Biotecnologia na Saúde

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DESCRIÇÃO
A Biotecnologia na saúde e suas contribuições para o diagnóstico e o tratamento de doenças.
PROPÓSITO
Reconhecer a importância da Biotecnologia na saúde, por meio de diagnósticos e tratamentos
feitos a partir do sequenciamento de DNA e edição genética; além do uso de células-tronco e
terapia individualizada, por meio da farmacogenética, na melhora da qualidade de vida de
muitos pacientes.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar o sequenciamento de DNA
MÓDULO 2
Reconhecer as aplicações das células-tronco
MÓDULO 3
Reconhecer a terapia genética e a farmacogenética
INTRODUÇÃO
Muito se tem falado sobre testes moleculares, sequenciamento de DNA, transgênicos, vacinas,
mas você sabia que todos esses produtos são frutos da Biotecnologia? Pois é, a
Biotecnologia é uma área multidisciplinar que busca soluções para diversos problemas
da humanidade pelo uso de organismos vivos ou partes destes. Suas aplicações na
agropecuária, na área ambiental, industrial e alimentícia são bem reportadas, mas você sabia
que a Biotecnologia já salvou muitas vidas?
Imagem: Shutterstock.com.
Na saúde, a Biotecnologia tem contribuído para o entendimento de diversas doenças, bem
como seu diagnostico rápido, formas de prevenção e terapias mais adequadas e eficientes.
Algumas das suas vertentes englobam os testes moleculares, como o sequenciamento de
DNA para o diagnóstico de doenças genéticas, o uso e obtenção de células-troncos,
capazes de se transformar em outras células no tratamento de doenças, a terapia gênica e a
edição genômica, que permitem consertar defeitos genéticos em nossas células, e a
farmacogenética, que possibilita o uso mais preciso de fármacos, de acordo com a
capacidade de metabolização do nosso organismo, gerando uma otimização do tratamento.
Com essas e outras aplicações da Biotecnologia, a medicina tradicional tem sido revolucionada
e a compreensão do material genético humano tem aberto novas possibilidades para o
tratamento de doenças. Agora, vamos dar uma olhada nas metodologias mais inovadoras
utilizadas nesta área.
MÓDULO 1
 Identificar o sequenciamento de DNA
A BIOTECNOLOGIA E AS METODOLOGIAS
DE SEQUENCIAMENTO
A Biotecnologia foi consolidada com o surgimento do sequenciamento de DNA. Quando o
sequenciamento do genoma humano, que envolveu diversas instituições, foi completado em
2003, possibilitou o entendimento de diversas doenças genéticas e seu melhor manejo e
tratamento.
Mas o que é sequenciamento de DNA?
RESPOSTA
É a determinação da sequência exata de nucleotídeos de um indivíduo, os componentes
básicos do DNA. Com o projeto do genoma humano, foi possível sequenciar 3,1 milhões de
nucleotídeos que compõem o nosso material genético, permitindo a compreensão de como
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falhas ou alterações no DNA causam doenças. O sequenciamento de DNA tem sido utilizado
para estudos evolutivos, filogenéticos, clonagem gênica, reprodução, diagnóstico,
desenvolvimento de tratamentos e obtenção de conhecimentos.
GENOMA
Todo o material genético (DNA) de um indivíduo, incluindo regiões codificantes e não
codificantes.
Foto: Materialscientist / wikimedia Commons / domínio público.
 Frederick Sanger
A primeira metodologia de sequenciamento de DNA descrita, em 1977, foi chamada de método
de Sanguer, método didesoxi ou método de terminação de cadeia. O nome se deve ao
pesquisador Frederick Sanger, do laboratório de biologia molecular da Universidade de
Cambridge, no Reino Unido. Seus achados foram tão importantes para a humanidade que
renderam dois prêmios Nobel. Vamos ver como isso foi possível.
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NOBEL
Prêmio de maior reconhecimento para pessoas ou instituições por suas descobertas,
pesquisas ou contribuições para a humanidade.
PRINCÍPIO DA METODOLOGIA DE
SEQUENCIAMENTO DE SANGER
O sequenciamento de DNA é utilizado para diversos fins, incluindo uma infinidade de doenças
e fatores que possam contribuir para o seu agravamento.
Mas por que o DNA?
É o DNA, ácido desoxirribonucleico, que contém toda a informação genética de um indivíduo,
ou seja, ele tem todas as informações para que o nosso organismo funcione corretamente. É
nele que estão as informações para produzir todas as proteínas que precisamos. Desde a sua
descoberta como o material genético e responsável pela hereditariedade, o DNA tem sido
extensivamente estudado.
HEREDITARIEDADE
Características de um ser vivo que são transmitidas para gerações futuras.
Hoje, sabemos que todas as células possuem DNA em seu interior na forma de dupla hélice,
composto por nucleotídeos que se repetem e se complementam. Os nucleotídeos são os
componentes básicos do DNA, os monômeros, que vão se ligar uns aos outros para formar
essa molécula tão importante.
E do que um nucleotídeo é formado?
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RESPOSTA
Cada nucleotídeo é formado por uma molécula de fosfato, um açúcar de cinco carbonos,
também chamado de pentose. No caso do DNA, esse açúcar é do tipo desoxirribose e uma
base nitrogenada. Existem quatro tipos de bases nitrogenadas e que dão nome aos
nucleotídeos, são elas: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G). O genoma
humano possui cerca de 3,1 milhões de repetições destes quatro tipos de nucleotídeos
presentes em 46 pedaços, chamados de cromossomos.
CROMOSSOMOS
Filamentos de DNA enrolados a proteínas histonas na sua forma mais compactada.
Imagem: Shutterstock.com.
O DNA é formado por duas fitas complementares de nucleotídeos que se enrolam e formam
uma estrutura de hélice, por isso dizemos que o DNA é uma dupla hélice. Isso é possível
devido às ligações que os nucleotídeos fazem entre si para formar essa molécula. Sabemos
que os nucleotídeos encontrados são ligados entre si através de ligações de hidrogênio que
ocorrem entre as bases nitrogenadas, onde A se liga T por meio de duas ligações de
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hidrogênio, e G se liga C por meio de três ligações de hidrogênio. Assim, se sabemos que uma
fita de DNA é formada por ATCCGATTT, a fita complementar será composta por TAGGCTAAA,
uma vez que o DNA é dupla fita e complementar.
Além das ligações entre as bases nitrogenadas para formar a dupla fita do DNA, os
nucleotídeos também são ligados uns aos outros por meio de ligações fosfodiester, que
ocorrem entre o açúcar do nucleotídeo anterior e o grupo fosfato do próximo nucleotídeo.
Imagem: Shutterstock.com.
 Estrutura do DNA.
Vamos tentar visualizar como é. Imagine uma molécula de DNA como uma escada em espiral,
na qual temos o corrimão e os degraus; os nucleotídeos na molécula de DNA se organizam de
forma que o grupamento fosfato e os açúcares formam o corrimão e as bases nitrogenadas se
localizam dentro da molécula formando os degraus. As características e propriedades do DNA
incluem:
Cadeia polinucleotídica, dupla hélice, pareamento de bases: A-T e C-G, construção
antiparalela, solúvel em água, absorve luz ultravioleta no comprimento de onda de 260
nanômetros, precipita em etanol, tem carga negativa e é sensível a altas temperaturas.
Para entendermos como ocorre o processo de sequenciamento de DNA desenvolvido por
Sanger, precisamos entender como essa informação é passada adiante para as células. Assim,
podemos dizer que a replicação celular está diretamente associada à replicação do DNA,
sendo fundamental para o correto funcionamento de qualquer célula. A replicação de DNA
requer uma serie de enzimas e o próprio DNA como molde. Assim como uma célula surge de
outra pré-existente, o DNA também surge de outro pré-existente.
Imagem: Shutterstock.com.
 Ilustração de mecanismo de replicação do DNA.
Uma das enzimas que participam do processo de replicação é a DNA polimerase, responsável
por formar a ligação fosfodiester pela adição de novos nucleotídeos na cadeia que está sendo
formada. Dizemos que a replicação de DNA é semiconservativa, pois metade do DNA é
recém-sintetizado ou polimerizado, e a outra metade é antiga, que serve como molde para
adiçãode novos nucleotídeos com base na complementariedade (A-T e C-G).
Tanto in vivo quanto in vitro , vamos precisar de todos esses componentes para replicação
do DNA: condições ideais, os quatro nucleotídeos e a DNA polimerase.
IN VIVO
Experimentos realizados no organismo vivo.
IN VITRO
Experimentos que ocorrem fora do organismo vivo, com ambiente controlado e fechado
em laboratório, geralmente, em recipientes de vidro.
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A DNA polimerase desenvolve um papel importante nesse processo e na ligação fosfodiester
entre os nucleotídeos, e para entender como o sequenciamento de DNA ocorre, vamos
precisar compreender melhor o papel dessa enzima. A DNA polimerase é capaz de:
Adicionar nucleotídeos à fita crescente de DNA, com base nos nucleotídeos do DNA da
fita molde.
Adicionar novos nucleotídeos sempre no sentido 5’-3’.
Além disso, requer um pequeno seguimento de DNA na cadeia molde para poder realizar a
ligação fosfodiester. Esses pequenos seguimentos de DNA são chamados de primers ou
iniciadores. A DNA polimerase tem ação exonucleotídica e gasta energia proveniente dos
próprios nucleotídeos soltos.
EXONUCLEOTÍDICA
Verificam se o nucleotídeo adicionado é o correto, se não for, cortam e adicionam outro. É
um mecanismo de autocorreção do DNA.
Imagem: Shutterstock.com.
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 Ligação fosfodiester entre os nucleotídeos da mesma fita.
A ligação fosfodiester ocorre no sentido 5’-3’, mas o que quer dizer isso? A DNA polimerase
não consegue reconhecer apenas o molde de DNA e realizar a fita complementar. Para que a
reação ocorra, é necessário adicionar pequenos seguimentos de DNA ou RNA (ácido
ribonucleico) na fita a ser sintetizada para servir de ponto de partida para a reação fosfodiester.
A DNA polimerase vai reconhecer o grupamento hidroxila (-OH) presente no carbono 3’ da
desoxirribose e realizar a ligação com o fosfato presente no carbono 5’ na desoxirribose do
nucleotídeo a ser adicionado. Assim, dizemos que o DNA “cresce” no sentido 5’para o 3’.
Com base nesses conhecimentos, o pesquisador Frederick Sanger e seus colaboradores
fizeram uma alteração química nos nucleotídeos do DNA. Podemos ter quatro tipos de
nucleotídeos (A, T, C, G), que também podem ser chamados de desoxinucleotídeos (dNTP),
por possuírem um açúcar do tipo desoxirribose. O que ele fez foi alterar este açúcar, retirando
o grupamento hidroxila (-OH), importante na ligação fosfodiester pela DNA polimerase, e
gerando os nucleotídeos chamados de dideoxinucleotídeos (ddNTP). Diferentemente dos
dNTPs, os ddNTPs não possuem o grupamento hidroxila no carbono 3’ do açúcar.
Imagem: CNX OpenStax/Wikimedia commons/CC 4.0
 Diferenças entre o dNTP e o ddNTP.
SEQUENCIAMENTO DE SANGER MANUAL
O sequenciamento de Sanger manual foi o primeiro sequenciamento a ser desenvolvido,
utilizando como bases os princípios da composição do DNA (A, T, C, G) e a forma como é
copiado/replicado. O sequenciamento de Sanger permite sequenciar pequenos pedaços de
DNA, geralmente em torno de 900 nucleotídeos. A reação de sequenciamento, que vai permitir
saber a ordem exata de nucleotídeos, é bem similar a uma reação de amplificação de DNA em
laboratório, conhecida como Reação em Cadeia da Polimearase (PCR).
O que vamos precisar para sequenciamento de Sanger?
A DNA polimerase, enzima responsável pela ligação fosfodiester para adição de novos
nucleotídeos na cadeia de DNA que está sendo formada.
Primers ou iniciadores, que são pequenos seguimentos de DNA ou RNA complementar à
região a ser sequenciada, servindo de ponto de partida para a DNA polimerase atuar.
dNTP, que são os desoxinucleotídeos, são os nucleotídeos contendo a hidroxila livre no
carbono 3’ do açúcar de cada nucleotídeo, sendo quatro deles: adenina, timina, citosina e
guanina.
ddNTP, que são os dideoxinucleotídeos, são os nucleotídeos alterados para não ter a hidroxila
livre no carbono 3’ do açúcar.
Solução tampão, solução líquida que vai fornecer as condições de pH ideais para que a reação
aconteça.
Imagem: Shutterstock.com.
 Tubo utilizado para cada ddNTP.
Inicialmente, preparamos quatro tubos, com os seguintes componentes em cada um:
Tubo 1: DNA polimerase, DNA molde, dNTPs (A, T, C e G), solução tampão, primers ,
ddNTP do tipo adenina
Tubo 2: DNA polimerase, DNA molde, dNTPs (A, T, C e G), solução tampão, primers ,
ddNTP do tipo timina
Tubo 3: DNA polimerase, DNA molde, dNTPs (A, T, C e G), solução tampão, primers ,
ddNTP do tipo citosina
Tubo 4: DNA polimerase, DNA molde, dNTPs (A, T, C e G), solução tampão, primers ,
ddNTP do tipo guanina
Os quatro tubos são, então, submetidos à variação de temperatura para que ocorra a reação
de amplificação do DNA no tubo. São utilizadas três temperaturas:
DESNATURAÇÃO
ANELAMENTO
EXTENSÃO
DESNATURAÇÃO
Temperatura elevada para que o DNA dupla fita se abra e se torne fita simples. Em torno de
95°C, temperatura suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio entre as bases
nitrogenadas.
ANELAMENTO
Temperatura mediana, que vai permitir que parte do DNA se ligue novamente. É a temperatura
que os primers vão se ligar por complementariedade ao DNA fita simples para servir de molde
para a DNA polimerase atuar. É a temperatura que mais varia, em torno de 45-65°C.
EXTENSÃO
Temperatura ideal para que a DNA polimerase adicione novos nucleotídeos com base no
iniciador ligado e na fita molde. A temperatura ideal da maioria dessas enzimas é em torno de
72°C.
Essas três temperaturas formam um ciclo que se repete de 25 a 35 vezes, de forma que, a
cada ciclo, a DNA polimerase aumente a quantidade de DNA em cada tudo de forma
exponencial, ou seja, de 2 para 4, de 4 para 16, de 16 para 256, e assim por diante.
Após a reação, o resultado é visualizado por meio de uma eletroforese em gel de
poliacrilamida. A eletroforese é uma técnica de separação de moléculas com base no seu
tamanho e carga. O DNA tem carga negativa e será submetido a uma voltagem para que
corra no sentido positivo (cargas opostas se atraem). Ao final da corrida eletroforética, o
resultado é revelado e analisado. Os fragmentos menores vão migrar/correr mais rápido no gel,
pela facilidade de locomoção, do que fragmentos maiores. Assim, de acordo com cada
seguimento gerado pela reação, em cada tubo, podemos montar a sequência exata de
nucleotídeos do DNA de interesse.
Mas, afinal, por que podemos saber disso?
GEL DE POLIACRILAMIDA
Poliacrilamida é um polímero formado por várias subunidades de acrilamida, que, quando
aquecidos, formam uma malha, uma espécie de gel, similar à gelatina.
CARGA NEGATIVA
O DNA tem carga negativa devido ao fosfato presente na molécula, que, por possuir
carga negativa e ficar para fora da molécula, confere tal característica ao DNA.
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Elaborado por Ivson Cassiano de Oliveira Santos.
 Eletroforese para separação dos fragmentos de DNA gerados pelo sequenciamento de
Sanger.
Lembra que, em cada tubo, colocamos os quatro nucleotídeos normais, dNTP, e um para cada
nucleotídeo alterado, ddNTPs? Pois bem, a DNA polimerase vai adicionar novos nucleotídeos e
parar de adicionar toda vez que ela encontrar um nucleotídeo alterado (ddNTP), gerando
fragmentos de determinado tamanho, que vai ser visualizado posteriormente por eletroforese.
Só que a reação não vai gerar um fragmento só, com determinado tamanho, porque também
temos nucleotídeos normais na reação. Assim, teremos vários fragmentos de DNA amplificado
que a reação parou toda vez que adicionou um ddNTP. Após a corrida, é só observar onde
cada fragmento parou e juntar todas as quatro reações como um quebra-cabeça!
SEQUENCIAMENTO DE SANGER
AUTOMATIZADO
Com os avanços científicos, a técnica inicial de sequenciamento de Sanger sofreu alterações
para melhorar a qualidade do sequenciamento e torná-lo mais fácil. Nos dias atuais, utilizamos
o sequenciamento de Sanger automatizado. Ele surgiu por volta dos anos 80-90 e ajudou no
sequenciamentodo genoma humano.
O processo de sequenciamento é bem semelhante ao manual, utilizando a DNA polimerase, a
solução tampão, os primers ou iniciadores, os quatro nucleotídeos dNTPs (A, T, C e G) e os
quatro ddNTP, para não possuírem a hidroxila livre (-OH) no carbono 3’ da desoxirribose,
ddATP, ddTTP, ddCTP e ddGTP. A diferença é que cada tipo de ddNTP é associado a uma
molécula fluorescente com cor diferente. Isso permite colocar todos os componentes na
mesma reação, uma vez que conseguimos diferenciar pela cor emitida qual dos quatro ddNTP
está sendo adicionado ao DNA pela DNA polimerase.
FLUORESCENTE
Molécula que emite luz fluorescente quando exposta a radiações do tipo ultravioleta, raios
catódicos ou raios X.

O único tubo com todos os componentes é submetido ao equipamento que realizará a variação
de temperatura: desnaturação, anelamento e extensão, formando um ciclo que se repete em
torno de 30x.
A DNA polimerase atuará adicionando novos nucleotídeos com base na cadeia molde e
reconhecendo o iniciador ligado;


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A ligação fosfodiester é realizada entre o grupamento hidroxila (-OH) presente no açúcar e o
fosfato do próximo nucleotídeo.
Enquanto a DNA polimerase adicionar um dNTP, que possui o grupamento -OH, a reação de
amplificação continua. Toda vez que a DNA polimerase adicionar um nucleotídeo alterado,
ddNTP, a reação para.


Como existem muitas cópias de DNA no tubo, diversos tamanhos de DNA diferentes serão
formados conforme a reação vai cessando, devido à adição de um ddNTP.
Ao final da reação, teremos de milhões a bilhões de cópias do DNA molde com comprimentos
diferentes.

Na hora de obter o resultado, no sequenciamento manual, cada tubo é submetido a uma
eletroforese para separação dos diferentes fragmentos, de acordo com cada ddNTP
adicionado. No sequenciamento automatizado, também será realizada uma eletroforese para
separação dos fragmentos gerados, porém, em um único tubo, e a eletroforese ocorre no
próprio equipamento de sequenciamento, dita eletroforese capilar em gel de poliacrilamida.
A eletroforese capilar, assim como a eletroforese, tem como objetivo separar fragmentos de
DNA de acordo com seu tamanho e massa. Contudo, a eletroforese ocorre em um capilar, um
fio muito fino por onde o gel de poliacrilamida e o DNA vão passar. Ao final deste capilar, existe
um laser (que vai excitar o DNA que está passando naquele momento) e um detector de
fluorescência (após a excitação, o detector vai captar a cor do ddNTP que está sendo emitida).
O equipamento é ligado a um computador, que converterá o sinal gerado em um gráfico com
picos de fluorescência, chamado de cromatograma. O primeiro fragmento de DNA a passar é o
menor fragmento e o último o maior. Assim, se os marcadores dos ddNTPs forem adenina
verde, timina vermelho, citosina azul e guanina preto, a sequência de DNA: AATGCT será lida
pelo equipamento da seguinte forma: vermelho, vermelho, verde, azul, preto, azul, verde. O
computador converte esse sinal então aos nucleotídeos correspondentes TTACGCA.
Imagem: Shutterstock.com.
 Sequenciamento de Sanger automatizado: leitura dos picos de fluorescência para cada
ddNTP pelo equipamento.
Imagem: Estevezj/wikimedia Commons/CC BY-AS 3.0.
 Representação ilustrativa do processo de sequenciamento automatizado.
 ATENÇÃO
A DNA polimerase adicionará nucleotídeos complementares à fita molde e o equipamento vai
ler somente os ddNTPs que forem adicionados à fita nova. Por isso, o que vemos no exemplo é
o DNA complementar de AATGCT, que é TTACGCA.
ANÁLISE DE DADOS
Imagem: Shutterstock.com.
O sequenciamento de Sanger, também é chamado de sequenciamento de primeira geração, e
todos os novos tipos e metodologias que vieram após o de Sanger são chamados de
sequenciamentos de nova geração (NGS - do inglês Next-Generation Sequencing ). Apesar
das novas metodologias de sequenciamento de DNA, o método de Sanger automatizado é
amplamente utilizado para sequenciar pequenos seguimentos de DNA (<900 pb) e permite o
diagnóstico de muitas doenças genéticas.
 EXEMPLO
O caso mais famoso de aplicação do sequenciamento de Sanger é o da atriz internacional
Angelina Jolie. Há alguns anos, a atriz retirou os seios como forma de prevenção ao câncer de
mama ao descobrir que possuía cerca de 90% de chances de desenvolver este tipo de câncer.
Isso só foi possível por meio do sequenciamento genético dos genes BRAC1 e BRAC2
associados a este tipo de câncer. Ao se obter a exata sequência de nucleotídeos, foram
descobertas mutações (alterações no DNA) que levavam a uma alta propensão ao câncer de
mama.
O sequenciamento de DNA tem sido utilizado para diagnóstico de câncer e de doenças
genéticas raras que possuem tratamento. Além disso, utilizado para determinar o melhor
tratamento para aquele tipo de câncer, com base nas alterações genéticas (DNA) encontradas,
a chamada farmacogenética/farmacogenômica.
O que, para nós, parece uma repetição de letras (A,T,C,G) sem sentindo, para as nossas
células é a ordem em que se apresentam os nucleotídeos que ditam todas as características.
Sabemos hoje que, se alguma ordem desses nucleotídeos está errada ou gera uma informação
defeituosa, pode-se ter o surgimento de doenças. Isso torna o sequenciamento de DNA uma
ferramenta de diagnóstico.
E como é feito esse processo?
É necessário realizar uma análise detalhada e comparativa do resultado, para buscar
alterações que possam ter sentido em alguma doença. Para isso, é preciso baixar o
cromatograma com as quatro cores dos nucleotídeos sequenciados, observar a qualidade do
sequenciamento e, com auxílio de um software, realizar a análise.
A análise inicial envolve a qualidade do sequenciamento, visto pelos picos gerados pela
fluorescência emitida. Os picos com qualidade aceitável para análise envolvem picos bem
definidos, uniformes e espaçados. A sobreposição de mais de um pico pode significar um
sequenciamento de baixa qualidade e a amostra precisa ser repetida.
Imagem: Shutterstock.com
 Representação das cores dos nucleotídeos.
A comparação envolve a procura por alterações no DNA que possam significar alguma doença
ou propensão a determinadas doenças. Tais alterações são chamadas de mutações. As
mutações que podemos encontrar no DNA são dos seguintes tipos:
DELEÇÃO
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Deleção de um ou mais nucleotídeos
INSERÇÃO
Adição de um ou mais nucleotídeos
DUPLICAÇÃO
Duplicação de uma sequência de nucleotídeo
TRANSLOCAÇÃO
Troca do tipo de nucleotídeo, A-T por C-G, ou vice-versa
TRANSVERSÃO
Inversão da posição do nucleotídeo, A-T por T-A ou C-G por G-C, ou vice-versa
Imagem: Shutterstock.com.
 Tipos de mutações que podem ser encontradas no DNA.
Essas mutações são determinadas comparando as sequências dos pacientes com sequências
de DNA de células saudáveis e seu papel determinado com base em estudos clínicos e
associação com doenças.
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Para finalizarmos, com a quantidade cada vez maior de dados fornecidos pelos
sequenciamentos e de necessidades de armazenamento e análises, um novo campo surgiu: a
bioinformática.
IMAGEM: SHUTTERSTOCK.COM.
A bioinformática é uma área multidisciplinar que atua no campo da pesquisa, desenvolvimento
ou aplicação de ferramentas computacionais para análise de dados biológicos, incluindo seu
armazenamento, organização, análise e visualização. A capacidade e a diminuição dos custos
do sequenciamento têm aberto diversas novas possibilidades, inclusive de atuação
profissional, sendo uma importante ferramenta aplicada para melhoramento da qualidade de
vida.
SEQUENCIAMENTO DE SANGER
Neste vídeo, o especialista Ivson Cassiano apresenta maiores detalhes sobre o processo de
sequenciamento de Sanger e de sua aplicabilidade.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. DE ACORDO COM O SEQUENCIAMENTO DE DNA, QUAL SERÁ O
SEQUENCIAMENTO OBTIDO DA SEQUÊNCIA AGGCATTACTAGG?
A) ACCTTAATGAACG
B) TGGCTAATGATCCC) TCCGTAATGATCC
D) AGGCATTACTAGG
E) ACCCTAATGATCC
2. NO SEQUENCIAMENTO DE DNA PELO MÉTODO DE SANGER
AUTOMATIZADO, SÃO USADOS DOIS TIPOS DE NUCLEOTÍDEOS:
DEOXINUCLEOTÍDEO (DNTP) E OS DIDEOXINUCLEOTÍDEO (DDNTP).
ESSE ÚLTIMO É RESPONSÁVEL PELA PARADA DA SÍNTESE DE DNA NA
REAÇÃO E PELA GERAÇÃO DE FRAGMENTOS DE DIFERENTES
TAMANHOS QUE SERÃO SUBMETIDOS À ELETROFORESE CAPILAR E
IDENTIFICADOS PELA EMISSÃO DE FLUORESCÊNCIA NO
EQUIPAMENTO. QUAL A DIFERENÇA ENTRE OS DNTP E OS DDNTP?
A) Os dNTPs possuem um grupamento fosfato que está ausente nos ddNTPs.
B) Os ddNTPs possuem um açúcar a mais o que não permite sua adição ao DNA pela DNA
polimerase.
C) ddNTPs possuem moléculas fluorescentes acopladas, que por si só permitem o
sequenciamento de DNA.
D) Os ddNTPs não possuem o grupamento hidroxila (-OH) no carbono 3’ do açúcar, o que não
permite a DNA polimerase realizar a ligação fosfodiester, gerando fragmentos de DNA de
diferentes tamanhos.
E) Os dNTPs não possuem o grupamento hidroxila (-OH) no carbano 3’ do açúcar, o que não
permite a DNA polimerase realizar a ligação fosfodiester, gerando fragmentos de DNA de
diferentes tamanhos.
GABARITO
1. De acordo com o sequenciamento de DNA, qual será o sequenciamento obtido da
sequência AGGCATTACTAGG?
A alternativa "C " está correta.
Os nucleotídeos apresentam complementariedade dos pares de bases, onde A se liga a T,
através de duas ligações de hidrogênio, e G se liga a C, através de três ligações de hidrogênio.
O sequenciamento de DNA utiliza uma fita simples de DNA para sintetizar a fita complementar
e adicionar os nucleotídeos marcados e alterados ddNTPs. Sendo assim, a fita proveniente do
sequenciamento proposto é complementar aos nucleotídeos informados.
2. No sequenciamento de DNA pelo método de Sanger automatizado, são usados dois
tipos de nucleotídeos: deoxinucleotídeo (dNTP) e os dideoxinucleotídeo (ddNTP). Esse
último é responsável pela parada da síntese de DNA na reação e pela geração de
fragmentos de diferentes tamanhos que serão submetidos à eletroforese capilar e
identificados pela emissão de fluorescência no equipamento. Qual a diferença entre os
dNTP e os ddNTP?
A alternativa "D " está correta.
Os ddNTPs são os nucleotídeos alterados para não possuir um grupamento hidroxila (-OH) no
carbono 3’ do açúcar do DNA, esta alteração faz com que a DNA polimerase não consiga
adicionar um novo nucleotídeo, gerando fragmentos de DNA de vários tamanhos, o que vai ser
separado por eletroforese e, no sequenciamento de Sanger automatizado, vai ser lido pelo
equipamento quanto a emissão de fluorescência. Gerando um gráfico com os picos dos
ddNTPs adicionados.
MÓDULO 2
 Reconhecer as aplicações das células-tronco
TERAPIA COM CÉLULAS-TRONCO
O organismo humano é formado por diversos órgãos, como o coração, pulmão, rim etc. que
desempenham funções determinadas. Cada órgão é formado por um conjunto de células que
formam os tecidos. Há diversos tipos de tecidos com diferentes propriedades e características.
Somos formados basicamente por células especializadas em determinados tecidos que, juntos,
formam os órgãos. Doenças podem gerar danos nesses tecidos. Uma das formas de curar
danos nos tecidos, traumas ou membros é pelo uso de células-tronco. As células-tronco são
células capazes de se diferenciar em outros tipos de células, restaurando aquele tecido.
Imagem: Shutterstock.com.
Além disso, muitas doenças ocorrem em tecidos que não possuem a capacidade de se
regenerar, como o tecido nervoso, os neurônios, e o tecido muscular cardíaco. Danos nesses
tecidos são irreversíveis e o uso de células-tronco para restaurá-los (e consequente, o órgão
também) tem sido promissor. O uso de células-tronco como terapia vai muito além. Podemos
usar para restaurar traumas, reconstruir membros, testar novos medicamentos e entender
como doenças se desenvolvem. Agora, vamos ver o uso de células-tronco para tratamento.
Imagem: Shutterstock.com.
 Células-tronco e sua capacidade de se transformar em tecidos para restituir órgãos.
TIPOS DE CÉLULAS-TRONCO
As células-tronco são consideradas células indiferenciadas, capazes de se diferenciar em
outros tipos de tecidos e, portanto, capazes de se transformar e de restaurar um tecido
danificado. O seu uso tem ajudado a restaurar órgãos em que o transplante não é possível, a
tratar órgãos de pacientes que poderiam morrer na fila de espera por um transplante e na
compatibilidade da célula/tecido, uma vez que são retiradas células-tronco do próprio paciente,
não tendo risco de rejeição.
Também tem sido demostrada a capacidade de transformação das células-tronco em diversos
tecidos, por exemplo: células cardíacas, células nervosas, células produtoras de insulina, da
medula óssea, entre diversos outros tipos de tecidos.
As células-tronco são a base para a formação dos tecidos e órgãos do nosso organismo. Todas
elas possuem a capacidade de auto renovação e de se diferenciar (formar outros tecidos).
As células-tronco podem ter origem embrionária, de tecidos adultos ou ainda serem induzidas:
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
São as células obtidas do embrião, formadas 3 a 5 dias após a fecundação do espermatozoide
com o óvulo. Nesse estágio, o embrião é chamado de blastocisto e é composto por uma massa
celular interna capaz de se diferenciar em todos os tecidos humanos, mais os tecidos da
placenta e anexos embrionários.
Imagem: Shutterstock.com.
 Representação 3D de célula-tronco embrionária.
São as células-tronco mais potentes que podemos ter, capazes de formar um organismo vivo e
todos os tecidos necessários ao seu desenvolvimento. São chamadas de células-tronco
totipotentes. Essas células podem ser obtidas de embriões fertilizados in vitro e usadas para
fins de pesquisa após consentimento informado.
CÉLULAS-TRONCO ADULTAS
Alguns tecidos necessitam de células para sua renovação e crescimento. Ou seja, podemos
obter algumas células-tronco de tecidos adultos, que estão lá com a função de renovar aquele
tecido. Esse tipo de célula-tronco pode ser mais difícil de encontrar e cultivar em laboratório.
Sua capacidade de autorrenovação é menor do que as células-tronco embrionárias, mas
podem ser usadas no tecido específico. Por exemplo, podemos obter células-tronco na medula
óssea que forma o sangue, células do sistema imunológico e plaquetas.
Imagem: Shutterstock.com.
 As células-tronco adultas podem ser extraídas da medula óssea.
Essas células podem ser usadas para tratar doenças que afetam este tipo de célula, mas não
conseguem se diferenciar em outras células, como células do fígado, rim, coração, por
exemplo. Assim como as células-tronco desses tecidos/órgãos não conseguem se transformar
em células do sangue. Alguns tipos de células-tronco adultas incluem as
hematopoéticas (Default tooltip) , mesenquimais (Default tooltip) , epiteliais (Default tooltip) ,
do cordão umbilical etc. Assim, as células-tronco adultas não são iguais e sua capacidade de
diferenciação depende de qual parte do corpo elas foram isoladas.
CÉLULAS-TRONCO PLURIPOTENTES INDUZIDAS (IPS)
Como o nome sugere, as iPS são induzidas em laboratório, por meio de uma reprogramação
genética da célula. Novamente, temos o DNA como alvo de estudos. Ele controla todas as
funções de uma célula. Cientistas têm conseguido reprogramar o DNA para que a célula
retorne ao ponto de indiferenciação e seja capaz de gerar outros tecidos. Qualquer tipo de
célula pode ser reprogramado para ser uma iPS, embora não tenham as mesmas capacidades
das células-tronco embrionárias, podem se transformar em todos os tecidos com exceção dos
embrionários.
Esse tipo de célula-tronco foi criada em 2007 e muitas pesquisas têm sido realizadas para
possibilitar seu uso como terapia.
Além da origem dessas células-tronco, elas também podem ser classificadas de acordo com a
sua capacidade de transformação.
CÉLULAS TOTIPOTENTES
Células capazes de se transformar em todos os tipos de células incluindo a placenta. Surgem
logoapós a fecundação e são as células-tronco com a maior capacidade de diferenciação que
podemos ter.
CÉLULAS PLURIPOTENTES
São aquelas com capacidade de se diferenciar em todos os tipos de tecidos com exceção da
placenta.
CÉLULAS MULTIPOTENTES
Células com capacidade de se diferenciar em uma família ou grupo de células relacionadas
como, por exemplo, as células-tronco hematopoéticas.
CÉLULAS OLIGOPOTENTES
Capazes de se diferenciar em um ou dois tipos de células.
CÉLULAS ONIPOTENTES
Capazes de se transformar em um único tipo de célula.
 SAIBA MAIS
O que de fato acontece é que, durante a fecundação, os primeiros estágios do embrião dão
origem a um conjunto de células, chamado blastocisto, que vai se diferenciar em todos os tipos
de tecidos para formar um ser vivo. São ditas células-tronco embrionárias totipotentes, devido a
sua capacidade de se transformar em todos os tipos de células. Conforme o desenvolvimento
do embrião, essas células vão perdendo a capacidade de totipotência ao irem se transformado
em células de diferentes tecidos, o que dará origem às células-tronco adultas, com capacidade
menor de transformação.
Nos dias atuais, pesquisadores e cientistas têm utilizado células adultas para transformar em
células pluripotentes, com capacidade de se transformar em todas as células novamente, mas
não são células embrionárias.
APLICAÇÕES DAS CÉLULAS-TRONCO
SUBSTITUIÇÃO DE TECIDOS, ÓRGÃOS OU
MEMBROS (MEDICINA REGENERATIVA)
As células-tronco podem ser usadas para substituir órgãos ou tecidos danificados e restaurar a
função do tecido/órgão. As células-tronco podem ser estimuladas a gerar células saudáveis
para substituir células doentes ou mortas. Essa aplicação tem sido bem-sucedida para doenças
hematopoiéticas, como leucemia, linfomas, síndrome mielodisplásica, anemia falciforme, beta
talassemia, imunodeficiências; para distúrbios metabólicos, como diabetes tipo 1; doenças
neurodegenerativas, como doença de Parkinson, esclerose múltipla, doença de Alzheimer;
diversas doenças cardíacas, como infarto e insuficiência cardíaca; queimaduras; câncer, entre
outras.
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 Terapia com o uso de células-tronco coletadas da medula óssea ou tecido adiposo para
tratar osteoartrite.
As células-tronco também podem ser estimuladas a formarem membros inteiros, tendo grande
potencial em transplantes e na medicina regenerativa. Essa última área surgiu como resposta
ao uso de células-tronco para regenerar ou restituir tecidos/órgãos danificados. Para o sucesso
do tratamento, as células-tronco devem ser coletadas, sobreviver e se multiplicar in vitro , para
então ser estimulada a se transformar no tecido específico que vai ser colocado.
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Nos dias atuais, a medicina regenerativa avançou e adicionou novos conceitos para além das
células-tronco. É possível combinar a engenharia de tecidos, a engenharia de materiais e a
microengenharia para o desenvolvimento de organoides.
Mas o que são organoides?
RESPOSTA
É o nome dado ao cultivo em laboratório de células-tronco para gerar um miniórgão, que
embora não complete totalmente o órgão, ajuda a modular e reestruturar a sua função. Para
isso, são usadas culturas celulares 3D com células-tronco pluripotentes de origem embrionária
ou induzidas (iPS), ou células adultas do órgão em questão, em que são fornecidos
artificialmente todos os nutrientes e condições de crescimento celular.
Na cultura 3D, as células podem crescer em todos as direções, similar um órgão no organismo.
A medicina regenerativa também tem sido utilizada na estética para tratamentos
rejuvenescedores e prevenção do envelhecimento dos tecidos.
COMPREENSÃO DE DOENÇAS
Como as células-tronco se diferenciam para diversos tecidos, podendo formar até órgãos e
membros, pesquisas têm sido desenvolvidas para entendimento de doenças. Nessa aplicação,
é possível desenvolver em laboratório células humanas de determinado tecido e estudá-las. Os
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resultados com a compreensão de doenças ajudam a entender como elas ocorrem e, assim, se
determinar formas de prevenção e tratamento. Esses avanços têm levado a uma melhor
compreensão dos mecanismos celulares e moleculares do desenvolvimento de diversas
doenças. Essa aplicação das células-tronco tem sido associada a metodologias de
reprogramação celular e de edição de genes.
REPROGRAMAÇÃO CELULAR
Processo em que uma célula já diferenciada em determinado tecido é reprogramada
através da expressão forçada e transitória de genes a se tornar uma indiferenciada, ou
seja, uma célula-tronco com capacidade de se diferenciar em outro tecido novamente.
EDIÇÃO DE GENES
Alteração da sequência de DNA da célula.
Muitas pesquisas necessitam das células e dos tecidos doentes para estudo, o que vem de
pacientes e, nem sempre, eles estão disponíveis. As células-tronco têm ajudado a contornar
esse problema, ao permitir que tecidos sejam formados e estimulados a desenvolver doenças
para estudo, os chamados modelos de doenças. A compreensão de como as células se
diferenciam em outras células especializadas permitiu a reprogramação e o surgimento das
células-tronco induzidas (iPS).
As iPS são células adultas reprogramadas para se tornarem células-tronco, e depois
transformadas no tipo de tecido de interesse. Qualquer tipo de célula pode ser reprogramada e
o uso dessas células também contribui para o entendimento de doenças, uma vez que são
usadas as células do paciente para se recriar a doença em laboratório. Assim, essas células
têm sido utilizadas para entender como ficamos doentes. Diversas doenças neurológicas e
distúrbios hematológicos são estudados por esses modelos.
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Foto: Shutterstock.com.
 Cultura de células-tronco para o entendimento de doenças.
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TESTES DE MEDICAMENTOS
O desenvolvimento de novos medicamentos leva tempo, pois diversos testes devem ser
realizados para comprovar a sua eficácia, segurança e possíveis efeitos colaterais. As células-
tronco têm se mostrado aliadas nesse desenvolvimento, uma vez que podem ser
transformadas nas células do tecido que o novo medicamento atua e, assim, verificar a sua
eficácia em tecidos humanos antes de ser utilizada para tratamento.
Os testes com células-tronco também são importantes para se medir a toxicidade dos
medicamentos, principalmente, sobre o tecido cardíaco e neurológico. Também permitem
avaliar como o medicamento pode agir em diferentes pessoas, ao utilizar as células de
diferentes indivíduos para mimetizar os tecidos e órgãos de cada um.
Nesse tipo de aplicação, podemos ter o uso de células-tronco para se obter tecidos específicos
para triagem de novos compostos com ação farmacológica, eficácia e segurança de novos
medicamentos, toxicidade dos compostos e entender como o medicamento age sobre as
células.
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 Novos medicamentos podem ser testado em células-tronco diferenciadas.
O uso de animais para descoberta de novos medicamentos, muitas vezes, não corresponde ao
efeito esperado em humanos. Já as células-tronco podem indicar de início esses problemas
por se tratar de células humanas. Além disso, novas moléculas terapêuticas produzidas pelas
próprias células daquele tecido cultivado em laboratório têm sido utilizadas para se reparar um
tecido danificado.
Algumas limitações no uso de células-tronco incluem:
A sua obtenção.
Sua diferenciação em tecidos específicos (o que envolve o uso de moléculas
estimulantes).
O controle de qualidade para se evitar a contaminação com outras células.
O crescimento em um número adequado para se realizar os testes.
No futuro, espera-se criar modelos de estudos com diferentes tipos de células que interajam
entre si, formando sistemas, e assim, medir a ação do medicamento sobre diferentes
interações, mimetizando um organismo.
LEGISLAÇÃO E ASPECTOS ÉTICOS NO
USO DAS CÉLULAS-TRONCO
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O uso de células-tronco embrionáriaslevantou uma série de questionamentos, principalmente,
pela forma como são obtidas: a partir de embriões, logo após a fecundação, gerando uma
discussão ética quanto ao seu uso. O ponto principal gira em torno do questionamento sobre
em que momento se inicia a vida. Por um lado, acredita-se que o embrião é um ser humano
vivo e que deve ter seus direitos à vida protegidos; por outro lado, acredita-se que os embriões,
no início da formação, ainda não são seres humanos e que seu uso teria consentimento do
casal doador.
A Biotecnologia trouxe à tona diversas questões éticas e de segurança que deram origem a
áreas como:
BIOÉTICA
Muitas vezes, referida como “ética da vida”, visa indicar os limites e finalidades do que é
permitido realizar na medicina ou ciências biotecnológicas.
BIOSSEGURANÇA
A biossegurança visa a segurança do trabalhador, da população e do meio ambiente referente
às atividades de pesquisa, produção, desenvolvimento laboratorial.
BIODIREITO
É o ramo do direito público que garante que a bioética e biossegurança serão cumpridas
através da criação de normas e sanções para o seu descumprimento.
A obtenção de células-tronco embrionárias é polêmica e gera muita discussão em diversos
países, nos quais cada um regulamenta leis e diretrizes para o seu uso com base nos
princípios de cada sociedade.
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As questões bioéticas que envolvem o uso de células-tronco embrionárias geram um conflito
de valores entre aspectos culturais, econômicos, políticos, socais, genéticos, antropológicos
etc. Diante de todo esse dilema, existem países que permitem a pesquisa e o uso de células-
tronco para tratamento e outros que proíbem essa técnica.
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 VOCÊ SABIA
No Brasil, a lei de biossegurança 11.105, de 2005, permite o uso de embriões obtidos por
fertilização in vitro congelados por pelo menos três anos ou embriões inviáveis, com
consentimento dos genitores, para fins de pesquisas, sendo proibida a sua comercialização.
Esses embriões são obtidos de clínicas de fertilização. Somente pessoas jurídicas podem ter
autorização para trabalhar com qualquer tipo de célula-tronco e todo projeto precisa ser
aprovado por comitês e órgãos antes de ser iniciado, tendo ainda um acompanhamento quanto
às pesquisas.
Uma alternativa à questão ética do uso de embriões está no uso de células-tronco adultas e as
iPS. Apesar disso, as células-tronco embrionárias são as de maior capacidade de
diferenciação. Existem hoje, no Brasil, clínicas que coletam e congelam por criopreservação
as células-tronco do cordão umbilical de recém-nascidos para possíveis tratamentos futuros.
É nítida a importância das células-tronco para a saúde, mas existe um longo caminho de
questões éticas quanto ao seu uso no mundo.
CRIOPRESERVAÇÃO
Processo em que as células ou tecidos são congelados a -196°C para se manterem
preservadas. Geralmente, são utilizados tanques de nitrogênio líquido.
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O QUE SÃO ORGANOIDES?
Assista ao vídeo onde apresentamos as culturas de células-tronco chamadas organoides e
suas funcionalidades.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. AS CÉLULAS-TRONCO SÃO CÉLULAS COM CAPACIDADE DE SE
TRANSFORMAR EM OUTROS TIPOS DE CÉLULAS. DE ACORDO COM A
SUA ORIGEM, PODEMOS TER CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS,
CÉLULAS-TRONCO ADULTAS E CÉLULAS-TRONCO INDUZIDAS. AS
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS SÃO AS QUE POSSUEM A MAIOR
CAPACIDADE DE DIFERENCIAÇÃO, SENDO CAPAZ DE GERAR
QUALQUER TIPO DE CÉLULAS/TECIDOS, INCLUINDO AS DA PLACENTA
E ANEXOS EMBRIONÁRIOS, ESSAS CÉLULAS SÃO DENOMINADAS:
A) Totipotentes.
B) Pluripotentes.
C) Multipotentes.
D) Oligopotentes.
E) Onipotentes.
2. (ENEM) A UTILIZAÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO DO PRÓPRIO INDIVÍDUO
(AUTOTRANSPLANTE) TEM APRESENTADO SUCESSO COMO TERAPIA
MEDICINAL PARA A REGENERAÇÃO DE TECIDOS E ÓRGÃOS CUJAS
CÉLULAS PERDIDAS NÃO TÊM CAPACIDADE DE REPRODUÇÃO,
PRINCIPALMENTE, EM SUBSTITUIÇÃO AOS TRANSPLANTES, QUE
CAUSAM MUITOS PROBLEMAS DEVIDO À REJEIÇÃO PELOS
RECEPTORES. O AUTOTRANSPLANTE PODE CAUSAR MENOS
PROBLEMAS DE REJEIÇÃO QUANDO COMPARADO AOS
TRANSPLANTES TRADICIONAIS, REALIZADOS ENTRE DIFERENTES
INDIVÍDUOS. ISSO PORQUE AS:
A) Células-tronco se mantêm indiferenciadas após sua introdução no organismo do receptor.
B) Células provenientes de transplantes entre diferentes indivíduos envelhecem e morrem
rapidamente.
C) Células-tronco, por serem doadas pelo próprio indivíduo receptor, apresentam material
genético semelhante.
D) Células transplantadas entre diferentes indivíduos se diferenciam em tecidos tumorais no
receptor.
E) Células provenientes de transplantes convencionais não se reproduzem dentro do corpo do
receptor.
GABARITO
1. As células-tronco são células com capacidade de se transformar em outros tipos de
células. De acordo com a sua origem, podemos ter células-tronco embrionárias, células-
tronco adultas e células-tronco induzidas. As células-tronco embrionárias são as que
possuem a maior capacidade de diferenciação, sendo capaz de gerar qualquer tipo de
células/tecidos, incluindo as da placenta e anexos embrionários, essas células são
denominadas:
A alternativa "A " está correta.
As células com maior capacidade de diferenciação são as células-tronco embrionárias e são
denominadas totipotentes, por serem capazes de gerar, além de tecidos e órgãos, a placenta e
anexos embrionários.
2. (ENEM) A utilização de células-tronco do próprio indivíduo (autotransplante) tem
apresentado sucesso como terapia medicinal para a regeneração de tecidos e órgãos
cujas células perdidas não têm capacidade de reprodução, principalmente, em
substituição aos transplantes, que causam muitos problemas devido à rejeição pelos
receptores. O autotransplante pode causar menos problemas de rejeição quando
comparado aos transplantes tradicionais, realizados entre diferentes indivíduos. Isso
porque as:
A alternativa "C " está correta.
O transplante de células-tronco do próprio indivíduo, também chamado de autotransplante,
apresentam menores taxas de rejeição pelas células serem do próprio paciente, ou seja,
geneticamente semelhantes às do paciente.
MÓDULO 3
 Reconhecer a terapia genética e a farmacogenética
TERAPIA GENÉTICA E FARMACOGENÉTICA
Com as metodologias de sequenciamento de DNA e seu aperfeiçoamento, muitos genes foram
sequenciados e seu papel determinado em diversas doenças. Com o entendimento de como o
DNA mutado leva a proteínas defeituosas, surgiu uma possibilidade de tratamento dessas
doenças: a terapia gênica ou genética.
GENES
Parte do DNA que tem informação para produção de proteínas ou enzimas.
A terapia gênica visa fornecer às células do paciente o gene normal para que a proteína
associada à doença volte a ser produzida e, assim, a doença será diminuída ou curada. São as
tecnologias experimentais mais promissoras no tratamento de muitas doenças. Além da terapia
gênica, a grande quantidade de dados genéticos (DNA) disponíveis abriu a opção de
otimização do tratamento.
A farmacogenética/farmacogênomica baseia-se na sequência do gene de cada indivíduo
para se determinar qual opção terapêutica e a dose mais eficazes. A associação da
farmacologia com dados genômicos é primordial para a escolha e o sucesso terapêutico,
principalmente, em tratamento para o câncer.
Apesar de toda polêmica em torno dessas terapias, a ciência tem avançado a pontos nunca
imagináveis. Hoje, é possível curar um defeito genético e realizar uma terapia específica para
determinada doença.
Vamos dar uma olhada mais detalhada no que a Biotecnologia tem feito nesses campos de
pesquisa.
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TIPOS DE TERAPIA GENÉTICA
Nós somos formados por trilhões de células que se conectam, se diferenciam, se comunicam e
formam o organismo. O centro de comando de cada uma dessas células está dentro do núcleo,
especificamente no DNA. Todas as nossas características, bem como a função que cada célula
exerce, vêm de informações que estão contidas no DNA de cada indivíduo.Se uma dessas
informações é passada errada, podemos ter um gene errado ou defeituoso, que pode então
gerar uma doença. Um câncer, por exemplo, surge de uma única célula que teve seu DNA
alterado para genes defeituosos.
Sabendo disso, e juntando o conhecimento sobre a sequência de DNA presente em cada gene,
pesquisadores de todo o mundo têm investigado formas de tornar o gene saudável novamente,
fornecendo para as células sequências do gene normal. A substituição de um gene
defeituoso por um gene normal é chamada de terapia gênica e tem sido usada para tratar,
curar ou prevenir diversas doenças.
Imagem: Shutterstock.com.
As alterações no DNA podem acontecer por mutações, que geram uma proteína defeituosa; ou
pela ausência do gene, que não gera a proteína. Essas alterações podem estar presentes
desde o nascimento ou ser desenvolvidas ao longo da vida. A introdução de genes nas células
como tratamento tem duas funções principais: substituir genes defeituosos ou adicionar genes
que vão ajudar o organismo a lutar contra a doença.
A primeira etapa da terapia gênica é identificar quais os tipos de células que estão alterados.
Podemos ter dois tipos de células, de acordo com a quantidade de material genético que
possuem:
CÉLULAS SOMÁTICAS
Possuem 46 (2n) cromossomos, no caso dos seres humanos. Essas estão presentes nos
tecidos e órgãos, exceto as células germinativas.
CÉLULAS GERMINATIVAS
Possuem metade do número de cromossomos, 23 (n). Nos seres humanos são o
espermatozoide e o óvulo. Responsáveis pela formação do embrião. Ao se juntarem, formam
as células somáticas, que vão então originar os órgãos e tecidos.
A terapia gênica pode ser dividida em terapia das células somáticas de um paciente ou
terapia das células germinativas, sendo que esse último pode ser passado para as gerações
futuras, enquanto as somáticas não.
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A terapia gênica com células germinativas pode ser útil para eliminar doenças genéticas de
uma família, porém, eticamente, menos aceita e sem o real conhecimento das consequências
nas futuras gerações.

Terapia gênica em células somáticas pode ser realizada em qualquer indivíduo, em qualquer
tipo de célula, e essas alterações não são passadas para gerações futuras, sendo considerada
mais segura.
 SAIBA MAIS
Por essas questões, a maior parte dos estudos e das terapias disponíveis são voltadas para as
células somáticas e o efeito de curta duração, uma vez que as células tratadas morrem e são
substituídas por outras células; logo, o tratamento precisa ser realizado frequentemente para
se manter o efeito.
MÉTODOS PARA TERAPIA GÊNICA
Após a determinação da doença, o paciente pode ser tratado de duas formas:
EX VIVO
Onde as células são coletadas, tratadas com genes e depois inseridas novamente no paciente.
IN VIVO
Onde o tratamento com os genes ocorre dentro do organismo do paciente. As células são
tratadas no paciente, com o gene de interesse sendo inserido direto no paciente.
A forma mais comum tem sido a ex vivo, na qual as células do paciente são coletadas,
geralmente, são priorizadas as células-tronco daquele tecido, tratadas e inseridas por injeção
no paciente.
O gene normal ou de interesse é preparado e, para ser colocado dentro da célula-alvo, é
necessário ser posto em um vetor. O vetor funciona como um veículo para que o gene seja
transportado/transferido para dentro da célula-alvo. Existem dois tipos de vetores:
Vetores de clonagem - São utilizados para se inserir o gene de interesse, são compostos
também de DNA e os mais utilizados têm sido os vetores plasmidiais. Os plasmídeos são
moléculas de DNA extracromossômico circular, isolados de bactérias, que podem ser alterados
para conter qualquer gene de interesse. Isso já é realizado em muitos processos da
Biotecnologia. Os plasmídeos podem ser inseridos diretamente na célula-alvo ou associado a
um vetor de transporte.
Vetores de transporte - Podem ser classificados em vetores biológicos, como os vírus,
vetores químicos, como os polímeros, lipossomas e outras moléculas, e os vetores físicos,
como microinjeção, bombardeamento, entre outros.
Imagem: Shutterstock.com.
 Vetor de clonagem e inserção do gene de interesse no plasmídeo.
Abaixo, apresentamos os vetores de transporte:
VETORES VIRAIS
Os vírus são um dos principais vetores de transporte gênico para células-alvo, porque ele
infecta naturalmente uma célula e coloca o seu material genético para dentro. Os vírus
utilizados como vetores são alterados em laboratório, seu poder de virulência é retirado, o
material genético natural do vírus alterado e o gene de interesse inserido. Os vírus são então
colocados em contato com a célula-alvo para que infectem e coloquem o gene de interesse
para dentro da célula.
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Existe uma variedade de vírus desenvolvidos para esse propósito, onde os principais incluem
os adenovírus e os retrovírus.
Adenovírus - São vírus de DNA dupla fita, que não inserem o DNA no DNA da célula. Ao
invés disso, ao infectar e colocar o DNA no núcleo da célula, que então produz as
informações contidas, porém não passa essas informações adiante quando se replica.
Retrovírus - São vírus de RNA que possuem a enzima transcriptase reversa, capaz de
transformar RNA em DNA. Esse tipo de vírus é capaz de integrar esse DNA no DNA da
célula hospedeira. Passando a informação adicionada para todas as células filhas.
A escolha dos vírus é realizada com base no seu poder de infecção, tamanho do gene e se a
alteração é permanente ou temporária na célula.
Imagem: Shutterstock.com.
 Representação 3D de adenovírus.
INJEÇÃO DE DNA
O DNA pode ser preparado, geralmente inserido em plasmídeos, e injetado no paciente por
injeção intramuscular. Essas são as chamadas vacinas de DNA. Os plasmídeos conseguem se
inserir nas células, porém, com baixa eficiência. Essa é a principal forma de terapia gênica in
vivo e estudos combinam este tipo de terapia com a terapia ex vivo para aumentar a
eficiência da entrega do gene e produção da proteína. A técnica tem se mostrado simples e de
fácil aplicação, porém, as células alteradas ficam restritas à região da injeção.
MICROINJEÇÃO DE DNA
Esta metodologia envolve a inserção do DNA de interesse direto no núcleo da célula-alvo com
auxílio de uma microagulha. Imagine você inserir um pedaço de DNA direto no núcleo de uma
célula; pois é, não é nada fácil. Isso é realizado em um equipamento denominado
micromanipulador e, apesar da alta eficiência, apresenta poucas células alteradas para conter
o DNA, uma vez que é feito célula por célula. Essas células são então colocadas de volta ao
paciente.
POLÍMEROS CATIÔNICOS
São moléculas que possuem carga positiva. Como o DNA tem carga negativa, o DNA de
interesse e os polímeros catiônicos são atraídos. Os polímeros interagem com o DNA, ajudam
na compactação do DNA e na sua entrega à célula-alvo. Por possuírem carga positiva, os
polímeros também interagem com estruturas com carga negativa da membrana plasmática
celular, facilitando a endocitose, colocando então o DNA dentro dela. Muitos polímeros têm sido
desenvolvidos com estas propriedades. A nanotecnologia tem contribuído bastante para a
medicina e terapia gênica pelo encapsulamento do DNA e por ajudar a guiar e direcionar o tipo
de célula que o DNA deve ser entregue.
LIPOSSOMAS
São vesículas formadas espontaneamente por lipídeos. Devido à sua característica anfifílica
em meio aquoso, os lipídeos tendem a se juntar para fugir da água, formando uma bicamada
lipídica. O DNA de interesse (muitas vezes, presente no plasmídeo) é colocado na solução
aquosa e, logo após, são colocados os lipídeos, que formarão a vesícula com bicamada lipídica
para fugir da água, os chamados lipossomas, e prender tudo que está no meio.
Imagem: Shutterstock.com.
 Representação 3D da estrutura de um lipossoma.
O uso de lipossomas catiônicos (com carga positiva) também ajuda a captar o DNA com carga
negativa do meio. Os lipossomassão então colocados em contato com a célula-alvo e devido
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às propriedades semelhantes da membrana plasmática e dos lipossomos, eles se fundem
colocando o DNA dentro da célula-alvo.
BOMBARDEAMENTO DE PARTÍCULA
O gene de interesse pode ser transferido para a célula-alvo através de bombardeamento, no
qual o gene é associado a partículas esféricas bem pequenas de ouro ou tungstênio, que
interagem com o DNA pela carga, e são lançadas em alta pressão e velocidade sobre as
células-alvo, atravessando as membranas celulares. Porém, estudos apontam que esta tem
menos eficiência na entrega do gene às células, pois muitas células acabam morrendo.
VIRULÊNCIA
Capacidade de causar doenças graves.
NANOTECNOLOGIA
É a ciência que manipula estruturas atômicas ou moleculares, na ordem de 1 e 1 000
nanômetros.
ANFIFÍLICA
Apresentam características hidrofílicas (afinidade de água) e hidrofóbicas (insolúvel em
água).
Quando o gene de interesse entra na célula do paciente, a célula começa a produzir a proteína
normal através da sua maquinaria celular, levando ao tratamento da doença.
Por exemplo, uma terapia genética pode ocorrer pela coleta de células-tronco da medula ósseo
por punção, a amostra é levada para o laboratório, onde são cultivadas, crescidas em meios
de cultura específicos para estas células. O vetor, contendo o gene normal ou o gene de
interesse é preparado, em um plasmídeo, colocado em uma forma de entrega para as células-
alvo. As células captam o vetor e colocam o gene alvo para dentro e as células injetadas no
paciente. Essa terapia já foi realizada como ensaio clínico em pacientes graves e tem
apresentado melhor prognóstico para doenças como imunodeficiência grave, hemofilia,
cegueira causada por retinite pigmentosa, leucemia e diversos tipos de câncer agressivos.
MEIOS DE CULTURA
Preparações químicas que fornecem todos os nutrientes para o crescimento celular em
laboratório.
Imagem: Shutterstock.com.
 Linfócitos T, tratados por terapia gênica, para conter células carcinogênicas.
Algumas das limitações da terapia gênica incluem:
I. O risco de reação imunológica contra o vetor que está sendo inserido, uma vez que pode ser
reconhecido como um corpo estranho.
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II. O gene ser inserido em células normais, não defeituosas para o gene, o que pode alterar o
funcionamento destas células.
III. O gene inserido pode ser colocado em lugares errados dentro do genoma da célula, o que
pode levar ao desenvolvimento de câncer.
IV. Se esse DNA for inserido, por acidente, em células germinativas, as alterações podem ser
passadas para os descendentes.
Pesquisadores tentam resolver tais problemas para que a terapia gênica seja feita com mais
segurança e eficácia.
CRISPR PARA EDIÇÃO GENÉTICA
Imagem: Shutterstock.com.
Nos últimos anos, uma nova alternativa para terapia gênica surgiu: a edição genética.
Diferente da terapia gênica, que leva à adição de um gene inteiro nas células-alvo, a edição
permite alterar diretamente uma sequência de DNA na célula. Assim, a edição gênica é mais
uma alternativa que permite realizar alterações nos genes ou regiões especificas do genoma
com fins terapêuticos. Na edição de genes, podemos realizar modificações no genoma da
célula através de deleção de sequências de DNA, inserção de DNA ou consertar um gene
defeituoso.
A técnica mais utilizada para este fim tem sido o CRISPR-Cas9, ou simplesmente CRISPR,
que vem do inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats , que
traduzido significa Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente
Interespaçadas.
Sua origem se deu em bactérias, na qual começou a ser descrito o genoma bacteriano em
1993. Posteriormente, descobriu-se que o CRISPR fazia parte do sistema imunológico
bacteriano para defesa de material genético estranho que entrasse na bactéria (DNA ou RNA),
como o de bacteriófagos, que são os vírus que infectam bactérias. Até as bactérias precisam
se proteger contra seus agressores, e o CRISPR é um desses mecanismos de defesa para
sobrevivência bacteriana.
PALINDRÔMICAS
São palavras que podem ser lidas de trás para a frente ou de frente para trás, como
“arara”. No caso do DNA, AATT//TTAA é considerada uma sequência palindrômica.
Imagem: Shutterstock.com.
 Ação do CRISPR como mecanismo de defesa.
O CRISPR é composto por uma endonuclease (um grupo de enzimas responsáveis por
cortar/clivar/quebrar DNA que funcionam como “tesouras moleculares”, capazes de cortar
DNA), mais uma sequência de RNA guia, também chamado de iniciador ou primers
(semelhantes ao usado na Reação em Cadeia da Polimerase – PCR). No genoma bacteriano,
foram encontrados genes para endonucleases e regiões com sequências palindrômicas
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repetidas que eram espaçadas com sequências de DNA complementares a bacteriófagos, daí,
o nome.
Assim, quando a bactéria precisa se proteger da infecção viral, ela produz a endonuclease
mais as sequências RNA-guia, complementares às do vírus. A endonuclease encontrada no
CRISPR utilizado como ferramenta biotecnológica é do tipo Cas e, por isso, o CRISPR-Cas9,
sendo Cas9 um tipo específico de uma endonuclease.
Imagem: Ivson Cassiano de Oliveira Santos.
 Sequência do sistema CRISPR encontrado no genoma bacteriano.
A imagem acima mostra a representação do genoma bacteriano contendo os genes para
enzima que corta DNA, endonuclease, frequentemente do tipo CAS; a sequência promotora,
que promove a expressão dos genes; sequências palindrômicas repetidas (SP); e as
sequências interespaçadas que são complementares a de bacteriófagos.
Mas como o sistema CRISPR funciona para a bactéria?
Quando a bactéria é infectada por um bacteriófago, ela pode reconhecer a infecção e criar um
mecanismo de memória contra este vírus, que é o CRISPR. Esse sistema é composto por uma
enzima chamada de endonuclease (enzimas que cortam DNA ou RNA) e um iniciador ou
primers , que ajuda a direcionar a endonuclease para sequências de material genético do
vírus que está infectando. Assim, com uma endonuclease e uma sequência de RNA guia
(gRNA) para direcionar a enzima para sequências complementares, a bactéria acaba cortando
todo material genético que é complementar ao gRNA e se protegendo da infecção.
Como o CRISPR é usado como ferramenta de edição genética?
Em 2012, duas pesquisadoras, Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna, utilizaram o
sistema CRISPR como ferramenta de edição gênica, o que lhes rendeu o prêmio Nobel de
química de 2020. A ferramenta é relativamente simples, comparada a outras metodologias de
edição genética, barata e com boa precisão e especificidade. A ferramenta utiliza a
endonuclease do tipo Cas9 associada a um RNA guia; a Cas9 é ligada ao RNA guia e só vai
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cortar o DNA quando o RNA guia se ligar firmemente a uma sequência que seja complementar
a ele.
Imagem: Bianca Fioretti/Duncan.Hull/wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0.
 Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna.
O que tem sido feito é desenhar em laboratório um RNA guia para o gene defeituoso ou que se
quer alterar, e associar a Cas9, o RNA guia vai se ligar por complementariedade às bases
nitrogenadas presentes no DNA. Quando isso acontece, a Cas9 corta o DNA, eliminando
aquela sequência alterada. A edição genética tem sido realizada para deletar genes
defeituosos, consertar genes defeituosos e inserir novos genes, tudo isso com base na
complementariedade das bases nitrogenadas do DNA e do RNA.
O CRISPR pode ser utilizado para edição genética de qualquer ser vivo, uma vez que o DNA é
o material genético de todos.
Imagem: Shutterstock.com.
 CRISPR-Cas9 utilizado na engenharia genética para edição de genomas.
 VOCÊ SABIA
O CRISPR tem proporcionado diversos avanços na agricultura, agropecuária, melhoramento
genético de animais, plantas. Na saúde humana, tem proporcionado conhecimentos e terapias
para doenças genéticas hereditárias, tratamento dedoenças infecciosas, como a cura para o
HIV, tratamento de diversos tipos de câncer, tratamento de diabetes, edição de RNA, entre
outras possibilidades.
A edição genética já foi realizada em humanos, primeiro, para tratar um paciente com câncer
de pulmão agressivo, onde as células foram retiradas do paciente, cultivadas em laboratórios e
o CRISPR utilizado para cortar e silenciar o gene PD-1, responsável por frear a resposta
imunológica contra o câncer. As células foram depois injetadas novamente no paciente, que
apresentou melhoras.
O caso mais impressionante e chocante para toda a humanidade aconteceu em 2018 quando
um pesquisador chinês anunciou ter editado o genoma humano de um embrião in vitro e o
seu desenvolvimento, originando gêmeas. O caso teve uma enorme repercussão mundial e o
pesquisador foi condenado à prisão e multa milionária, além de estar impedido de exercer a
profissão. As gêmeas possuem sua identidade preservada e são acompanhadas por médicos e
pesquisadores.
POR QUE ISSO ACONTECEU?
Durante a formação do feto, o pesquisador usou o CRISPR contra o gene CCR5. Seu objetivo
era cortar um pedaço do gene para gerar uma criança imune ao HIV.
Apesar de toda a repercussão, não se tem dados suficientes para se editar um embrião
humano. Os estudos são promissores, porém são necessários mais dados sobre a eficácia da
edição e de possíveis efeitos colaterais. Novamente, a Biotecnologia traz junto questões sobre
biossegurança e de bioética quanto ao uso de suas técnicas em seres humanos.
 SAIBA MAIS
Se você ficou curioso quanto às possibilidades que o CRISPR proporcionou, acesse o explore
mais e fique por dentro de toda essa polêmica!
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FARMACOGENÉTICA/FARMACOGENÔMICA
Imagem: Shutterstock.com.
Farmacologia é a ciência que investiga os medicamentos e suas interações com os
organismos. De acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA, fármaco é o
composto químico ativo do medicamento, obtido por extração, purificação, síntese ou semi-
síntese. Com isso, existem diversos tipos de fármacos usados pela população para tratar
doenças com base em exames e observações clínicas.
Quando administramos medicamentos para uma população, é comum ouvirmos que o
medicamento não fez efeito, que teve efeitos colaterais, apresentaram toxicidade, alergias, ou
que tiveram os sintomas tratados, com o efeito farmacológico esperado.
Existem diversos fatores que podem explicar a variabilidade individual da resposta do fármaco
no nosso organismo, como a idade, fatores imunológicos, fatores patológicos, interações
farmacológicas (medicamentos) e fatores genéticos.
Com o grande número de dados obtidos do sequenciamento de DNA humano, hoje,
conseguimos associar os fatores genéticos aos fatores farmacológicos, o que deu origem a
duas novas áreas de estudo: a farmacogenética e a farmacogenômica.
Imagem: Shutterstock.com.
Ambas estudam a influência das variações genéticas (DNA) de um paciente sobre o tratamento
com medicamentos. Isso pode determinar qual a melhor opção terapêutica e a dose com base
na sua informação genética. Esse campo de estudo combina a farmacologia com a
genética (Default tooltip) ou genômica (Default tooltip) para determinar a eficácia e
segurança do fármaco.
FARMACOGENÉTICA
Preocupa-se em compreender a interação de um gene com o fármaco.
FARMACOGENÔMICA
Preocupa-se em compreender a interação de todos os genes, o genoma, com o fármaco.
Por que isso acontece?
RESPOSTA
Todo fármaco atua em algum alvo no nosso organismo e vai ser metabolizado por proteínas e
enzimas, e todas as proteínas e enzimas vêm de uma informação genética. Ou seja, a
informação para tudo que somos está contida no DNA, assim, temos a associação do fármaco
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com o DNA, os genes, pois dependendo da sequência de DNA, a proteína ou enzima que
interage com o fármaco pode ter mais afinidade ou menos afinidade, ou ainda, ser tóxica para
aquele indivíduo.
Nem sempre uma mutação na sequência de DNA é prejudicial. São as mutações que garantem
toda a diversidade que temos hoje, incluindo no metabolismo de fármacos.
O genoma humano apresenta cerca 99,9% de similaridade, o que significa que se
compararmos o DNA de todos nós, ele seria 99,9% idêntico entre os indivíduos, tirando os
defeitos genéticos que geram as doenças genéticas raras, claro. A maioria das diferenças do
nosso de DNA se dá pela variação de um único nucleotídeo (A, T, C, G), e quando presente em
pelo menos 1% da população é chamado de Polimorfismo de Nucleotídeo Único (PNU, em
inglês SNP). A presença de PNU não é anormal, nem prejudicial, pelo contrário. É esta
variação que garante a diversidade de indivíduos que nós temos.
Elaborada por Rodrigo Nunes.
 Polimorfismo de nucleotídeo único entre a população.
Os PNU acontecem no DNA de todo indivíduo, garantindo uma diversidade de formas,
metabolismos, características, fenótipos. Dessa forma, se um PNU ocorre na sequência do
gene que codifica uma proteína ou enzima que participa do processamento de determinado
fármaco, pode haver variações no seu metabolismo.
Todo medicamento, quando administrado, deve estar dentro do intervalo terapêutico para
realizar sua função, cuja concentração do fármaco deve ser relativamente constante e dentro
da dose esperada na corrente sanguínea. Quando tomamos um medicamento, podemos ter as
seguintes respostas com base na variação genética:
METABOLIZADORES RÁPIDOS
METABOLIZADORES INTERMEDIÁRIOS OU NORMAIS
METABOLIZADORES LENTOS
METABOLIZADORES RÁPIDOS
Não vão apresentar efeito farmacêutico, uma vez que o metabolismo do fármaco é eliminado
antes de alcançar o intervalo terapêutico. Os pacientes nesta categoria não apresentam
melhoras com doses convencionais do medicamento. Podem apresentar PNU e aumento da
expressão da enzima/proteína que está associada ao metabolismo do fármaco.
METABOLIZADORES INTERMEDIÁRIOS OU NORMAIS
Pacientes que não apresentam alteração no DNA, nem PNU, que aumente ou diminua o
metabolismo do fármaco. Nesse tipo de indivíduo a resposta adequada é conseguida pelas
doses indicadas na bula.
METABOLIZADORES LENTOS
Pacientes que apresentam PNU que diminuem a ação da proteína/enzima sobre o fármaco,
levando ao seu acúmulo no organismo acima da dose terapêutica indicada. Os efeitos
colaterais podem ser imediatos ou acumulativos dependendo da enzima/proteína associada. A
falta de metabolização do fármaco nesses indivíduos leva ao seu acúmulo e ao surgimento dos
efeitos colaterais, que podem ser graves.
A prescrição atual de medicamentos é baseada no diagnóstico, informações do paciente e
possíveis efeitos colaterais do medicamento, com informação das características genéticas dos
indivíduos, obtidas pelo sequenciamento de DNA. Com isso, espera-se realizar um tratamento
mais específico para cada doença, evitando os efeitos colaterais.
 SAIBA MAIS
Os medicamentos que mais se beneficiariam com a farmacogenética/farmacogenômica seriam
os antidepressivos, fármacos para asma, diabetes, artrites, Alzheimer e câncer. Assim, o
enfoque tradicional de tratamento visa o mesmo medicamento para a mesma doença em
diferentes indivíduos, enquanto a medicina personalizada visa um tratamento individualizado
para cada indivíduo com base no perfil genético.
Vale ressaltar que a farmacogenética/farmacogenômica também se dedica à descoberta de
novos alvos terapêuticos.
Elaborada por Ivson Cassiano de Oliveira Santos.
 Ação farmacológica sobre uma população e as variabilidades de respostas encontradas de
acordo com o perfil genético de cada indivíduo.
CRISPR-CAS9: A FERRAMENTA DE EDIÇÃO
GÊNICA.
Neste vídeo, explicamos o funcionamento do CRISPR, sua aplicação em diversos estudos e a
polêmica envolvida na utilização de células humanas.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. TODO ORGANISMO VIVO É FORMADO POR CÉLULAS E, DENTRO
DELAS, ESTÃO AS INFORMAÇÕES GENÉTICAS PARA O
FUNCIONAMENTO CORRETO DE TODO O ORGANISMO. QUANDO UMA
CÉLULA APRESENTA UM DEFEITOGENÉTICO, UMA OPÇÃO DE
TRATAMENTO SERIA A TERAPIA GÊNICA. DO QUE SE TRATA ESSE TIPO
DE TERAPIA?
A) Determinar a sequência de DNA de genes associados ao tratamento para se determinar a
melhor opção terapêutica.
B) Realizar a infusão de células-tronco do paciente na área danificada pela doença.
C) Realizar a correção do gene defeituoso pela adição de um gene normal ou pela edição
gênica.
D) Analisar os dados genéticos do paciente e aumentar a dose do fármaco.
E) Usar células-tronco embrionária para regenerar toda a área afetada.
2. COM OS AVANÇOS NA ÁREA DE GENÔMICA E DAS TÉCNICAS DE
SEQUENCIAMENTO DE DNA, CADA VEZ MAIS GENOMAS HUMANOS
ESTÃO SENDO SEQUENCIADOS E AS INFORMAÇÕES SOBRE O DNA
DECIFRADAS. INÚMERAS NOVAS ÁREAS DA CIÊNCIA FORAM
BENEFICIADAS, ENTRE ELAS A FARMACOGENÉTICA. DIANTE DISSO,
QUAL A MELHOR DEFINIÇÃO DE FARMACOGENÉTICA?
A) Estudo sobre a descoberta e o desenvolvimento de novas estruturas celulares para alvo de
medicamentos.
B) Estudo de nanopartículas para o encapsulamento de fármacos e melhoramento da sua
concentração no tecido de ação.
C) O tratamento de determinada doença com o mesmo fármaco para todos que a possuem.
D) O uso da informação genética do paciente para se determinar qual o melhor medicamento e
dose.
E) Determinar os pacientes que metabolizam o medicamento de forma mais lenta e assim
evitar os efeitos colaterais.
GABARITO
1. Todo organismo vivo é formado por células e, dentro delas, estão as informações
genéticas para o funcionamento correto de todo o organismo. Quando uma célula
apresenta um defeito genético, uma opção de tratamento seria a terapia gênica. Do que
se trata esse tipo de terapia?
A alternativa "C " está correta.
A terapia gênica visa à correção do gene defeituoso por duas formas: adição ou silenciamento
do gene pela adição de outro gene ou edição gênica através do CRISPR.
2. Com os avanços na área de genômica e das técnicas de sequenciamento de DNA,
cada vez mais genomas humanos estão sendo sequenciados e as informações sobre o
DNA decifradas. Inúmeras novas áreas da ciência foram beneficiadas, entre elas a
farmacogenética. Diante disso, qual a melhor definição de farmacogenética?
A alternativa "D " está correta.
Tanto farmacogenética, quanto a farmacogenômica, utilizam as informações genéticas do
paciente para determinar seu possível efeito no organismo. Através do sequenciamento de
DNA, pode-se saber se o paciente é capaz de metabolizar o medicamento de forma rápida,
lenta ou normal.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A Biotecnologia tem aberto novas possibilidades e áreas de estudo. Neste conteúdo, você foi
capaz de compreender como a Biotecnologia tem inovado na saúde, como o uso de células-
tronco é considerado opção de terapia para diversas doenças que causem danos a tecidos e
órgãos, e como a terapia gênica tem sido utilizada para consertar defeitos no material genético.
Além da técnica revolucionária CRISPR, que, por meio de achados em bactérias, tem permitido
editar o genoma de qualquer ser vivo.
Tudo isso só tem sido possível com o conhecimento gerado acerca do DNA, das proteínas e do
funcionamento de uma célula. Os sequenciamentos de DNA abriram novas possibilidades e
trouxeram consigo muitas respostas, soluções e muitos outros questionamentos. Conhecendo
a sequência de DNA de um indivíduo, é possível consertá-lo ou, ainda, definir a melhor opção
de tratamento por meio da farmacogenética/farmacogenômica. Caminhamos para o que
especialistas chamam de medicina personalizada, na qual cada indivíduo recebe um
tratamento de acordo com o seu organismo. Bem-vindos ao futuro!
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
BARBOZA, C. M. S.; TERRA, M. M.; RIBEIRO, M. L. C.; SILVA, J. B. A técnica de CRISPR-
Cas9 na terapia gênica: uma revisão da literatura. Revista Transformar, 2019.
BRITO, M. A farmacogenética e a medicina personalizada. Saúde & tecnologia, n. 14, 2015.
CHRISTOFF, A. P. Genômica e sequenciamento de nova geração. Marcadores moleculares
na era genômica: metodologias e aplicações. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética,
2017.
EITELVEN, T.; MENIN, R. P.; FUSIGER, K. C.; BENVENUTTI, V.; ZANINI, J.; CAUMO, C. R.;
BALESTRIN, R. C. Aplicações biológicas de células-tronco: benefícios e restrições. Revista
Interdisciplinar de Ciência Aplicada, v. 2, n. 3, 2017.
ZORZANELLI, T. R.; SPERONI, A. V.; MENEZES, A. R.; LEIBING, A. Pesquisa com células-
tronco no Brasil: a produção de um novo campo científico. Hist. cienc. saúde-Manguinhos, v.
24, n 1, 2017.
EXPLORE+
Assista ao vídeo Células-tronco - Primeiro transplante de células-tronco adultas do
tecido adiposo no Brasil.
Também sugerimos assistir ao vídeo Questões bioéticas acerca do uso de células-
tronco.
Veja o bate papo sobre a edição de genomas CRISPR em USP Talks #26: Genética.
Recomendamos também o conteúdo sobre Sequenciamento de DNA disposto no Khan
Academy.
CONTEUDISTA
Ivson Cassiano de Oliveira Santos
 CURRÍCULO LATTES
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