UFPel passa a figurar entre instituições com capacidade de edição genômica de animais

O Laboratório de Genômica Estrutural (GenEstrut) da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), coordenado pelos professores Vinicius Farias Campos, Mariana Remião e Tony Silveira, reporta a geração dos primeiros modelos de zebrafish (Danio rerio) geneticamente editados por CRISPR-Cas9 no âmbito institucional, estabelecendo um novo patamar de capacidade experimental em genômica funcional de vertebrados.

O avanço marca uma transição clara: da análise molecular para a engenharia genética de sistemas biológicos. A partir deste momento, a UFPel não apenas investiga processos biológicos — passa a construí-los de forma controlada, com precisão genética e reprodutibilidade, a partir da integração entre edição genômica e produção de biomodelos.

Geração e estabilização de uma linhagem knockout do gene inhbaa

O primeiro modelo desenvolvido corresponde à inativação do gene inhbaa, membro da superfamília TGF-β, associado a processos regenerativos em vertebrados. A edição foi realizada por CRISPR-Cas9 no exon 2, resultando em uma inserção de 5 pares de bases (+5bp), que provoca mudança no quadro de leitura (frameshift) e introduz um códon de parada prematuro, levando à perda funcional da proteína. Esse modelo estabelece um sistema genético definido para investigação da função do Activin-βA e dos mecanismos de compensação genética em vertebrados.

A geração do modelo foi oriunda da Tese de Doutorado em Biotecnologia na UFPel do Dr. Leandro Silva Nunes, orientado pelo Prof. Vinicius Campos e a tese por sua vez foi financiada com recursos da FAPERGS através de um projeto de colaboração do edital FAPERGS-FAPESP coordenado pelo Prof. Vinicius na UFPel e pelo Prof. Danillo Pinhal na UNESP e contou com parceria da FURG através do Prof. Luis Fernando Marins.

Regeneração: um problema de regulação, não de genes

A relevância do modelo inhbaa ultrapassa a análise de um único gene. Ele se insere em uma das questões centrais da biologia contemporânea: porque alguns organismos regeneram tecidos complexos — como o coração — enquanto outros, como os humanos, não.

As evidências indicam que os genes envolvidos na regeneração estão presentes em diferentes vertebrados. A diferença está na regulação: no momento, intensidade e contexto em que esses genes são ativados após uma lesão.

A linhagem knockout de inhbaa permite investigar diretamente essa lógica regulatória, especialmente em contextos de dano tecidual, onde a função desse gene se torna determinante.

Edição do gene slc45a2 e o estabelecimento de um modelo de visualização

Paralelamente ao modelo funcional, foi desenvolvido um segundo sistema baseado na edição do gene slc45a2, direcionado ao exon 1. Esse gene está diretamente envolvido na síntese de melanina. Sua inativação resultou em animais com forte redução de pigmentação, apresentando fenótipo claro ou translúcido.

A geração desse modelo foi realizada no contexto de projeto financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), no âmbito do curso do Centro Argentino-Brasileiro de Biotecnologia (CABBIO), intitulado “Biomodelos em Biotecnologia Genômica: integrando saúde humana, animal, ambiental e empreendedorismo”, coordenado pelo Prof. Vinicius Farias Campos. O curso foi realizado em 2025 e contou com a participação de pesquisadores e estudantes de sete países da América Latina, contribuindo de forma decisiva para a formação prática em edição genômica e para a consolidação dessa capacidade na UFPel.

Diferentemente do modelo inhbaa, cujos efeitos são predominantemente funcionais, o fenótipo associado ao slc45a2 é imediatamente visível, funcionando como marcador direto da eficiência da edição genômica.

Além disso, esse modelo amplia significativamente as possibilidades experimentais, permitindo a visualização facilitada de estruturas internas in vivo, aplicações em estudos de desenvolvimento embrionário, análises de migração celular e formação de tecidos, bem como integração com sistemas fluorescentes (Figura 1 e 2).

Nesse contexto, o organismo deixa de ser apenas objeto de análise indireta e passa a se tornar uma plataforma de observação direta dos processos biológicos.

Figura 1. Embriões de zebrafish editados por CRISPR-Cas9. Imagem representativa de embriões em estágio inicial de desenvolvimento, incluindo indivíduos editados no gene slc45a2, caracterizados pela ausência ou redução de pigmentação, resultando em fenótipo translúcido, em contraste com embriões com pigmentação preservada. O modelo permite a visualização facilitada de estruturas internas e serve como marcador fenotípico da eficiência da edição genômica.

Figura 2. Comparação entre zebrafish wild-type e editado no gene slc45a2. Indivíduo com pigmentação preservada (direita) em contraste com exemplar editado apresentando redução de melanina (esquerda), resultando em fenótipo claro/translúcido. A diferença fenotípica evidencia a eficiência da edição genômica e reforça o potencial do modelo para aplicações em visualização in vivo e estudos funcionais.

Biotério de Biomodelos Aquáticos: infraestrutura certificada para edição genômica

A consolidação da edição genômica em zebrafish na UFPel é sustentada pela infraestrutura do Biotério de Biomodelos Aquáticos, coordenado pelo Prof. Tony Silveira e Mariana Remião, em articulação com o GenEstrut. O biotério dispõe de condições técnicas e regulatórias adequadas para todas as etapas envolvidas na geração e manutenção de organismos geneticamente editados, incluindo sistemas de aquários com controle ambiental rigoroso, manejo reprodutivo, cultivo de embriões e suporte às etapas de microinjeção e triagem.

Do ponto de vista regulatório, a estrutura conta com Certificado de Qualidade em Biossegurança (CQB), habilitando a instituição a realizar atividades envolvendo organismos geneticamente modificados (OGMs), incluindo edição genômica por CRISPR-Cas9, em conformidade com as normas da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio).

Essa certificação assegura que os procedimentos de edição, criação e manutenção das linhagens seguem padrões de biossegurança, rastreabilidade e controle exigidos para pesquisa e desenvolvimento com OGMs.

A integração entre infraestrutura física, certificação regulatória e capacidade técnica permite ao biotério operar como uma plataforma contínua de geração, estabilização e disponibilização de biomodelos aquáticos, sustentando tanto projetos de pesquisa quanto iniciativas de inovação tecnológica.

 Criação da Tetiz Biomodelos – inovação como foco

Fundada pelos pós-doutorandos do GenEstrut Dra. Amanda Weege da Silveria Martins e Dr. Leandro Silva Nunes, como desdobramento direto dessa capacidade integrada, foi criada a startup Tetiz Biomodelos, com o objetivo de produzir e fornecer modelos de zebrafish editados por CRISPR em nível nacional.

A iniciativa responde a uma lacuna estrutural do sistema científico brasileiro, ainda dependente da importação de biomodelos, o que implica altos custos, longos prazos e baixa flexibilidade experimental.

A Tetiz Biomodelos se propõe a oferecer:

• Desenvolvimento de linhagens zebrafish knockout e knock-in através de CRISPR;
• Planejamento e execução de estratégias CRISPR;
• Validação molecular completa;
• Estabilização e fornecimento de biomodelos;
• Triagem de novos fármacos e terapias usando biomodelos.

A startup está inserida no ecossistema de inovação envolvendo a UFPel, a incubadora Conectar e o Pelotas Parque Tecnológico, conectando a produção científica à aplicação tecnológica.

Implicações estratégicas

Os integrantes do GenEstrut têm demonstrado, de forma consistente, a habilidade de articular pesquisa de excelência com visão aplicada, identificando oportunidades de inovação e transformando conhecimento científico em soluções com potencial de inserção no setor produtivo. Nesse cenário, a geração de modelos animais editados por CRISPR deixa de ser apenas um resultado acadêmico e passa a configurar um ativo tecnológico estratégico, com aplicabilidade em áreas como biotecnologia, saúde, farmacologia e toxicologia.

Como destaca o Prof. Vinicius Farias Campos, “esse avanço coloca a universidade entre os poucos centros de pesquisa que atuam com a geração de modelos animais via CRISPR e, ao mesmo tempo, operam de forma estruturada em inovação, empreendedorismo e transferência de tecnologia, consolidando a UFPel como uma universidade capaz de transpor o conhecimento para a sociedade de forma rápida e eficiente na área de Biotecnologia.”

A criação da Tetiz Biomodelos materializa esse movimento ao estabelecer um canal efetivo de transferência de tecnologia da universidade para o setor produtivo, permitindo que o conhecimento gerado no ambiente acadêmico seja convertido em produtos e serviços de alto valor agregado. Esse processo fortalece a valorização da ciência como vetor de desenvolvimento econômico, amplia a interação entre universidade e empresas e contribui para a formação de recursos humanos com perfil inovador e empreendedor, inseridos em um ambiente institucional cada vez mais orientado à inovação.

Ao mesmo tempo, a capacidade de desenvolver e fornecer biomodelos geneticamente definidos no território nacional reduz a dependência de soluções importadas, amplia o acesso a tecnologias avançadas e reforça a autonomia científica do país. Dessa forma, a UFPel não apenas amplia sua capacidade de geração de conhecimento, mas consolida sua atuação como agente ativo na transformação desse conhecimento em valor, estruturando conexões concretas entre ciência, tecnologia e mercado.

 Próximos passos

 A consolidação da edição genômica em zebrafish na UFPel e a estruturação de uma infraestrutura certificada para trabalho com organismos geneticamente modificados estabelecem as bases para a expansão contínua dessa linha de atuação.

Nesse momento, novas dissertações e teses estão em andamento na área de edição genômica, ampliando o escopo de aplicações e aprofundando a investigação de diferentes alvos genéticos e contextos biológicos. Entre essas iniciativas, destaca-se o trabalho da mestranda em Biotecnologia Mariana Cavalcanti Nascimento, que integra esse esforço de consolidação e expansão da plataforma de edição genômica na instituição.

Paralelamente, a perspectiva é avançar na geração de novas linhagens editadas, no desenvolvimento de modelos combinatórios e na integração com abordagens ômicas, ampliando a capacidade de análise funcional em vertebrados. A expectativa é que essas tecnologias possam ser transferidas para a Tetiz Biomodelos, permitindo que os resultados gerados no ambiente acadêmico sejam progressivamente utilizados no setor produtivo.

Além disso, a UFPel vem avançando na articulação de parcerias estratégicas para ampliar o alcance e a maturidade dessa plataforma. Nesse contexto, está em construção uma colaboração com o Instituto de Ciência e Tecnologia em Biomodelos (ICTB/Fiocruz), com o objetivo de fortalecer as interfaces entre edição genômica, desenvolvimento de biomodelos e aplicações translacionais em saúde. A aproximação com uma instituição de referência nacional como a Fiocruz reforça o potencial de expansão dessa agenda e contribui para posicionar a UFPel em redes cooperativas voltadas à inovação biotecnológica e à transferência de conhecimento para a sociedade.

Nesse contexto, a UFPel passa a se posicionar como um polo emergente na geração de modelos experimentais em vertebrados, ampliando sua inserção em agendas estratégicas relacionadas à genômica funcional, biotecnologia e saúde.