Anticorpos sintéticos

Logo depois da ciência ter apresentado uma célula com DNA sintético, que muitos chamaram de "vida artificial", agora um outro grupo de cientistas anuncia a criação do primeiro anticorpo sintético.

Um grupo de pesquisadores do Japão e dos Estados Unidos criou uma versão artificial, sintética, de proteínas produzidas pelo sistema imunológico humano capazes de reconhecer e lutar contra infeccões e substâncias estranhas que entrem na corrente sanguínea.

Vírus, bactérias e alergias

A descoberta, sugerem eles em um artigo do jornal da American Chemical Society, é um avanço rumo ao uso médico de simples partículas de plástico que podem ser adaptadas para combater uma série de "antígenos problemáticos".

Esses antígenos incluem qualquer coisa, de vírus e bactérias causadores de doenças, até as incômodas proteínas que causam reações alérgicas ao pólen, à poeira doméstica, a determinados alimentos, à hera venenosa ou a picadas de abelhas.

Nanopartículas

No artigo, Kenneth Shea, Yu Hosino e seus colegas da Universidade da Califórnia referem-se a uma pesquisa anterior, na qual eles desenvolveram um método para construir as nanopartículas de plástico que imitam os anticorpos naturais em sua capacidade de grudar em um antígeno.

Nanopartículas, atualmente o produto mais conhecido da nanotecnologia, são minúsculos aglomerados de matéria com dimensões 50.000 vezes menores do que a espessura de um fio de cabelo humano.

Melitina

O antígeno usado na pesquisa foi a melitina, a principal toxina do veneno das abelhas.

Os cientistas misturaram a melitina com pequenas moléculas chamadas monômeros e, em seguida, induziram uma reação química que liga esse blocos básicos em longas cadeias, e as solidificaram.

Quando as pequenas esferas plásticas endurecem, os pesquisadores eliminam quimicamente o veneno, deixando as nanopartículas com pequenas crateras com a forma exata da toxina, exatamente como se você colocar o pé em um cimento fresco e deixá-lo endurecer.

Anticorpos artificiais

Nesta nova pesquisa, juntamente com o grupo de Naoto Oku, da Universidade de Shizuoka, no Japão, o grupo comprovou que os anticorpos plásticos de melitina funcionam exatamente como os anticorpos naturais quando são inseridos na corrente sanguínea de animais vivos.

Os cientistas aplicaram injeções letais de melitina em camundongos - a melitina "rasga" e mata as células.

Os animais que receberam imediatamente uma injeção com os anticorpo artificiais apresentaram uma taxa de sobrevivência significativamente maior do que aqueles que não receberam as nanopartículas.

Alvos

Essas nanopartículas poderão ser fabricados para uma grande variedade de alvos, afirma Shea.

"Isso abre as portas para pensarmos seriamente em usar essas nanopartículas em todas as aplicações onde os anticorpos são utilizados," conclui ele.

Os cientistas não preveem ainda o início dos testes dos anticorpos artificiais em humanos.

Genética vira arma contra bactéria resistente a antibióticos

Uma equipe internacional de cientistas desenvolveu um método de mapear geneticamente asbactérias Staphylococcus aureus resistentes à meticilina – as temidas bactérias resistentes a múltiplos antibióticos, contraídas em meio hospitalar, conhecidas pela sigla MRSA. O trabalho, publicado em janeiro na revista Science, criou um método de baixo custo para o mapeamento genético dessas bactérias, permitindo compreender melhor sua forma de migração entre os países. Isso tornará mais fácil responder a novos surtos, ou até a evitá-los.

A descoberta permite identificar não apenas a história da epidemia, os saltos que as bactérias deram entre continentes, como também a viagem que fazem de pessoa para pessoa, de enfermaria para enfermaria.

Foram usadas amostras de diferentes partes do mundo, coletadas durante 20 anos, entre 1982 e 2003. Este material permitiu estabelecer uma árvore evolutiva de uma estirpe da bactéria que é hoje responsável por 90% das infecções na China, mas não se sabia o caminho que a havia levado até lá.

Além do detalhamento da rota dessa estirpe da bactéria, o estudo também usa os avanços da tecnologia para sequenciar rapidamente todo o genoma da bactéria por um custo acessível (US$ 320).

Cientistas desenvolvem tabaco que produz colágeno

O colágeno é a proteína mais abundante no corpo humano e a mais importante em todos os tecidos conectivos.

Cientistas israelenses da Universidade de Jerusalém produziram a réplica do colágeno humano por meio de plantas de tabaco geneticamente modificadas. A importância da pesquisa está ligada ao fato do colágeno ter aplicações médicas como implantes e outros procedimentos da medicina regenerativa.

O colágeno humano foi obtido por meio da expressão de cinco genes diferentes na planta do tabaco. O trabalho foi patenteado e a primeira produção comercial já atraiu o interesse do Japão, dos Estados Unidos, da Europa e de Israel.

O produto atualmente utilizado é feito a partir de animais como bois e porcos, além de cadáveres humanos, o que tem levantado questões éticas sobre o tema. Além disso, a fonte animal pode ser perigosa pela possibilidade de conter vírus que podem ser perigosos para as pessoas, o que não acontece com o novo produto.
O mercado atual de colágeno no mundo é de cerca de U$ 30 bilhões por ano.

CIB - http://www.cib.org.br/em_dia.php?id=1276

Biotecnologia na Indústria Farmacêutica

A Indústria farmacêutica necessita de processos biotecnológicos para obtenção de vários produtos importantes para a saúde humana e animal. A história da biotecnologia moderna começa inclusive com o desenvolvimento de um medicamento, a penicilina, na primeira metade do século XX. A partir de então, processos biotecnológicos são utilizados na produ ção de vitaminas, hormônios, antibióticos, vacinas e enzimas.


TIPOS DE MICRORGANISMOS
São divididos em vírus, procariontes (bact érias e cianofíceas) e eucariontes (fungos, protozoários, algas, cultura de tecidos animais e vegetais). Os vírus patogênicos apresentam interesse para vacinas, enquanto que vírus bacteriófagos são importantes para estudos genéticos ( para mapeamento da posição dos genes e para construção de novas cepas por transdução ou recombina- ção. Na recombinação, fagos são usados como vetores para introduzir DNA estranho na célula (Moo-Young). Bactérias e fungos são os microrganismos responsáveis pela maioria dos processos biotecnológicos farmacêuticos.

As categorias de produtos da fermentação bacteriana são: - “single cell protein” ou biomassa - produtos finais (ex: solventes e ácidos) - metabólitos primários (ex: aa., enzimas e nucleótideos) - metabolitos secundários (ex: anticorpos, pigmentos e polisacarídeos) A composição do meio pode influenciar o metabolismo das células diretamente atrav és da nutrição ou indiretamente e pela alteração da forma do crescimento como a eficiência da aeração- particular e importante quando há crescimento de organismos filamentosos (Moo-Young).

A cultura de tecidos de células animais (répteis, peixes, aves, anfíbios, insetos) e vegetais – cultivadas em larga escala para produ ção de vacinas, para acúmulo de metab ólitos celulares e para bioconversão de substratos como esteróides e alcalóides. A cultura de tecidos de células vegetais para produção de agentes farmacologicamente ativos é uma área promissora.

A obtenção desses microrganismos pode ser feita de várias maneiras: isolamento a partir de recursos naturais; compra em coleções de culturas; obtenção de mutantes naturais; obtenção de mutantes induzidos por métodos convencionais; obtenção de microrganismos recombinantes por técnicas de engenharia genética.

Para uma aplicação industrial, espera-se que os microrganismos apresentem as seguintes características gerais:
- apresentar elevada eficiência na convers ão do substrato em produto;
- permitir o acúmulo do produto no meio, de forma a se ter elevada concentração do produto no caldo fermentado;
- não produzir substâncias incompatíveis com o produto;
- apresentar constância quanto ao comportamento fisiológico;
- não ser patogênico;
- não exigir condições de processo muito complexas;
- não exigir meios de cultura dispendiosos;

MEIOS DE CULTURA
A formulação de um meio de cultivo deve levar em conta as características nutricionais do microrganismo a ser cultivado, de forma que não existe uma formulação única para o desenvolvimento de microrganismos em condições artificiais. No caso de cultivo de células vegetais e animais in vitro, monocamadas de culturas celulares animais são indispensáveis para o cultivo de células o isolamento e identificação de viroses.

A produção de vacinas virais e de interferon são os principais processos comerciais usando células animais (MOOYONG). As linhagens celulares são extremamente úteis na pesquisa celular, como fonte de grandes quantidades de células de um tipo uniforme, especialmente por poderem ser estocadas em nitrogênio líquido a –196º C, por um período de tempo indefinido.

Os meios de cultivo para células animais são complexos, contendo soluções tamponantes de sais minerais, glucose, vitaminas, aminoácidos, fatores de crescimento, extratos fetais e soro.


As técnicas e o meio usado para crescimento de plantas são similares aqueles para células animais, exceto que a luz é essencial e extratos fetais e soro devem ser de origem vegetal. Carboidratos devem ser adicionados ao meio desde que o processo de fotossíntese realizado por células em cultura é pouco eficiente. Os reatores para crescimento de plantas não requerem altas taxas de oxigenação, embora a agitação seja importante para prevenir sedimentação celular (MOO-YOUNG).


BIORREATORES
A engenharia da fermentação é um ramo da tecnologia que estuda o desenho, desenvolvimento, construção e operação da planta e equipamentos utilizados nos processos biológicos em escala industrial. Nos processo de fermentação, o biorreator fornece o ambiente para o crescimento e para a atividade microbiana.


TIPOS DE BIORREATORES
Vários tipos de biorreatores podem ser utilizados e o grau de sofisticação (desenho, construção e funcionamento) dependem da sensibilidade do processo ao ambiente mantido no recipiente. O material utilizado na construção dos biorreatores deve ser atóxico, resistente à press ão e à corrosão química. Os biorreatores em processos farmacêuticos podem ser Químicos ou Biológicos:

-Biorreatores Químicos nos quais as reações ocorrem na ausência de células vivas, ou seja, são tipicamente os “reatores enzim áticos”.
-Biorreatores Biológicos nos quais as reações se processam na presença de células. Os biorreatores biológicos são amplamente conhecidos e mais utilizados, sendo empregados desde a década de 40 para produção industrial. Possuem uma grande diversidade de aplicação, como produção de enzimas, antibióticos, vitaminas, ácidos orgânicos, solventes, bebidas e tratamento de resíduos orgânicos industriais ou domésticos.

Na classificação dos biorreatores, ainda são levados em consideração:
• tipo de biocatalisador: células ou enzimas;
• a configuração do biocatalisador: células ou enzimas livres ou imobilizadas;
• forma de se agitar o líquido no reator. Assim sendo, os biorreatores classificam-se em dois grupos: sistema de cultivo disperso e sistema de cultivo imobilizado.


INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE EM BIOPROCESSSOS
O sucesso de um processo fermentativo depende da existência de condições adequadas para a produção de biomassa e formação da produto. A temperatura, pH, grau de agitação, concentração de oxigênio no meio de cultivo e outros fatores devem ser mantidos constante durante todo o processo.

A manutenção dessas condições necessita um monitoramento cuidadoso da fermentação através de um sistema de controle pelo qual as condições ótimas pode ser mantidas.

O monitoramento do processo fornece importantes informações quanto ao progresso da fermentação, essas indicam casos de contaminação, morte celular ou fermentações que ocorrem de maneira fora do esperado.O avanço dos processos fermentativos totalmente automatizados depende da existência de sensores que produzam sinais significativos de controle.

CONTROLE DE PROCESSO
Existem três possíveis objetivos para o controle do processo:
1) Manter uma variável constante ao longo de tempo
2) Forçar uma variável a seguir o caminho pré-determinado ao longo do tempo
3) Otimizar algumas funções das variáveis do sistema

O primeiro se consegue pela regulação, o segundo por mecanismos auxiliares, o terceiro por controladores ótimos. Todos os aparelhos de instrumentação são geralmente conhecidos como controladores automáticos. Em um sistema de controle se tem quatro classes de variáveis:

1) Variáveis controladas: é a variável de saída que desejamos controlar. 2) Variável manipulada: é a variável de entrada com a que se controla . 3) Variável de distúrbio: variável de entrada que afeta a variável controlada. 4) Variáveis de referência: é o valor desejado da variável controlada.

Os parâmetros que podem ser medidos em processos fermentativos:

1) PARÂMETROS FÍSICOS: - Temperatura - Pressão - Consumo de potência - Viscosidade - Fluxo de aeração e de meio - Turbidez - Peso do fermentador

2) PARÂMETROS QUÍMICOS: - pH - Oxigênio dissolvido - Oxigênio e gás carbônico nos gases de saída - Potencial de redox - Concentração de substrato - Concentração de produto - Força iônica

3) PARÂMETROS BIOLÓGICOS: - Produtos biologicamente ativos - Atividade enzimática - Conteúdo de DNA e RNA - Conteúdo de NADH2 e ATP - Conteúdo em proteína.

O que é Biotecnologia?

Biotecnologia é tecnologia baseada na biologia, especialmente quando usada na agricultura, ciência dos alimentos e medicina. A Convenção sobre Diversidade Biológica da ONU possui uma das muitas definições de biotecnologia:

"Biotecnologia define-se pelo uso de conhecimentos sobre os processos biológicos e sobre as propriedades dos seres vivos, com o fim de resolver problemas e criar produtos de utilidade."

A definição ampla de biotecnologia é o uso de organismos vivos ou parte deles, para a produção de bens e serviços. Nesta definição se enquadram um conjunto de atividades que o homem vem desenvolvendo há milhares de anos, como a produção de alimentos fermentados (pão, vinho, iogurte, cerveja, e outros). Por outro lado a biotecnologia moderna se considera aquela que faz uso da informação genética, incorporando técnicas de DNA recombinante.

A biotecnologia combina disciplinas tais como genética, biologia molecular, bioquímica, embriologia e biologia celular, com a engenharia química, tecnologia da informação, robótica, bioética e o biodireito, entre outras.

BIORREMEDIAÇÃO

O engenheiro químico Ronaldo Biondo, no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, para criar uma linhagem de microoganismos modificada geneticamente,capaz de reter partículas metálicas e fazer a biorremediação de ambientes, utilizou uma bacteria naturalmente resistente a metais pesados.
O ponto de partida da pesquisa é a bactéria Cupriavidus metallidurans considerada a mais resistente a metais pesados encontrada na natureza.

"Esse microrganismo coloniza ambientes contendo metais pesados, os quais são tóxicos e prejudiciais à saúde humana" (Biondo)

A nova bactéria será utilizada no tratamento de efluentes contaminados por metais tóxicos, com possibilidade de ser adotada também para recuperar resíduos de minério perdidos durante as atividades de mineração.



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Mais informações:

ROBOS! PRATICAMENTE HUMANOS!

Estamos preparados para conviver com máquinas capazes de responder, pensar, amar ? Serãomesmomáquinas?
Parece incrível e inimaginável a ideia de que robôs possam conviver lado a lado com os humanos. Porém convivência entre robôs e humanos já tem sido alvo de atenção dos pesquisadores há alguns anos, a possibilidade de convivência entre seres humanos "normais" e seres humanos "aprimorados" somente agora começa a chamar a atenção de alguns estudiosos.
O QUE SERIA SERES HUMANOS APRIMORADOS é a questão, pois tendo em vista o aspecto social, é antietico e moral implantar em humanos um mecanismo usado em robos, porem parte de muitas doenças e problemas seriam sanados.
Esse estudos estão ficando cada vez mais promissores, sempre se pensando nos benefícios e malefícios, já que se trata de um assunto polemico, humanistico e tecnologico.
RESTA A DUVIDA: será que haverá aceitação caso o ser humano passe a ser modificado por qualquer material possivel? Criaremos uma nova espécie ?

"Sim, nós nos aprimoraremos, nós seremos uma outra espécie e isso significará um futuro brilhante para todos."
Kevin Warwickpode estar certo.Mas também pode estar errado.

***Mais informações: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=voce-esta-preparado-conviver-humanos-aprimorados&id=010850090828

Primeiros Anos

Benefícios ao meio ambiente e ao homem

• Segundo estudo dos Cadernos de Ciência & Tecnologia da Embrapa, nos 10 mil anos em que é praticada pelo homem, a agricultura se tornou uma das atividades de maior impacto ao meio ambiente, em virtude do desmatamento e do manejo, e do uso inadequado do solo - incluindo o excesso de pastejo, salinização, compactação, erosão, a perda de fertilidade e contaminação por agroquímicos. O trabalho lista, entre as práticas que evitam a degradação ambiental, os cultivos de variedades de plantas geneticamente modificadas. O trabalho "Biodiversity and Agricultural Biotechnology - A Review of the Impact of the Biotechnology on Biodiversity" (Biodiversidade e Agrobiotecnologia - Uma Revisão do Impacto da Biotecnologia na Biodiversidade, em tradução livre) destaca que as plantações geneticamente modificadas colaboram para o desenvolvimento sustentável, pois promovem incremento da produtividade sem afetar o meio ambiente: não há aumento no uso de pesticidas e herbicidas nem necessidade de expansão de fronteiras agrícolas, uma vez que as culturas transgênicas aumentam a produção de forma vertical.

• Modificações ambientais relatadas para as plantas transgênicas, em relação a organismos e processos do solo, não diferem "em qualidade e magnitude" das causadas pela agricultura convencional e pelas variações naturais do solo. Esta é uma das principais conclusões do estudo "Interferência no Agrossistema e Riscos Ambientais de Culturas Transgênicas Tolerantes a Herbicidas e Protegidas contra Insetos" (Cadernos de Ciência & Tecnologia, janeiro/abril 2004, Brasília-DF), dos pesquisadores, agrônomos, doutores e professores da Universidade Federal de Lavras (MG), José Oswaldo Siqueira, Isabel Cristina de Barros Trannin e Magno Antônio Patto Ramalho, e da agrônoma e doutora da Embrapa - Recursos Genéticos e Biotecnologia, Eliana Maria Gouvea Fontes.

• Pesquisa da Universidade da Califórnia e do Serviço de Pesquisa Agrícola do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) revela que três variedades de mostarda transgênica (Brassica juncea) absorvem até quatro vezes mais selênio de solos contaminados do que espécies selvagens. Selênio é um mineral essencial a humanos e animais, encontrado no solo como selenato. Em doses elevadas, é tóxico, contamina lençóis freáticos e causa sérias deformidades em pássaros.

• A adoção da transgenia oferece menores riscos de intoxicação e contaminação de trabalhadores rurais e de animais em decorrência da menor utilização dos inseticidas, de acordo com o relatório "Impactos Econômicos das Culturas Geneticamente Modificadas no Brasil" (2007), da consultoria Edgar Pereira & Associados. Ao eliminar a necessidade de diferentes tipos de inseticidas, reduz-se a exposição do homem a esses produtos, melhorando a saúde do agricultor.

Proteína da banana pode prevenir transmissão sexual da Aids, diz estudo

15/03/2010 - 12h44

Um estudo americano publicado nesta segunda-feira revela que uma classe de proteína presente nas bananas pode prevenir a transmissão sexual do vírus da Aids.

Segundo os pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, a lectina BanLec é um inibidor natural do HIV "tão potente quanto duas das principais drogas utilizadas atualmente no tratamento da doença".

A pesquisa publicada na mais recente edição da revista especializada Journal of Biological Chemistry explica que o BanLec bloqueia a ação do vírus HIV antes que ele possa se fixar às células sanguíneas.

As lectinas como a BanLec têm despertado interesse cada vez maior dos pesquisadores justamente por serem uma classe de proteína que se liga a carboidratos e é capaz de identificar invasores. Assim, quando um vírus aparece, ela pode ligar-se a ele impedindo a propagação de infecções.

No caso do HIV, a BanLec pode ligar-se à cobertura rica em carboidratos do vírus e bloquear sua propagação no corpo humano. A pesquisa defende ainda que, por sua forma de ação, a BanLec pode oferecer uma "proteção mais ampla".

"O problema com algumas das drogas anti-HIV é que o vírus pode sofrer mutações e tornar-se resistente, mas isso é muito mais difícil na presença das lectinas. Elas podem se ligar aos carboidratos presentes em diversas partes da cobertura do HIV, e isso presumivelmente exigirá múltiplas mutações para que o vírus consiga livrar-se delas", explicou Michael Swanson, um dos autores do trabalho.

Mais barato

Essa não seria a única vantagem da BanLec, que seria também mais barata do que os atuais coquetéis anti-Aids.

Os cientistas de Michigan defendem em seu relatório que a descoberta de novas formas de prevenção e controle da Aids são essenciais, justamente porque a cada duas pessoas que adquirem acesso ao tratamento com o coquetel de drogas, cinco contraem o vírus.

"O HIV ainda é rampante nos Estados Unidos e a explosão em países pobres continua a ser um problema sério por causa do tremendo sofrimento humano e do custo para tratar os pacientes", disse outro autor da pesquisa, David Marvovitz.

Nesse contexto, o uso de um microbicida à base de BanLec, em forma de gel ou creme a ser espalhado nos órgãos sexuais masculino e feminino, pode ser um grande ganho no combate à disseminação da Aids.

Mas o grupo de Michigan enfatiza que ainda levará anos até que o uso clínico do BanLec seja possível.

UOL Ciência e Saúde