A era da maravilha genética

Ferramentas de edição de genes como o CRISPR nos permitem programar a vida em seu nível mais fundamental. Mas isso levanta algumas questões prementes: "Se conseguirmos gerar novas espécies a partir do zero, o que deveríamos construir? Deveríamos redesenhar a humanidade como a conhecemos?" Juan Enriquez prevê os possíveis futuros da edição genética, explorando a imensa incerteza e oportunidade dessa próxima fronteira.

Deixem-me começar com Roy Amara.

O argumento de Roy é que a maioria
das novas tecnologias

tendem inicialmente a ser
superestimadas quanto a seu impacto

e depois são subestimadas a longo prazo
porque nos acostumamos com elas.

Os dias de hoje são realmente
de milagres e maravilhas.

Lembram-se daquela canção
maravilhosa do Paul Simon?

Há dois versos nela

sobre o que era considerado
miraculoso naquela época.

A desaceleração das coisas,
a câmera lenta,

e a chamada de longa distância.

Nossos telefonemas eram
interrompidos por telefonistas dizendo:

"Chamada de longa distância.
Você quer desligar?"

Atualmente, não achamos nada de mais
ligar para o mundo todo.

Bem, algo semelhante
pode estar acontecendo

com a leitura e a programação da vida.

Mas, antes de analisar isso,

vamos falar sobre telescópios.

Os telescópios foram superestimados
originalmente quanto a seu impacto.

Este é um dos primeiros
modelos de Galileu.

As pessoas achavam
que isso iria destruir toda a religião.

(Risos)

Não estamos prestando
muita atenção aos telescópios.

Mas, com os telescópios lançados
há dez anos, como acabamos de ouvir,

se levássemos esse Volkswagen até a Lua,

poderíamos ver as luzes do seu farol lá.

Esse é o tipo de poder de resolução
que nos permite ver

pequenas partículas de poeira
flutuando ao redor de sóis distantes.

Imaginem por um instante

que isto fosse um sol
a 1 bilhão de anos-luz de distância,

e tivéssemos uma pequena partícula
de poeira na frente dele.

É assim que ocorre
a detecção de um exoplaneta.

O mais legal é que os telescópios
que estão sendo lançados agora

nos permitem ver
uma simples vela acesa na Lua.

Se a separássemos por um prato,

poderíamos ver duas velas
separadamente a essa distância.

Esse é o tipo de resolução que precisamos

para começar a visualizar
essa partícula de poeira ao redor do Sol

e ver se ela tem
uma marca azul-esverdeada.

Se tiver, isso significa
que a vida é comum no Universo.

Na primeira vez que virmos uma marca
azul-esverdeada em um planeta distante,

isso significa que há fotossíntese lá,

há água lá,

e as chances de vermos
o único outro planeta com fotossíntese

são aproximadamente zero.

Esse é um evento que muda o calendário.

Há um antes e um depois
de estarmos sós no Universo.

Esqueçam a descoberta
de qualquer continente.

Enquanto pensamos sobre isso,

começamos a poder visualizar
a maior parte do Universo.

Este é um momento de milagre e maravilha.

E não damos valor a isso.

Algo semelhante está acontecendo na vida.

Estamos ouvindo sobre a vida
em informações esparsas.

Ouvimos sobre o CRISPR,
sobre uma tecnologia e outra,

mas o ponto principal da vida
é que ela acaba sendo um código.

E a vida como código é um conceito
muito importante, porque significa

que, da mesma maneira que podemos escrever

uma frase em inglês, francês ou chinês,

do mesmo modo que podemos copiar,

editar

e imprimir uma frase,

estamos começando
a conseguir fazer isso com a vida.

Isso significa que estamos começando
a aprender a ler essa linguagem,

que, obviamente, é usada por esta laranja.

Como esta laranja executa código?

Não faz isso por uns e zeros,
como um computador.

Ela fica numa árvore, e um dia faz:

"Tum!"

E isso significa: execute.

AATCAAG: faça pra mim uma pequena raiz.

TCGACC: faça pra mim um pequeno tronco.

GAC: faça pra mim algumas folhas.
AGC: faça pra mim algumas flores.

Depois, GCAA: faça pra mim
mais algumas laranjas.

Se eu editar uma frase em inglês
em um processador de texto,

podemos ir de uma palavra a outra.

Se eu editar algo nesta laranja

e incluir GCAAC,

usando o CRISPR ou uma outra coisa
de que ouviram falar,

esta laranja se tornará um limão,

uma toranja,

ou uma tangerina.

E, se eu editar uma de mil letras,

você se tornará a pessoa
sentada ao seu lado hoje.

Tomem mais cuidado onde se sentam.

(Risos)

Acontece que isso
era muito caro no início.

Era como as chamadas de longa distância.

Mas o custo está caindo 50%
mais rápido do que a Lei de Moore.

O primeiro genoma completo de US$ 200
foi anunciado ontem pela Veritas.

Conforme analisamos esses sistemas,

isso não importa, isso não importa,
isso não importa, e então importa.

Vou mostrar o mapa disso.

Esta é uma grande descoberta.

Existem 23 cromossomos.

Legal.

Vamos agora começar usando
uma versão de telescópio,

mas, em vez disso,
vamos usar um microscópio

para ampliar a parte inferior
desses cromossomos,

que é o cromossomo Y.

Ele tem um terço do tamanho do X,
é recessivo e mutante.

Mas, vejam:

apenas um macho.

Conforme analisamos isso,

é como se fosse o mapa de um país,

num nível de resolução
de 400 pares de base.

Então, ampliamos para 550
e depois para 850,

e começamos a identificar cada vez
mais genes à medida que ampliamos.

Então, ampliamos para o nível de estado

e podemos começar a dizer
quem tem leucemia,

como a contraíram, qual tipo de leucemia,

o que mudou de que lugar para qual.

Depois, ampliamos para o nível
de visualização de rua do Google.

Então, isso é o que acontece
com o câncer colorretal

de um paciente muito específico
na resolução letra por letra.

Estamos reunindo informações

e gerando enormes quantidades delas.

Este é um dos maiores
bancos de dados do planeta

e cresce mais rápido do que podemos
construir computadores para armazená-los.

Podemos criar alguns mapas
incríveis com isso.

Querem entender a peste
e por que uma delas é bubônica,

outra é de um tipo diferente
e uma é de outro tipo?

Bem, aqui está um mapa da peste.

Algumas delas são totalmente mortais
para os humanos, outras não.

Notem, a propósito, quando vamos a fundo:

como a peste se compara à tuberculose?

Essa é a diferença entre a tuberculose
e vários tipos de pestes,

e podemos brincar de detetive com isso,

porque podemos pegar
um tipo muito específico de cólera

que afetou o Haiti,

e analisar de que país veio,

de qual região,

e provavelmente qual soldado a levou
daquele país africano para o Haiti.

Vamos reduzir o zoom.

Não é apenas ampliar.

Este é um dos mapas mais legais
já feitos por seres humanos.

Eles pegaram toda a informação genética
existente sobre todas as espécies,

e colocaram numa árvore da vida
em uma única página

que podemos ampliar e reduzir.

Isto é o que veio primeiro,
como diversificou, como se ramificou,

o tamanho desse genoma,

em uma única página.

É uma espécie de Universo
da vida na Terra,

constantemente atualizado e preenchido.

Quando analisamos isso,

a mudança muito importante é que
a antiga biologia costumava ser reativa.

Costumava haver muitos biólogos que tinham
microscópios com lentes de aumento,

e que saíam para observar animais.

A nova biologia é proativa.

Não apenas observamos, mas fazemos.

É uma mudança muito grande

porque nos permite fazer coisas como esta.

Sei que estão muito animados
com essa imagem.

(Risos)

Levamos apenas 4 anos
e US$ 40 milhões para consegui-la.

(Risos)

O que fizemos

foi extrair o código genético
completo de uma célula...

não um gene, nem dois,
mas o código genético completo...

criar um código genético totalmente novo,

inseri-lo na célula,

descobrir uma maneira de fazer
a célula executar esse código

e criar uma espécie completamente nova.

Portanto, essa é a primeira forma
de vida sintética do mundo.

Então, o que fazemos com isso?

Bem, isso vai mudar o mundo.

Vou lhes dar três tendências a curto prazo

em termos de como isso vai mudar o mundo.

A primeira é que vamos ver
uma nova revolução industrial.

Na verdade, digo isso literalmente.

Da mesma maneira que Suíça,
Alemanha e Grã-Bretanha

mudaram o mundo com máquinas
como a que vemos nesse saguão,

elas criaram poder,

do mesmo modo que o CERN
está mudando o mundo

pelo uso de novos instrumentos
e nosso conceito do Universo,

formas de vida programáveis
também vão mudar o mundo,

porque, já que programamos células

da mesma maneira que programamos
chips de computador,

quase tudo é possível.

Assim, chips de computador
podem produzir fotografias,

música, filmes,

cartas de amor, planilhas.

São apenas uns e zeros em circulação.

Se podemos fluir ATCGs pelas células,

esse software cria
o próprio hardware dele,

o que significa que ele cresce
muito rapidamente.

Não importa o que aconteça,

se deixarmos o celular ao lado da cama,
não teremos 1 bilhão deles de manhã.

Mas,

se fizermos isso com organismos vivos,

poderemos criar isso em larga escala.

Uma das coisas que podemos fazer
é começar a produzir

combustíveis quase neutros em carbono

em escala comercial até 2025,

o que estamos fazendo com a Exxon.

Mas também podemos
substituir terras agrícolas.

Em vez de ter 100 hectares

para a produção de óleos ou proteínas,

podemos produzi-los nesses tanques

com 10 ou 100 vezes
a produtividade por hectare.

Ou podemos armazenar informações,
ou criar todas as vacinas do mundo

nesses três tanques.

Ou podemos armazenar neles a maioria
das informações contidas no CERN.

O DNA é um dispositivo de armazenamento
de informações muito poderoso.

Segunda tendência:

estamos começando a ver
a ascensão da biologia teórica.

Os departamentos de medicina

são um dos lugares
mais conservadores da Terra.

O modo de ensinar anatomia
é parecido com o modo de 100 anos atrás:

"Bem-vindo, aluno; aqui está seu cadáver".

As escolas de medicina não são boas
na criação de novos departamentos,

razão pela qual isto é tão incomum:

Isaac Kohane criou um departamento,

baseado em informática,
dados e conhecimento,

na Harvard Medical School.

De certo modo,

a biologia está começando
a obter dados suficientes

para seguir os passos da física,

que costumava ser a física observacional

e os físicos experimentais,

e depois começou a criar
a biologia teórica.

Bem, é isso que estamos começando a ver

porque temos tantos registros médicos
e dados sobre as pessoas:

genomas, viromas, microbiomas.

À medida que essa informação se acumula,

podemos começar a fazer previsões.

A terceira tendência é que isso
está chegando ao consumidor.

Também podemos ter
nossos genes sequenciados.

Isso está começando a criar
empresas como a 23andMe,

que vão nos dar

cada vez mais dados,
não apenas sobre nossos parentes,

mas sobre nós e nosso corpo,

e vão comparar coisas ao longo do tempo,

que vão se tornar bancos
de dados muito grandes.

Mas também está começando a afetar
uma série de outras empresas

de maneiras inesperadas.

Geralmente, quando anunciamos algo,
realmente não queremos que o consumidor

leve o anúncio ao banheiro
para fazer xixi nele,

a não ser, é claro, que seja a IKEA.

Porque, quando você rasga
o anúncio da revista e faz xixi nele,

ele fica azul se você estiver grávida.

(Risos)

E você receberá um desconto em seu berço.

(Risos)

Quando digo empoderamento do consumidor,

e isso está se espalhando
para além da biotecnologia,

na verdade, quero dizer isso mesmo.

Estamos começando agora a produzir,
na Synthetic Genomics,

impressoras de mesa

que nos permitem desenhar uma célula,

imprimi-la

e executar o programa na célula.

Agora podemos imprimir vacinas

em tempo real quando um avião decola,

e tê-las prontas antes de aterrissar.

Estamos enviando 78
máquinas dessas este ano.

Isso não é biologia teórica;
é biologia de impressão.

Vou falar sobre duas
tendências de longo prazo,

que vão demorar um pouco
para chegar até vocês.

A primeira é que estamos começando
a redesenhar espécies.

Já ouviram falar sobre isso, não é?

Estamos redesenhando árvores, flores,

iogurte,

queijo, o que mais vocês desejarem.

Isso, é claro, levanta
a interessante pergunta:

"Como e quando devemos
redesenhar os seres humanos?"

Muitos de nós pensam:

"Ah, não, nunca pretendemos
redesenhar seres humanos",

a não ser, é claro, que seu filho
tenha a doença de Huntington

e esteja condenado à morte,

ou, a menos que você esteja transmitindo
um gene da fibrose cística.

Nesse caso, você não só vai
querer se redesenhar;

como vai querer redesenhar
seus filhos e os filhos deles.

São debates complicados
que vão acontecer em tempo real.

Vou lhes dar um exemplo atual.

Um dos debates em curso
nas academias nacionais hoje

é que temos o poder de colocar
um estímulo genético em mosquitos

para matar todos
os que transmitem a malária.

Algumas pessoas dizem:

"Isso vai afetar o meio ambiente
de maneira extrema.

Não façam isso".

Outras dizem:

"Essa é uma das coisas que matam
milhões de pessoas anualmente.

Quem é você para me dizer que não posso
salvar as crianças de meu país?"

Por que esse debate é tão complicado?

Porque assim que liberarmos
isso no Brasil,

ou no sul da Flórida,

mosquitos não respeitam muros.

Estamos tomando uma decisão mundial

quando colocamos
um estímulo genético no ar.

Este homem extraordinário
ganhou um Prêmio Nobel

e, depois disso,

tem se preocupado

sobre como a vida começou neste planeta

e qual a probabilidade
de que exista em outros lugares.

Ele tem ido até os alunos de pós-graduação

e dito a eles:

"Construam-me a vida,

mas não usem instrumentos
nem produtos químicos modernos.

Construam-me o que estava aqui
há 3 bilhões de anos.

Você não podem usar lasers,
nem isso, nem aquilo".

Ele me deu um frasco
do que havia construído há três semanas.

O que ele construiu?

Foi basicamente o que parecia ser
bolhas de sabão feitas de lipídios.

Ele havia construído um precursor do RNA.

Ele teve o precursor do RNA
absorvido pela célula

e, então, fez as células se dividirem.

Podemos não estar tão longe...

uma década, talvez duas...

de gerar vida começando do zero

a partir de protocomunidades.

Segunda tendência de longo prazo:

estamos vivendo a era digital,

estamos começando a viver
a era do genoma,

da biologia, do CRISPR
e da biologia sintética,

e tudo isso vai se unir à era do cérebro.

Estamos chegando ao ponto

em que podemos reconstruir
a maioria das partes de nosso corpo

e, se quebrarmos um osso
ou queimarmos a pele,

eles se regeneram.

Estamos começando a aprender
como regenerar a traqueia

ou a bexiga.

Ambas foram implantadas em seres humanos.

Tony Atala está trabalhando
em 32 órgãos diferentes.

Mas o núcleo vai ser isso,

porque isso é você,
e o resto é apenas embalagem.

Ninguém vai viver
além de 120, 130, 140 anos,

a menos que consertemos isso.

Esse é o desafio mais interessante,
a próxima fronteira, junto com:

"Qual a prevalência da vida no Universo?"

"De onde viemos?"

e perguntas como essa.

Deixem-me terminar
com uma suposta citação de Einstein:

[Você pode viver
como se tudo fosse um milagre...

ou você pode viver
como se nada fosse um milagre.]

A escolha é sua.

Vocês podem se concentrar
no ruim, no assustador,

e certamente há muitas
coisas assustadoras por aí.

Mas usem 10% de seu cérebro
para se concentrar nisso, talvez 20%,

ou talvez 30%.

Mas lembrem-se:

estamos realmente vivendo
em uma era de milagres e maravilhas.

Temos sorte de estar vivos hoje
e ver essas coisas.

Temos sorte de poder interagir com pessoas

como as que estão construindo
todas as coisas neste auditório.

Obrigado a todos vocês
por tudo o que fazem.

(Aplausos)