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Biotecnologia - Anticorpos Monoclonais
	
A primeira evidência experimental do uso de anticorpos foi proposta pelo médico alemão Emil Adolf von Behring, que demonstrou, juntamente com Shibasaburo Kitasato, a utilização de imunoglobulinas para neutralizar a toxina diftérica, fato que gerou grande revolução no pensamento científico da época. Por este feito, recebeu o Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1901 (Nobelpreis, 2004) citado por Marques (2005).
Paul Ehrlich foi médico e bacteriologista alemão, agraciado com o Prêmio Nobel de Medicina de 1908, em um Artigo de 1900 o cientista descreve:
“Eu aqui me refiro à produção de anticorpos contra as células da organização dos animais superiores. Esses anticorpos são também de uma natureza complexa. Eles obedecem a já descrita lei da absorção eletiva e sua origem está em harmonia com a teoria da cadeia lateral. É esperado que tais imunizações, que são de grande interesse teórico, também possam se tornar disponíveis para aplicação terapêutica”.
Os anticorpos monoclonais são proteínas específicas, produzidas em laboratório, para detectar ou combater antígenos (micro-organismos que causam doenças) específicos do organismo.
No Brasil, os anticorpos são mais utilizados como reagentes para diagnóstico. No entanto, no mundo, seu uso como terapia para determinadas enfermidades está se difundindo.
Os anticorpos monoclonais podem ser usados em inúmeros processos tecnológicos como, por exemplo, vacinas, purificação de antígenos, terapia anticâncer, artrites reumatóides e como componentes em kits para diagnóstico de inúmeras doenças. Eles podem ser administrados em pacientes com alguns tipos de câncer de cólon, pulmão, mama, linfomas e outros. Em geral, é realizado em combinação com a quimioterapia.
Retirado de: Dia a dia da educação, Secretaria de Educação PR. Disponível em: <http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=71>. Acesso em 25 nov. 2021.
Biotecnologia - Células-tronco
As células-tronco são células primitivas, produzidas durante o desenvolvimento do organismo e que dão origem a outros tipos de células. Possuem capacidade de autorreplicação – isto é, de gerar uma cópia idêntica a si mesma – e potencial de se diferenciarem em vários tecidos. (DEL CARLO, 2008).
Elas apresentam-se em diferentes tipos:
1. Totipotentes: podem produzir todas as células embrionárias e extraembrionárias;
2. Pluripotentes: podem produzir todos os tipos celulares do embrião;
3. Multipotentes: podem produzir células de várias linhagens;
4. Oligopotentes: podem produzir células dentro de uma única linhagem e
5. Unipotentes: produzem somente um único tipo celular maduro.
Os cientistas trabalham com dois tipos de células-tronco de seres humanos: embrionárias (totipotentes) e adultas ou somáticas (pluripotentes). As embrionárias são derivadas de embriões que se desenvolvem de óvulos fertilizados “in vitro” e doados para propósitos de pesquisa. Estes embriões têm quatro a cinco dias de idade e formam uma estrutura microscópica denominada blastocisto.
As adultas são células indiferenciadas, encontradas entre células diferenciadas dentro de um tecido ou órgão, que podem se renovar e se diferenciar para produzir tipos especializados. O papel primário das células-tronco adultas num organismo vivo é manter e reparar o tecido no qual elas são encontradas. As células-tronco oferecem a possibilidade de uma fonte de reposição de células e tecidos para tratar doenças como o Mal de Parkinson, traumatismo da medula espinhal, infarto, queimaduras, doenças do coração, diabetes, osteoartrite, artrite reumatoide, entre outras.
Eventualmente, os cientistas podem até desenvolver órgãos inteiros em laboratório para substituir os que foram danificados por doenças.
Retirado de: Dia a dia da educação, Secretaria de Educação PR. Disponível em: <http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=51>. Acesso em 25 nov. 2021.
Biotecnologia - Clonagem
Clonagem é um processo natural (como é o caso de gêmeos idênticos) ou artificial (quando há a utilização de células somáticas) em que são produzidas cópias geneticamente idênticas de outro ser, através de reprodução assexuada. Em genética, define-se a clonagem como o processo de se produzir cópias idênticas de seres vivos através de um fragmento específico de DNA.
Até 1997 e o surgimento da ovelha Dolly, a criação de um embrião animal começava obrigatoriamente com a fusão de um óvulo com um espermatozóide. Essa fusão poderia ser natural ou assistida, como nos processos de fertilização in vitro, porém sem o encontro dessas duas células muito especiais não havia a possibilidade da geração da vida.
Dolly foi a primeira demonstração de que a vida animal pode surgir de outra forma: pela clonagem, a partir não mais de duas, mas de uma única célula de qualquer parte do corpo de um indivíduo adulto. No entanto, através desse método de reprodução, ao invés de gerarmos indivíduos inéditos, misturas de seus pais, geramos um clone, uma cópia daquele doador de célula: literalmente uma "reprodução".
A partir da clonagem da ovelha Dolly (em 1997), já foram gerados com sucesso clones bovinos, de camundongos, de porcos, entre outros, cada um deles com um objetivo específico - seja a produção de animais comercialmente interessantes ou a de modelos de animais para pesquisa básica.
Há dois tipos de clonagem: reprodutiva e terapêutica.
Na clonagem reprodutiva o núcleo de uma célula adulta é introduzido no óvulo "vazio" - óvulo em que foi retirado o núcleo contendo material genético (DNA) - e transferido para um útero de aluguel, com a finalidade de gerar um feto geneticamente idêntico ao doador do material genético.
A clonagem reprodutiva é praticamente rejeitada universalmente por não ser considerada como tendo uma finalidade terapêutica, como de fato deveria ser.
Na clonagem terapêutica as células-tronco jamais serão introduzidas em algum útero. O DNA retirado de uma célula adulta do doador também é introduzido num óvulo "vazio", mas, depois de algumas divisões, as células-tronco são direcionadas no laboratório para fabricar tecidos idênticos aos do doador, tecidos que nunca serão rejeitados por ele.
A clonagem terapêutica teria a vantagem de evitar rejeição se o doador fosse a própria pessoa. Seria o caso, por exemplo, de reconstituir a medula em alguém que se tornou paraplégico após um acidente ou para substituir o tecido cardíaco em uma pessoa que sofreu um infarto.
Entretanto, por mais que seja favorável a clonagem terapêutica, trata-se de uma tecnologia que necessita de muita pesquisa antes de ser aplicada no tratamento clínico. Por este motivo, a grande esperança, a curto prazo, para terapia celular, vem da utilização de células-tronco de outras fontes.
Retirado de: Dia a dia da educação, Secretaria de Educação PR. Disponível em: <http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=56>. Acesso em 25 nov. 2021.
Terapia Gênica
Por terapia gênica se entende a transferência de material genético com o propósito de prevenir ou curar uma enfermidade qualquer.
No caso de enfermidades genéticas, nas quais um gene está defeituoso ou ausente, a terapia gênica consiste em transferir a versão funcional do gene para o organismo portador da doença, de modo a reparar o defeito. Se trata de uma ideia muito simples, mas como veremos sua realização prática apresenta vários obstáculos.
Primeira etapa: o isolamento do gene.
Um gene é uma porção de DNA que contém a informação necessária para sintetizar uma proteína. Transferir um gene é transferir um pedaço particular de DNA. Portanto, é necessário antes de tudo, possuir “em mãos” o pedaço correto.
As enfermidades genéticas conhecidas estão ao redor de 5000, cada uma causada por uma alteração genética diferente. O primeiro passo para a terapia gênica é identificar o gene responsável pela enfermidade. Subsequentemente, pelas técnicas de biologia molecular é possível adquirir um pedaço de DNA que contém este gene. Estaprimeira etapa é chamada de isolamento ou clonagem do gene.
Qualquer enfermidade é candidata a terapia gênica, desde que o gene esteja isolado para a transferência. Graças ao progresso da biologia molecular esta primeira etapa é relativamente simples em comparação a alguns anos atrás. Tem sido possível isolar numerosos genes causadores de doenças genéticas e, se descobrem outros a cada semana.
In vivo ou em ex-vivo?
Estas condições mostram qual é o objetivo da transferência gênica. Os procedimentos da terapia gênica in vivo consistem em transferir o DNA diretamente para as células ou para os tecidos do paciente.
Nos procedimentos ex-vivo, o DNA é primeiramente transferido para células isoladas de um organismo, previamente crescidas em laboratório. As células isoladas são assim modificadas e podem ser introduzidas no paciente. Este método é indireto e mais demorado, porém oferece a vantagem de uma eficiência melhor da transferência e a possibilidade de selecionar e ampliar as células modificadas antes da reintrodução.
Como se transfere o DNA a célula hospedeira?
Os procedimentos de transferência do DNA in vivo ou em ex-vivo têm o mesmo propósito: o gene deve ser transferido para dentro das células, e uma vez inserido tem que resistir bastante tempo. Neste tempo, o gene tem que produzir grandes quantidades de proteína para reparar o defeito genético. Essas características podem ser resumidas em um único conceito: o gene estranho precisa se expressar de modo efetivo no organismo que o receberá.
O sistema mais simples seria, naturalmente, injetar o DNA diretamente nas células ou nos tecidos do organismo a ser tratado. Na prática, este sistema é extremamente ineficaz: o DNA desnudo quase não apresenta efeito nas células. Além disso, essa tentativa requer a injeção em uma única célula ou grupos de células do paciente.
Por isto, quase todas as técnicas atuais para a transferência de material genético implicam o uso de vetores, para transportar o DNA para as células hospedeiras.
Retirado de: Terapia Gênica, Só Biologia. Disponível em: < https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/terapia_genica.php>. Acesso em 25 nov. 2021.
Como a biotecnologia pode ajudar a resolver crimes?
O perito criminal é o profissional especializado para analisar criticamente as cenas e os locais onde ocorreram crimes. O seu campo de atuação envolve estudar o corpo da vítima, os objetos envolvidos e o local do crime, a fim de entender como ocorreu o delito. Essa área envolve profissionais de diversos segmentos – de biotecnologia à informática. Mas onde o biotecnologista pode atuar?
A resposta está no DNA: o biotecnologista pode realizar análise do perfil genético dos indivíduos suspeitos e do DNA contido nos objetos e local do crime, podendo afirmar assim se a pessoa esteve ou não envolvida. Esta conclusão é possível pois cada pessoa é única e apresenta um perfil genético distinto. O mais legal é que isso não ocorre somente em séries de investigação criminal como CSI: No Brasil, em maio de 2012, foi sancionada a Lei N° 12.654 que cria um banco de DNA para identificação genética de condenados por crimes violentos como homicídio, extorsão mediante sequestro, estupro, entre outros. Assim, é possível identificar criminosos reincidentes.
O sistema utilizado para realizar estas comparações é o CODIS (Combined DNA Index System), criado pelo FBI, que é um banco de dados que armazena perfis de DNA. Este sistema utiliza 13 marcadores genéticos, dispersos em diversos cromossomos, e mais outro marcador que identifica o sexo do criminoso. Usando esse banco de dados, é possível comparar o perfil genético obtido de objetos e/ou do local do crime com os indivíduos já cadastrados.
Os exames de DNA podem ser aplicados não só no reconhecimento dos indivíduos suspeitos, mas também na identificação de cadáveres em estado avançado de decomposição ou carbonizados, identificação de corpos mutilados, investigação de paternidade, etc. A análise do DNA é uma ferramenta incontestável que transformou a investigação criminal, tornando-a mais acurada.
Quando vemos um caso de crime em séries de TV, parece que a profissão de “investigador” é sempre eletrizante e cheia de mistérios – mas na verdade envolve muito trabalho e empenho na busca da verdade.
Retirado de: Profissão Biotec. Disponível em: < https://profissaobiotec.com.br/como-a-biotecnologia-pode-ajudar-a-resolver-crimes/>. Acesso em 25 nov. 2021.