus e coleções particulares, ele viu pessoalmente 497.
Ele entende que sua obsessão é difícil para a maioria das pessoas entender. Ele tem dificuldade em explicar isso sozinho. Novak cresceu em uma cidade de 200 habitantes em Dakota do Norte. Muito antes de poder ler, ele ficou fascinado com a ideia da extinção, cavando sem sucesso por fósseis em seu quintal. “Eu era uma criança estranha”, diz ele.
Não há planos para trazer de volta o pterodáctilo. A extinção não significa 'Jurassic Park'.
Na oitava série, Novak estava trabalhando em um projeto de feira de ciências sobre o pássaro dodô quando descobriu que a espécie era essencialmente "um pombo gigante extinto". Nada o preparou para a pressa que sentiu quando, aos 14 anos, viu as fotos de um pombo-passageiro enquanto folheava um livro da National Audubon Society. “Achei que era um pássaro lindo”, diz Novak.
Os pombos-passageiros machos eram particularmente coloridos, com seios, pés e pernas vermelhos e manchas rosa iridescentes que brilhavam nas laterais de suas gargantas. Os pássaros viajavam em bandos que podiam chegar a três bilhões e eram conhecidos por sua graça e velocidade, voando a até 60 milhas por hora. Novak leu histórias que descreviam bandos de pombos-passageiros tão grandes que escureciam o céu por dias enquanto passavam por cima. Esses enormes rebanhos desempenharam um importante papel ecológico, quebrando galhos para permitir que a luz solar rejuvenesse as florestas e enriquecesse o solo com seus excrementos. Os pássaros eram apreciados por sua carne; os caçadores podiam ver os rebanhos se aproximando a quilômetros de distância. A população entrou em declínio acentuado no final dos anos 1800 e nunca se recuperou.
O último pombo-passageiro conhecido - um pássaro chamado Martha - morreu em cativeiro em um zoológico de Cincinnati em 1914. Sua morte desencadeou a aprovação de leis de conservação modernas para proteger outras espécies ameaçadas de extinção nos Estados Unidos. Pouco depois de sua morte, Martha foi congelada e enviada para o Smithsonian Institution em Washington, DC, para ser recheado. Ela não está mais em exibição, mas Novak, é claro, a viu. “Martha está em péssimo estado”, diz ele. A história escrita e a degradação da taxidermia intensificaram o desejo de Novak de reviver a espécie. “Ninguém pode me dizer como era um pombo-passageiro na vida real”, diz ele. “Sinto-me privado da história.”
O primeiro passo foi sequenciar o genoma do pombo-passageiro. O projeto foi liderado por Beth Shapiro, professora de ecologia e biologia evolutiva da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e autora do livro “How to Clone a Mammoth”. O laboratório de Shapiro estuda o DNA de animais extintos, extraindo fragmentos de ossos e outros restos, alguns com centenas de milhares de anos. Novak ingressou no laboratório em 2013 para trabalhar no projeto do pombo-passageiro; Revive & Restore financiou seu trabalho.
Sequenciar o genoma de uma espécie extinta não é uma tarefa fácil. Quando um organismo morre, o DNA em suas células começa a se degradar, deixando os cientistas com o que Shapiro descreve como “uma sopa de trilhões de fragmentos minúsculos” que precisam ser remontados. Para o projeto do pombo-passageiro, Shapiro e sua equipe coletaram amostras de tecido das pontas dos pés de pássaros empalhados em coleções de museus. O DNA no tecido morto os deixou com pistas tentadoras, mas uma imagem incompleta. Para preencher as lacunas, eles sequenciaram o genoma do pombo-cauda, o parente vivo mais próximo do pombo-passageiro.
Ao comparar os genomas das duas aves, os pesquisadores começaram a entender quais características distinguiam o pombo-passageiro. Em um artigo publicado no ano passado na "Science", eles relataram ter encontrado 32 genes que tornaram a espécie única. Alguns deles permitiram que as aves resistissem ao estresse e às doenças, características essenciais para uma espécie que vivia em grandes bandos. Eles não encontraram genes que possam ter levado à extinção. “Os pombos-passageiros foram extintos porque as pessoas os caçaram até a morte”, diz Shapiro.
Em um laboratório de Harvard, células de elefantes asiáticos estão sendo editadas com DNA do extinto mamute peludo.
Ilustração: Sagmeister & WalshEm 2014, Shapiro deu uma aula de pós-graduação sobre desextinção e pediu a cada aluno que defendesse a possibilidade de trazer um animal de volta dos mortos. Aves extintas que não voam - o moa da Nova Zelândia e o dodô - eram as favoritas, junto com o golfinho do rio Yangtze. Alguns alunos citaram a importância ecológica de um animal ou valor para o turismo. Outros mencionaram o papel que os humanos desempenhavam na extinção de uma espécie - uma pedra angular do argumento de Stewart Brand para reviver o pombo-passageiro.
Segundo Shapiro, nenhum desses argumentos justifica a desextinção. “De que adianta trazer algo de volta se não sabemos por que foi extinto?” ela pergunta. “Ou se soubermos por que foi extinto, mas não corrigiu o problema?”
O dodô, ela diz, exemplifica a última questão. A ave que não voa, nativa da ilha de Maurício, no Oceano Índico, aninhava no solo e botava apenas um ovo de cada vez. Colonos que chegaram em 1638 trouxeram gatos, ratos e porcos que devoraram ovos de dodô. “Não adianta trazer o dodô de volta”, diz Shapiro. “Seus ovos serão comidos da mesma forma que os extinguiu da primeira vez.”
Os pombos passageiros revividos também podem enfrentar a reexpressão. A espécie prosperou nos anos anteriores à colonização europeia na América do Norte, quando vastas florestas abrigavam bilhões de pássaros. Essas florestas foram substituídas por cidades e fazendas. “O habitat de que os pombos passageiros precisam para sobreviver também está extinto”, diz Shapiro.
Seu interesse pelo pássaro estava enraizado na conservação, e não na des extinção. Compreender a causa exata da extinção de espécies pode ajudar os cientistas a proteger os animais vivos e os ecossistemas. Shapiro argumenta que os genes do pombo-passageiro relacionados à imunidade podem ajudar as aves ameaçadas de extinção a sobreviver. “Eu queria estudar o pombo-passageiro”, diz Shapiro. “Ben queria trazer o pombo-passageiro de volta à vida.”
Mas o que significa trazer de volta uma espécie extinta? Andre ER Soares, um cientista que ajudou a sequenciar o genoma do pombo-passageiro, diz que a maioria das pessoas aceitará um sósia como prova de extinção. “Se se parecer com um pombo-passageiro e voar como um pombo-passageiro, se tiver a mesma forma e cor, vão considerá-lo um pombo-passageiro”, afirma Soares.
Shapiro diz que isso não é suficiente. Eventualmente, diz ela, as ferramentas de edição de genes podem ser capazes de criar uma cópia genética de uma espécie extinta, "mas isso não significa que você vai acabar com um animal que se comporta como um pombo-passageiro ou um mamute peludo". Podemos compreender a natureza de uma espécie extinta por meio de seu genoma, mas criar é outra questão. Sem mamutes lanudos vivos ou pombos-passageiros para modelar o comportamento social, quem vai ensinar essas réplicas genéticas a se comportar como sua espécie?
“Vamos precisar de uma nova biologia e de novos nomes para tudo isso”, diz Soares.
O movimento de extinção ganha vidaA Igreja admite que há obstáculos para a desexcisão, e não menos deles é a apreensão pública. Mas a história da ciência, diz ele, está repleta de ideias que começam a soar rebuscadas, levantam questões éticas complexas e, com o tempo, caminham em direção à aceitação social. “Quanto mais incógnitas houver, mais intensa será a discordância”, diz ele. Ele aponta para a fertilização in vitro, agora uma tecnologia reprodutiva de rotina que levou ao nascimento de milhões de crianças. Quando a FIV foi proposta pela primeira vez, as pessoas se preocuparam com a ética, as repercussões e os possíveis riscos. “Assim que Louise Brown nasceu em 1978 e era completamente normal, o desacordo desapareceu”, diz Church.
Em quase todos os países, o processo de extinção requer a aprovação de governos, comitês acadêmicos e do público ao longo do caminho. Para injetar o gene Cas9 em suas aves, Novak precisava da permissão do Office of the Gene Technology Regulator na Austrália, bem como de comitês de ética e bem-estar animal. Ele precisará de outra rodada de aprovações para criar e editar a próxima geração de seus pombos.
Nesse ínterim, Novak está constantemente construindo o rebanho. Em maio, ele injetou 19 ovos com o gene Cas9, mas apenas dois pombos sobreviveram à eclosão. Em agosto, 11 pombos sobreviveram de 46 ovos. Novak e uma pequena equipe de cientistas planejam repetir o processo até que tenham 22 pares de pássaros para reprodução. Eles estão considerando quais características de pombo-passageiro devem ser adicionadas primeiro, vasculhando os dados de sequenciamento em busca dos genes associados à coloração distinta da ave extinta e à preferência pela vida em grandes bandos. Depois de determinar como o DNA do pombo-passageiro se manifesta nos pombos-da-rocha, Novak espera editar o pombo-rabo-de-cauda, o parente vivo mais próximo do pombo-passageiro, com o máximo possível de características definidoras do pássaro extinto. Eventualmente, ele diz,ele terá uma criatura híbrida que se parece e age como um pombo-passageiro (embora sem treinamento dos pais), mas ainda contém DNA de pombo-cauda. Esses pássaros novos-velhos precisarão de um nome, que seu criador humano já escolheu: Patagioenas neoectopistes, ou “novo pombo errante da América”.
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