CRISPR Além da Saúde Humana: A Nova Fronteira de Investimento para Edição Genética

CRISPR Além da Saúde Humana

Há muito a dizer sobre as possibilidades da edição genética CRISPR para a saúde humana. Já tratamos desse assunto nos seguintes artigos:

Comparações de empresas de destaque em edição genética:

• Edição Genética: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics
• CRISPR Therapeutics vs Editas Medicine

Comparação de fabricantes de ferramentas de análise genômica:

Illumina vs Pacific Bioscience: Escolhendo a Empresa de Sequenciamento de Genoma de Próxima Geração

Não há razão técnica para limitar a edição genética aos seres humanos. CRISPR também é usado em biologia sintética e estudado para biocombustíveis de algas. Um mercado importante fora da medicina humana está apenas começando: edição genética para agricultura e produção de alimentos.

Genética e Agricultura

Modificação genética na agricultura costuma ser associada a organismos geneticamente modificados, ou OGM. A aceitação e as regras variam entre regiões. Em 2023, a União Europeia impunha autorizações rigorosas e restrições nacionais ao cultivo, mas não proibia todos os OGM: determinados produtos podiam ser importados para alimentação humana ou animal.

Essa associação oferece uma visão limitada da relação entre genética e agricultura. Desde as primeiras práticas agrícolas, pessoas selecionavam variantes silvestres e as transformavam em variedades e raças domesticadas, tanto de plantas quanto de animais.

O primeiro método foi a seleção de plantas e animais. Agricultores não conseguiam alterar diretamente uma sequência específica de DNA, mas preservavam e propagavam variantes naturais úteis. Os cruzamentos permitiam selecionar culturas e rebanhos mais resistentes, produtivos ou saudáveis.

O melhoramento por mutagênese começou a se desenvolver nos anos 1920. Radiação ou substâncias químicas mutagênicas provocam mais alterações aleatórias no DNA, seguidas da seleção das características desejadas. O método originou muitas variedades, mas não há comprovação de que produza a grande maioria dos alimentos. A classificação jurídica varia: a UE isenta certas técnicas antigas com longo histórico de segurança das obrigações da diretiva sobre OGM.

Nos anos 1980, desenvolveram-se técnicas transgênicas, que introduzem genes externos em plantas e, às vezes, animais. É isso que normalmente se chama OGM no uso cotidiano. As mudanças eram mais direcionadas que a mutagênese aleatória, mas aspectos como o local de inserção do gene nem sempre eram controlados.

As primeiras aplicações nos anos 2000 abriram caminho para a edição dirigida do genoma, que oferece novas possibilidades de melhoramento por alterações específicas no DNA.

Fonte: Innovative Genomics

Edição Genética de Plantas e Animais

Plantas OGM são apenas uma aplicação conhecida. Na medicina, a antitrombina, proteína que inibe a coagulação, é produzida em leite de cabras geneticamente modificadas, e a insulina em bactérias modificadas. Também se estudou produzir proteínas terapêuticas para câncer ou esclerose múltipla em ovos de galinha.

Alguns países tratam certas formas de edição genômica de maneira diferente da transgenia. Biologicamente, uma planta com alterações apenas no próprio DNA não é necessariamente transgênica, enquanto acrescentar DNA de outra espécie pode torná-la transgênica. Isso não determina automaticamente sua condição jurídica de OGM. Em 2023, plantas produzidas por novas técnicas de mutagênese estavam, em princípio, sujeitas às normas europeias sobre OGM, mesmo sem DNA externo adicionado.

Regras mais simples para determinadas alterações genômicas podiam criar oportunidades comerciais, mas as condições variavam por país e produto. Plantas ou animais editados não tinham acesso automático ao mercado europeu em 2023. Uma possível mudança das normas poderia, portanto, ser importante.

O potencial de CRISPR na agricultura é amplo. As possíveis aplicações incluem os exemplos a seguir:

Animais

• Reduzindo vulnerabilidades: doenças em salmão, porcos, bois, galinhas, etc.
• Maior produtividade: mais massa muscular, crescimento mais rápido e menor mortalidade. O artigo original cita mortalidade de 40% em salmões de criação como exemplo; o resultado varia conforme a espécie, o sistema de criação e as condições.

Plantas

• Aumentar resistência a condições ambientais: salinidade, seca, calor extremo, inundações, vento, frio & geada.
• Melhorar produtividade: melhorando a fotossíntese, acelerando a maturação de grãos e frutas, mais biomassa para biocombustíveis, compostagem, etc.
• Resistência a pragas e doenças: bactérias, vírus, fungos, insetos.
• Melhorar propriedades comerciais: prevenir que cogumelos e frutas escureçam, aumentar vida útil e valor nutricional, frutas sem sementes, mudar cor/aparência/sabor, etc.

Novo uso da agricultura

• Possíveis usos de plantas ou animais como “biofábricas”:
• Medicina humana: anticorpos, tratamentos médicos, etc…
• Pesquisa de órgãos animais adequados para transplantes em seres humanos.
• Biocombustíveis.
• Especiarias, fragrâncias, corantes.
• Variedades não alergênicas.

Para conhecer melhor as possibilidades e os desafios de CRISPR na agricultura, consulte esta página do Innovative Genomics Institute.

Uma Seleção de Empresas que Usam CRISPR na Agricultura

Muitas empresas desenvolviam aplicações agrícolas de CRISPR, algumas com produtos próximos do mercado e à espera das decisões dos órgãos reguladores.

Uma reportagem da Nature citada no artigo descrevia forte redução da carga regulatória dos Estados Unidos para certas plantas editadas geneticamente, com abordagens semelhantes no Brasil, na Argentina e na Austrália. Não era uma isenção geral. Algumas plantas podiam ser dispensadas das regras USDA então vigentes, enquanto outras exigências de segurança alimentar ou relativas a pesticidas permaneciam. As regras para plantas não se estendiam automaticamente aos animais de criação. A UE seguia outra abordagem em 2023.

1. AquaBounty

Embora a AquaBounty não fosse tecnicamente uma empresa de edição genômica, vinha desenvolvendo salmão transgênico havia cerca de 30 anos.

AQB Gráfico de preços

A FDA havia aprovado o salmão AquAdvantage em 2015, tornando a AquaBounty relevante nesta descrição histórica. Sua tecnologia utiliza métodos transgênicos anteriores. A FDA concluiu que, nas condições de produção avaliadas, o salmão era tão seguro e nutritivo quanto o salmão atlântico de criação convencional e confirmou seu crescimento mais rápido.

2. Bayer

Após adquirir a Monsanto, a Bayer tornou-se um dos grandes grupos globais de biotecnologia e sementes. É um participante importante no mercado de sementes geneticamente modificadas e também desenvolve aplicações CRISPR para milho, soja, trigo e outras culturas.

Parte desse trabalho é realizada em parceria com a Ginkgo Bioworks (DNA), uma grande empresa de biologia sintética. A colaboração busca alternativas biológicas aos fertilizantes químicos por meio de microrganismos modificados.

3. Ginkgo Bioworks

A Ginkgo desenvolve aplicações com microrganismos modificados. Sua parceria com a Cronos incluía canabinoides produzidos por fermentação com linhagens de levedura desenvolvidas para essa finalidade, como alternativa à extração de plantas de cannabis.

DNA Gráfico de preços

Com o tempo, a produção de substâncias de cannabis, tabaco ou café poderia depender mais de processos biotecnológicos que apenas do cultivo das plantas. A Ginkgo também desenvolve soluções para a saúde animal e das culturas.

4. Corteva Agriscience

A Corteva, avaliada em cerca de 41 bilhões de dólares no contexto de mercado descrito, desenvolvia novas características vegetais com tecnologia CRISPR.

CTVA Gráfico de preços

A Corteva colabora com institutos internacionais de pesquisa. Também assinou uma licença que deu à produtora francesa Vilmorin & Cie acesso a patentes CRISPR da Corteva e do Broad Institute.

5. Benson Hill

A inovação CRISPR costuma ser associada à biotecnologia médica e a institutos públicos, mas empresas agrícolas também contribuem para a pesquisa básica. A Benson Hill colaborou com pesquisadores de Helmholtz e da Utah State University em Cas12a2. A enzima pode degradar DNA após reconhecer RNA e abre possibilidades além da edição dirigida clássica. A expressão “CRISPR 3.0” não corresponde a uma classificação científica de gerações universalmente estabelecida.

Nesta descrição, a Benson Hill concentrava-se em soja, com atividades também relacionadas a ervilhas e aquicultura. Seus planos da época buscavam EBITDA ajustado e fluxo de caixa livre positivos em 2025. Eram projeções, não resultados já alcançados.

6. Calyxt e Cibus

A tecnologia de células vegetais descrita havia sido desenvolvida pela Calyxt. Plant Cell Matrix e BioFactory utilizavam células modificadas para produção em biorreatores. A Calyxt anunciou em janeiro de 2023 uma fusão com a Cibus, concluída em maio daquele ano. A Cibus concentrava-se principalmente no desenvolvimento e licenciamento de características de culturas. A descrição dos biorreatores deve, portanto, ser atribuída à Calyxt.

CBUS Gráfico de preços

A Calyxt estudava esses sistemas para produzir moléculas destinadas a cosméticos, alimentos e aplicações farmacêuticas. As culturas celulares aproveitavam propriedades dos tecidos vegetais. A empresa pretendia produzir diferentes compostos e reduzir custos.

7. ToolGen (199800.KQ)

A ToolGen utiliza uma plataforma CRISPR-Cas9 para edição genética, com aplicações em saúde humana, características de animais e plantas e produção de compostos de alto valor em linhagens celulares. Seu programa de pesquisa agrícola incluía soja com perfil de ácidos graxos mais saudável, resistência a herbicidas, tolerância à seca e resistência a pragas.

8. Empresas não listadas em bolsa

Nem todas as empresas que utilizam CRISPR para melhorar a agricultura têm ações em bolsa. Entre as empresas privadas, startups e possíveis concorrentes das mencionadas, destacam-se Pairwise, Hudson River Biotechnology, PlantEdit e Inari.