Pesquisadores criaram uma nova metodologia baseada em inteligência artificial (IA) para elevar a exatidão das ferramentas de edição genética, diminuindo drasticamente as modificações não desejadas no material genético.
Aplicação da IA na Edição Genética
Esta tecnologia, detalhada em um artigo na revista Nature, emprega IA para redesenhar os editores genéticos e mitigar alterações que ocorrem fora do alvo, um dos maiores obstáculos desta ciência. A edição genética é um procedimento que possibilita aos cientistas alterar, inserir, remover ou substituir sequências de bases no DNA de seres vivos. Suas aplicações abrangem desde a correção de mutações ligadas a enfermidades até o desenvolvimento de culturas agrícolas mais avançadas.
Ferramentas como o CRISPR atuam como 'tesouras moleculares', localizando pontos específicos no genoma para executar essas modificações. Contudo, mesmo com a precisão existente, o método enfrenta limitações, pois os editores podem, ocasionalmente, modificar segmentos errados do DNA ou até mesmo do RNA, resultando em alterações não pretendidas.
Identificação de Erros Usando Plataforma Computacional
Para combater este problema, cientistas da China desenvolveram uma plataforma denominada ContactSeek, guiada por IA. Este sistema faz uso do programa AlphaFold3, uma ferramenta projetada para prever a intensidade com que distintas moléculas biológicas tendem a interagir. Quando um editor genético é inserido em uma célula, ele deve se ligar a uma sequência de DNA específica. O AlphaFold3 calcula a probabilidade de os aminoácidos da proteína responsável pela edição estabelecerem contato tanto com o DNA-alvo quanto com o RNA-guia, que direciona a ferramenta ao local correto.
A plataforma então compara essas probabilidades entre os locais desejados e aqueles que não deveriam ser alterados, permitindo identificar quais componentes do editor genético causam modificações acidentais. Os pesquisadores apontam que esta estratégia diverge da maneira tradicional, que foca na análise das estruturas tridimensionais do editor e das moléculas de DNA. Os cientistas declararam que o ContactSeek oferece uma 'abordagem computacional para aprimorar a especificidade de editores genômicos', acrescentando que 'a probabilidade de contato é um resultado mais sensível do que a estrutura 3D prevista para distinguir interações diferenciais.'
Resultados e Próximos Passos da Tecnologia
Em testes realizados, os pesquisadores aplicaram o ContactSeek em um editor de base de adenina, usado para corrigir falhas de uma única letra no DNA. A IA analisou os pontos onde o editor causava alterações indesejadas e propôs ajustes estruturais menores. Após a implementação dessas modificações, a versão otimizada do editor conseguiu reduzir em cerca de 83% as edições fora do alvo em todo o genoma para um dos RNAs-guia testados. Adicionalmente, a plataforma foi aplicada para melhorar a exatidão de outro tipo de ferramenta de edição genética: um editor de base de citosina baseado na enzima Cas12a.
Apesar dos resultados muito positivos, os pesquisadores alertam que o ContactSeek ainda não está apto para uso clínico. É necessário que a plataforma passe por novos testes em diferentes tipos de células e com vários alvos genômicos antes de ser usada em tratamentos. No entanto, a equipe espera que a tecnologia tenha uma ampla aplicação futura, afirmando que 'antecipamos que o ContactSeek… será amplamente aplicável a uma vasta gama de ferramentas de edição de DNA e RNA.'
