Uma pesquisa liderada pelo Centro Loke de Pesquisa de Trofoblasto da Universidade de Cambridge demonstrou que uma técnica de edição genômica pode ser usada para alterar um único gene em células embrionárias humanas, possibilitando o estudo do desenvolvimento humano em estágios iniciais com um nível de detalhe sem precedentes.

A técnica, chamada edição de bases, é uma versão mais precisa da técnica de edição genômica CRISPR/Cas9. Ela pode alterar um único par de bases nucleotídicas — o bloco de construção básico do DNA — dentro de um genoma humano de aproximadamente 3 bilhões de pares de bases. 

Utilizando a edição de bases, os pesquisadores bloquearam um gene chamado NANOG em embriões humanos em estágio inicial e descobriram que as células do embrião inicial não conseguiam se desenvolver em células pluripotentes mais especializadas, chamadas epiblasto, que posteriormente formam o corpo. 

Os resultados revelam o papel crucial do NANOG no desenvolvimento de embriões humanos e ajudam os cientistas a compreender melhor como os embriões humanos se desenvolvem nos primeiros dias após a fertilização do óvulo. 

Sem o NANOG, as células que posteriormente se tornarão a placenta e o saco vitelino – os tecidos que sustentam o embrião em desenvolvimento – ainda poderiam se formar.

Embora a edição de bases em embriões humanos já tenha sido relatada anteriormente, esta é a primeira vez que essa técnica é utilizada para estudar a função gênica em embriões humanos. Os resultados mostram que a extrema precisão da técnica reduz a probabilidade de anormalidades cromossômicas não intencionais, que podem ocorrer com outra versão mais amplamente utilizada do CRISPR/Cas9.

Compreender melhor o papel dos genes necessários para o desenvolvimento humano, como o NANOG, poderá, no futuro, ajudar a melhorar as taxas de sucesso da fertilização in vitro (FIV) e a compreender melhor as perdas gestacionais precoces.

A edição de bases também poderia ser usada no futuro para editar genes específicos de doenças hereditárias debilitantes — como fibrose cística e doença de Huntington — em embriões humanos, a fim de evitar a transmissão dessas doenças para as gerações futuras. No entanto, isso não seria legalmente permitido no Reino Unido atualmente. Antes de qualquer uso clínico futuro, seriam necessários extensos testes de segurança, desenvolvimento adicional da técnica e amplo debate e apoio público.

“A edição de bases representa um avanço significativo em relação ao CRISPR/Cas9 convencional, pois apresenta um risco muito menor de causar erros cromossômicos não intencionais. A edição de bases pode alterar com precisão um único par de bases nucleotídicas por outro em todo o genoma humano, que possui cerca de 3 bilhões de pares de bases – isso é uma façanha incrível”, disse a professora Kathy Niakan, do Centro Loke de Pesquisa de Trofoblasto da Universidade de Cambridge, que liderou o estudo.

Ela acrescentou: "Nossos resultados indicam que o gene NANOG é crucial para o desenvolvimento de células pluripotentes, os blocos de construção que são fundamentalmente importantes para o desenvolvimento humano."

Células pluripotentes podem se desenvolver em qualquer outro tipo de célula do corpo e são amplamente utilizadas em pesquisas biomédicas, desde testes de medicamentos até modelagem de doenças. As células-tronco embrionárias humanas, que são pluripotentes, surgem em uma parte do embrião em desenvolvimento que apresenta altos níveis de ativação de NANOG. Isso levou os cientistas a suspeitarem que o NANOG desempenha um papel importante em sua criação.

“A precisão da edição de bases representa um grande avanço em relação à geração anterior de técnicas de edição genômica. Isso nos permite estudar o desenvolvimento humano inicial com maior segurança”, afirmou o Dr. Oliver Bower, pesquisador do Centro Loke de Pesquisa do Trofoblasto da Universidade de Cambridge e primeiro autor do estudo. 

Ele acrescentou: "Ao identificar como genes como o NANOG controlam o desenvolvimento de células pluripotentes, podemos tornar os sistemas de células-tronco para pesquisa biomédica mais previsíveis e confiáveis." 

O desenvolvimento humano nem sempre segue o modelo do rato. 

Décadas de pesquisa com animais, particularmente em camundongos, foram essenciais para identificar o NANOG como um gene que provavelmente desempenha um papel importante no desenvolvimento inicial. Mas este estudo mostra que o NANOG não funciona da mesma forma em embriões humanos e de camundongos. 

Em estudos anteriores com camundongos, a perda de NANOG afetou tanto o epiblasto quanto o saco vitelino — um tecido que dá suporte ao embrião em desenvolvimento. Neste estudo com embriões humanos, a perda de NANOG afetou principalmente o epiblasto, a futura linhagem de células formadoras do corpo.

Até o momento, não foi possível investigar diretamente a função do NANOG em embriões humanos, pois as técnicas de edição genômica disponíveis, como o CRISPR/Cas9 convencional, causam muitos danos não intencionais ao DNA. Este trabalho ressalta a importância de investigar diretamente o desenvolvimento humano.

“Tínhamos previsto que o gene chamado NANOG teria um papel realmente importante no desenvolvimento humano, dada a sua importância no desenvolvimento de embriões de ratos. O que descobrimos foi que o NANOG funciona de forma um pouco diferente em humanos e ratos, o que significa que nossas suposições sobre o papel desse gene não se aplicam diretamente entre as espécies”, disse a Dra. Katarina Harasimov, pesquisadora do Centro Loke de Pesquisa do Trofoblasto da Universidade de Cambridge, que também participou do estudo.

Os embriões, óvulos e espermatozoides utilizados no estudo eram amostras não utilizadas, doadas por casais que haviam se submetido a tratamento de fertilização in vitro (FIV). A maioria dos doadores já havia constituído família e desejava que seus embriões, óvulos ou espermatozoides excedentes fossem utilizados para pesquisa. 

Os embriões foram cultivados em laboratório por até seis dias e meio após a fertilização, e depois deixados para morrer.

O estudo foi realizado sob uma licença de pesquisa e rigorosa supervisão regulatória da Autoridade de Fertilização e Embriologia Humana (HFEA), órgão regulador independente do governo do Reino Unido que supervisiona o tratamento e a pesquisa em fertilidade. A pesquisa também foi revisada e aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa de Newcastle e North Tyneside. 

O estudo foi publicado hoje na revista Nature . 

O estudo foi conduzido por cientistas do Centro Loke de Pesquisa de Trofoblasto da Universidade de Cambridge, em colaboração com colegas da Universidade Monash, Universidade de Newcastle, Instituto Broad de Harvard e MIT, Instituto Francis Crick, Laboratório de Biologia Molecular do MRC, bem como colaboradores clínicos da Clínica Bourn Hall, Centro de Fertilidade de Newcastle (parte do Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust), Centro de Reprodução Assistida e Ginecologia, Create Fertility e Centro de Saúde Reprodutiva e Genética . 

Esta pesquisa foi financiada principalmente pela Wellcome, com apoio adicional do Conselho de Pesquisa Médica do Reino Unido e da Cancer Research UK. 

Referência: Bower, OJ et al: ' A edição de bases revela um papel essencial para o NANOG na embriogênese humana. '  Nature, junho de 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10792-1

O epiblasto é uma camada de células pluripotentes no embrião humano inicial, que dá origem a todos os tecidos do corpo humano. 

O saco vitelino fornece nutrientes ao embrião, realiza a circulação de gases entre a mãe e o feto e produz células que se transformarão em estruturas importantes, como o cordão umbilical. Durante o primeiro trimestre, período em que muitas complicações da gravidez começam a surgir, o saco vitelino desempenha a função que posteriormente será assumida pela placenta. No tratamento de fertilização in vitro (FIV), um saco vitelino saudável durante esse período é o fator preditivo mais forte para o sucesso da gravidez.

A placenta é um órgão temporário que se desenvolve no útero durante a gravidez e conecta o embrião em desenvolvimento ao útero da mãe, atuando como um sistema de suporte à vida.

As células pluripotentes do embrião podem ser usadas para estabelecer células-tronco com a capacidade de se diferenciar em qualquer tipo de célula especializada do corpo e são amplamente utilizadas em pesquisas médicas, desde a modelagem de doenças e terapia de reposição celular até a descoberta de medicamentos. Este estudo demonstra que o NANOG é fundamental para a capacidade do embrião humano de gerar células pluripotentes.

CRISPR/Cas9 é uma técnica de edição genômica que tem sido usada para corrigir genes em crianças e adultos com doenças como anemia falciforme, certos tipos de câncer e uma forma de cegueira genética. É como usar uma tesoura molecular para cortar o DNA em locais muito precisos e fazer alterações nele.

Os cientistas também esperavam que o CRISPR/Cas9 pudesse ser usado no futuro para corrigir mutações genéticas em células embrionárias. Nesse estágio inicial do desenvolvimento, as alterações genéticas seriam hereditárias, o que significa que os genes causadores de doenças seriam removidos permanentemente e não seriam transmitidos para as gerações futuras da família.

Pesquisas anteriores da equipe de Niakan descobriram que o uso da técnica CRISPR convencional para editar genes em células embrionárias leva a anormalidades cromossômicas. A equipe concluiu que a versão mais antiga da técnica não deve ser usada em embriões humanos para correção genética.