Edição do genoma de Zebrafish através de CRISPR/Cas9 para geração de modelo translacional de regeneração tecidual

Resumo

A capacidade regenerativa limitada dos mamíferos tem sérias implicações para os danos teciduais. Ao longo do ciclo de vida, ocorre perda de células em tecidos de longa duração como cérebro, coração, músculos esqueléticos e timo pelo próprio processo de envelhecimento e por complicações decorrentes de danos teciduais como a amputação e as doenças cardiovasculares que não podem ser reparados pela regeneração tecidual. No período de 2008-2018 foram registrados 528.703 procedimentos de amputações hospitalares ligados aos membros inferiores e superiores no Brasil, conforme o banco de dados do SIHSUS. A tentativa de recapitular a capacidade regenerativa de anfíbios urodelos em mamíferos têm empregado abordagens como células-tronco, terapia gênica e engenharia de tecidos. Contudo, os avanços mais recentes ainda se limitam às falanges dos dígitos de camundongos. Modelos animais têm sido usados em pesquisas translacionais para estudar possíveis soluções para os estudos de regeneração tecidual. Sabe-se que genes evolutivamente conservados estão implicados na regeneração de membros ou de nadadeiras. Isso sugere uma capacidade inata de regenerar tecidos perdidos na maioria dos animais e que as diferenças nas capacidades regenerativas não estão relacionadas à presença ou ausência de genes de regeneração, mas aos mecanismos regulatórios que controlam a ativação desses genes após a lesão. Genes das vias Wnt/²-catenina e BMP e dos fatores de transcrição Runx2 e Osterix controlam o processo de regeneração. Técnicas de sequenciamento e epigenética combinadas com ensaios transgênicos tradicionais descobriram numerosos enhancers genéticos associados à regeneração. Utilizando das modernas técnicas de edição de genomas baseadas em CRISPR/Cas9 e ao alto potencial regenerativo para reconstruir tecidos e estruturas danificados como nadadeiras, coração e tecido nervoso, o Zebrafish é um importante modelo translacional na pesquisa sobre regeneração tecidual. Este estudo objetiva a introdução de enhancers específicos de lesão como LEN através da técnica de CRISPR/Cas9 nas regiões upstream dos genes de controle da regeneração em Zebrafish. Por não induzirem expressão durante o desenvolvimento embrionário e durante outras fases do desenvolvimento, estes enhancers diminuem potenciais efeitos negativos da superexpressão dos genes de interesse. Dada a versatilidade do modelo Zebrafish e sua utilização como modelo animal para pesquisa translacional, nosso objetivo é investigar a superexpressão destes genes de regeneração induzida por lesão para averiguar potenciais melhorias na capacidade regenerativa, usando a tecnologia de CRISPR/Cas9. Desta forma esta proposta pode encontrar uma possível solução de terapia gênica para o problema da regeneração tecidual em humanos. Nesse sentido, os estados do RS e SP são polos de produção de conhecimento na área de Biotecnologia, tendo diversos pesquisadores e uma gama de programas de pós-graduação em nível de excelência. A presente proposta, propõe uma solução biotecnológica para um problema de saúde. Espera-se que ao final deste projeto, sejam produzidos artigos científicos e patentes de invenção que possam ser transferidas para empresas ou Startups da área da saúde que possam desenvolver a tecnologia a pleno e levá-la ao mercado gerando royalties para o RS e SP. Além disso, os pesquisadores estão altamente engajados nas atividades de Inovação dos estados de SP e RS. A UFPel e a UNESP já realizaram transferências de tecnologias e possuem experiência na área de acordos e contratos com a indústria. Ainda, a presente proposta conta com pesquisadores experientes na área de transgênese em Zebrafish do Brasil e da Espanha na equipe, caracterizando a internacionalização da proposta. Os laboratórios estão equipados para a realização do projeto. Ainda, não foram encontradas anterioridades nos bancos de patentes nacionais e internacionais relativas ao tema específico da proposta, demonstrando sua viabilidade tecnológica. (AU)