Seu DNA agora pode ser retirado do ar

David Duffy, geneticista da vida selvagem da Universidade da Flórida, só queria uma maneira melhor de rastrear doenças em tartarugas marinhas. Então ele começou a encontrar DNA humano em todos os lugares que olhava.

Na última década, os pesquisadores da vida selvagem refinaram as técnicas para recuperar o DNA ambiental, ou eDNA – vestígios de material genético que todos os seres vivos deixam para trás. Uma ferramenta poderosa e barata para ecologistas, o eDNA está por toda parte - flutuando no ar ou permanecendo na água, neve, mel e até mesmo na sua xícara de chá. Os pesquisadores usaram o método para detectar espécies invasoras antes que elas assumam o controle, para rastrear populações selvagens vulneráveis ​​ou secretas e até mesmo para redescobrir espécies consideradas extintas. A tecnologia eDNA também é usada em sistemas de vigilância de águas residuais para monitorar Covid e outros patógenos.

Mas o tempo todo, os cientistas que usavam eDNA estavam silenciosamente recuperando montes e montes de DNA humano. Para eles, é poluição, uma espécie de captura secundária do genoma humano que confunde seus dados. Mas e se alguém decidir coletar eDNA humano de propósito?

Novas técnicas de coleta de DNA são “como catnip” para policiais, diz Erin Murphy, professor de direito da Escola de Direito da Universidade de Nova York especializado no uso de novas tecnologias no sistema jurídico criminal. A polícia foi rápida em adotar ferramentas não comprovadas, como usar DNA para criar esboços baseados em probabilidade de um suspeito.

Isso pode representar dilemas para a preservação da privacidade e das liberdades civis, especialmente porque o avanço tecnológico permite que mais informações sejam coletadas de amostras cada vez menores de eDNA. O Dr. Duffy e seus colegas usaram uma tecnologia prontamente disponível e acessível para ver quanta informação eles poderiam obter do DNA humano coletado do ambiente em uma variedade de circunstâncias, como em cursos d'água ao ar livre e no ar dentro de um edifício.

Os resultados de suas pesquisas, publicado segunda-feira na revista Nature Ecology & Evolution, demonstram que os cientistas podem recuperar informações médicas e ancestrais de fragmentos minúsculos de DNA humano remanescentes no ambiente.

Especialistas em ética forense e juristas dizem que as descobertas da equipe da Flórida aumentam a urgência de regulamentos abrangentes de privacidade genética. Para os pesquisadores, isso também destaca um desequilíbrio nas regras em torno dessas técnicas nos Estados Unidos - que é mais fácil para os policiais implantar uma nova tecnologia inacabada do que para pesquisadores científicos obter aprovação para estudos para confirmar que o sistema ainda funciona.

Lixo genético em tesouro genético

Está claro há décadas que fragmentos de nosso DNA cobrem o planeta como lixo. Simplesmente não parecia importar. Os cientistas acreditavam que o DNA no ambiente era muito pequeno e muito degradado para ser recuperado de forma significativa, muito menos usado para identificar um ser humano individual, a menos que viesse de amostras distintas, como uma mancha de sangue ou um objeto que alguém tocou.

Os pesquisadores da vida selvagem adotaram o DNA ambiental de qualquer maneira porque estão procurando apenas por segmentos muito pequenos de DNA - escaneando o que eles chamam de códigos de barras que identificarão as criaturas em uma amostra em nível de espécie. Mas depois de encontrar níveis “surpreendentes” de eDNA humano em suas amostras enquanto monitoravam doenças em tartarugas marinhas da Flórida, o Dr. Duffy e sua equipe decidiram obter uma imagem mais precisa da condição do DNA humano no ambiente e ver quanto informações que poderia revelar sobre as pessoas em uma área.

Como prova de conceito em um de seus experimentos, os pesquisadores colheram uma amostra de água do tamanho de uma lata de refrigerante de um riacho em St. Augustine, Flórida. Eles então alimentaram o material genético da amostra por meio de um sequenciador de nanoporos, que permite pesquisadores para ler trechos mais longos de DNA. O que eles usaram custa cerca de US $ 1000, é do tamanho de um isqueiro e se conecta a um laptop como um pen drive.

Das amostras, a equipe recuperou muito mais DNA humano legível do que o previsto. E à medida que o conhecimento sobre a genética humana se expande, a análise até mesmo de amostras limitadas pode revelar uma riqueza de informações.

Os pesquisadores recuperaram DNA mitocondrial suficiente – passado diretamente de mãe para filho por milhares de gerações – para gerar um instantâneo da ancestralidade genética da população ao redor do riacho, que se alinha aproximadamente com a composição racial relatada nos últimos dados do censo para a área ( embora os pesquisadores observem que a identidade racial é um substituto pobre para a ancestralidade genética). Uma amostra mitocondrial estava completa o suficiente para atender aos requisitos para o banco de dados federal de pessoas desaparecidas.

Eles também encontraram mutações-chave que demonstraram aumentar o risco de diabetes, problemas cardíacos ou várias doenças oculares. De acordo com seus dados, alguém cujo material genético apareceu na amostra tinha uma mutação que poderia levar a uma doença rara que causa comprometimento neurológico progressivo e muitas vezes é fatal. A doença é hereditária e pode não surgir até os 40 anos do paciente. O Dr. Duffy não pôde deixar de se perguntar - essa pessoa sabe? A família da pessoa? A companhia de seguros da pessoa?

Vigilância e perícia

Anna Lewis, pesquisador de Harvard que estuda as implicações éticas, legais e sociais da pesquisa genética, disse que o DNA ambiental não foi amplamente discutido por especialistas em bioética. Mas depois das descobertas do Dr. Duffy e seus colegas, será.

A tecnologia focada no eDNA, disse ela, poderia ser usada para vigilância de certos tipos de pessoas — por exemplo, pessoas com antecedentes ancestrais específicos ou com condições médicas ou deficiências específicas.

As implicações de tais usos, concordam os pesquisadores, dependem de quem está usando a tecnologia e por quê. Embora amostras de eDNA agrupadas possam ajudar pesquisadores de saúde pública a determinar a incidência de uma mutação que causa uma doença em uma comunidade, essa mesma amostra de eDNA também pode ser usada para encontrar e perseguir minorias étnicas.

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