Edição do genoma| E se melhorássemos o bem-estar animal na pecuária?

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Com a ajuda da edição do genoma, os criadores de gado poderiam melhorar a saúde e o bem-estar dos animais de criação. Através da ferramenta biotecnológica TALLEN, as vacas leiteiras podiam crescer sem chifres e os porcos nasceriam já castrados, o que evitaria submetê-los a processos caros e dolorosos.

Para a segurança dos animais e dos agricultores, hoje, os bezerros são descornados num processo caro e doloroso. Mas não tem que ser assim. Em bovinos de corte, a falta de chifres é uma característica comum e, em teoria, o gado leiteiro pode ser criado sem chifres. Infelizmente, o processo de criação convencional levaria décadas, comprometendo outras características ligadas à produção de leite e à saúde animal.

Na criação de porcos, os leitões machos são castrados para impedir que a carne fique com o odor e o sabor desagradáveis ​​característicos na carne de javalis não castrados. Apesar disso, os agricultores preferem evitar esse ato cirúrgico.

A solução pode estar na edição do genoma, uma vez que permite prevenir as situações descritas, melhorando o bem-estar e a saúde dos animais. Através de uma nova ferramenta designada TALLEN, os investigadores da empresa de bioengenharia Recombinetics conseguiram introduzir um gene em vacas leiteiras e em porcos, que faz com que, no caso das vacas, cresçam sem chifres e, no caso dos leitões, nasçam castrados.

As técnicas de edição do genoma usadas permitem que os investigadores alterem letras individuais do código genético com uma alta precisão, tendo essencialmente o mesmo resultado que o cruzamento convencional com mutações espontâneas, masa com muito mais eficiência.

Outra via de investigação promissora também aberta pela edição do genoma, e em que o melhoramento convencional não é tão bem-sucedido, é a resistência dos animais a doenças. Na verdade, os investigadores já poderiam utilizar a edição do genoma em aves para serem resistentes à gripe aviária e em porcos para serem resistentes à peste suína africana e à síndrome respiratória e reprodutiva dos suínos (PRRS). Todas estas doenças afetam a saúde e o bem-estar de aves e suínos, bem como os meios de subsistência dos agricultores.

Saiba mais na ficha técnica da EuropaBio.

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Lançamento | História do arroz dourado em livro

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No seu mais recente livro, The Imperiled Birth of a GMO Superfood, o filósofo e escritor de ciência norte-americano acaba de lançar Ed Regis conta a história de como a produção do arroz dourado foi atrasada ​​e repetidamente prejudicada por um conjunto de diretrizes impostas pelos governos e sabotada por ativistas anti-OGM nos próprios Países onde o arroz com betacaroteno é mais necessário.

Por ano, cerca de um milhão de pessoas que sobrevivem do arroz ficam cegas ou morrem por deficiência de vitamina A. O arroz comum é pobre em nutrientes, sendo composto por pouco mais do que hidratos de carbono. Mas, o arroz dourado, desenvolvido por investigadores europeus no fim da década de 90 com o objetivo de combater esse problema, foi geneticamente modificado para fornecer betacaroteno, um nutriente essencial que falta ao arroz branco e que é convertido em vitamina A no corpo.

Sucede que vinte anos depois de ter sido desenvolvido, este alimento que tem o potencial de salvar vidas, ainda não chegou às populações que mais precisam dele, sobretudo na Índia, China, Bangladesh (este País já anunciou que deverá ser o primeiro a autorizar a produção de arroz dourado, em 2021) e no sul e sudeste da Ásia, onde dezenas de milhões de pessoas ficaram cegas ou morreram.

Os defensores do arroz dourado afirmam que o atraso de vinte anos na sua introdução no mercado é um crime contra a humanidade. Já os opositores contestam que o produto é uma “farsa”, “ouro de tolos” e “propaganda para a indústria de engenharia genética”.

No seu mais recente livro The Imperiled Birth of a GMO Superfood, o filósofo, educador e escritor de ciência norte-americano Ed Regis, argumenta que “o arroz dourado é o Organismo Geneticamente Modificado mais controverso, difamado e incompreendido do mundo”. O autor conta a história de como o desenvolvimento, o crescimento e a distribuição do arroz dourado foram atrasados ​​e repetidamente prejudicados por um conjunto complexo, porém ultrapassado, de diretrizes e regulamentos operacionais impostos pelos governos e sabotados por ativistas anti-OGM nos próprios Países onde o arroz com betacaroteno é mais necessário.

Leia aqui um excerto de The Imperiled Birth of a GMO Superfood, publicado na Foreign Policy.

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Edição de genomas |E se pudéssemos curar a sida?  

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Dependendo do tipo de HIV, a média do tempo de sobrevivência após a infeção é de nove a onze anos. O tratamento com antiviral pode prolongar a vida dos infetados, mas não existe cura para a doença. No entanto, com o CRISPR-Cas9, isso pode estar prestes a mudar num futuro próximo.
A UNAIDS – a organização das Nações Unidas que lidera o esforço global para acabar com a SIDA como uma ameaça à saúde pública até 2030, como parte dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável – estima que mais de 36,7 milhões de pessoas em todo o mundo estão infetados com o vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1). Este vírus enfraquece o sistema imunológico, tornando os pacientes mais suscetíveis a infeções e cancros.

Dependendo do tipo de HIV, a média do tempo de sobrevivência após a infeção é de nove a onze anos. O tratamento com antiviral pode prolongar a vida dos infetados, mas não existe cura para a doença. E nenhum outro medicamento está disponível. No entanto, isso pode estar prestes a mudar num futuro próximo.

Em julho de 2019, investigadores das Universidades Temple e do Nebraska, nos EUA, usaram a nova ferramenta de edição de genomas CRISPR e conseguiram eliminar o HIV-1 em animais vivos. Uma vez que os vírus constroem-se no genoma dos seus hospedeiros, curar a infeção por HIV requer cortá-los do DNA em todas as células infetadas. A abordagem seguida pelos investigadores consiste em combinar um antiviral de libertação lenta e ação prolongada com a introdução de CRISPR-Cas9 nas células. O primeiro refreia a infeção e o segundo remove o DNA. O CRISPR-Cas9 é uma proteína usada na engenharia genética de precisão, permitindo aos cientistas alterar ou excluir “letras” do código genético com uma alta eficiência e relativa facilidade.

Os investigadores esperam agora que este feito seja replicado em primatas não humanos e que os ensaios clínicos possam começar em pacientes humanos dentro de um ano.

Saiba mais nesta ficha técnica da EuropaBio.

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Aquecimento global | Bactérias convertem CO2  em biomassa 

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Representação esquemática da E. coli quimio-autotrófica sintética projetada

Em Israel, os investigadores conseguiram transformar a bactéria E. Coli em organismos capazes de metabolizar um dos principais gases com efeito de estufa. Os resultados deste trabalho pioneiro na diminuição da emissão de CO2  foi publicado recentemente na Cell Reports.

Investigadores israelitas do Instituto de Ciência Weizmann, em Rehovot (perto de Telavive), conseguiram criar uma linhagem de bactérias capazes de metabolizar dióxido de carbono (CO2 ). O novo organismo pode ser usado em tecnologias de combate às emissões de Gases de Efeito de Estufa (GEE), como se lê nos resultados publicados há dias na revista científica Cell Reports.

Ao conseguirem alterar o metabolismo da bactéria Escheria coli (E.coli), a causa mais comum de infeções urinárias no mundo, os investigadores conseguiram que a E.coli converta carbono orgânico em CO2. “De uma perspectiva científica básica, queríamos ver se é possível uma transformação tão grande na dieta de bactérias — da dependência do açúcar à síntese de toda a biomassa do CO2. Além de testar a viabilidade de tal transformação no laboratório, queríamos saber quão extrema é a adaptação em termos de mudanças no modelo de DNA bacteriano”, explicou o investigador Shmuel Gleizer, do Instituto de Ciência Weizmann.

Mas esta capacidade da bactéria E. coli, que os investigadores já apelidaram de  ‘cavalo de batalha da biotecnologia’, não permite apenas reduzir a libertação de gases para a atmosfera. Acreditam os investigadores que é um passo importante também na produção mais sustentável de alimentos: “O nosso principal objetivo era criar uma plataforma científica que pudesse aprimorar a fixação de CO2, o que poderia ajudar a enfrentar os desafios relacionados com o aquecimento global das temperaturas provocado pelas emissões de CO2 e com a produção sustentável de alimentos e de combustíveis”, afirmou o biólogo de sistemas Ron Milo, um dos autores deste estudo.

Financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Fundação Israelite de Ciência e por outras seis entidades de incentivo à pesquisa dos Estados Unidos, Canadá e Reino Unido, este estudo descreve, pela primeira vez, uma transformação bem-sucedida do modo de crescimento de uma bactéria. “Ensinar uma bactéria intestinal a replicar os truques das plantas era um verdadeiro tiro no escuro. Quando começamos o processo evolutivo direcionado, não tínhamos ideia das possibilidades de sucesso e não havia precedentes na literatura para nos guiar ou sugerir a viabilidade de uma transformação tão extrema. Foi surpreendente verificar, no fim, como foi relativamente pequeno o número de mudanças genéticas necessárias para fazer essa transição”, argumentou Shmuel Gleizer.

Apesar dos resultados otimistas, são necessários mais investigações antes de se considerar o uso industrial desta descoberta. É que, como também é revelado no estudo, “o consumo de formiato por bactérias liberta mais CO2 do que o consumido pela fixação de carbono.”

Em investigações futuras, os cientistas querem encontrar uma solução para o problema das emissões de CO2 através da produção de energia renovável. “Isto abre uma nova e empolgante perspetiva de usar bactérias manipuladas para transformar produtos, que consideramos resíduos, em combustível, alimentos ou outros compostos de interesse. Também pode servir para entender e melhorar as máquinas moleculares que são a base da produção de alimentos e ajudar no futuro a aumentar a produtividade na agricultura”, acrescentou Ron Milo.

Leia o estudo original aqui.

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Arroz dourado | Bangladesh vai ser o primeiro País a aprovar plantação de arroz com vitamina A

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Uma porção de arroz dourado contém vitamina A e metade do betacaroteno que as crianças precisam diariamente.
FOTO: ISAGANI SERRANO / CPS / IRRI FOTO / FLICKR / CC BY-NC-SA

O arroz geneticamente modificado, também conhecido por arroz dourado, ajuda a prevenir a cegueira e a morte infantil, em particular nos Países em desenvolvimento e, mesmo assim, foram precisos 20 anos para ser aprovado. O primeiro País a autorizar a sua plantação vai ser o Bangladesh, onde a taxa de mortalidade infantil por cada mil nados vidos é de 26,13 e a carência de vitamina A afeta 21% das crianças.

Uma porção de arroz dourado contém a vitamina A e metade do betacaroteno que as crianças precisam diariamente. Além de causar cegueira infantil, a falta de vitamina A pode provocar morte precoce por doenças infeciosas, como o sarampo.

É o aporte nutricional que confere ao arroz dourado os benefícios que o tornaram mundialmente famoso. Ora aplaudido, ora criticado nas primeiras páginas dos jornais, o arroz geneticamente modificado esteve sempre rodeado de polémicas, gerando discussões acesas quanto à sua segurança alimentar, desde que foi desenvolvido nos anos 90 pelos investigadores alemães Ingo Potrykus e Peter Beyer para combater a deficiência de vitamina A.

Em colaboração com a multinacional agroquímica Syngenta, estes investigadores “criaram” o arroz dourado equipando as plantas com genes de betacaroteno do milho e doaram-nas a institutos públicos agrícolas, abrindo, dessa forma, caminho a outros investigadores para produzirem os genes do arroz dourado em variedades que se adaptam às necessidades, gostos e condições de produção locais.

Vinte anos e muitas controvérsias depois, o Bangladesh está prestes a tornar-se o primeiro País a produzir arroz dourado. A versão de arroz dourado que está em análise no Ministério do Ambiente desde 2017, onde um Comité Central de Biossegurança, formado por oito cientistas, analisa os riscos ambientais envolvidos no cultivo do arroz dourado, como o potencial da planta tornar-se uma erva daninha, bem como a segurança alimentar do produto, foi criada no Instituto Internacional de Pesquisa do Arroz (IRRI), em Los Baños, nas Filipinas. Os genes modificados foram criados a partir de uma variedade de arroz chamada dhan 29, muito comum no País e que representa 14% da colheita nacional.

Com uma taxa de mortalidade nas crianças de 26,13 (por cada mil nados vivos) e de carência de vitamina A, também nas crianças, de 21%, o Bangladesh não vê a hora de fazer chegar aos seus agricultores as sementes de arroz dourado para plantação. Se tudo correr como previsto, será até 2021.

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Leia o artigo original na Science.

Media|CiB promove ação de formação sobre edição do genoma

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Créditos da imagem: Natali_Mis

Tal como em anos anteriores, o CiB-Centro de Informação de Biotecnologia vai realizar mais um workshop de formação para jornalistas e comunicadores de ciência, desta vez sobre “Edição do genoma- aplicações na medicina e na produção de alimentos”. Esta ação de formação terá lugar na manhã do dia 18 de novembro, no ITQB NOVA, em Oeiras, e contará como formadores Ana Sofia Coroadinha e Pedro Fevereiro, investigadores e professores auxiliares no ITQB NOVA.

O CiB – Centro de Informação de Biotecnologia convida todos os jornalistas, em especial os que trabalham na área da medicina, agricultura, nutrição e ambiente, a participar no workshop de formação para jornalistas sobre “Edição de genomas – aplicações na medicina e na alimentação”, que se realizará no dia 18 de novembro, entre as 11:00H e as 13:00H, no 4º piso do ITQB NOVA-Instituto de Biotecnologia Química e Biológica António Xavier, da Universidade Nova de Lisboa, em Oeiras.

A formação aos jornalistas estará a cargo de Ana Sofia Coroadinha, Professora Auxiliar e investigadora no ITQB NOVA/IBET, que irá falar sobre “As potencialidades da edição de DNA na cura de doenças genéticas”, e de Pedro Fevereiro, Professor Auxiliar e investigador no ITQB NOVA, com o tema “CRISPR-Cas9 e outras ferramentas de edição de genomas para uma produção de alimentos mais sustentável.”

A edição de genomas é um tema controverso, não obstante os resultados bastante promissores em diferentes áreas de aplicação. Na medicina, permite perspetivar a correção de 89% das doenças genéticas humanas conhecidas. Na agricultura, esta tecnologia garante uma produção mais sustentável de alimentos e um aumento da eficiência do melhoramento vegetal, o que, atualmente, se afigura pertinente e da maior importância para fazer face aos efeitos das alterações climáticas e do aumento da população mundial. A edição de genomas é apontada pelos investigadores como uma das chaves cruciais para muitos dos problemas relacionados com a medicina, produção de alimentos e ambiente.

Sobre os oradores:

Ana Sofia Coroadinha é Professora Auxiliar no ITQB NOVA/IBET, tendo como principal área de investigação o desenvolvimento e aprimoramento de linhas de células animais para a produção de biofármacos complexos, como proteínas recombinantes e partículas virais recombinantes para vacinas e terapia genética.

Pedro Fevereiro é Professor Auxiliar com Agregação do Departamento de Biologia Vegetal na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e diretor do Laboratório de Biotecnologia de Células Vegetais no ITQB NOVA, tendo como áreas de investigação a Biotecnologia Vegetal, Engenharia Genética Vegetal, Diversidade Molecular e Genética de Plantas e Purificação e Caracterização de Enzimas Vegetais

 

Localização do ITQB Nova:

Avenida da República, Oeiras

http://www.itqb.unl.pt/contacts/itqb_location

Para mais informações e confirmação de presença, por favor contacte:

Carla Amaro

Gabinete de Comunicação | Communication Office

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CiB – Centro de Informação de Biotecnologia, Portugal
E-mail – gabcom@cibpt.org

Tel. +351 21 446 9768 // +351 91 266 3482

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Edição de genomas|FDA aprova sementes de algodão comestíveis 

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São comestíveis , geneticamente modificadas e editadas por CRISPR. A nova variedade de sementes de algodão aprovada recentemente pela FDA-Food and Drug Administration tem um alto valor proteico e isso, acredita Kevin M. Folta, Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida, poderá contribuir significativamente para reduzir a desnutrição e a fome nos países em desenvolvimento.  

Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), aproximadamente 815 milhões das 7,6 mil milhões de pessoas no mundo são classificadas como cronicamente subnutridas e, destas, nove milhões morrem a cada ano devido a doenças relacionadas com a fome.

A situação é trágica, mas também é solucionável. Quem o diz é Kevin M. Folta, Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida, num artigo publicado recentemente na Genetic Literacy Project.

A solução mais recente para combater a desnutrição que grassa em muitos países em desenvolvimento é o algodão comestível, aprovado pela agência norte-americana FDA-Food and Drugs Administration.

Através da engenharia genética, os investigadores conseguiram remover da semente do algodão uma toxina prejudicial à saúde humana chamada gossipol, o que significa que, potencialmente, todas as sementes de algodão produzidas anualmente (cerca de 40 milhões de toneladas) podem ser transformadas numa fonte sustentável de proteína, um dos nutrientes mais importantes, mas disponíveis em quantidades manifestamente insuficientes, para as pessoas mais pobres.

Como é que os investigadores conseguiram esse feito? Tendo como alvo uma enzima necessária para a produção de gossipol, usaram uma técnica de silenciamento de genes chamada RNA interference (RNAi). E para diminuir o nível da enzima, criaram plantas de algodão geneticamente modificadas que suprimem o gene delta-Cadinene Synthase (dCS). Ao “desligar” este gene, que codifica as instruções para uma etapa inicial da síntese do gossipol, reduzir substancialmente a quantidade de gossipol produzido.

A ideia não é nova. Há muito tempo que os investigadores tentam produzir algodão com baixo teor de gossipol, mas a redução desse composto deixou as plantas vulneráveis ​​ao ataque de insetos. Uma equipa de investigadores da Universidade Texas A&M finalmente resolveu o problema, eliminando o gossipol apenas da semente. Este feito resultou na produção de uma planta que pode defender-se contra a invasão de insetos e produz uma semente não tóxica.

As sementes serão usadas para criar farinhas com um teor de proteína alto e de gossipol ultra baixo, para produção de rações para animais e  de alimentos para consumo humano. Para Kevin M. Folta, “tais produtos serão bem-vindos nos países em desenvolvimento”, onde as dietas à base de grãos e tubérculos geralmente contêm proteínas insuficientes.

Afirma o Professor do Departamento de Ciências Hortícolas da Universidade da Flórida: “Esst inovação, mais uma vez, ressalta a importância da engenharia genética no  aumento da produção sustentável de alimentos. Embora não possamos eliminar a fome da noite para o dia, o desenvolvimento e a libertação, no mercado, desta variedade inovadora de algodão ajudarão a combater muitos sofrimentos desnecessários em todo o mundo.“

Esta inovação foi aprovada pela Food and Drug Administration (FDA) em outubro de 2019.

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Leia o artigo original, em inglês, aqui.

OGM|Quais os custos da inovação?

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Antes de chegarem ao mercado, as culturas geneticamente modificadas são submetidas a um processo de avaliação de segurança rigoroso e bastante oneroso. Clique no link abaixo para saber quanto custa introduzir uma nova variedade GM e que caminhos percorre antes de ser aprovada.

https://www.europabio.org/sites/default/files/INFOGRAPHIC_PRICING_INNOVATION_OUT_PT_v2.pdf

Edição de genomas |E se pudéssemos fazer batatas fritas mais saudáveis?

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Investigadores de uma empresa francesa estão a usar a edição de genomas para reduzir a acumulação de um tipo de açúcar na batata e, desse modo, minimizar os efeitos prejudiciais do seu processamento. No futuro, talvez possamos comer batatas fritas sem culpa.

A batata é um dos principais alimentos básicos em muitos países em desenvolvimento. O seu papel na diminuição da escassez alimentar, da desnutrição e da pobreza é de tal maneira importante que as Nações Unidas declararam 2008 como o Ano Internacional da Batata. Se a produção da batata aumentasse, os benefícios seriam enormes e edição de genomas pode ajudar.

Inúmeras investigações estão a ser feitas com base nesta tecnologia porque já provou ter resultados mais eficientes do que as técnicas tradicionais de melhoramento de plantas. As ferramentas de edição de genomas permitem alterar com uma alta precisão partes individuais do código genético, obtendo essencialmente o mesmo resultado que o tradicional melhoramento de plantas com mutações espontâneas decorrentes.

Em 2015, os investigadores da biofarmacêutica francesa Cellectis editaram plantas de batata, usando a ferramenta de edição de genoma TALEN para reduzir a acumulação de certos tipos de açúcar. Após o armazenamento a frio, esses açucares fazem com que as batatas processadas se tornam castanhas e de sabor amargo, com níveis elevados de acrilamida – um potencial agente causador de cancro. Para prevenir este efeito, os investigadores fizeram uma edição da planta direcionada, bastante precisa, para bloquear um gene específico. Resultado: as batatas da planta editada não tinham uma quantidade detetável de açúcares indesejados e quando fritas apresentavam níveis reduzidos de acrilamida. Do que se conclui que, no futuro, a edição de genomas pode tornar as batatas fritas ainda mais apetecíveis.

Mais informação nesta ficha técnica da EuropaBio.

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Edição de genomas|E se os celíacos pudessem comer pão?

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Investigadores em Espanha, Holanda e EUA estão a usar a edição de genomas para retirar do trigo as proteínas responsáveis pela intolerância ao glúten. Os resultados dos testes já realizados são bastante animadores.

Aproximadamente uma pessoa em cada cem tem doença celíaca. Para os celíacos, a ingestão de glúten significa elevadas probabilidades de sofrer de diarreia, vómitos, desnutrição e até danos cerebrais e cancro intestinal. Se acrescentarmos a estas as pessoas que são sensíveis ao glúten, temos 7% da população ocidental a evitar o consumo de alimentos com glúten.

Mas o que é exatamente esta substância que afeta a vida de tantas pessoas, mas deixa as restantes ilesas. Glúten é o termo geral para as proteínas encontradas em vários cereais como trigo, cevada e centeio, pelo que está presente nos pães e bolos. Mas nem todo o glúten é formado de igual forma. São as proteínas chamadas gliadinas que desencadeiam a resposta auto-imune que danifica o revestimento intestinal, causando graves consequências nas pessoas intolerantes ao glúten.

Se houvesse possibilidade de remover essas proteínas, deixando intacta grande parte da estrutura e sabor característicos do pão, poderíamos produzir pão, bolos e outros produtos alimentares inofensivos para quem sofre da doença celíaca. Pães feitos de arroz e de farinha de batata não entram nesta equação, uma vez que o arroz e a batata não têm glúten.

Investigadores do Instituto de Agricultura Sustentável (IAS-CSIC), com sede em Córdoba, Espanha, tentaram reduzir de duas maneiras a gliadina no trigo. Primeiro, usando a técnica RNAi e, depois, aplicaram a técnica de edição de genomas CRISPR/Cas9. Ambas apresentaram resultados que mostram uma diminuição na intensidade da resposta imune: 95% no caso do RNAi e 85% no caso do CRISPR/Cas9.

Com a primeira técnica (RNA de interferência), os investigadores introduziram DNA estranho na planta, tornando-a geneticamente modificada. Com o CRISPR, sendo uma técnica de alta precisão e eficiência, os investigadores puderem entrar no genoma e interromper a ação especificamente dos genes causadores de doença. Desta forma, com o CRISPR, as plantas permanecem não transgénicas, o que poderá atenuar o receio que algumas pessoas ainda alimentam sobre as plantas geneticamente modificadas.

Os resultados dos testes de paladar também foram positivos. O pão com baixo teor de gliadina produzido quer pela técnica de RNAi, quer pela edição de genomas (CRISPR) foi considerado inócuo e saboroso, tendo-se verificado ainda uma melhoria da flora microbiana das pessoas celíacas (em relação ao período em que faziam uma dieta sem glúten).

As notícias são bastante promissoras para os intolerantes ao glúten.

Mais informação nesta ficha técnica da EuropaBio.

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