Experimento realizado no Japão utilizou CRISPR-Cas9 para eliminar seletivamente uma das três cópias do cromossomo 21. Em uma condição experimental, 37,5% das células analisadas passaram a apresentar duas cópias, mas descoberta ainda está distante de qualquer tratamento em pessoas.

Um experimento realizado por pesquisadores da Universidade de Mie, no Japão, abriu uma nova frente no estudo da síndrome de Down. Utilizando a tecnologia de edição genética CRISPR-Cas9, cientistas conseguiram eliminar, em células humanas cultivadas em laboratório, uma das três cópias do cromossomo 21.

A pesquisa foi publicada em 2025 na revista científica PNAS Nexus e representa uma prova de conceito sobre a possibilidade de corrigir, em determinadas células, a alteração cromossômica associada à forma mais comum da síndrome de Down.

O resultado chama atenção, mas exige cautela: o procedimento não foi realizado em pessoas, embriões ou fetos e não representa uma cura para a síndrome de Down.

Por que existe um cromossomo extra?

Normalmente, as células humanas possuem 46 cromossomos organizados em 23 pares. Na forma mais comum da síndrome de Down, há uma terceira cópia do cromossomo 21, condição conhecida como trissomia 21.

Isso significa que muitas células apresentam 47 cromossomos em vez de 46.

A presença desse material genético adicional modifica a expressão de diversos genes e está relacionada às características da síndrome de Down, embora exista grande variabilidade entre as pessoas com a condição.

Como os pesquisadores fizeram?

O estudo empregou CRISPR-Cas9, ferramenta de edição genética capaz de realizar cortes em regiões determinadas do DNA.

O grande desafio era não atacar indiscriminadamente as três cópias do cromossomo 21.

Para isso, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia alelo-específica, explorando pequenas diferenças existentes entre as cópias do cromossomo. Essas variações funcionaram como marcadores para direcionar o sistema CRISPR preferencialmente à cópia que deveria ser eliminada.

Foram realizados múltiplos cortes no cromossomo selecionado. Em parte das células, durante os processos posteriores de divisão celular, a cópia excedente acabou sendo perdida.

O resultado foi a conversão de algumas células originalmente trissômicas em células com duas cópias do cromossomo 21.

Taxa chegou a 37,5% em uma análise

Em uma das condições experimentais apresentadas pelos pesquisadores, antes da intervenção todas as 19 metáfases examinadas apresentavam a configuração 47,XY,+21.

Após o tratamento, 15 das 40 metáfases analisadas apresentaram 46 cromossomos, correspondendo a 37,5%.

Outras análises apresentaram resultados diferentes. Em um experimento com clones celulares, por exemplo, 22 de 72 clones tratados com a estratégia alelo-específica passaram à dissomia do cromossomo 21, aproximadamente 30,6%.

Por isso, os 37,5% não devem ser interpretados como uma taxa de eficácia de um eventual tratamento. Trata-se de um resultado obtido em uma condição específica de laboratório.

Células apresentaram mudanças após a correção

Os cientistas também investigaram o que aconteceu com as células após a retirada da terceira cópia.

A normalização do número de cromossomos foi acompanhada por mudanças na expressão gênica. O estudo encontrou alterações envolvendo, entre outras funções, metabolismo e processos relacionados ao desenvolvimento do sistema nervoso.

Os pesquisadores também observaram mudanças em características celulares, como proliferação e capacidade antioxidante.

Isso é particularmente relevante porque o experimento não se limitou a mostrar que um cromossomo poderia desaparecer: permitiu estudar como a célula responde quando passa da trissomia para a dissomia do cromossomo 21.

Não significa que exista uma cura para síndrome de Down

Apesar do impacto da descoberta, existe uma distância enorme entre modificar células isoladas em laboratório e aplicar uma tecnologia semelhante em um organismo humano.

Nenhum paciente recebeu esse procedimento.

Para transformar a estratégia em uma eventual intervenção clínica, seria necessário, entre outros desafios, desenvolver uma maneira segura de levar o sistema de edição genética às células e tecidos desejados, garantir que a cópia correta seja eliminada e reduzir riscos de alterações genéticas indesejadas.

Também existem importantes questões médicas, éticas e regulatórias que precisariam ser consideradas antes de qualquer aplicação em seres humanos.

A síndrome de Down envolve múltiplos tecidos e sistemas do organismo. Portanto, conseguir corrigir uma parcela de células cultivadas em laboratório não equivale a corrigir a trissomia em uma pessoa.

Por que a descoberta é importante?

O avanço está principalmente na demonstração de que uma alteração cromossômica completa pode ser alvo de uma estratégia de edição genética seletiva.

Grande parte das aplicações do CRISPR busca modificar genes ou pequenas sequências de DNA. Neste trabalho, o objetivo foi muito maior: favorecer a eliminação de uma cópia inteira do cromossomo 21.

A pesquisa pode contribuir para compreender melhor os efeitos da trissomia 21 e criar novos modelos experimentais para investigar como o cromossomo adicional interfere no funcionamento celular.

É ciência em estágio inicial, e não um tratamento disponível. Ainda assim, o estudo mostra até onde as ferramentas de edição genética começam a avançar no estudo de alterações cromossômicas que, até poucos anos atrás, pareciam muito além do alcance desse tipo de tecnologia.

Fonte: Hashizume R. e colaboradores. Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells. PNAS Nexus, 2025. DOI: 10.1093/pnasnexus/pgaf022.