Biotecnologia (3)

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Biotecnologia.
Indice e resumo: 
1. Engenharia genética: Conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de genes de um determinado organismo, geralmente de forma artificial.
	1.1 Histórico
	1.2 O plasmídeo.
	1.3 As ligases.
	1.4 Biorremediação.
2. Clonagem: No processo, os indivíduos resultantes são gerados de outro pré existente, e portanto terão as mesmas características genéticas do “doador”
2.1 Histórico.
2.2. Hoje em dia.
3. Estudos de intervenção: O termo “estudo de intervenção” envolve, de forma geral, aqueles estudos em que o pesquisador manipula a exposição (intervenção).
3.1 A randomização.
3.2 O mascaramento.
3.2.1 Benefícios
3.2.2 malefícios
3.3. Aderência ao tratamento.
4. Reprodução assistida: Reprodução assistida é um conjunto de técnicas que auxiliam na reprodução humana.
4.1 O histórico.
4.2 As técnicas. 
5. A Nanotecnologia: Ramo da Ciência que enquadra todas as tecnologias e processos que transformam materiais à escala manométrica. 
5.1 Aplicaçoes no câncer.
5.2 Neuromagnetismo
~ Créditos: Professor Arnaldo Couto. Turma: Biomedicina 2016.1 
Matéria: Biotecnologia 			Universidade: IBMR – Instituto Brasileiro de Medicina e Reabilitação (Barra)
“Todo o conteúdo do resumo é baseado nos slides da aula dele e anotações do meu caderno”
1. Engenharia genética.
Por definição ela é caracterizada por um conjunto de técnicas que envolvem a manipulação de genes de um determinado organismo, geralmente de forma artificial, com o objetivo de manipular envolvendo a duplicação, transferência e isolamento de genes, com para produzir organismos geneticamente melhorados para desempenharem melhor suas funções e produzir substâncias úteis ao homem.
1.1 Histórico.
Em 1953, James Watson e Francis Crick, apresentaram o modelo de dupla hélice para o DNA, servindo como base para os estudos de biotecnologia moderna, já que a clássica já era praticada há tempos. Na Década de 70, se deu ao início do desenvolvimento das técnicas de análise e manipulação do DNA que constituem os fundamentos da Engenharia Genética. Nesta época, as principais dificuldades dos cientistas desta área era como isolar uma sequência de genes. Daniel Nathans e Hamilton Smith encontraram a solução para isto isolando enzimas de restrição, capazes de cortar o DNA em pontos específicos. 
[Por causa disso ganharam o Prémio Nobel de fisiologia e medicina em 1978.]
1.2 O plasmídeo.
São moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir independentemente do DNA cromossómico, presentes em bactérias.
Plasmídeo F e F’: esse tipo de plasmídeo é responsável pela fertilidade das bactérias. 
Plasmídeo R (ou RTF): esse tipo de plasmídeo confere a resistência bacteriana aos antimicrobianos.
Cada enzima possui um padrão específico de corte da molécula de DNA, resultando numa série de fragmentos genômicos que podem ser isolados, clonados e sequenciados. Na Engenharia Genética temos:
As endonucleases do tipo I: São proteínas multiméricas, capazes de cortar e modificar a molécula de DNA, necessitando da presença de ATP e Mg++. 
As endonucleases do tipo II são proteínas monoméricas que necessitam somente de Mg++ para serem ativadas e fazem o corte da molécula de DNA (reconhecendo as sequências de nucleotídeos específicos).
1.3 As Ligases.
São enzimas que possuem a capacidade de ligar covalentemente as extremidades livres dos fragmentos de DNA, o que pode ocorrer tanto in vivo como in vitro.
Estas enzimas não fazem mais do que catalisar a formação de uma ligação fosfodiester entre o terminal hidroxilo 3' e o terminal fosfato 5' de dois nucleótidos adjacentes, restabelecendo a continuidade estrutural do DNA. A reação de ligação do DNA in vitro reduz a susceptibilidade do ácido nucléico à degradação nucleolítica intracelular e preserva os terminais gerados pelas endonucleases de restrição.
1.4 Biorremediação. 
Técnica que consiste na limpeza de locais contaminados utilizando manipulação de micróbios para remover ou neutralizar poluentes.
Geralmente é usada nos casos de:
Diagnostico de doenças.
Vacinas e produção de produtos farmacêuticos (melhoramento na proteção)
Alimentos.
Terapia genica (evitar doenças na inserção de genes que vão corrigir o “problema”).
2. Clonagem.
Por definição ela pode ser caracterizada por Técnicas de duplicação utilizadas em genes, células, tecidos, órgãos e seres vivos. Pode ser definida como método artificial de reprodução (utilizando células somáticas no lugar de células germinativas)
LEMBRANDO: Ocorre naturalmente entre unicelulares. 
(Aula fundamentada mais por debate)
A clonagem pode ser permitida?
Ela é legalizada?
Até que ponto podemos fazer uso dela?
Em nome da ciência ou em nome de Hitter?
O objetivo desta técnica é gerar os indivíduos a partir de outro pré-existente, e portanto terão as mesmas características genéticas do “doador”. 
LEMBRANDO: Isso ocorre naturalmente entre os seres humanos no caso de gêmeos univitelinos.
2.1 Histórico.
1938: Idéia da clonagem. Hans Spermann - proposta de transferência do núcleo de uma célula em estágio tardio de desenvolvimento para um óvulo; 
1952: 1 a experiência do gênero - Clonagem de girinos; 
1970: Pesquisa com embriões de Ratos [Outras cobaias foram utilizadas, como: Porco, ratos, ovelhas e camundongos);
1979: Pesquisa com embrião de ovelhas
1981: Pesquisadores da Universidade de Genebra (Suíça) – clones de ratos a partir de células embrionárias;
1984: Stean Willadsen (Universidade de Cambridge) clonou uma ovelha a partir de células embrionárias jovens.; 
1996: Surgiu a Dolly, que teve seu nascimento anunciado em 1997 (tornando-se um marco na Era Biotecnológica.) A clonagem da ovelha Dolly apenas derrubou o dogma da biologia de que células não-germinativas de animais superiores eram incapazes de gerar um novo ser.
2.2. Hoje em dia.
As células tronco podem ser classificadas em:
Totipotentes (embrionárias): Diferencial em qualquer um dos 216 tecidos.
Pluripotentes (multipotentes): Com exessão a placenta e anexos embrionários.
Oligopotentes: Poucos Tecidos.
Unipotentes: Apenas um único tecido.
Elas têm a capacidade de se diferenciar conforme sofrem a interferência dos fatores de crescimento, moléculas de sinalização, enzimas e atuação dos hormônios.
A clonagem da ovelha dolly foram feitas por glândulas mamarias da ovelha de pele BRANCA, e em seguida com o núcleo implantado em um ovócito anucleado proveniente de outra ovelha de pelagem NEGRA, FOI IMPLANTADO NUMA OUTRA OVELHA.
Quais é a importância da clonagem para a medicina?
Principalmente na aplicação terapêutica. 
Usadas no combate de doenças crônica (doenças cardiovasculares e neurodegenerativas, diabetes tipo 1),
O principal objetivo seria recuperar os tecidos danificados pelas doenças
Células-tronco Adultas Encontradas em vários tecidos: medula óssea, sangue, fígado, polpa dentária, cordão umbilical e placenta (Não serve para portadores de doenças genéticas).
Células-tronco Embrionárias Potencial de formar todos os tecidos humanos. Podem ser retiradas de: Embriões excedentes descartados em clínicas de fertilização e/ou Clonagem terapêutica.
 Regulamentação da Lei de Biossegurança (Lei 11.105/05).
Apesar da liberação das pesquisas utilizando embriões humanos, a discussão sobre o momento exato da origem da vida persiste (quando começa a vida? Quando podemos considerar o início de uma vida?).
O texto oferece recursos para se concluir que o embrião é considerado um ser humano, gerando complicações jurídicas e argumentos novos contrários às pesquisas com embriões humanos.
Discussões relativas ao aborto: de um lado o direito à vida, de outro a Lei de Biossegurança que autoriza a destruição de embriões humanos em pesquisas (utilização de células-tronco embrionárias).
CLONAGEM REPRODUTIVA 
A Instrução Normativa CTNBio n.º. 8, de 9 de julho de 1997, em seu artigo 1º, dispõe:
Clonagem em humanos: processo de reprodução assexuada de um ser humano;Clonagem Radical: Processo de clonagem de um ser humano a partir de uma célula, ou conjunto de células, geneticamente manipulada (s) ou não. 
Discutido em sala de aula: Para que iriam reproduzir pessoas? O que impede dessa reprodução avançar para maus caminhos? A reprodução seria apenas para tecidos?
Art. 2º Ficam vedados nas atividades com humanos: I –a manipulação genética de células germinais ou totipotentes; II –experimentos de clonagem radical através de qualquer técnica de clonagem.
Declaração Universal do Genoma Humano e dos Direitos do Homem, do comitê Internacional de Bioética da UNESCO, de 1997, cujo art. 11, ao se referir às Pesquisas com o Genoma Humano, dispõe: “( ... ) art. 11 –não serão permitidas práticas contrárias à dignidade humana, tais como a clonagem reprodutiva em seres humanos ( ... )”. (A Inglaterra, em julho de 2000, anunciou que permitirá a clonagem humana para fins de terapia)
O que a Lei de Biossegurança visa regulamentar? 
 A lei de Biossegurança estabelece as normas e mecanismos de fiscalização que regulamentam qualquer atividade que envolva organismos geneticamente modificados e seus derivados. Seu texto abrange, portanto, desde o cultivo de alimentos transgênicos e a engenharia genética até as pesquisas com células-tronco embrionárias.
Para que fins é permitida a utilização de células-tronco embrionárias? 
Apenas para fins terapêuticos e de pesquisa científica 
Os institutos de pesquisa têm autonomia sobre suas pesquisas com células embrionárias?
Não, pela lei, as instituições de pesquisa que realizam pesquisa ou terapia com células-troncos embrionárias humanas devem submeter seus projetos aos CEPs e obter aprovação na CONEP.
A lei brasileira permite clonagem humana?
Não, a lei proíbe a clonagem humana e engenharia genética em células germinativas ou zigoto humano.
Que tipo de embriões podem ser utilizados em pesquisas? 
Apenas embriões inviáveis – durante a fertilização in vitro não são introduzidos no útero devido a qualidade (muito fragmentado ou pararam de dividir) e embriões congelados há mais de 3 anos.
3. Estudos de intervenção. (Baseados em exercícios)
( V ) O termo “estudo de intervenção” envolve, de forma geral, aqueles estudos em que o pesquisador manipula a exposição.
( V ) Estudos de intervenção podem ter ou não grupo controle e referir-se a indivíduos ou a comunidades.
( F ) Os “estudos experimentais” em epidemiologia não podem ser divididos em profiláticos (ex.: vacinas) ou terapêuticos (ex.: quimioterápicos).
( V ) Os principais tipos de estudos experimentais são os: Ensaios Clínicos [Clinical Trials] e Ensaios de Campo (Nível individual e Nível agregado [ensaios comunitários])
(V ) Os ensaios clínicos têm como unidade de análise o indivíduo e podem ser divididos em profiláticos ou terapêuticos
( F ) Não é uma Importante ferramenta para avaliação de intervenções de saúde, sejam elas medicamentosas ou não.
Objetivo: avaliar se um determinado agente ou procedimento reduz o risco de desenvolvimento da doença em indivíduos livres dessa condição no início do estudo.
O ensaio de comunidade é um estudo de intervenção no qual a unidade de alocação a receber a medida preventiva ou terapêutica é uma comunidade inteira (por exemplo, uma cidade). Porem para que isso ocorra se faz necessário a comprovação da necessidade de alguma evidência de benefício a partir de outros estudos
Uma característica importante dos estudos experimentais é a inclusão de pelo menos um grupo de comparação, com o qual se compara o efeito da intervenção.
3.1 Randomização. 
É o procedimento que consiste em alocar os indivíduos aleatoriamente (ao acaso) nos grupos a serem comparados. Isso significa que cada indivíduo tem a mesma chance de receber cada um dos possíveis tratamentos e que a probabilidade de um dado indivíduo receber uma determinada alocação é independente da probabilidade de qualquer outro indivíduo receber a mesma alocação de tratamento.
Ela também elimina viés de seleção da parte dos participantes e investigadores. Ou seja, eliminando quaisquer tipo de informações tendenciosas. A randomização tende a criar grupos comparáveis em termos da distribuição de fatores conhecidos e desconhecidos que possam influenciar o desfecho desde que o número de indivíduos randomizados seja grande.
3.2 O mascaramento.
Eles evitam que os participantes do ensaio saibam o tratamento que é administrado, no intuito de reduzir o grau de subjetividade para que essa potencial inserção de viés quando os envolvidos no ensaio conhecem o tratamento administrado ao paciente. O mascaramento pode referir-se ao participante do estudo, aos profissionais que aplicam o tratamento e ao avaliador (duplo-cego).
Elas ocorrem quando o participante e o pesquisador desconhecem qual o tratamento está sendo recebido.
3.2.1 Beneficios. Elimina o potencial para viés de aferição, uma vez que as informações podem variar de pessoa para pessoa, gerando erro por parte do medico ou paciente. 
Ex: Medicamento para cólicas menstruais. 
Caso 1 (Erro por parte do medico)
- A senhora esta sentido alguma coisa durante o tratamento?
- Não.
- Nem uma dor de cabeça?
- Ah, ontem eu senti uma pequena tontura, mas foi nada demais.
Caso 2 (grupo placebo)
- A senhora sentiu alguma coisa durante o tratamento?
- Olha, tratamento muito bom. Até curou meu joanete. 
 	“? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?”
3.2.2 Malefícios: Ocorre uma certa limitação já que usualmente são mais complexos e de realização mais difícil. De forma que, já que nem o médico e nem o próprio paciente saberá de que grupo pertencem. Ou seja, haverá uma terceira pessoa “catalogando” e agrupando todos os dados recebidos nesta pesquisa. 
3.3 Aderência ao tratamento: A obtenção e manutenção de alta aderência ao tratamento é um aspecto importante dos estudos experimentais”
A seleção é feita da seguinte forma:
Seleção de uma população de indivíduos que estejam interessados e que sejam confiáveis;
Contato frequente com os participantes; 
Utilização de calendários de medicação; 
Utilização de incentivos (Muito questionada!) [Seria certo pagar alguém para testar produtos que podem mata-los? Causar danos?]
Deve ser instituído um sistema de vigilância que possibilite a abertura do código de randomização, caso algum indivíduo desenvolva um efeito colateral grave.
O monitoramento dos efeitos colaterais ajuda também a determinar os benefícios reais e os efeitos nocivos da intervenção em estudo.
4. Reprodução assistida. 
Por definição ela é um conjunto de técnicas que auxiliam na reprodução humana. De forma que a concretização do direito de concepção por meio do emprego da biotecnologia. Logo, casais com problemas de infertilidade podem ser contemplados com esta técnica, além da reprodução artificial de plantas e animais para fins financeiros.
4.1 O histórico: As primeiras técnicas de reprodução artificial ocorreram no século XIV - Povos Árabes buscavam a criação de uma raça de cavalos mais fortes e resistentes
1970: Primeira tentativa de reprodução artificial em ser humano (inseminação em uma mulher, utilizando-se do sêmen do próprio marido). 
1978: Primeiro bebe de proveta.
1984: Primeiro bebe de proveta no Brasil.
4.2 Técnicas para a Reprodução Assistida Humana.
Inseminação artificial: Consiste na transferência mecânica de espermatozóides previamente recolhidos e tratados, com seleção daqueles que se apresentam morfologicamente mais viáveis, para a cavidade uterina.
Fertilização in vitro (FIV): Os espermatozóides e os ovócitos II são fertilizados fora do organismo humano. Depois da fecundação, os embriões são transferidos para o útero ou trompas maternas, onde ocorre a nidação.
ii.i Injeção intra-citoplasmática de espermatozoides: É a microinjecção, através de micromanipuladores e ao microscópico, de um único espermatozóide diretamente no citoplasma de um oócito. Seguidamente, o embrião é implantado segundo a mesma técnica utilizada na FIV Transferênciaintratubária de gametas.
Tranferencia intratubária de gametas: Técnica em que os espermatozóides e ovócitos, previamente extraídos, são transferidos para o interior de uma das trompas uterinas, de modo que ocorra a fecundação. A fecundação é feita in vivu.
OBS: A FIV corrige os casos de esterilidade tubária feminina, hipofertilidade masculina, endometriose e esterilidade sem razão aparente ou quando não se consegue detectar a origem.
OBS2: é importante ressaltar que as técnicas de reprodução assistida só poderão ser realizadas em situações que não colocar em risco a vida ou a saúde da paciente e do possível descendente.
Mudanças em 2011.
	Critérios. 
	Antes
	Agora
	Idade
	Sem limite para submissão a esta técnica.
	Até 50 anos. Qualquer coisa além, deverá ser pedido ao CRM.
	Descarte
	Não previa o descarte de embriões.
	Os embriões criopreservados há mais de 5 anos podem ser descartados.
	Doação de gametas
	Sem limite de idade para doação.
	Limite de idade:
 - 35 anos: Mulheres.
 - 50 anos: Homens
	Doação de óvulos
	Não especificava doação compartilhada. 
	As mulheres podem doar parte dos seus óvulos para outra mulher para custeio de parte do tratamento. 
	Barriga de aluguel
	Apenas mães, irmãs e avós poderiam participar.
	Tias e primas também podem participar. Desde que os critérios acima sejam seguidos.
5. A nanotecnologia: Ramo da Ciência que enquadra todas as tecnologias e processos que transformam materiais à escala nanométrica. Ou seja, elas apresentam tamanhos comparáveis aos de estruturas biológicas (células, vírus, moléculas, proteínas e até mesmo genes) que são adequadas às aplicações biomédicas.
Este novo tipo de tecnologia aplicada à terapia oncológica permite a detecção rápida e sensível de células malignas em estágios iniciais e seu controle de forma não invasiva.
Várias áreas do conhecimento envolvidas - aplicações biomédicas da nanotecnologia requerem a formação de equipes multidisciplinares para seu desenvolvimento. 
5.1 Aplicações no câncer:
Aplicações oncológicas das NPs - princípios físicos: 
 Aplicação de um gradiente de campo magnético permite posicionar remotamente as NPs no interior de órgãos ou tecidos; 
 Utilização do momento magnético das NPs permite provocar perturbações na ressonância nuclear de prótons; 
 As perdas de calor das NPs submersas em fluidos magnéticos podem ser aproveitadas para a termocitolise de tumores.
5.2 Nanomagnetismo: 
Área da física que estuda as propriedades magnéticas de materiais que se apresentam em escala nanométrica. 
Imã dividido em inúmeros partes – imãs moleculares / atômicos. 
Aplicações in vivo - diagnósticas (imagens de ressonância magnética) e terapêuticas (vetorização de medicamentos e hipertermia magnética).
Imagens de ressonância magnética: Técnica não invasiva capaz de obter imagens em duas ou três dimensões ideais para a visualização de tecidos moles, mostrando anatomia e fisiologia simultaneamente. Partículas com diâmetros menores do que 10nm destacam ainda mais o comportamento do próton de diferentes tecidos - avanços na técnica, como obtenção de imagens do sistema vascular e nervoso.
Vetorização de medicamentos (Drug delivery): Forma farmacêutica convencional – dificuldade em atingir um alvo específico do organismo com concentração adequada para promover o desejado efeito terapêutico. 
> Vetorização de medicamentos: Liberação de fármacos na dosagem correta e durante certo período de tempo, diretamente em um tecido ou célula “alvo”. Direcionamento da substância farmacológica: melhora a eficiência terapêutica, permiti a redução da quantidade de droga administrada – minimiza os efeitos colaterais.
Hipertermia magnética: Procedimento terapêutico - aumento de temperatura em uma região (tecido ou órgão) do corpo humano que esteja afetada por uma neoplasia, com o intuito de causar a lise das células cancerosas (41°C a 46°C). O método envolve a geração de calor por nanopartículas ferromagnéticas por meio da aplicação externa de um campo magnético. Os mecanismos físicos envolvidos no processo de hipertermia magnética estão relacionados às perdas de energia em forma de calor pelas nanopartículas.
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