CRISPR na América Latina e Caribe
Avaliação da estrutura regulatória e institucional para a edição de genes por meio de tecnologias baseadas em CRISPR
Sobre
Os países em foco para a análise regional incluem: Argentina, Bolívia, Brasil, Colômbia, Honduras, México, Paraguai, Peru e Uruguai.
Por que é importante estudar o impacto da edição de genes na agricultura para a região da América Latina e Caribe?
As ferramentas de edição do genoma prometem grandes oportunidades na agricultura para o melhoramento vegetal e animal em toda a cadeia de abastecimento alimentar. Elas abordam potencialmente questões associadas a uma população global crescente, preocupações com a sustentabilidade e, possivelmente, os efeitos da mudança climática (Kuiken, Barrangou e Grieger 2021). Essas promessas vêm acompanhadas de riscos ambientais, culturais e socioeconômicos. Incluem preocupações de que os sistemas de governança não estão acompanhando os desenvolvimentos tecnológicos e estão mal equipados ou inadequados para avaliar os riscos que as novas ferramentas de edição de genoma podem apresentar. Compreender essas interações complexas e dinâmicas em toda a região da América Latina e Caribe é importante para informar as estratégias de governança e de investimentos adequadaos e aceitáveis para a região.
Engenharia de genoma, edição de genomas e edição de genes são termos frequentemente usados como sinônimos, mas eles têm distinções. Eles também podem ser referidos como Novas Tecnologias no Melhoramento de Plantas (NPBT). De acordo com Robb et al., a engenharia de genoma é um processo, ou campo, em que a(s) sequência(s) de DNA são projetadas e modificadas. A edição de genomas e a edição de genes são técnicas usadas para a engenharia do genoma que incorporam modificações sítio-específicas do local no DNA genômico usando mecanismos de reparo de DNA. A edição de genes pode ser distinguida da edição de genomas porque normalmente se concentra em apenas um gene. Enquanto a edição de genomas se refere às mudanças direcionadas a regiões não gênicas com o objetivo de inserir novos genes, ou modificar regiões reguladoras de genes a fim de manipular as funções dos genes existentes. A edição de genomas também foi comparada a outras metodologias de melhoramento (por exemplo, melhoramento convencional e modificação genética), em que as distinções podem ser importantes, particularmente para avaliações de risco e tomada de decisão regulatória.
Para obter uma descrição abrangente e exemplos de edição de genomas na agricultura, consulte Edição de Genomas na Agricultura: Considerações Técnicas e Práticas (Jansing et al. 2019).
O que este projeto investigará?
O Banco Interamericano de Desenvolvimento fez parceria com o Centro de Engenharia Genética e Sociedade (GES) da Universidade Estadual da Carolina do Norte para avaliar as estruturas regulatórias e institucionais em torno da edição de genes por meio de tecnologias baseadas em CRISPR nas regiões da América Latina e Caribe (LAC).
O projeto estudará os seguintes componentes principais:
- Avaliação da política atual:
Compreender o que o futuro pode reservar requer um exame crítico da situação atual do cenário regulatório. Quais são os sistemas regulatórios existentes para biotecnologias agrícolas na América Latina? Como eles incluíram considerações para novas estratégias de biotecnologia, como edição de genes por meio de tecnologias de CRISPR? Além disso, e quanto aos principais parceiros comerciais para a região (por exemplo, EUA, União Europeia, China, Japão) – quais reformas foram feitas e o que está potencialmente no horizonte? Como as discussões em nível internacional podem impactar a região, como debates dentro da Convenção das Nações Unidas sobre Diversidade Biológica? - Previsão e análise do cenário de políticas futuras:
Os produtos potenciais criados por meio da edição de genes podem enfrentar situações muito diferentes no terreno, dependendo dos diversos regulamentos e estruturas de mercado dos países. Para esclarecer os impactos potenciais das reformas regulatórias, incluiremos estudos de caso concretos na nossa análise. As dimensões da análise serão holísticas, para incluir consequências econômicas, comerciais e sociais de possíveis direções de políticas. - Identificação das prioridades de investimento do Banco:
A diversidade da região significa, naturalmente, que os países terão prioridades e necessidades únicas no que diz respeito ao investimento no desenvolvimento da biotecnologia agrícola e na infraestrutura regulatória. Documentaremos as realizações da região no desenvolvimento de produtos com edição de genes, destacando as inovações do setor público e privado. Também avaliaremos as lacunas na capacidade de desenvolvimento e avaliação de inovações baseadas em CRISPR.
Recursos do projeto
Recursos adicionais sobre edição de genomas
- Instituto de Genômica Inovadora
- Broad Institute
- Clique aqui para obter uma lista atualizada de publicações sobre edição de genomas na agricultura.
O que é edição de genes?
O poder e a promessa da edição de genes, especificamente do CRISPR, foram realizados pela primeira vez com a descoberta dos loci CRISPR na década de 1980 (Anzalone, Koblan e Liu 2020). Desde então, os sistemas CRISPR/Cas foram desenvolvidos, permitindo a edição de genomas em praticamente todos os organismos da árvore da vida (Anzalone, Koblan e Liu 2020).
A edição de genes não é uma tecnologia ou técnica singular; refere-se na maioria das vezes a um conjunto de técnicas que permitem a manipulação de um genoma com maior precisão do que as iterações anteriores da engenharia genética (Shukla-Jones, Friedrichs e Winickoff 2018b).
Elas são projetados para inserir, excluir ou alterar um ou mais nucleotídeos de DNA (Shukla-Jones, Friedrichs e Winickoff 2018a).
Nos últimos anos, houve um rápido desenvolvimento de um conjunto diversificado de ferramentas de edição de genomas e tecnologias baseadas em CRISPR que revolucionaram a manipulação de genomas (Kuiken, Barrangou e Grieger 2021). Esses desenvolvimentos estão democratizando o acesso e permitindo que um conjunto mais diversificado de atores redefina a pesquisa e o desenvolvimento de produtos biotecnológicos que abrangem alimentos, agricultura e medicina do que foi observado com outras tecnologias emergentes (Kuiken, Barrangou e Grieger 2021). No entanto, esses desenvolvimentos também estão levantando preocupações sobre os riscos ambientais, culturais e socioeconômicos. Questiona-se, por exemplo, se os sistemas de governança podem acompanhar seus rápidos desenvolvimentos.
Essas ferramentas podem incluir, mas não estão limitadas a:
- CRISPR/Cas9 – Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas
- TALEN – Nucleases com efetores do tipo ativador transcricional
- ZNF – Nucleases de dedo de zinco
- ODM – Mutagênese dirigida por oligonucleotídeos
Três tipos principais de edição de genes
*No SDN2 e SDN3 os moldes dos doadores podem vir da mesma espécie ou de espécies diferentes (cisgênica ou transgênica).
Tipo de edição de genomas | Descrição |
|---|---|
| SDN1 (Nuclease sítio-dirigida 1) | Envolve o reparo não guiado de uma quebra da dupla fita (DSB) direcionada pelo mecanismo denominado união de extremidade não homóloga. O reparo espontâneo dessa quebra pode levar a uma mutação causando silenciamento gênico, nocaute gênico ou alteração na atividade de um gene. |
| SDN2* (Nuclease sítio-dirigida 2) | Envolve um reparo do DSB alvo guiado por um molde de DNA usando um doador de sequência, normalmente DNA de cadeia simples curto. O doador carrega uma ou várias pequenas mutações flanqueadas por duas sequências correspondentes a ambas as extremidades da DSB e, portanto, é reconhecido como um molde de reparo, permitindo a introdução da(s) mutação(ões) no local-alvo. |
| SDN3* (Nuclease sítio-dirigida 3) | Envolve um reparo do DSB alvo guiado por um molde de DNA usando um doador de sequência, normalmente um DNA de fita dupla contendo um gene inteiro ou um ou mais elementos genéticos ainda mais longos. Ambas as extremidades do doador são homólogas às extremidades da DSB (e a sequência do doador é geralmente mais de 800 bp cada), que, portanto, reconhecem o doador como um molde de reparo, permitindo a introdução do gene ou elemento(s) genético(s) no local-alvo. |
Visão geral das ferramentas de edição de genomas, os resultados genéticos possíveis em cada caso e exemplos de características de culturas geradas com essas ferramentas
As setas e caixas coloridas vinculam exemplos de características de cultura publicados com a ferramenta de edição de genoma associada e o resultado.
Nota: Reimpresso de Jansing, J. et al. Edição de Genomas na Agricultura: Considerações Técnicas e Práticas. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 2888. doi: 10.3390/ijms20122888
Equipe
Investigador principal
Katie Barnhill-Dilling, PhD
Pesquisador Sênior, Centro de Engenharia Genética e Sociedade, Universidade Estadual da Carolina do Norte
E-mail: skbarnhi@ncsu.edu
Investigador principal
Michael S. Jones, PhD
Professor Assistente de Economia, Universidade do Alaska Anchorage
E-mail: msjones6@alaska.edu
Coinvestigador principal
Zachary S. Brown, PhD
Professor Associado de Economia Agrícola e de Recursos, Universidade Estadual da Carolina do Norte
E-mail: zsbrown2@ncsu.edu
Coinvestigador principal
Jennifer Kuzma, PhD
Codiretor, Centro de Engenharia Genética e Sociedade, Universidade Estadual da Carolina do Norte
E-mail: jkuzma@ncsu.edu
Coinvestigador principal
Luciana Ambrozevicius, PhD
Consultora Independente, Brasil
E-mail: lupiambro@gmail.com
Coinvestigador principal
Margo Bagley, Juris Doctor
Professora de Direito Asa Griggs Candler, Escola de Direito da Emory University
E-mail: mbagley@emory.edu
Coinvestigador principal
Maria Mercedes Roca, PhD
Diretora Executivo, BioScience Think Tank
E-mail: prof.mariamercedesroca@gmail.com
Codiretor do projeto
Gonzalo Muñoz, Mestre
Especialista Sênior em Desenvolvimento Rural, Banco Interamericano de Desenvolvimento
E-mail: gonzalom@iadb.org
Assessor
Eirivelthon Santos Lima, PhD
Ex-Especialista Líder em Desenvolvimento Rural, Banco Interamericano de Desenvolvimento
Equipe do projeto
Patti Mulligan
Diretor de Comunicações, Centro de Engenharia Genética e Sociedade, Universidade Estadual da Carolina do Norte
E-mail: phmullig@ncsu.edu
Equipe do projeto
Sharon Stauffer
Gerente de Programas do Centro, Centro de Engenharia Genética e Sociedade, Universidade Estadual da Carolina do Norte
E-mail: sastauff@ncsu.edu
Grupo de Trabalho Ad Hoc (GTA)
Membros
Argentina
Sra. Dalia Lewi
Directora, Diretoria Nacional de Bioeconomia
Ministério da Agricultura, Pecuária e Pesca
Brazil
Dr. Alexandre Nepomuceno
Chefe Geral — Centro Nacional de Pesquisa de Soja
Colombia
Alberto Alfonso Rosero
Diretor Técnico de Programas de Sementes — Instituto Colombiano Agropecuario (ICA)
Honduras
Roger Orellana
Chefe do Departamento de Certificação de Sementes, SENSA
Uruguay
Alejandra Ferenczi
Gerente de Biossegurança, Diretoria Geral de Biossegurança e Segurança Alimentar
Ministério da Agricultura, Pecuária e Pesca
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O Banco Interamericano de Desenvolvimento trabalha para melhorar a vida na América Latina e no Caribe. Por meio de apoio financeiro e técnico aos países que trabalham para reduzir a pobreza e a desigualdade, o BID ajuda a melhorar a saúde e a educação, além de a promover a infraestrutura para o alcance do desenvolvimento de maneira sustentável e ecológica. Com uma história que remonta a 1959, hoje o BID é a principal fonte de financiamento para o desenvolvimento da América Latina e do Caribe. O BID oferece empréstimos, doações e assistência técnica; e realiza extensivamente pesquisas. As áreas de foco atuais do Banco incluem três desafios de desenvolvimento – inclusão social e igualdade, produtividade e inovação e integração econômica –, além de três questões transversais – igualdade e diversidade de gênero, mudança climática e sustentabilidade ambiental; e capacidade institucional e estado de direito.
Citações
Anzalone, Andrew V., Luke W. Koblan e David R. Liu. 2020. “Edição de Genomas com CRISPR – Nucleases de Cas, Editores de Base, Transposases e Sistema de Edição Principal”. Nature Biotechnology 38 (7): 824–44. https://doi.org/10.1038/s41587-020-0561-9
Friedrichs, Steffi, Yoko Takasu, Peter Kearns, Bertrand Dagallier, Ryudai Oshima, Janet Schofield e Catherine Moreddu. 2019a. “Uma Visão Geral das Abordagens Regulatórias para a Edição de Genomas na Agricultura”. Biotechnology Research and Innovation 3 (2): 208–20. https://doi.org/10.1016/j.biori.2019.07.001
Friedrichs, Steffi, Yoko Takasu, Peter Kearns, Bertrand Dagallier, Ryudai Oshima, Janet Schofield e Catherine Moreddu. 2019b. “Relatório da Reunião da Conferência da OCDE sobre Edição de Genomas: Aplicações na Agricultura – Implicações para a Saúde, Meio Ambiente e Regulamentação”. Transgenic Research 28 (3–4): 419–63. https://doi.org/10.1007/s11248-019-00154-1
Jansing, Julia, Andreas Schiermeyer, Stefan Schillberg, Rainer Fischer e Luisa Bortesi. 2019. “Edição de Genomas na Agricultura: Considerações Técnicas e Práticas”. International Journal of Molecular Sciences 20 (12): 2888. https://doi.org/10.3390/ijms20122888
Kuiken, Todd, Rodolphe Barrangou e Khara Grieger. 2021. “Promessas (Quebradas) de Alimentação e Agricultura Sustentáveis por meio de Novas Biotecnologias: O Caso CRISPR.” The CRISPR Journal, Fevereiro, 1–7. https://doi.org/10.1089/crispr.2020.0098
Shukla-Jones, Anu, Steffi Friedrichs e David E. Winickoff. 2018a. “Edição de Genes em um Contexto Internacional”. OECD Scien. https://doi.org/10.1177/0149206304273662
Shukla-Jones, Anu, Steffi Friedrichs e David E Winickoff. 2018b. “Edição de Genes em um Contexto Internacional: Questões Científicas, Econômicas e Sociais entre Setores”. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/18151965