Simpósio
OGM, Clonagem e Transgénicos
Oeiras, 14 de Novembro de 2003

Conferência de abertura do Simpósio

OGM, Clonagem e Transgénicos

Miguel Mota
Presidente da Sociedade Portuguesa de Genética
Estação Agronómica Nacional, Oeiras

 

Quando o homem deixou de se limitar a colher as plantas criadas na natureza e a caçar os animais selvagens, porque se estavam a tornar escassos ou difíceis de obter, inventou a agricultura. Embora tendo o trabalho de semear as plantas que desejava e criar - domesticando-os - os animais que lhe davam carne para a alimentação e peles para se cobrir, conseguia, assim, um melhor abastecimento daquilo de que necessitava. Progressivamente foi desenvolvendo esse trabalho e, verificando que havia diferenças entre os organismos da mesma espécie, iniciou aquilo que se viria a designar por "melhoramento de plantas" e "melhoramento de animais". No princípio limitava-se a uma simples escolha do que era melhor - hoje chamamos-lhe "selecção" - sem interferir nos códigos dos organismos. Contudo, antes mesmo de conhecer as Leis da Hereditariedade, começou a modificar geneticamente organismos, utilizando a recombinação genética, através de cruzamentos e selecção, para a criação de genótipos que anteriormente não existiam na natureza. Nos escritos de Plínio e de Vergílio encontramos já valiosa notícia de algum desse trabalho de melhoramento. E quando chegamos ao século XIX a soma de trabalho realizada e em marcha é muito grande.
A redescoberta das Leis da Hereditariedade e a enorme quantidade de conhecimento novo produzido pela investigação em Genética ao longo de todo o século XX forneceram novos processos de modificar geneticamente organismos. Enumerando alguns dos mais importantes desses processos podemos indicar a indução artificial de poliplóides, haplóides e anfidiplóides, a indução artificial de mutações, a fusão ou hibridação de células somáticas e, mais modernamente, a utilização, em larga escala, do fenómeno conhecido como transformação genética.
Assim, pode dizer-se que todas as plantas e todos os animais que a agricultura hoje utiliza já foram geneticamente modificados, por diferentes processos. É, assim, estranho que em tempos modernos se passasse a considerar que eram "modificados" apenas aqueles que sofreram um determinado processo.
Também estranho é - como muitos fazem, no mundo inteiro - chamar "engenharia genética" apenas aquela que utiliza um desses processos para criar um genótipo novo. Seria um caso idêntico se se considerasse que a "engenharia civil" existe apenas desde que é utilizado o betão armado.
Naturalmente, qualquer organismo "geneticamente modificado" será bom ou mau - para o homem, entenda-se - se o seu genótipo contiver bons ou maus genes, qualquer que seja o processo da "modificação" (cruzamento, indução de mutações ou poliploidia, introdução de DNA estranho, ou outro qualquer).
Nunca vi qualquer objecção ao facto de algumas plantas possuírem características que foram introduzidas pelo processo de hibridação com variedades selvagens, por vezes não comestíveis. Se se quer buscar qualquer remoto perigo, pode pensar-se que o dador do gene desejado também introduziu qualquer outro que um dia se venha a revelar prejudicial. E quando induzimos, por irradiação, uma mutação desejada, nada nos garante, que não possa ter sido causada outra menos desejada. Não vi, repito, qualquer análise destes problemas como tem sido feita para os transgénicos.
Os progressos da genética não vão parar. Do que sabemos hoje da química de todo este processo biológico, não é ficção científica muito avançada pensar que, num futuro mais ou menos próximo, o homem seja capaz de delinear um gene para determinado objectivo, sintetizá-lo no laboratório e introduzi-lo em certos organismos.
Porque isso ainda não é possível, e não sabemos se ou quando o será, o homem está limitado a manipular - das variadas formas possíveis - os genes que existem neste momento na Terra. Essa a razão da importância enorme que tem a "conservação dos Recursos Genéticos" - ou seja, da "Biodiversidade", o que é a mesma coisa - e a necessidade dos Bancos de Genes porque, quando perdemos um gene já não somos capazes de o reconstituir. E por muito que alguns não o desejem, a agricultura vai continuar a usar um número relativamente limitado de variedades de cada espécie, naturalmente as melhores. Alimentar a população do mundo assim o exige.
Esta explicação pareceu necessária para ver se é possível, compreender que o que interessa é saber se um determinado organismo geneticamente modificado tem algumas características más, qualquer que tivesse sido o processo por que foi feita a modificação. Preocupar-se mais com a forma como foi obtido e só em relação a um determinado processo, atribuindo-lhe males até de certo modo ridículos, chegando-se ao ponto de associar esse facto ao real perigo da "encefalopatia espongiforme bovina", a "doença das vacas loucas" - com que não tem qualquer semelhança! - falando-se de "soja louca", revela um certo desequilíbrio. Para além dos esclarecimentos factuais que nos vão dar os conferencista, é de esperar que no debate surjam muitos esclarecimentos adicionais que esta assistência, constituída por pessoas envolvidas no problema, certamente nos poderá oferecer e que desde já agradeço.

Clonagem
Passemos agora à "Clonagem".
Como sabemos, a reprodução dos organismos biológicos ocorreu na terra, durante milhões de anos, por um processo assexuado. Os organismos eram todos unicelulares, uma célula dividia-se em duas, estas separavam-se e passávamos a ter dois organismos onde anteriormente só havia um.
Era necessário que, entre duas divisões, o código genético, uma molécula de DNA, se replicasse para dar à célula filha uma cópia exacta desse código.
Este processo era excelente para perpetuar a espécie, pois as diferenças dos códigos genéticos dos organismos descendentes ficavam limitadas a qualquer mutação devida a agentes externos ou qualquer erro na replicação, fenómenos muito raros. Mesmo se na terra desse tempo abundassem os agentes mutagénicos, tais como radiações ou alguns compostos químicos, essas alterações eram raras dada a perfeição do mecanismo. Nessas condições, a variabilidade genética era mínima, o que não facilitava a evolução dos organismos, para que sobrevivessem os mais aptos para se adaptarem a um meio ambiente em constante variação.
Deve ter sido por essa razão que a Natureza - ou o que queiram chamar-lhe - inventou o sexo e uma série de mecanismos complexos. A variabilidade genética deixou de ser apenas aquela que resultava de mutações, mas passou a haver também "recombinação" entre a pouca variabilidade existente, dando origem a novas recombinações, numa excelente "engenharia genética".
Esse passo foi ampliado por três outros processos novos cuja origem e modo como se processaram também são muito mal conhecidos:
- a passagem de organismos procarióticos a eucarióticos;
- a passagem de organismos haplóides a diplóides, possivelmente pela fusão de duas células haplóides;
- e a associação de organismos unicelulares para virem a formar organismos pluricelulares.
Podemos acrescentar que na evolução se chegou a um acentuado dimorfismo sexual, que pode ter começado ainda com as bactérias Hfr e F+ e foi evoluindo até ao que vemos nos animais superiores e nalgumas plantas. A Natureza, nas suas experiências, pode ter começado por diferenciar a produção das células masculinas e femininas em sectores diferentes do organismo, como no milho, para mais elaboradamente, ter organismos que só produzem células sexuais masculinas e outros que só produzem células sexuais femininas, como , por exemplo, nas plantas dioicas e nos mamíferos.
Esse mecanismo do sexo, para além dos prazeres que possa proporcionar - para que ele fosse adoptado foi talvez considerado conveniente dar alguns incentivos - teve como consequência um aumento exponencial da variabilidade genética e acelerou enormemente a Evolução dos organismos biológicos. Os genótipos que melhor se adaptavam ao ambiente reproduziam-se em larga escala e os que não se adaptavam acabavam por morrer em taxa superior à da reprodução. E assim desapareceram da terra milhões de espécies, de que o grupo mais evidente foi o dos dinossauros.
Se a reprodução sexuada passou a ser norma em muitos organismos, a reprodução assexuada não desapareceu e, com certa frequência vemos os dois processos coexistirem na mesma espécie. Isto porque a reprodução assexuada também tem as suas vantagens.
A primeira é a simplicidade e rapidez do processo, pois não necessita da complicação da meiose, da fecundação e até do laborioso processo que é formar um novo organismo a partir duma simples célula que é o ovo fecundado ou zigoto. Mas a maior vantagem, pelo menos para a agricultura, é ser a única forma de reproduzir um genótipo heterozigótico, transmitindo-o a todos os seus descendentes.
Este último facto era bem conhecido do homem muito antes dele descobrir o mecanismo da hereditariedade. Logo que o homem, em vez de se limitar a colher as plantas e a caçar os animais, "inventou" a agricultura, começou a reproduzir, para sua conveniência, esses organismos. Muito cedo deve ter visto que era fácil reproduzir por estaca algumas plantas e que, nesse caso, as plantas descendentes eram muito mais semelhantes aos progenitores do que quando as reproduzia por semente. Aprendeu que, quando encontrava uma oliveira que dava excelentes azeitonas, só podia ter azeitonas idênticas se reproduzisse a planta por estaca ou enxertia. Das sementes duma oliveira que dava frutos de boa qualidade obtinha plantas que davam frutos quase sempre piores.
Se isto aconteceu assim há muitos séculos, podemos dizer que o conceito de "clone" é muito antigo. Mas o termo é muito mais recente e tem exactamente 100 anos. Foi num artigo na "Science", em 1903 - há um século e, portanto, também celebramos este ano o seu centenário - que um agrónomo americano, Herbert Webber cunhou o termo "clone" para designar "um conjunto de organismos derivados de um único por reprodução assexuada". Ao organismo que deu origem ao clone chamamos "cabeça de clone".
Assim, o termo "clone" é um substantivo colectivo e, tal como nenhuma pessoa é "família", nenhum organismo é "clone", um erro que vemos generalizado e até cometido por pessoas que deviam saber que, em ciência, a distorção da terminologia é sempre muito inconveniente. Qualquer engenheiro agrónomo ou mesmo qualquer agricultor medianamente informado sabe que, quando se fala do "clone X" da oliveira 'Galega' ou do "clone Y" de videira 'D. Maria', se está a falar dum conjunto de plantas e não apenas de uma. Qualquer uma dessas plantas será um "membro do clone".
Quando uma variedade foi cultivada durante muitos anos e em locais diferentes, embora mantendo as suas características gerais, mostra uma certa variabilidade, sempre útil em melhoramento. Escolhendo os melhores organismos e com eles formando um certo número de clones, viremos a eleger os melhores que, pela sua constância dos genes bons, permitem obter melhores colheitas. Podemos dizer que, ao tratar de plantas, um "clone" está para a "variedade" como os anticorpos monoclonais estão para os anticorpos policlonais.
*
Se a clonagem é fácil em muitas espécies vegetais e largamente usada pela agricultura, ela não tem sido possível de praticar nos animais superiores, a partir dum organismo adulto.
A reprodução assexuada também ocorre em mamíferos, incluindo o homem. Mas não a partir do organismo adulto. Ela ocorre em fase muito inicial do novo ser quando, após a reprodução sexuada e esse novo ser ainda não mostra diferenciação, aquele pequeno conjunto de células se divide em dois ou mais, dando os gémeos uniovulares, univitelinos ou gémeos verdadeiros.
Esse conjunto de gémeos constitui um clone, mas não com a mãe que lhes deu origem. O mais famoso clone humano foram as cinco gémeas Dionne, nascidas no Canadá em 1934, que foram durante anos conhecidas em todo o mundo e de que julgo serem ainda vivas três.
*
Numa conferência que proferi em Madrid, em 1977, num Simpósio da UNESCO sobre "Ética e Genética", onde me convidaram a falar sobre "The Philosophy of Plant Genetics", tratei de alguns destes problemas. Permitam-me uma pequena citação do que então disse:

"What results may we obtain from such experiments? A cow with chlorophyl in its back, which, instead of eating grass may syntethize hydrocarbons directly from atmosferic carbon dioxide? A walking and talking pine tree?
Fortunately - perhaps - for man, animal tissue cultures do not easily show the the totipotency that plant cells in tissue culture have. It has been possible to get plants out of undifferentiated callus culture of plant cells; but, despite good results towards that goal, nobody recovered yet a mouse or a human from an ordinary culture of fibroblasts."

Não sendo ainda possível conseguir, duma ou mais células somáticas dum mamífero adulto, obter um outro organismo adulto - como é fácil fazer com plantas - alguns cientistas buscaram uma aproximação. A ciência desenvolvera já uma série de técnicas de manipulação celular, como a cultura de células e tecidos, a transplantação de núcleos e a fusão de células
Como do óvulo fecundado dum mamífero se obtém diferenciação num organismo adulto, resolveram substituir o seu núcleo pelo núcleo duma célula somática dum outro animal da mesma espécie. E assim nasceu a Dolly.
Além de, como já referi, o termo "clone" ser um substantivo colectivo e, portanto, a Dolly não ser "um clone", ela foi obtida juntando uma célula somática duma ovelha a um óvulo de outra a que se tinha extraído o núcleo. Mas não se extraíram os mitocôndria, que também têm alguns genes, pelo que o código genético total da Dolly inclui todos os genes da ovelha que forneceu a célula somática, mais os genes mitocondriais da que forneceu o óvulo. A Dolly é resultado dum trabalho científico brilhante, mas não é "um clone", nem a sua obtenção é um caso de clonagem.
Embora com as dificuldades inerentes, podemos dizer que a ciência domina suficientemente bem as técnicas necessárias a este tipo de trabalho, que tem sido repetido por diversos investigadores, em diferentes espécies.
Os enormes avanços das técnicas de reprodução medicamente assistida, que mesmo na espécie humana já entrou na rotina, com a fecundação in vitro e as outras modalidades a serem largamente utilizadas, dizem-nos que aplicar a esta espécie o que começou com a Dolly e já foi realizado em muitos outros mamíferos, não oferece dificuldades de concretização, salvo as que resultem de considerações de ordem ética ou moral. Neste Simpósio ouviremos alguns participantes ocuparem-se do assunto.
Para encerrar este capítulo apenas quero relembrar que o termo "clone" é um substantivo colectivo - e, portanto, repito, nenhum organismo isolado é "clone" - e que os casos como a Dolly não constituem "clonagem" mas apenas uma aproximação a esse processo.

Hibridação de células somáticas
Gostaria de dizer agora algumas palavras sobre uma técnica que esteve muito em voga há alguns anos, mas cujo interesse parece ter esmorecido: a Hibridação de células somáticas
A hibridação de células somáticas começou há algumas décadas Em breve se fizeram experiências várias, fundindo duas células de duas espécies animais diferentes, de duas espécies vegetais diferentes e até se conseguiu a fusão duma célula vegetal com uma célula animal.
Essas experiências originaram grandes esperanças. Como sabemos, são raros os casos em que é possível cruzar, por via sexuada, dois animais ou duas plantas de espécies diferentes. E o produto desses cruzamentos é, normalmente, estéril. Podem, no entanto, ter utilidade para se usar a F1 e o mais antigo e bem conhecido caso é o dos muares, resultado do cruzamento entre cavalo e burra ou entre burro e égua. Nas plantas, o caso mais espectacular é o do triticale, resultado do cruzamento entre o trigo e o centeio.
Nas plantas a duplicação do número de cromossomas pode levar a casos viáveis e é possível fabricar anfidiplóides, como o triticale. A sua importância económica mede-se pelos milhões de hectares que são cultivados com ele em cada ano.
Mas, como disse, são raros os casos em que é possível obter um organismo do cruzamento entre duas espécies diferentes. E foi por essa razão que a hibridação de células somáticas, em plantas, deu esperanças de vir a ser possível o "cruzamento" (entre aspas) de duas espécies diferentes para, através do seu anfidiplóide e da cultura dessa célula em meio artificial, vir a obter a planta completa e fértil, como o triticale. O que se poderia obter com essa técnica fica bem claro se considerarmos, por exemplo, fazer a hibridação somática entre a batateira (Solanum tuberosum) e o tomateiro (Lycopersicon esculentum), aliás duas espécies que já foram consideradas do mesmo género. Seria excelente ter, na cultura duma só planta, os tubérculos, como a batata, na parte subterrânea e os frutos, como os do tomate, na parte aérea. Seria um verdadeiro "dois em um".
É claro que também podia suceder que a nova planta híbrida não mostrasse na parte subterrânea quaisquer tubérculos, como o tomateiro e na parte aérea desse frutos pequenos e não comestíveis, como os da batateira. Isto faz lembrar a história que se conta de Bernard Shaw, quando uma famosa e formosa artista de então lhe propôs terem um filho. Dizia ela como seria excelente dar origem a um ser com a beleza dela e a inteligência dele. Diz-se que Bernard Shaw recusou, dizendo que não queria correr o risco do filho ter a beleza dele e a inteligência dela.
As esperanças depositadas na altura na hibridação de células somáticas não tiveram, até agora, que seja do meu conhecimento, a concretização que se esperava. Não tenho conhecimento de qualquer resultado prático significativo obtido por esta via. No entanto, o conhecimento actual diz-nos que deveria ser possível obter bons resultados. Uma razão pode ser porque não houve a perseverança suficiente e todos sabemos como estes problemas exigem muito trabalho antes de produzirem bons resultados.

Transgénicos
Foi o processo da "transformação" genética, nome que julgo ter sido dado por Griffith em 1928, que permitiu a Avery, MacCleod e McCarthy demonstrar, em 1944, que a substância do gene era o DNA. Mas foi apenas depois das descobertas das enzimas de restrição e da PCR que ele veio a ter grandes possibilidades de aplicação em larga escala, principalmente no melhoramento de plantas, de animais e de microrganismos, ampliando a já vasta panóplia de técnicas em uso. E não tardaram a aparecer as realizações práticas daquilo que alguns anos antes seria considerada ficção científica da mais imaginativa.
A primeira realização prática foi pôr uma bactéria a produzir uma somatostatina, por se lhe ter introduzido o gene respectivo. Não tardou a surgir outra aplicação de grande utilidade que foi pôr a Escherichia coli a produzir insulina, um processo industrial que em breve se generalizou.
Os organismos resultantes da transformação genética, isto é, da introdução dum mais ou menos longo troço de DNA proveniente de qualquer outro organismo, são denominados transgénicos. (Não tenho ideia de alguma vez ter visto ecologistas diabéticos a clamarem contra a insulina transgénica).
Estabelecidos os princípios e a técnica, logo começaram a delinear-se várias possibilidades. Em 1986, com os elementos disponíveis na literatura, publiquei na "Vida Rural" um artigo que se intitulava "Plantas resistentes aos herbicidas". Como já estava identificado um gene de resistência ao glifosato, o herbicida total mais utilizado, a introdução desse gene numa planta cultivada permitiria combater as ervas daninhas, pulverizando todo o campo. As ervas morreriam e as plantas resistiriam.
Infelizmente, nada dessa investigação me foi possível realizar no Departamento de Genética que eu então chefiava. A miopia que impera há várias décadas no nosso Ministério da Agricultura, que não sabe que, ou tem uma investigação agronómica de alto nível - como já teve - ou Portugal não terá agricultura eficiente e competitiva, impediram que muito e bom trabalho se realizasse. O resultado está à vista nas estatísticas e em qualquer supermercado.
As realizações não tardaram aparecer do outro lado do Atlântico, já que a Europa se deixou atrasar de forma vergonhosa. A PAC, movimentando milhares de milhões, investiu muito pouco em investigação agronómica e actualmente chegou ao cúmulo de não querer financiar qualquer trabalho nesse campo. É legítimo perguntar se é apenas ignorância ou se não há verdadeira sabotagem. Pobre Europa!
Este processo veio juntar-se às outras formas de manipulação genética existentes, como a hibridação e selecção, a produção artificial de haplóides, poliplóides e anfidiplóides, a indução artificial de mutações e a hibridação de células somáticas. Mas as suas possibilidades são enormes e ampliam extraordinariamente o nosso campo de trabalho. Agora é possível ir buscar um gene a qualquer outro organismo, por mais distante que seja, para modificar geneticamente e no sentido desejado uma planta, um animal ou um microrganismo. Tal como no caso da indução artificial de mutações - mas com um controle infinitamente maior - é o processo de eleição para melhorar organismos em que, normalmente pela acção do homem, se atingiu uma elevada concentração de genes bons. Mesmo quando é possível o cruzamento com organismo da mesma espécie, mas normalmente diferindo por elevado número de genes, o xadrez mendeliano respectivo é de tal dimensão que se exigem anos de trabalho para conseguir o genótipo desejado. Todos os que já trabalhámos neste problema o conhecemos de sobejo. Um dos casos em que tive experiência foi a introdução dos genes de resistência ao oídio em plantas de meloeiro, que nos levou muitos anos até obter quatro variedades produtivas, de boa qualidade e geneticamente resistentes ao oídio. E não se fez mais neste campo graças à já referida miopia que, como disse, impera há algumas décadas no Ministério da Agricultura.
Se os transgénicos já apareceram em enormes quantidades e para diversas espécies de plantas, animais e microrganismos, o que falta fazer é imenso e, nalguns casos, da maior importância. Permitam-me que refira apenas um desses casos.
Os conhecidos genes "nif" - para "nitrogen fixation" - conferem a alguns microrganismos a fabulosa capacidade de sintetizar compostos de azoto captando esse elemento directamente da atmosfera. Se for possível introduzir genes "nif" nas plantas e conseguir que eles funcionem, teremos dado um passo enorme para o bem estar da população do mundo. Conseguir que, assim como sintetizam hidratos de carbono, também sejam capazes de sintetizar compostos azotados directamente da atmosfera, não parece ser ficção científica arrojada, em face do muito que já hoje se realiza.
Em 1977 o Prof. Winston Brill publicou no "Scientific American" um artigo sobre fixação de azoto em que sugeria que, se se introduzissem genes "nif" em plantas de milho ou de trigo, seria possível conseguir que essas plantas se fertilizassem a si próprias. Considerava que era uma possibilidade, embora remota, dados os formidáveis problemas a enfrentar.
Enviei ao "Scientific American" uma carta em que dizia que um passo talvez mais fácil seria introduzir genes "nif" em bactérias que por vezes se encontram nos espaços intercelulares da extremidade das raízes, assunto sobre o qual eu tinha publicado um paper dois anos antes. Enviei cópia da carta e o artigo também ao Prof. Brill. O "Scientific American" não publicou a minha carta, mas o editor agradeceu-me o envio do paper. Quatro anos depois, em 1981, o Prof. Brill publicou na mesma revista um artigo sobre microbiologia agrícola que tinha o seguinte subtítulo:

"Introducing new genes in crop plants by recombinant-DNA methods is difficult and not in immediate prospects. Much progress can be made, however, by manipulating the microorganisms that live with plants"

A sugestão não foi, assim, totalmente desperdiçada mas a sua concretização, que seja do meu conhecimento, ainda não foi conseguida. E talvez até possa dar o Prémio Nobel a quem a conseguir realizar.
Muitos outros problemas poderão ser resolvidos através da transformação genética e serão enormes os seus reflexos na agricultura, na medicina e na indústria.

Conclusão
Pretendi, com esta panorâmica de alguns aspectos da Genética ao longo dos tempos, particularmente do que sucedeu durante o século XX, chamar a atenção para alguns factos que têm andado um tanto esquecidos.
Fiz referência a certas distorções da terminologia. Se aparece algo de novo, deverá ser criada nova terminologia. Não é justificação válida aplicar a terminologia existente para determinado processo que não é aquele para que foi criado.
Se há campo em que a terminologia deva ser precisa, correcta e constante é exactamente o campo da ciência. Os cientistas deviam ter sempre em mente este facto e não se deixarem levar pelos erros de terminologia cometidos por outros cientistas, por mais eminentes que eles sejam.
Poderão algumas pessoas pensar que eu fico convencido de que, com estas minha palavras, vou corrigir os erros que correm mundo em matéria de terminologia. Não tenho ilusões. Muito provavelmente, nada vai mudar e as distorções de terminologia vão continuar a existir. Apenas ficarei com a consciência de que, como genetista e como agrónomo, cumpri a minha obrigação, denunciando os erros. Se outros querem continuar a cometê-los, é algo que me transcende. Apenas pretendi, com estas enfadonhas palavras, chamar a atenção para alguns problemas.