Por Mauro Rebelo

Escala de Prontidão Tecnológica para o Controle do Mexilhão Dourado

biobureau_atuacao

Em 2017 a Bio Bureau iniciou o programa de pesquisa para o controle biotecnológico do mexilhão dourado, financiada pela a China Tree Gorges – CTG Brasil, através do programa de pesquisa e desenvolvimento da ANEEL.

Dividimos o desenvolvimento em etapas de acordo com a Escala de Prontidão Tecnológica – TRL. Essa divisão facilita o entendimento e a comunicação de um projeto com alto grau de complexidade.

Nível de Prontidão da TecnologiaMetas tecnológicas
TRL # 1 Princípios Básicos
  • Desempenho em campo aberto de mosquitos Aedes aegypti projetados para o controle da dengue e outras doenças (Harris et al., 2011)
  • Evidências científicas de que organismos geneticamente modificados podem limitar o crescimento populacional de vetores da malária mosquitos em condições de laboratório (Windbichler et al., 2011; Hammondet al., 2016)
  • O genoma do mexilhão dourado é publicado (Uliano da Silva et al., 2018)
TRL # 2 Modelo conceitual
  • Neste artigo, conceitualizamos um mexilhão GM com características demográficas autolimitadas com base na distorção sexual do gene CRISPR-Cas9: As fêmeas GM são inférteis enquanto os machos GM espalham a infertilidade feminina na população
  • Estudos de viabilidade técnica e econômica e sustentabilidade são feitos.
TRL # 3 Prova de conceito
  • Identificação de genes somáticos de fertilidade feminina haplosuficiente no genoma de Limnoperna fortunei
  • Simulações de computador da dinâmica dos genes de endonuclease homing (HEG) junto com musseldemo
  • Construção de vetores de transmissão do gene CRISPR-Cas9 visando genes de fertilidade feminina
  • Transformação genética de células de mexilhão.
TRL # 4 Protótipo em escala de laboratório
  • Geração de mexilhões geneticamente modificados com o alelo CRISPR-Cas9
  • Genotipagem, fenotipagem e demonstração de haplosuficiência
  • Teste de laboratório de mexilhões GM em aquários experimentais sob condições altamente controladas de acordo com a fase 1 das diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS)
TRL # 5 Protótipo em escala de campo
  • Criação de mexilhões GM com espécimes de tipo selvagem em experimentos de mesocosmo controlados
  • Avaliação empírica da taxa de homing e frequência do alelo homing CRISPR em experimentos de 4 geração (fase 2 das diretrizes da OMS)
TRL # 6 Aumento de escala
  • Produção de grandes (10^9) quantidades de embriões GM que podem suportar o transporte por várias horas (12-24h) para serem semeados em laboratórios por um reservatório
 TRL # 7 Teste piloto
  • Desempenho em campo aberto de mexilhões GM (fase 3 das diretrizes da OMS)
  • Desinfestação de um ramo de reservatório a montante de uma potência planta usando mexilhões GM em gaiolas, em conjugação com desinfestação química da usina
  • Monitoramento de reinfestação e DNA transgênico usando PCR quantitativo (fase 4 das diretrizes da OMS) .
TRL # 8 Etapa regulatória
  • Avaliação da biossegurança e eficácia dos elementos genéticos introduzidos
  • Padrão Procedimentos Operacionais para produzir embriões GM, adultos GM, plantar sementes, mexilhões GM em gaiola, etc
  • Licenças, certificados e permissões do MAPA (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento), IBAMA, CTNBio (Comissão Técnica Brasileira de Biossegurança)
TRL # 9 Ir para o mercado
  • Desinfestação com sucesso de todo reservatório de hidrelétrica
  • Desinfestação como serviço disponível no mercado.

A descrição das estapas foi formalizada em um artigo publicado no formato de pre-print em 2018.

  • Rebelo MF, Afonso LF, Americo JA, da Silva L, Neto JLB, Dondero F, Zhang Q. 2018A sustainable synthetic biology approach for the control of the invasive golden mussel (Limnoperna fortunei) PeerJ Preprints 6:e27164v3 https://doi.org/10.7287/peerj.preprints.27164v3