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Para estudar doenças musculares, os cientistas contam com o rato como organismo modelo. Pesquisadores da Universidade de Basileia desenvolveram agora um novo método que não só é mais rápido e eficiente que os convencionais, mas também reduz bastante o número de animais experimentais necessários para estudar a função dos genes nas fibras musculares.
Os pesquisadores usam o camundongo como organismo modelo para estudar a estrutura e função do músculo esquelético, doenças neuromusculares e processos de envelhecimento muscular. Os cientistas estão conscientes da sua responsabilidade na utilização de animais e comprometeram-se na Universidade de Basileia a implementar rigorosamente os chamados princípios 3R – Substituição, Redução, Refinamento – na investigação assistida por animais e na criação de animais.
O novo método desenvolvido pelo grupo de pesquisa do professor Markus Rüegg no Biozentrum da Universidade de Basileia é mais um passo na redução do número de animais de laboratório. Este método também abre novas maneiras de investigar vários genes simultaneamente ou até mesmo vias de sinalização inteiras nas fibras musculares de forma rápida, econômica e eficiente. Os resultados do estudo foram agora publicados em Comunicações da Natureza.
A dificuldade de estudar genes em fibras musculares
Estudar a função genética no músculo é um desafio. Por um lado, as fibras musculares são muito grandes e muito frágeis quando isoladas. Por outro lado, nos humanos, têm até meio metro de comprimento e contêm milhares de núcleos. Para alterar e estudar a função genética nas fibras musculares, todos os núcleos das fibras musculares devem ser alterados, o que é difícil de conseguir.
Há alguns anos, os cientistas têm usado o método CRISPR/Cas9 para estudar a função genética. Este método utiliza um vírus para introduzir a chamada proteína Cas9 e um RNA guia especificamente projetado no organismo e, portanto, nos núcleos. A proteína Cas9 corta o DNA genômico no local reconhecido pelo RNA guia. Esta combinação da proteína Cas9 e do RNA guia permite alterar a função do gene na célula.
O método CRISPR-Cas9 pode ser dividido
No entanto, para garantir que o vírus altera apenas a expressão genética das fibras musculares e não de outros órgãos ao mesmo tempo, a equipe de pesquisa combinou o método CRISPR/Cas9 com outro método: primeiro, os pesquisadores conseguiram criar ratos com o Cas9 proteína já presente em suas fibras musculares – mas somente ali. Eles então introduziram o RNA guia desejado no organismo com o chamado vírus adeno-associado, que infecta os músculos.
Essa combinação faz com que o RNA guia nas fibras musculares encontre a proteína Cas9, alterando o material genético conforme desejado. “O método permite-nos garantir que apenas as fibras musculares realmente alteram o seu material genético”, explica o primeiro autor Marco Thürkauf.
Menos animais de laboratório e resultados mais eficientes
Como o vírus adeno-associado também pode transportar vários RNAs-guia simultaneamente, a equipe pode agora usar o método para investigar vários genes simultaneamente ou até mesmo vias de sinalização inteiras. Além disso, o método reduz significativamente o número de animais experimentais necessários.
“Todos os animais utilizados são adequados para o estudo de genes e não precisam ser criados ao longo dos anos. Isso permite estudar fibras musculares e também doenças neuromusculares sem utilizar um grande número de camundongos”, diz Marco Thürkauf.
Outros grupos de pesquisa também já manifestaram interesse. “Já temos vários grupos interessados em nossa comunidade de pesquisa que gostariam de utilizar nosso método”, diz Markus Rüegg. “Este é um grande ganho tanto para a pesquisa muscular em si, quanto para o nosso objetivo de reduzir os experimentos com animais”.
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