Medicamentos baseados em CRISPR: um grande salto para a humanidade

Provavelmente já ouviu falar de CRISPR. Agora, também pode ter ouvido que o CRISPR foi usado para produzir um novo tratamento revolucionário para a Anemia Falciforme. Apenas 4 anos após o Prémio Nobel pela descoberta do CRISPR ter sido atribuído, temos um tratamento aprovado usando esta tecnologia. Isto pode fazer com que se pergunte se esta abordagem está a ser usada na pesquisa da doença de Huntington (DH) e quando um medicamento semelhante para a DH poderá chegar à clínica. Vamos discutir!

Tesouras genéticas transformam a ciência

CRISPR é a abreviação de “repetições palindrómicas curtas intercaladas regularmente agrupadas” – um verdadeiro trava-línguas! Isso é essencialmente um jargão científico para cadeias curtas de letras de ADN que interrompem partes repetitivas do código genético. Estas chamadas interrupções de sequência CRISPR foram notadas pela primeira vez em bactérias. As cadeias únicas de letras de ADN que compõem estas sequências parecem ter vindo de vírus, que os cientistas acreditam poder ser parte de um sistema imunitário que protege as bactérias contra vírus que já encontraram.

O verdadeiro segredo que transformou o CRISPR numa ferramenta poderosa com potencial para tratar muitas doenças são proteínas chamadas Cas – proteínas “associadas à sequência CRISPR”. Se o sistema CRISPR como um todo for visto como “tesouras genéticas”, as proteínas Cas são as próprias tesouras – são a enzima que realmente corta o ADN. As sequências CRISPR são o guia que mostra onde o ADN deve ser cortado. Por esta descoberta em 2012, as Dras. Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna ganharam o Prémio Nobel de Química em 2020 pelo uso do sistema CRISPR/Cas para editar ADN com precisão. Uma equipa Nobel totalmente feminina!

O sistema CRISPR não foi a primeira ferramenta que permitiu aos investigadores cortar ADN, mas espalhou-se rapidamente pelos laboratórios de pesquisa em todo o mundo porque era mais fácil, mais barato e mais preciso. Ter um sistema fácil de usar para editar ADN com precisão revolucionou a forma como os investigadores trabalham no laboratório. Pode não só ser usado para ligar ou desligar genes, mas também para editar o código de letras do ADN. Isto tem muito potencial para doenças genéticas como a DH, onde alterações no código de letras do ADN são a causa raiz da doença.

Visando a Anemia Falciforme com CRISPR

Uma vez que os cientistas souberam quão fácil era editar ADN com o sistema CRISPR, muitas empresas diferentes começaram a trabalhar com a tecnologia para visar várias doenças. Então, por que o primeiro tratamento aprovado baseado em CRISPR focou-se na Anemia Falciforme e o que exatamente é isso? Vamos primeiro focar-nos no que é a Anemia Falciforme.

A Anemia Falciforme é um distúrbio sanguíneo que dá aos glóbulos vermelhos uma forma de foice, como a letra “C”. Geneticamente, isso é causado por uma mutação de um gene chamado hemoglobina que permite que os glóbulos vermelhos transportem oxigénio. Se os glóbulos vermelhos não estiverem a transportar oxigénio para partes do corpo onde é necessário, isso pode levar a um AVC. Os glóbulos vermelhos em forma de foice ficam todos aglomerados, levando ao entupimento dos vasos sanguíneos. Com menos glóbulos vermelhos, as pessoas com Anemia Falciforme são anémicas, experimentam inchaço das mãos e pés e fadiga extrema. A Anemia Falciforme é herdada de forma recessiva. Isso significa que ambos os pais devem ter uma cópia defeituosa do gene para passar a doença para os seus filhos, que têm uma chance de 25% de herdar a condição.

As empresas de descoberta de medicamentos que procuravam uma forma de usar o CRISPR na clínica focaram-se na Anemia Falciforme por várias razões:

• 1) A causa genética é conhecida. A Anemia Falciforme foi descrita pela primeira vez em 1870. A hemoglobina como causa foi notada pela primeira vez em 1927 e a base genética foi descrita pela primeira vez em 1949. Portanto, tem uma longa história!

• 2) A cura já é conhecida! Aumentar os níveis de hemoglobina essencialmente apaga os sintomas da doença. Portanto, as empresas já sabiam o que tinham de fazer para tratar a doença.

• 3) Afeta os glóbulos vermelhos, que vivem apenas cerca de 120 dias e novos estão constantemente a ser produzidos pelo corpo. Além disso, os glóbulos vermelhos são produzidos na medula óssea. Os transplantes de medula óssea têm uma longa história médica e foram bem estudados.

• 4) A edição genética pode ser feita fora do corpo. Como os transplantes de medula óssea foram bem-sucedidos para outras aplicações, os investigadores planeavam retirar células estaminais da medula óssea, tratá-las com tecnologia CRISPR e depois colocá-las de volta. Esta é uma abordagem de menor risco do que tratar células ainda dentro do corpo, porque poderiam começar de novo se algo desse errado com o processo de edição CRISPR, e ninguém seria prejudicado.

Como o medicamento funciona

Com uma doença nos seus alvos, a CRISPR Therapeutics e a Vertex Pharmaceuticals testaram o seu primeiro tratamento baseado em CRISPR para a Anemia Falciforme numa pessoa em 2019. O medicamento, Casgevy, recebeu aprovação no Reino Unido e nos Estados Unidos em novembro e dezembro de 2023, respetivamente.

Uma vez identificado um paciente, as células estaminais da medula óssea são removidas. Elas são levadas de volta para um laboratório onde são editadas usando terapia CRISPR. Esta edição modifica o gene defeituoso da hemoglobina que impede os glóbulos vermelhos de manterem a sua forma e transportarem oxigénio. Após a edição, as células têm de ser “cultivadas” no laboratório – essencialmente, os cientistas alimentam-nas com nutrientes e cuidam delas de perto enquanto se multiplicam, permitindo que as poucas células que editaram se dividam em muitas células.

Com as células tratadas com Casgevy em mãos, as células são então devolvidas ao paciente através de uma infusão. Agora, as células tratadas com Casgevy podem aderir e transformar-se de células estaminais em glóbulos vermelhos, produzindo novas células que têm a versão corrigida da hemoglobina.

O bom, o mau e o feio

Como com todos os medicamentos, haverá prós e contras. O pró aqui (e é um grande) é que este é o primeiro tratamento de uma vida ou de uma só vez para a Anemia Falciforme! Casgevy é essencialmente uma cura para a Anemia Falciforme, o que é uma conquista fantástica para esta comunidade. No entanto, mesmo quando um medicamento é o primeiro ou o melhor da sua classe, ainda pode haver grandes desvantagens. Neste caso, Casgevy é complexo de fabricar, terá um lançamento lento e é muito caro.

Editar e cultivar as células estaminais da medula óssea tem de acontecer numa instalação específica com regras de fabricação muito rigorosas em vigor. Estas regras também exigem cientistas com formações e conjuntos de habilidades muito específicos. Isso reduz a rapidez com que o tratamento pode ser produzido e aumenta os custos associados ao medicamento. O tratamento geral leva cerca de 6 meses.

Antes da infusão das células tratadas com Casgevy, o paciente tem de passar por quimioterapia em alta dose em preparação para receber o tratamento. Isso pode causar muitos efeitos secundários, como exaustão, queda de cabelo e náuseas. A quimioterapia é necessária para remover as células estaminais sanguíneas que restam na medula óssea. Com as células sanguíneas antigas removidas, apenas as células tratadas com Casgevy poderão produzir novos glóbulos vermelhos.

Existem limitações sobre a rapidez com que este tipo de tratamento pode ser implementado. Por exemplo, nos Estados Unidos, atualmente são realizados cerca de 25.000 transplantes de medula óssea por ano, mas existem 100.000 pessoas vivendo com Anemia Falciforme nos EUA. Os transplantes atuais ainda precisarão ocorrer junto com os novos tratamentos com Casgevy. Portanto, há um problema em aumentar a escala deste tratamento e encontrar a capacidade para adicionar ao sistema atual.

Por último, e talvez mais importante para muitas pessoas, Casgevy é muito caro. Com o intenso processamento manual que Casgevy requer, tem um preço elevado – 2,2 milhões de dólares, segundo a Vertex. Preços elevados provavelmente serão a norma para medicamentos de uma só vez.

Com tudo isso em mente, Casgevy ainda é um enorme avanço para a comunidade da Anemia Falciforme e para a ciência como um todo. A primeira paciente a ser tratada no ensaio clínico de 2019 estava a ir ao hospital a cada 4 a 6 semanas para transfusões de sangue e os seus filhos começaram a ter dificuldades na escola porque estavam preocupados com a possibilidade de ela morrer se não recebesse tratamento. Após o tratamento com Casgevy, ela já não precisa de transfusões de sangue e as suas contagens sanguíneas estão estabilizadas; ela está essencialmente curada.

Onde estão os medicamentos baseados em CRISPR para a DH?

A Anemia Falciforme e outros distúrbios sanguíneos não são as únicas doenças que as empresas farmacêuticas estão a considerar para tratamentos baseados em CRISPR. Qualquer doença com uma causa genética conhecida é candidata a uma abordagem CRISPR. Isso inclui a DH.

Atualmente, há muito trabalho a ser feito em células e modelos animais para testar terapias CRISPR que visam vários aspetos da DH. Alguns investigadores estão a atacar diretamente o gene HTT que causa a DH, enquanto outros estão a atacar genes modificadores que controlam a idade de início. Ter uma diversidade de abordagens é uma coisa ótima!

Existem também empresas farmacêuticas que se comprometeram a usar uma abordagem baseada em CRISPR para tratar a DH. A Life Edit Therapeutics é uma empresa que está a trabalhar para usar vírus inofensivos para entregar a maquinaria CRISPR que irá visar apenas a cópia expandida do HTT para reduzir a expressão. Até agora, testaram isso em diferentes tipos de ratos que modelam a DH e analisaram diferentes doses de medicamentos. Embora muitas pessoas estejam atualmente a trabalhar em tratamentos baseados em CRISPR para a DH, nenhum deles está atualmente em ensaios clínicos.

Por que os ensaios de CRISPR para a DH não estão na clínica agora?

Ter aprovação comercial para um medicamento baseado em CRISPR abre caminho para medicamentos semelhantes para outras doenças, como a DH. No entanto, tratar uma doença sanguínea é muito diferente de tratar uma doença que afeta principalmente o cérebro. Existem muitos aspetos da Anemia Falciforme que a tornaram a candidata perfeita para o primeiro medicamento baseado em CRISPR. O outro lado da moeda é que existem muitos aspetos da DH que a tornam uma doença desafiadora de tratar com CRISPR.

Uma diferença importante é que a Anemia Falciforme afeta os glóbulos vermelhos, enquanto a DH afeta principalmente as células cerebrais. As células sanguíneas são fáceis de aceder e a amostragem de sangue pode ser usada para informar os médicos se a edição foi bem-sucedida. As células cerebrais não podem ser amostradas para obter uma imagem de como o tratamento está a decorrer.

A Anemia Falciforme afeta a medula óssea, que é comparativamente fácil de manipular e há muito precedente para transplantes de medula óssea bem-sucedidos. A DH afeta o cérebro, o que requer procedimentos invasivos para aceder e não temos um precedente semelhante para o tratamento bem-sucedido do cérebro.

A Anemia Falciforme é causada pela falta de uma proteína, que muitos estudos mostraram que pode ser adicionada de volta para apagar os sintomas. Ainda não sabemos o que apagará os sintomas da DH. Os investigadores também têm de ponderar se devem visar ambas as cópias do HTT ou apenas a cópia expandida.

Embora este seja um enorme avanço para o uso do CRISPR no tratamento de doenças, também queremos gerir as expectativas sobre quando os tratamentos baseados em CRISPR estarão disponíveis para a DH. As empresas foram atrás do fruto mais fácil primeiro com a Anemia Falciforme. No entanto, nada disso significa que o CRISPR não funcionará para a DH! No papel, esta é uma ótima estratégia, a DH atende ao requisito genético para tal tratamento, e os cientistas adoram um bom desafio. Os tratamentos baseados em CRISPR para doenças cerebrais estão certamente a caminho da clínica, mas temos vários outros obstáculos a superar primeiro antes que possam ser aplicados à DH.

Aprende mais

• Leia mais sobre o primeiro paciente com Anemia Falciforme tratado no ensaio de 2019.