Genes e medicamentos

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Genes e medicamentos
Apresentação
As técnicas de biotecnologia evoluíram muito nas últimas décadas, permitindo que, por meio 
da manipulação gênica, se possam produzir novos biofármacos para o tratamento de doenças de 
forma mais específica e eficaz. Mas que técnicas biotecnológicas podem ser empregadas para 
produzir esses fármacos? Como é possível manipular genes para se obterem ferramentas 
terapêuticas e melhorar a qualidade de vida da população? Quais fármacos podem ser produzidos 
utilizando essas técnicas?
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai obter as respostas para todas essas perguntas e vai 
conhecer as principais técnicas de biotecnologia e suas aplicações no desenvolvimento de 
fármacos. Ao final desta Unidade, você conseguirá entender por que os fármacos produzidos por 
meio da biotecnologia vieram para ficar. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Descrever as aplicações da biotecnologia na modificação de genes.•
Reconhecer a contribuição da biotecnologia para a farmacologia.•
Relacionar os principais medicamentos produzidos por meio de processos biotecnológicos.•
Desafio
A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é uma condição genética caracterizada por fraqueza e 
degeneração muscular progressiva. É causada por mutações no gene da distrofina, incapaz de 
produzir uma proteína completa funcional (chamada então de proteína truncada).
Frente ao exposto e avaliando as duas condições (DMD e acondroplasia), responda:
a) Você acredita que um medicamento de exon skipping seria adequado para a acondroplasia?
b) Como você poderia acabar com a produção excessiva de FGFR3?
c) Segundo os seus conhecimentos, quais são os principais desafios de se encontrar um tratamento 
para a acondroplasia?
Infográfico
Com o aprimoramento das técnicas de manipulação do DNA, ocorreu o surgimento das biofábricas. 
Elas permitem a produção de fármacos por plantas modificadas geneticamente em grande escala. O 
mais interessante nessa técnica é que, em vez de utilizarem bactérias e outros microrganismos para 
produzir substâncias de interesse, a indústria farmacêutica pode desenvolver esses produtos dentro 
de plantas, como o milho, por exemplo. 
Confira no Infográfico como é feita a produção de uma biofábrica.
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/b173a6f3-e25b-415d-9114-f9c862a50078/1ade5469-d090-41a9-8288-1ad032bbc299.png
Conteúdo do livro
A biotecnologia foi uma das áreas do conhecimento que mais avançou nos últimos anos. Com o 
surgimento da engenharia genética e a possibilidade de manipulação de genes, foi possível 
selecionar e clonar porções específicas do nosso DNA para que produzissem proteínas ou 
moléculas terapêuticas em grandes quantidades, possibilitando, assim, o surgimento dos 
biofármacos.
No capítulo Genes e medicamentos, da obra Biotecnologia, você vai ter a oportunidade de saber 
mais sobre as aplicações da biotecnologia moderna na produção de fármacos e no tratamento de 
doenças.
Boa leitura.
BIOTECNOLOGIA
Isabele Cristiana Iser 
Marson
Genes e medicamentos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever as aplicações da biotecnologia na modificação de genes.
  Reconhecer a contribuição da biotecnologia na farmacologia.
  Relacionar os principais medicamentos produzidos por processos 
biotecnológicos.
Introdução
A biotecnologia é uma disciplina ampla na qual processos biológicos, 
organismos, células ou componentes celulares são explorados para de-
senvolver novas tecnologias. Em outras palavras, a biotecnologia estuda 
formas de usar organismos vivos a fim de solucionar algum problema ou 
para criar algum produto útil à humanidade, tanto na pesquisa, agricultura, 
indústria ou medicina.
Neste capítulo, você vai aprender como a biotecnologia pode ser uti-
lizada na engenharia genética e na manipulação de genes para produzir 
fármacos e medicamentos úteis à nossa vida.
As aplicações da biotecnologia 
na modificação de genes
Você, provavelmente, já consumiu ou utilizou algum produto sintetizado 
a partir de técnicas de biotecnologia — o que acontece é que, muitas ve-
zes, nós nem prestamos atenção nisso. Por mais improvável que pareça, 
a seleção e a utilização de organismos com características interessantes 
para nós ocorre desde tempos mais antigos, há milhares de anos, como, por 
exemplo, a utilização da fermentação de grãos e cereais para a produção 
de pães e bebidas alcóolicas, como a cerveja e o vinho. Nesse processo, 
fungos e bactérias são utilizadas para “transformar” esses alimentos em 
outros. Apesar de a humanidade utilizar a biotecnologia há muitos anos, 
foi apenas no fi nal do século XX que esse campo da ciência avançou, 
permitindo o surgimento de técnicas mais elaboradas, como a engenharia 
genética (BRUNO, 2015).
Engenharia genética é a manipulação direta do genoma de um organismo 
vivo com a utilização de biotecnologia para produzir plantas modificadas, ani-
mais ou outros organismos e moléculas. Assim, é possível remover, modificar 
ou adicionar genes de uma molécula de DNA a fim de alterar as informações 
nele contidas. Um exemplo do qual você provavelmente já tenha ouvido falar 
é a ovelha Dolly, a primeira ovelha clonada, nascida no ano de 1997 graças a 
técnicas de modificação gênica (BRUNO, 2015).
As descobertas das enzimas de restrição e da DNA ligase foram essenciais 
para que os trabalhos em engenharia genética pudessem acontecer e surgisse, 
assim, a tecnologia do DNA recombinante. As enzimas de restrição podem 
ser isoladas de bactérias (nas quais são naturalmente sintetizadas) e são 
responsáveis por cortar o DNA em pontos determinados. Essas enzimas são 
capazes de reconhecer uma sequência específica de nucleotídeos do DNA 
e fazem o corte da molécula naquele ponto. Elas são altamente específicas: 
cada tipo de enzima reconhece e corta apenas uma determinada sequência 
de nucleotídeo. Já a enzima DNA ligase facilitará a união de fragmentos 
de DNA cortados pelas enzimas de restrição, formando, assim, uma nova 
molécula de DNA, chamada de DNA recombinante. Desse modo, com o 
uso dessas enzimas, pode-se cortar pedaços de uma molécula de DNA e 
uni-los a uma outra molécula de DNA (Figura 1) (ZAHA; FERREIRA; 
PASSAGLIA, 2014).
Genes e medicamentos2
Figura 1. As enzimas de restrição reconhecem uma sequência de bases específicas no 
DNA e cortam ambas as fitas da hélice. As enzimas mais utilizadas geram fragmentos com 
extremidades de fita simples complementares que possuem afinidade entre si, sendo 
denominadas extremidades coesivas. Os fragmentos de DNA gerados pela ação das enzimas 
de restrição podem ser unidos pela enzima DNA ligase. Desse modo, pode-se criar novas 
moleculas de DNA, o DNA recombinante.
Fonte: Orbit Biotech (2018, documento on-line).
Esse DNA recombinante pode, então, ser inserido em outro organismo 
vivo a fim de alcançar as características desejadas ou eliminar as indesejadas. 
Uma vez que o gene de interesse é isolado utilizando enzimas de restrição, 
ele é ligado a um vetor, ou seja, uma molécula capaz de transportar um frag-
mento de DNA de um organismo para outro. Esse vetor pode ser um plasmídeo 
(fragmentos de DNA de forma circular existentes em bactérias), que é, então, 
inserido em uma bactéria. Quando estiver dentro da bactéria, o plasmídeo é 
replicado toda vez que a bactéria se divide, gerando várias cópias do gene de 
3Genes e medicamentos
interesse. Essas cópias de DNA são, a seguir, inseridas em células animais a 
partir de técnicas para transferência gênica, como microinjeção, uso de vetores 
virais ou vetores não virais (ZAHA; FERREIRA; PASSAGLIA, 2014). 
Vetores de transferência gênica
O uso de um vetor adequado e eficiente para transferência gênica é uma etapa crucial 
para o sucesso das terapias de DNA recombinante. Em geral,os vetores são classificados 
em dois grupos: vetores virais e não virais. Nos vetores virais, o gene de interesse se 
insere permanentemente no DNA do hospedeiro (organismo-alvo). Com o uso desses 
vetores, os pesquisadores se aproveitam do sistema de infecção viral para transduzir 
(infecção por meio de vetores virais) células do organismo-alvo. Para a produção 
desses vetores, é feita, primeiramente, a remoção máxima de genes virais que possam 
causar doença em humanos; posteriormente, esse genoma viral é inserido num vetor 
plasmidial, no qual também serão inseridos os genes terapêuticos (de interesse). Em 
seguida, é feita a transfecção (método não viral de transferência de genes para as 
células) desse vetor em células empacotadoras de vírus. Essas células irão dividir-se e, 
a cada divisão, serão produzidos vírus contendo o gene de interesse em seu interior. 
Esses vírus modificados serão, então, purificados e utilizados para infectar (transduzir) 
as células de interesse. No caso dos vetores não virais, a transferência gênica é mais 
fácil, bem como a manipulação e a purificação em larga escala. Entretanto, são um 
pouco menos eficientes que os vetores virais. Esse tipo de vetor não se integra no DNA 
do hospedeiro, o que aumenta a segurança do seu uso. O mais conhecido é o vetor 
plasmidial, que pode ser aplicado diretamente no organismo (o plasmídeo entra nas 
células via endocitose) ou por meio de métodos como eletroporação e biobalística.
Desse modo, as técnicas de DNA recombinante permitiram que organismos 
pudessem produzir outros produtos de interesse, como proteínas recombinantes, 
por exemplo, e não apenas aqueles produzidos por eles próprios naturalmente. 
Além disso, possibilitou a regulação de genes, estudo de doenças hereditárias, 
desenvolvimento de vacinas e o surgimento dos transgênicos e da terapia gênica.
Você certamente já deve ter ouvido falar em transgênicos, uma vez que 
muitos dos alimentos que consumimos hoje em dia são produtos transgênicos, 
como, por exemplo, a batata, o milho, a soja, o arroz, o feijão, entre outros 
tantos. Em geral, esses alimentos são modificados para que as plantas possam 
resistir a pragas, ao uso de herbicidas ou para que possuam maior teor nutritivo 
ou se adaptem melhor a ambientes desfavoráveis — desse modo, reduzindo 
drasticamente os custos de produção e favorecendo a agropecuária e indústria 
Genes e medicamentos4
(CENTRO..., 2018). Existem, também, os animais transgênicos, que podem ser 
produzidos por meio da injeção de um gene clonado em um ovo fertilizado. 
Esse gene irá integrar-se ao DNA e estará presente na linhagem germinativa 
do animal resultante, podendo ser passado de geração em geração. Cabras e 
vacas transgênicas podem, hoje, ser produzidas para gerar proteínas humanas, 
como fatores de coagulação do sangue ou até mesmo insulina em seus leites.
A terapia gênica consiste na transferência de genes sadios em células de 
pacientes a fim de curar doenças. Essa transferência pode ter como objetivo 
recuperar a função de um gene defeituoso, atribuir uma nova atividade gênica 
ou aumentar a atividade de genes ativos. Atualmente, existem inúmeros en-
saios clínicos utilizando terapia gênica para tratar diversas doenças — entre 
as principais, estão o câncer, doenças monogênicas e doenças infecciosas 
(GINN et al., 2018).
Para saber mais sobre os impactos do uso de transgênicos e da terapia gênica na vida 
e na saúde das pessoas, acesse os links a seguir.
https://goo.gl/Udo7R
https://goo.gl/cveYyu
https://goo.gl/gV9PB8
A seguir, você vai descobrir como essas técnicas de biotecnologia podem ser 
aplicadas para a produção de fármacos que contribuem para a saúde humana.
As contribuições da biotecnologia para 
a produção de fármacos
Um dos grandes marcos do desenvolvimento da biotecnologia foi a descoberta 
da penicilina, feita por Alexander Fleming em 1928. Fleming observou que 
uma de suas culturas de bactérias de Staphylococcus aureus que ele estava 
estudando havia sido contaminada por um fungo e que, ao redor das colónias 
desse fungo, não havia mais bactérias. Então, o pesquisador isolou esse fungo, 
5Genes e medicamentos
o Penicillium notatum, e descobriu que ele produzia uma substância capaz 
de matar muitas bactérias. Assim, foi descoberta a penicilina, o primeiro 
antibiótico utilizado com sucesso até os dias de hoje e que já salvou milhares 
de vidas (BRUNO, 2015).
Essa foi a primeira grande contribuição da biotecnologia para a produção 
de fármacos; a partir daí, tem aumentado exponencialmente o número de 
fármacos produzidos por processos biotecnológicos. A utilização da técnica de 
DNA recombinante permitiu introduzir em vetores específicos um segmento 
de material genético capaz de codificar uma substância de interesse, que pode 
ser proteínas, enzimas, hormônios, etc., formando, assim, uma verdadeira 
“fábrica biológica”.
A clonagem do gene da insulina humana, em 1978, por exemplo, permitiu o 
desenvolvimento do primeiro medicamento produzido por engenharia genética: 
a insulina recombinante. 
Durante muito tempo, a insulina foi purificada a partir do pâncreas de suínos e bovinos; 
entretanto, devido às diferenças entre a insulina animal e humana, provocou alergias 
graves e risco de vida para os pacientes.
Para a produção da insulina recombinante, o gene para a insulina humana 
é isolado por enzimas de restrição e ligado pela enzima ligase a um vetor de 
clonagem (plasmídeos, bacteriófagos ou cosmídeos), que, por sua vez, será in-
serido dentro de uma célula hospedeira, na qual o DNA recombinante contendo 
o gene de interesse irá replicar-se. Nesse caso, a célula hospedeira é a bactéria 
Escherichia coli, que, ao se dividir, irá replicar também o gene de interesse, 
gerando, assim, inúmeras cópias desse gene e grandes quantidades de insulina. 
Entretanto, antes de ser comercializada, a insulina resultante deve passar por 
um processo de purificação para eliminar a possibilidade de contaminantes ou 
agentes infecciosos que possam estar presentes nas proteínas purificadas de ani-
mais. Essa mesma técnica utilizada para produzir e purificar a insulina humana 
também pode ser empregada para a obtenção de outras moléculas, proteínas e 
hormônios, como, por exemplo, o hormônio do crescimento (LOPES et al., 2012).
As técnicas de biotecnologia também podem ser utilizadas para a obtenção 
de vacinas de DNA ou gênicas. Nessas vacinas, pode-se tanto usar a tecnologia 
Genes e medicamentos6
do DNA recombinante para produzir proteínas do patógeno que serão usadas 
como antígenos para a imunização quanto gerar microorganismos atenuados 
com maior segurança. Esses vírus ou bactérias atenuados produzidos por 
biotecnologia são incapazes de causar doença, mas são eficazes na imunização 
da população. As vacinas gênicas que mais têm sido estudadas nos últimos 
anos se propõem ao controle de patógenos de replicação intracelular, como os 
vírus, algumas bactérias e certos tipos de câncer (DINIZ; FERREIRA, 2010).
Uma das vacinas produzidas pelo Instituto Butantan, aqui no Brasil, é a 
vacina recombinante contra o vírus da hepatite B. Antes do surgimento das 
vacinas recombinantes para hepatite B, a produção da vacina era feita por 
partículas do vírus (antígeno) isoladas e purificadas do plasma de pacientes 
com infecção crônica da hepatite. Entretanto, o alto custo, a necessidade de 
doadores de plasma e a possibilidade da presença de agentes contaminantes, 
como o vírus HIV, sempre foram grandes limitantes do uso dessas vacinas. Por 
outro lado, as vacinas recombinantes, como a produzida pelo Instituto Butan-
tan, também são produzidas a partir de antígenos oriundos do próprio vírus, 
mas não mais retirados do plasma de pacientes (INSTITUTO BUTANTAN, 
2018). As vacinas recombinantes são produzidas pela inserção de genes que 
codificam proteínas virais em células de leveduras. Essas leveduras, por sua 
vez, são cultivadas em fermentadores, para que se multipliquem, e, por fim, 
lisadas para a liberação doantígeno, que passa por processo de purificação, 
gerando o produto final, a vacina.
Você já ouviu falar em biofá bricas? Atualmente, fármacos recombinantes podem ser 
produzidos não apenas em bactérias, leveduras ou outros microorganismos, mas 
também dentro de plantas, como milho, tabaco e batata. A vantagem é que, desse 
modo, essas substâncias podem ser produzidas em maior escala e de forma muito 
mais barata em comparação ao processo de extração utilizando microorganismos.
https://goo.gl/PWgURe
Uma das ferramentas biotecnológicas que surgiu em 2012 e revolucionou a 
ciência da edição gênica foi o chamado sistema CRISPR-Cas9. Esse sistema 
foi descoberto a partir da observação de que algumas bactérias possuíam uma 
região incomum em seu genoma. Essa região era uma sequência altamente 
7Genes e medicamentos
variável intercalada por uma sequência repetida sem função co nhecida. Mais 
tarde, descobriu-se que essas sequências variáveis eram oriundas de vírus que as 
infectaram no passado, funcionando, assim, como um mecanismo de memória 
para que as bactérias pudessem defender-se contra infecções futuras causadas 
por esses mesmos vírus. No caso de uma segunda infecção pelo mesmo agente, 
a bactéria sintetiza moléculas-guia de RNA, que localizam o DNA invasor 
em pontos específicos e, por meio da enzima Cas9, cortam e inativam o gene 
viral, impedindo que ele se replique e causando a sua morte. Com base nesse 
mecanismo natural das bactérias, foi criado o sistema CRISPR, que permite 
manipular qualquer gene de interesse do genoma de qualquer organismo e 
inserir genes de interesse (Figura 2).
Figura 2. O sistema CRISPR-Cas9 funciona pela aç ã o da enzima Cas9, responsá vel pela 
clivagem do DNA dupla fita; de um RNA-guia, que guia o complexo até o gene alvo; 
e do DNA-alvo.
Fonte: Adaptada de Gonçalves e Paiva (2017).
Genes e medicamentos8
Diante dessa tão inovadora ferramenta, os pesquisadores já estão estudando 
meios para criar medicamentos à base de CRISPR. Recentemente, cientistas 
obtiveram sucesso na correção do gene da hemoglobina, que origina anemia 
falciforme. Em estudo pré-clínico, foram utilizadas células CD34+ de pacientes 
portadores de anemia falciforme editadas por CRISPR-Cas9. Os resultados 
demonstraram bons níveis de sucesso na correção do gene mutado (DEWITT 
et al., 2016). 
Saiba mais sobre a tecnologia de CRISPR nos links a seguir, que apresentam matérias 
sobre a utilização dessa tecnologia para a geração de porcos resistentes a viroses, 
mosquitos resistentes à malária e trigo resistente a fungos.
https://goo.gl/mxVS5L
https://goo.gl/96ehvU
https://goo.gl/TLvckP
Outro tipo de forma biofarmacêutica que tem sido amplamente estudada 
e aplicada para o tratamento de diversas doenças, entre elas o câncer, são os 
anticorpos monoclonais. Esses anticorpos são produzidos por técnicas de 
biotecnologia e sua principal vantagem é que são dirigidos especificamente 
às células tumorais, poupando as células sadias do paciente. Nos tratamentos 
tradicionais para câncer, como quimioterapia e radioterapia, isso não ocorre, 
uma vez que todas as células do indivíduo, inclusive as sadias, são atingidas 
pelo tratamento, o que gera diversos efeitos colaterais. Esse tipo de anticorpo 
se origina de somente um linfócito B selecionado artificialmente; desse modo, 
esse anticorpo se liga a somente um epítopo de um antígeno. Entretanto, os 
linfócitos B que sintetizam anticorpos não crescem nem se dividem em cultivo 
no laboratório. Para resolver esse problema, os pesquisadores combinaram dois 
tipos de células, os linfócitos B com células de mieloma (tumores de linfócitos 
B), fusionando as duas e formando células híbridas, que têm a capacidade de 
se reproduzir indefinidamente em cultura, produzindo grandes quantidades 
do anticorpo desejado. A essa técnica os pesquisadores deram o nome de 
hibridoma ou fusão celular (BRUNO, 2015).
9Genes e medicamentos
Como podemos perceber, a biotecnologia tem sido cada vez mais utilizada 
na produção de fármacos, e isso se deve, principalmente, a algumas vantagens 
em relação às tecnologias convencionais, como:
  Produção de fármacos mais eficazes e específicos, diminuindo as chan-
ces de efeitos colaterais.
  Maior controle no processo de produção dos fármacos, reduzindo o 
risco de contaminação por agentes infecciosos. Um exemplo é a vacina 
contra hepatite B, cujo antígeno, antigamente, era extraído do plasma 
de pacientes.
  Os fármacos produzidos por biotecnologia são também mais específi-
cos, sendo possível, inclusive, fazer terapias personalizadas para cada 
paciente, como é o caso de terapias para alguns tipos de câncer.
  Os novos métodos biotecnológicos empregados atualmente também 
permitem que os agentes terapêuticos sejam produzidos em larga escala, 
como a insulina, por exemplo, diminuindo custos e gerando um lucro 
maior para a indústria farmacêutica.
A seguir, você conhecerá quais são os principais medicamentos produzidos 
por processos biotecnológicos e quais são as suas principais aplicações.
Principais medicamentos produzidos por 
processos biotecnológicos
Produtos biofarmacêuticos são fármacos produzidos por técnicas de biotec-
nologia voltados para o tratamento de doenças importantes, como câncer, 
diabetes, hepatite, esclerose múltipla, hemofi lia, entre outras.
A insulina artificial ou recombinante foi o primeiro produto da tecno-
logia do DNA recombinante comercializado mundialmente. De lá para cá, 
diversos novos biofármacos surgiram. Para se ter uma ideia, em 2010, 58 
biofármacos foram aprovados na Europa e nos EUA — 30 hormônios e 
fatores de crescimento, 13 anticorpos monoclonais, 4 proteínas sanguíneas, 
2 vacinas e 9 outros produtos, como enzimas terapêuticas (WALSH, 2010). 
Atualmente, existem diferentes grupos de biofármacos, incluindo: antibi-
óticos, fatores sanguíneos, hormônios, fatores de crescimento, citosinas, 
enzimas, vacinas e anticorpos monoclonais. A seguir, saiba mais sobre 
alguns desses biofármacos.
Genes e medicamentos10
Antibióticos
Os antibióticos constituem o maior grupo em termos de importância econômica 
entre os produtos obtidos por fermentação. Exemplos de antibióticos cuja síntese 
envolve microorganismos são: penicilina produzida pelo fungo Penicilium 
notatum, cefalosporinas a partir do gênero Streptomyces, cloranfenicol a partir 
Streptomyces venezuelae, estreptomicina a partir do Streptomyces griséus 
(ALMEIDA; AMARAL; LOBAO, 2011).
Fatores sanguíneos
A defi ciência na produção dos fatores VIII e IX da coagulação sanguínea leva 
a uma doença chamada hemofi lia. Esses fatores circulam no nosso sangue 
e são ativados em caso de hemorragia. Em pessoas com hemofi lia, quando 
uma parte do corpo é lesada, não há a correta formação do coágulo, que faz 
com que o sangramento cesse; desse modo, o hemofílico sangra mais do que 
o normal. Esses dois fatores são atualmente produzidos por técnicas de DNA 
recombinante em células de murinos (ALMEIDA; AMARAL; LOBAO, 2011).
Hormônios
Em 1982, a FDA (Food and Drug Administration) aprovou a primeira forma 
farmacêutica conquistada por biotecnologia: a insulina humana obtida por 
técnicas de DNA recombinante. Atualmente, a insulina recombinante é dispo-
nível em diferentes concentrações, sob diferentes formas de ação (ação lenta ou 
rápida) e para diferentes formas de aplicação (intramuscular, subcutânea, etc.).
A somatropina é o hormônio do crescimento humano recombinante tam-
bém aprovado para uso em crianças cujo organismo não produz quantidades 
suficientes do hormônio (ALMEIDA; AMARAL; LOBAO, 2011). 
Você sabia que, entre as décadas de 1960 e 1980, o hormônio do crescimento era obtido 
a partir da hipófise de cadáveres humanos? Esse processo limitava muito sua utilização 
devido ao risco de contaminação e à dificuldade de obtenção. Atualmente, com a 
tecnologia do DNA recombinante, o gene do hormônio do crescimento humano é 
inserido em bactérias do tipo E. coli, que produzem o hormônio em grandes quantidades.11Genes e medicamentos
Fatores de crescimento
A eritropoetina é uma proteína produzida pelo rim e que tem como função 
regular a proliferação e a diferenciação de células hematopoiéticas da medula 
óssea. Em casos de falha renal, como em pacientes com câncer ou doença 
renal crônica, a eritropoetina recombinante pode ser utilizada (ALMEIDA; 
AMARAL; LOBAO, 2011).
Enzimas
Diversas enzimas são produzidas pela técnica de DNA recombinante, como a 
enzima dornase alfa, que é fabricada na forma de inalante respiratório e é utili-
zada no tratamento de fi brose cística (ALMEIDA; AMARAL; LOBAO, 2011).
Vacinas
As vacinas recombinantes têm sido formuladas a fi m de ativar, de forma 
efi caz, específi ca e duradoura, células imunes do nosso organismo, capazes 
de reconhecer e destruir células de patógenos de origem viral, bacteriana 
ou parasitária. Nos últimos anos, também têm sido empregados muitos 
esforços para a produção de vacinas antitumorais que sejam mais efi cazes e 
menos invasivas que os tratamentos convencionais disponíveis no mercado. 
Tumores de origem infecciosa, como o de fígado e o cervical, associados 
à infecção pelo vírus da hepatite B e pelo papiloma vírus humano (HPV), 
respectivamente, são alvos mais propícios para uma abordagem terapêutica 
utilizando vacinas. Contudo, vale lembrar que outros tipos de câncer tam-
bém podem ser tratados com imunoterapia: os cientistas podem modifi car 
proteínas encontradas nos tumores, de forma que o sistema imune do pa-
ciente se torne mais efi caz em sua resposta ao câncer, ou modifi car células 
tumorais do próprio paciente, para que produzam substâncias específi cas 
(imunomoduladores) que estimulem as células de defesa do organismo a 
eliminar o tumor. Existe uma enorme diversidade de vacinas recombinantes 
disponíveis no mercado, como as vacinas contra o vírus infl uenza sazonal 
(vírus da gripe), hepatite A e B, câncer cervical e vírus H1N1 (ALMEIDA; 
AMARAL; LOBAO, 2011).
A vacina contra a dengue também tem sido um grande avanço, em termos 
de saúde pública, para a população brasileira. A incidência de infecção pelo 
vírus da dengue no país é tão alta que, somente no ano de 2017, foram regis-
Genes e medicamentos12
trados 251.711 casos prováveis de dengue (BRASIL, 2018). A doença atinge, 
principalmente, os países de clima tropical, como o Brasil, especialmente 
devido ao calor e à umidade, o que favorece a proliferação do mosquito trans-
missor do vírus, o Aedes aegypti. O primeiro grande avanço em relação ao 
combate da dengue se deu pela empresa francesa Sanofi Pasteur, que produziu 
uma vacina tetravalente contendo vírus recombinantes atenuados. A vacina 
Dengvaxia® foi a primeira a se mostrar eficaz, sem causar efeitos colaterais 
importantes e, por isso, já foi aprovada para uso em diversos países. Aqui no 
Brasil, essa vacina teve seu registro concedido pela Anvisa no ano de 2015 e 
está disponível para a população que já tenha entrado em contato com o vírus 
previamente (AGÊNCIA..., 2018). A Dengvaxia® foi elaborada a partir da cepa 
17D utilizada na vacina de febre amarela. Para tal, os genes que codificam 
as proteínas pré-membrana (prM) e do envelope (E) foram substituídos pelos 
genes de cada um dos quatro sorotipos de dengue. O produto final é uma 
vacina combinada que contém as quatro cepas recombinantes em uma única 
preparação (Figura 3).
Figura 3. Desenvolvimento da vacina contra o vírus da dengue, que contém as quatro 
cepas recombinantes do vírus.
Fonte: Guy et al. (2011).
13Genes e medicamentos
Mais recentemente, o Instituto Butantan, aqui do Brasil, desenvolveu, em 
parceira com o Instituto de Saúde dos Estados Unidos (NIH), outra vacina 
contra a dengue. Na vacina brasileira, os vírus atenuados foram obtidos por 
deleção de segmentos gênicos virais. Essa vacina também é tetravalente e 
deverá proteger contra os quatro tipos de vírus da dengue. Apesar de já estar 
em fase final de estudo clínico, ela ainda não está disponível no mercado 
(INSTITUTO BUTANTAN, 2018). 
Anticorpos monoclonais
Os anticorpos monoclonais são biofármacos com alta especifi cidade e, por 
isso, têm ganhado cada vez mais atenção dos pesquisadores. Esses agentes 
são uma promessa terapêutica para diversas doenças graves, como o câncer. 
No Quadro 1, você encontra uma lista de exemplos de anticorpos monoclonais 
aprovados pela FDA e já comercializados para o tratamento de diferentes 
doenças (ALMEIDA; AMARAL; LOBAO, 2011).
Fonte: Adaptado de Almeida, Amaral e Lobão (2011).
Anticorpo Substância ativa Indicações terapêuticas
Herceptin® Trastuzumab Câncer de mama
Mabthera® Rituximab Linfoma
MabCampath® Alemtuzumab Leucemia 
Trudexa® Adalimumab Artrite reumatoide
Erbitux® Cetuximab Câncer colorretal metastático
Avastin® Bevacizumab Câncer colorretal, de 
mama e de pulmão
Tysabri® Natalizumab Esclerose múltipla
Quadro 1. Exemplos de anticorpos monoclonais com indicação terapêutica
Genes e medicamentos14
ALMEIDA, H.; AMARAL, M. H.; LOBAO, P. Drugs obtained by biotechnology pro-
cessing. Brazilian journal of pharmaceutical sciences, v. 47, n. 2, p. 199-207, jun. 2011. 
Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1984-
-82502011000200002&lng=pt&nrm=iso>. Acesso em: 13 out. 2018. 
AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Anvisa. 2018. Disponível em: <http://
portal.anvisa.gov.br>. Acesso em: 13 out. 2018.
BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Monitoramento dos 
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BRUNO, A. N. (Org.). Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2015. 
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em: 13 out. 2018.
15Genes e medicamentos
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recombinante para o tratamento de diabetes mellitus. Revista da Universidade Vale do 
Rio Verde, v. 10, n. 1, 2012. Disponível em: <http://periodicos.unincor.br/index.php/
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ORBIT BIOTECH. Restriction enzymes. 2018. Disponível em: <https://orbitbiotech.com/
restriction-enzyme-restriction-endonuclease-molecular-scissorsdna-palindromes-
-sequence-recoginition-sites-ecori-bases-blunt-ends-sticky-ends/>.Acesso em: 13 
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WALSH, G. Biopharmaceutical benchmarks 2010. Nature biotechnology, v. 28, n. 9, p. 
917-924, set. 2010. Disponível em: <https://www.nature.com/articles/nbt0910-917>. 
Acesso em: 13 out. 2018.
ZAHA, A.; FERREIRA, H. B.; PASSAGLIA, L. M. P. Biologia molecular básica. 5. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2014. 
Leituras recomendadas
DANTAS, C. Edição genética cria mosquitos resistentes à malária e encontra alvo para 
tratamento de leucemia. 2018. Disponível em: <https://g1.globo.com/bemestar/no-
ticia/edicao-genetica-cria-mosquitos-resistentes-a-malaria-e-encontra-alvo-para-
-tratamento-de-leucemia.ghtml>. Acesso em: 13 out. 2018.
DINIZ, F. A tecnologia CRISPR e suas aplicações no Brasil e no mundo. 2016. Disponível em: 
<https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/17689531/a-tecnologia-crispr-
-e-suas-aplicacoes-no-brasil-e-no-mundo>. Acesso em: 13 out. 2018.
PESQUISA FAPESP. Butantan já produz vacina contra hepatite B. 1997. Disponível em: 
<http://revistapesquisa.fapesp.br/1997/08/01/butantan-ja-produz-vacina-contra-
-hepatite-b/>. Acesso em: 15 out. 2018.
PRESSE, F. Edição de genoma produz porcos resistentes a vírus fatal. 2017. Disponível em: 
<https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/edicao-de-genoma-produz-porcos-
-resistentes-a-virus-fatal.ghtml>. Acesso em: 13 out. 2018.
TOLEDO, K. Nova estratégia para vacina contra o câncer é testada com sucesso. 2018. 
Disponível em: <http://agencia.fapesp.br/nova-estrategia-para-vacina-contra-o-cancer-
-e-testada-com-sucesso/27452/>. Acesso em: 13 out. 2018.
ZATZ, M. Clonagem e células-tronco. Estudos avançados, v. 18, n. 51, mai.-ago. 2004. 
Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142004000200016>. Acesso em: 
13 out. 2018.
Genes e medicamentos16
Conteúdo:
Dica do professor
Com o avanço da biotecnologia, se tornou possível produzir em laboratório anticorpos 
monoclonais, ou seja, anticorpos específicos para uma única região do antígeno, presente nas 
células estranhas ao organismo. Essa característica particular desses anticorpos permite que eles 
sejam aplicados de forma promissora na terapia de diversas doenças, sendo amplamente utilizados 
para o tratamento de diversos tipos de câncer.
Nesta Dica do Professor, você vai ter a oportunidade de conhecer um pouco mais sobre a técnica 
de produção de anticorpos monoclonais.
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Exercícios
1) A biotecnologia permite a manipulação de genes para a produção de plantas e 
animais transgênicos, biofármacos, vacinas, entre outras tantas aplicações. Sobre a 
biotecnologia, é possível afirmar:
A) A tecnologia do DNA recombinante permitiu a expressão de proteínas em microrganismos e 
células hospedeiras, como a bactéria do cólera.
B) O hormônio do crescimento recombinante foi o primeiro produto produzido utilizando a 
tecnologia do DNA recombinante comercializado mundialmente.
C) A sequência de DNA de interesse é inserida em vetores de clonagem, como bactérias, por 
exemplo, utilizando a enzima DNA-ligase.
D) A biotecnologia moderna faz uso apenas da combinação dos conceitos biológicos da genética 
e da biologia celular.
E) A primeira utilização da biotecnologia foi realizada por culturas muito antigas, como a do 
Egito, que já utilizava a fermentação para produzir pão. 
2) A técnica de DNA recombinante é muito utilizada na produção de fármacos biotecnológicos. 
A respeito dessa ferramenta, podemos afirmar: 
A) Baseia-se na junção de genes provenientes de organismos da mesma espécie na mesma 
molécula de DNA.
B) Permite introduzir um gene humano numa bactéria para que esta produza uma determinada 
proteína humana.
C) O processo utiliza dois tipos de enzimas, as enzimas de restrição e a enzima DNA-polimerase.
D) O fragmento de DNA humano é inserido dentro do núcleo da bactéria, onde ele irá se 
combinar com o DNA das bactérias, formando o DNA recombinante.
E) A enzima DNA-ligase irá cortar o DNA em pontos específicos para obter o gene de interesse.
3) O uso da biotecnologia tem permitido a produção de diversos fármacos de forma eficiente e 
em escala industrial. Sobre esses fármacos, é correto afirmar:
A) Entre os antibióticos produzidos por métodos biotecnológicos, apenas a penicilina teve 
eficácia comprovada.
B) A insulina foi a primeira forma farmacêutica obtida por biotecnologia aprovada pelo FDA e 
comercializada.
C) A vacina da dengue produzida pelo Instituto Butantan, apesar de eficaz, não é produzida por 
manipulação gênica.
D) A enzima digestiva produzida pelo fígado, conhecida como eritropoietina, tem sido produzida 
de forma eficaz pela técnica de DNA recombinante.
E) O hormônio do crescimento humano recombinante ainda não foi aprovado para uso, pois 
causou sérios efeitos colaterais em ensaios clínicos.
4) Com o avanço dos conhecimentos em biologia molecular, biologia celular e imunologia, 
novas estratégias biotecnológicas foram desenvolvidas, permitindo o advento das vacinas 
gênicas. A respeito dessas vacinas, podemos afirmar: 
A) As vacinas gênicas consistem em um vetor de expressão contendo genes que codificam uma 
ou mais moléculas ativas com efeito terapêutico.
B) Vacinas gênicas têm sido aplicadas contra uma diversidade de agentes patogênicos, bem 
como contra antígenos tumorais.
C) Uma de suas desvantagens é que podem reverter para a forma virulenta, diferentemente das 
vacinas atenuadas.
D) Os pesquisadores ainda estão tentando aumentar a especificidade da resposta imune gerada.
E) Já foram desenvolvidas vacinas gênicas para os vírus da hepatite B e para o papilomavírus 
humano (HPV), entretanto elas ainda não estão disponíveis para uso na população.
5) Os anticorpos monoclonais têm sido uma ferramenta útil para o tratamento de diversas 
doenças graves, como o câncer. Sobre esses anticorpos, é correto afirmar:
A) Anticorpos monoclonais são produzidos por diferentes clones de linfócitos B, que são 
imortalizados, produzindo sempre os mesmos anticorpos, em resposta a um agente 
patogênico.
A existência de anticorpos diferentes para um mesmo agente patogênico torna a resposta 
imune pouco eficiente, como é o caso dos anticorpos monoclonais; por isso, na terapêutica 
B) 
contra certas patologias, utilizam-se preferencialmente anticorpos policlonais.
C) Na área de oncologia, uma nova geração de medicamentos está baseada na capacidade dos 
anticorpos monoclonais em reconhecer antígenos específicos de tumores e induzir resposta 
imune contra as células cancerosas.
D) Hibridomas são grupos de células desenvolvidas para produzir diferentes anticorpos em 
grande quantidade, tornando a resposta mais eficaz.
E) Apesar de a aplicação dos anticorpos monoclonais ser muito promissora no tratamento de 
diversas doenças, seu uso ainda se limita às pesquisas em laboratórios.
Na prática
A biotecnologia permitiu o surgimento das vacinas antitumorais. Essas vacinas contêm anticorpos 
antitumorais e são administradas em pacientes com a finalidade de intensificar a resistência ao 
crescimento tumoral. 
Confira as etapas do desenvolvimento de uma vacina cujo objetivo é estimular o sistema imune a 
combater o câncer.
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Terapia genética para o câncer deve chegar ao Brasil em 2018
Entre as estratégias que devem chegar ao Brasil, uma delas é o uso de linfócitos T geneticamente 
modificados para que passem a expressar receptores específicos em sua superfície, capazes de 
reconhecer o tumor e exterminá-lo. Leia mais no link a seguir.
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A construção de um medicamento
Pesquisadores brasileiros participaram do desenvolvimento de uma vacina gênica contra câncer de 
ovário. O RebmAb200 é uma versão humanizada de anticorpo contra tumor de ovário, que, ao se 
ligar às células do tumor, aciona células do sistema imune do paciente, que, por sua vez, irão lançar 
um banho de substâncias tóxicas sobre as células tumorais, levando-as à morte. Leia mais no link a 
seguir.
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Butantan obtém patente para produção da vacina contra dengue 
nos EUA
O Instituto Butantan, aqui do Brasil, conseguiu patentear a vacina contra a dengue, que já está em 
fase final de testes em humanos. A vacina produzida aqui no Brasil ainda não pode ser 
comercializada, mas em breve estará disponível para a população. Leia mais no link a seguir.
https://g1.globo.com/bemestar/noticia/terapia-genetica-para-o-cancer-deve-chegar-ao-brasil-em-2018.ghtml
http://revistapesquisa.fapesp.br/2014/09/16/construcao-de-um-medicamento/
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https://agencia.fapesp.br/butantan-obtem-patente-para-producao-da-vacina-contra-dengue-nos-eua/28036/