Pesquisadores da Universidade de Yamanashi publicaram na terça-feira um estudo na revista Nature Communications que demonstra os limites da clonagem sucessiva em mamíferos. O experimento conduzido ao longo de 20 anos produziu mais de 1.200 camundongos clones a partir de uma única fêmea doadora por meio da transferência nuclear de células somáticas. A linha clonal chegou até a 58ª geração, quando os indivíduos nascidos morreram poucos dias após o nascimento apesar de não apresentarem anomalias visíveis.
O professor Teruhiko Wakayama liderou a pesquisa que iniciou em 2005 no instituto Riken e continuou na Universidade de Yamanashi. Os cientistas coletaram células do cumulus de fêmeas clonadas e transplantaram seus núcleos para óvulos enucleados de doadoras. As mães de aluguel gestaram os embriões e o processo se repetiu a cada três ou quatro meses com células obtidas das novas gerações. Todos os indivíduos gerados mantiveram o sexo feminino e a coloração agouti da doadora original.
- A taxa de sucesso da clonagem subiu de 7,4% nas primeiras gerações para 15,5% na 26ª geração.
- A partir da 27ª geração a eficiência começou a cair progressivamente.
- Na 58ª geração o índice médio de sucesso chegou a apenas 0,6% e nenhum filhote sobreviveu além de poucos dias.
Acúmulo de mutações prejudiciais ao longo das gerações
O sequenciamento completo do genoma revelou que os clones acumularam mutações em ritmo três vezes superior ao observado em camundongos nascidos por reprodução natural. Essas alterações incluíram mutações de perda de função e mutações missense que se transmitiram integralmente para as gerações seguintes sem o mecanismo de recombinação genética presente na meiose. Os pesquisadores atribuem o aumento principalmente ao processo de transferência nuclear e ao desenvolvimento embrionário subsequente.
Nas primeiras 25 gerações os animais clonados apresentaram aparência normal e expectativa de vida equivalente à de camundongos convencionais. A partir da 27ª geração as mutações deletérias começaram a se manifestar de forma mais evidente na redução da taxa de nascimento viável. Mesmo assim os indivíduos que nasceram até a 57ª geração ainda conseguiam viver sem sinais clínicos graves.
Diferenças entre clonagem e reprodução sexual
Na reprodução natural a formação de gametas permite a recombinação genética que ajuda a eliminar ou diluir mutações prejudiciais. Já na clonagem o núcleo somático carrega todas as mutações existentes e novas alterações surgem durante o procedimento ou no desenvolvimento do embrião. Essa ausência de recombinação explica o acúmulo progressivo observado no estudo japonês.
O experimento envolveu exclusivamente camundongos fêmeas e totalizou 1.206 indivíduos ao longo das 58 gerações. Os pesquisadores destacam que o aumento inicial da taxa de sucesso pode ter sido influenciado pelo uso de reagentes como o ácido tricostatina A, mas mesmo com otimizações técnicas o limite genético se impôs.
Implicações para aplicações da tecnologia de clonagem
A clonagem por transferência nuclear de células somáticas tem potencial para produção em massa de animais de alto valor genético e para conservação de espécies ameaçadas. No entanto o estudo indica que a repetição indefinida do processo não é viável em mamíferos devido ao acúmulo inevitável de danos genéticos. Melhorias técnicas ainda são necessárias para reduzir a introdução de novas mutações durante o procedimento.
Desde o nascimento da ovelha Dolly em 1996 a clonagem de mamíferos evoluiu tecnicamente, mas questões genéticas como as agora documentadas permanecem centrais. O trabalho da Universidade de Yamanashi oferece dados concretos sobre os limites biológicos da técnica em uma escala nunca antes testada.
Detalhes do experimento de longa duração
Os cientistas mantiveram condições experimentais consistentes com participação constante de Wakayama e colaboradores ao longo das duas décadas. A cada ciclo novas células do cumulus eram extraídas das fêmeas clonadas adultas e usadas para gerar a geração seguinte. O processo permitiu acompanhar o impacto cumulativo das mutações em tempo real.
Na 58ª geração os filhotes nasceram sem deformidades aparentes, mas morreram em até poucos dias. Os autores do estudo consideram altamente provável que as mutações letais tenham comprometido funções essenciais durante o período neonatal. Análises genômicas confirmaram a origem clonal de todos os animais a partir da doadora inicial.
Comparação com técnicas reprodutivas convencionais
A fertilização in vitro e o acasalamento natural mantêm mecanismos de reparo e recombinação que evitam o acúmulo sistemático de mutações deletérias. No caso da clonagem serial esse filtro natural fica ausente, o que explica a divergência observada a partir da metade do experimento. Os pesquisadores reforçam que a reprodução sexual continua essencial para a sustentabilidade genética das populações de mamíferos.
O estudo publicado nesta terça-feira representa o acompanhamento mais longo já realizado de clonagem sucessiva em mamíferos. Ele fornece evidências diretas de que o processo não pode ser estendido indefinidamente sem consequências genéticas graves.