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Profa Dra Cláudia Maria Campinha dos Santos 
Biotecnologia 
 
MANIPULAÇÃO GENÉTICA 
DE ORGANISMOS 
 
O QUE SÃO CÉLULAS-TRONCO? 
 Células indiferenciadas que têm a capacidade de se multiplicar e 
se diferenciar em células especializadas. São células capazes de gerar 
outras células diferentes de si mesmas. 
 Enquanto uma célula da pele, por exemplo, é capaz de reproduzir 
apenas mais pele, as células-tronco são células ”mestres“ com 
capacidade de diferenciar-se em qualquer célula. 
As células-tronco adultas são encontradas 
em vários tecidos (como medula óssea, 
sangue,fígado, polpa dentárea) de crianças 
e adultos, e também no cordão umbilical e 
na placenta. 
TIPOS DE CÉLULAS-TRONCO ADULTAS 
• Cordão umbilical 
• Tecido adiposo 
• Polpa dentária 
• Sangue Menstrual 
• Liquído amniótico 
 
 
Problema: não são capazes de se 
 diferenciar em todos os tipos de 
 células humanas 
 
Solução: utilizar células-tronco embrionárias 
Células-tronco do cordão umbilical 
O sangue do cordão umbilical é uma fonte de vida que geralmente é 
descartada após o parto e que através de um procedimento simples, 
pode representar a esperança de vida e de cura para muitas pessoas. 
 
As características especiais destas células – chamadas “células da 
esperança” – tem demonstrado expressiva vantagem quanto à sua 
eficácia terapêutica no tratamento de inúmeras doenças onco-
hematólogicas onde estaria indicado o transplante de medula 
óssea.Tais células demonstram um potencial superior em 
transformarem-se em células do sistema nervoso, músculo cardíaco, 
ossos, pele, entre outros tecidos. 
Células-tronco da medula óssea 
 
As células-tronco encontradas na medula óssea são as mais 
conhecidas. 
 
Há pouco mais de três décadas, os transplantes de células-tronco da 
medula óssea têm devolvido esperança de vida a milhares de 
pacientes portadores de doenças onco-hematólogicas, doenças 
imunológicas e genéticas. 
 
Um obstáculo bastante considerável para o êxito deste procedimento, 
é encontrar um doador compatível cujas células-tronco de sua medula 
óssea possam ser administradas ao paciente risco de rejeição. 
A chance às vezes chega a 1 em 1 milhão. Este fato tem ocasionado 
muito desalento a médicos e pacientes. 
 
 
CT Cordão Umbilical X CT Medula óssea 
Características e Vantagens: 
 
1- As células-tronco do cordão umbilical estão prontamente 
disponíveis para o uso, pois encontram-se criopreservadas e 
armazenadas em tanques de nitrogênio líquido. Este fato confere 
maior rapidez aos tratamentos para os quais o transplante está 
indicado. 
 
As células-tronco da medula óssea além de não estarem prontamente 
disponíveis, exigem um exaustivo processo de busca pela 
compatibilidade desejada. 
 
 
 
CT Cordão Umbilical X CT Medula óssea 
2- As células-tronco do cordão umbilical são menos imunorreativas que 
as células da medula óssea, diminuindo consideravelmente a 
ocorrência de rejeição. Possibilitando, portanto, sua utilização num 
universo maior de pacientes, além de contribuir para o melhor êxito do 
transplante. 
 
 
3- Ao contrário das células da medula óssea, as células do cordão 
umbilical têm a vantagem adicional de não terem sido submetidas às 
agressões ambientais, físicas, químicas, biológicas ou psíquicas, 
preservando seu potencial terapêutico intacto. 
 
Células-tronco Adultas 
Local Origem Característica Indicação 
Cordão 
Umbilical 
Sangue do cordão 
umbilical de recém- 
nascidos 
São mais potentes que 
as de medula e 
oferecem menos risco 
de rejeição em 
transplantes 
Apenas para tratar doenças 
do sangue. São uma 
segunda opção em relação 
às células de medula, pois 
seus riscos de infecção são 
maiores 
Medula óssea Parte interna dos ossos. 
A maior concentração 
delas está na bacia. 
São as células-tronco 
mais utilizadas em 
transplantes e 
pesquisas, já que são 
estudadas há mais 
tempo e obtê-las é 
relativamente fácil. 
Tratamento de doenças do 
sangue. Estudos avaliam sua 
eficácia para tratar de 
doenças auto-imunes, como 
lúpus e diabetes tipo 1, e 
disturbios cardiovasculares. 
Fetais Tecidos de fetos 
abortados, 
especialmente os 
germinativos, ou seja, os 
testículos de fetos 
masculinos e ovários de 
fetos femininos. 
Apresentam baixíssimo 
risco de rejeição. A 
forma de obtenção dos 
fetos, portanto é 
polêmica e envolve 
várias questões éticas. 
São usadas especialmente 
na China onde as leis sobre 
aborto são bastante liberais. 
Os pesquisadores usam 
essas células para tratar 
doenças como o Parkinson. 
Tecidos Cérebro, pele, coração, 
olhos,dentes, intestino, 
músculos, gordura e 
sangue, entre outros. 
Seu uso é mais restrito 
por serem de difícil 
multiplicação e por sua 
dificuldade em se 
transformar em outros 
tipos de células. 
Em geral, são usadas em 
transplantes feitos no próprio 
paciente do qual foram 
retiradas. Como queimaduras 
e problemas de retina. 
INÍCIO DE UMA NOVA ERA CIENTÍFICA 
• Transplante de medula óssea e autotransplantes 
 Problema: rejeição orgânica e morte dos pacientes 
 Solução: Análise da compatibilidade dos antígenos leucocitários 
 
• 1980 – Cambridge/Inglaterra – Cientistas Martin Evans e Mario Cappechi 
e na Carolina do Norte/EUA – o Bioquímico, Oliver Smithies 
 Experimento: retiraram células de embrião de camundongo recém-
fertilizado e fizeram alteração genética e reimplante das modificações no 
embrião - as células se transformaram em qualquer célula e se 
multiplicaram indefinidamente. 
Supremo Tribunal Federal 
e a Lei de Biossegurança 
 
• Março/2005 – Aprovada e contestada por ADIN (Ação direta de 
Inconstitucionalidade). 
 
• Maio/2008 – Votação final: 6 votos a favor e 5 contra a Lei. 
Obs.: Uso de camundongos em laboratório - equivalência de 99 % dos 
genes humanos e desenvolvimento rápido (9 semanas). 
CÉLULAS-TRONCO NO BRASIL 
• No dia 02/03/2005 – 22 horas, no Congresso Nacional, em Brasília, os 
deputados brasileiros aprovaram a Lei de Biossegurança, que no 
seu artigo 5º. autoriza o uso de pesquisas com células-tronco 
embrionárias. 
 
• Neste caso, os embriões encaminhados a pesquisa devem ser 
gerados em clínicas de fertilização in vitro e congelados há mais de 3 
anos e/ou serem considerados sem qualidade para serem 
implantados em útero para gerar um novo ser humano. Seu uso deve 
ser autorizado pelos genitores e pelo conselho de ética e pesquisa da 
instituição do cientista pesquisador (pessoa jurídica pública ou privada: 
universidades, laboratórios e serviços de saúde). 
 
• A Lei de Biossegurança proíbe a clonagem terapêutica e reprodutiva. 
• A Lei dos Transplantes de Órgãos proíbe a comercialização de 
material biológico. 
Clonagem 
 
Originada da palavra grega Kólon, é basicamente uma forma de 
reprodução assexuada – indivíduos idênticos ao provedor do DNA. 
• Técnicas de duplicação utilizadas em genes, células, tecidos, 
órgãos e seres vivos; 
• ocorre naturalmente em organismos unicelulares e plantas; 
• Pode ser definida como método artificial de reprodução – utiliza 
células somáticas no lugar de células germinativas; 
• Fecundação substituída por fusão. 
 
Clonagem 
• No processo , os indivíduos resultantes são gerados de outro pré 
existente, e portanto terão as mesmas características genéticas 
cromossômicas do “doador”. 
 
• Em seres humanos, isso só acontece no caso de gêmeos 
univitelinos. 
Histórico da clonagem 
• 1938: Idéia da clonagem. Hans Spermann - proposta de 
transferência do núcleo de uma célulaem estágio tardio de 
desenvolvimento para um óvulo; 
• 1952: 1a experiência do gênero - Clonagem de girinos; 
• 1970: pesquisa com embriões de Ratos; 
• 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. 
• Técnicas foram repetidas com outros animais; 
• 1996: Surgiu a Dolly, que teve seu nascimento anunciado em 1997, 
tornando-se um marco na Era Biotecnológica. 
 
 
Métodos de clonagem 
• Basicamente dois métodos: 
• Extração do material genético de célula somática e inserção em 
óvulo cujo núcleo com DNA tenha sido retirado; 
• Fusão de uma célula inteira com um óvulo sem material genético. 
Clones em Humanos 
1) As células somáticas são retiradas do doador 2) Essas células são cultivadas 
em laboratório 3) De uma doadora colhe-se um óvulo não fertilizado 4) O núcleo 
contendo DNA é retirado do óvulo 5) A célula cultivada é fundida ao óvulo por 
meio de corrente elétrica 6) Agora temos o óvulo fertilizado com nova 
informação genética 7) Este óvulo vai se desenvolver até a fase de blástula 
(embrião com mais de 100 células) onde estão as células tronco. 
Animais Clonados 
• Ovelhas 
• Macacos 
• Porcos 
• Ratos 
• Cabras 
 
 
• Sapos 
• Mamutes 
• Cachorros 
• Bovinos 
 
CLONAGEM ANIMAL 
• Em 1997 um anúncio marcou 
a história da genética 
• ovelha da raça Finn Dorset 
chamada de Dolly. 
• Fevereiro de 1997 - o escocês 
Ian Wilmut, do Instituto Roslin 
– Primeira experiência de 
Clonagem 
 
Glandulas mamárias de ovelha de 
pela branca 
 
 
Núcleo implantado em um ovócito 
anucleado, proveniente de outra 
ovelha de pelagem negra 
 
 
O embrião resultante foi implantado 
no útero de uma terceira ovelha 
 
 
 
 
 
A esquerda ovelha da raça Finn Dorset e a direita ovelha da raça 
Scottish Blackface 
Qual foi a grande descoberta? 
• O maior feito dos cientistas, foi fazer com que uma célula adulta se 
tornasse totipotente (células-tronco) de novo. As células-tronco (ou 
totipotentes) possuem a capacidade de se diferenciarem em 
diferentes tipos de células, em um processo antes considerado 
irreversível. 
QUAL FOI A GRANDE 
DESCOBERTA? 
• Estava aberto o caminho para a clonagem 
terapêutica e a terapia por células-tronco. 
Dolly (1997-2003) 
• Sacrificada 
• Doença degenerativa pulmonar 
• Doença típica de ovelhas velhas 
• Expectativa de vida das ovelhas: 6 anos mas podem viver até 12 
anos. 
Pontos positivos da clonagem: 
 
• Utilização da técnica de clonagem para obtenção de células 
tronco a fim de restaurar a função de um órgãos ou tecido. 
• A clonagem "terapêutica" teria a vantagem de não oferecer riscos 
de rejeição se o doador fosse a própria pessoa. (ex.: reconstituir a 
medula em alguém que se tornou paraplégico após um acidente, 
ou substituir o tecido cardíaco em uma pessoa que sofreu um 
infarto). 
• Diminuição ou fim do tráfico clandestino de órgãos 
• Ajudar casais inférteis que não podem ter filhos, mesmo após 
anos de tratamento de infertilidade. 
• Melhoramento animal, resgate de material genético, maximização 
do potencial genético de uma raça. 
 
Macacos 
-Criado no EUA, o primeiro 
primata geneticamente 
modificado do mundo, teve 
um gene do animal 
marinho inserido em seu 
DNA. 
-Nova cobaía transgênica –
muito mais semelhante ao 
homem do que os 
tradicionais ratos 
modificados de laboratório. 
Ratos 
-Cientistas do Havaí clonaram o primeiro adulto do sexo 
masculino – o rato Fibro. 
-Criado a partir de um pedaço do rabo de um camundongo: 
foram colhidos 700 óvulos produzidos por ratas e descartaram 
o núcleo deles. O material foi substituído por células extraídas 
da cauda do doador. Apenas 274 embriões resultaram dessa 
operação e foram implantadas em 25 ratas que funcionaram 
como “mães de aluguel”. 
-O índice de sucesso foi baixíssimo: apenas Fibro sobreviveu. 
Sapos 
 
• 1952-Primeira experiência com 
clonagem de girinos a partir de 
células somáticas 
 
• 1962- mesmo procedimento 
com sapo adulto 
 
• 1975-transferência de células 
de pele de rãs adultas para 
ovos Xenopus enucleados 
Os anfíbios foram os 
primeiros organismos 
superiores a serem 
clonados 
Cachorros 
O animal mais recentemente 
clonado!!! 
- Intenção clonar animais de 
estimação e animais de grande 
potencial pecuário para novas opções 
de mercado 
Clones Brasileiros 
• Bovinos 
 
As pesquisas em reprodução animal na 
Embrapa começaram em 1984, e são o 
resultado da tecnologia de transferência 
nuclear. Vitória foi obtida como resultado 
de núcleos transferidos de um embrião de 
cinco dias coletado de uma vaca simental 
pela técnica de transferência de embriões 
clássica, na qual uma célula é enucleada 
(célula recipiente) e depois é feita a fusão 
com a célula doadora retirada de um 
embrião. Foto: divulgação. 
Clonagem na Agricultura 
• Propagação de plantas assexuadamente – 
Clonagem 
 
• Vantagem dessa tecnologia: uniformidade 
 
• O ambiente pode interferir,mas se as plantas 
tem a mesma constituição genética, maior 
controle 
 
• Com a seleção genética é possível multiplicar 
plantas que já foram modificadas 
CLONAGEM REPRODUTIVA e TERAPÊUTICA 
 
• Retira-se o núcleo de um óvulo doado 
• Coleta-se uma célula adulta de outro doador e retira-se o núcleo (Ex. 
Célula da Pele) 
• Implanta-se o núcleo da célula adulta (pele) no óvulo sem núcleo 
• Na Clonagem reprodutiva (1996): o óvulo com o novo núcleo é 
implantado em um útero que gestará o ser vivo, CLONE. 
• Ex. Ovelha Dolly. 
 
• É PROIBIDA EM SERES HUMANOS. 
Clonagem terapêutica 
• Conceito: é a técnica que fabrica embriões a partir da transferência 
do núcleo da célula já diferenciada, de um adulto ou embrião, para 
um óvulo sem núcleo. 
• Não há o implante em um útero, logo não pode reproduzir seres 
humanos. 
 
• Vantagem: possibilita a obtenção de células-tronco embrionárias 
pluripotentes, potencialmente capazes de produzir qualquer tecido em 
laboratório, o que poderá permitir o tratamento de doenças cardíacas, 
doenças degenerativas(Alzheimer, Parkinson), câncer, além da 
reconstituição de medula óssea, de tecidos queimados ou tecidos 
destruídos etc, sem o risco de rejeição, caso o doador seja o próprio 
beneficiado com a técnica. 
 
• Limitação: no caso de doenças genéticas, o doador não pode ser a 
própria pessoa porque todas as suas células têm o mesmo defeito 
genético. 
 
• Na Clonagem terapêutica (2004): o óvulo não é implantado em 
útero, mas mantido em substância nutritiva em laboratório, se atingir 
o estado de blástula (blastocisto) torna-se capaz de produzir 
linhagens de células-tronco embrionárias totipotentes, que podem 
ser utilizadas em pesquisas para a cura de doenças. (transferência 
nuclear ou transplante celular). 
Transgênicos 
 Transgênicos ou OGMs são organismos manipulados geneticamente, 
de modo a fornecer características desejadas pelo homem. 
 
 OGMs possuem alterações em seu genoma realizadas através da 
tecnologia do DNA recombinante ou da Engenharia genética. 
 
 A geração de transgênicos visa à obtenção de características 
específicas por um organismo de interesse. 
 
 Resultados na área de transgenia já são alcançados desde a década 
de70, época na qual foi desenvolvida a técnica do DNA 
recombinante. 
 
 O primeiro transgênico foi a bactéria Escherichia coli, que sofreu 
adição de genes humanos para a produção de insulina na década de 
1980. 
 
 
Transgênicos 
 Os alimentos transgênicos são modificados geneticamente em 
laboratórios com o objetivo de conseguir melhorar a qualidade do 
produto. 
 
 Os genes de plantas e animais são manipulados e muitas vezes 
combinados. 
 
 Os organismos geneticamente modificados, depois da fase 
laboratorial, são implantados na agricultura ou na pecuária. 
Alimentos transgênicos 
Alimentos transgênicos 
Países Produtores de alimentos Transgênicos 
Fonte: ISAAA, 2011 
 Em 1997, o primeiro bovino transgênico, a vaca Rosie, produzia 
leite enriquecido com a proteína humana lactoalbumina. 
 
 Esse leite transgênico é mais nutritivo para humanos que o leite 
natural, e poderia ser introduzido na alimentação de crianças com 
carência de nutrientes específicos. 
 
 Há também pesquisas em curso voltadas para a produção de leite 
transgênico contendo as proteínas necessárias para o tratamento 
de doenças como fenilcetonúria, enfisema hereditário e fibrose 
cística. 
 
 Por exemplo, o Instituto A. I. Virtanen, da Finlândia, gerou um 
bovino contendo um gene cuja proteína correspondente promove o 
crescimento de hemácias em humanos. 
 
 
Animais transgênicos 
 Suínos alterados 
geneticamente 
em laboratório produzem 
gordura 
que faz bem para o coração! 
 
Mosquito Transgênico 
Incapaz de transmitir a 
dengue! 
Exemplos de animais transgênicos 
Aspectos Positivos 
• A vantagem é que são resistentes a insetos e pragas, se adaptam à 
diferentes climas, são mais produtivos e incorporam substâncias 
que auxiliam no combate à obesidade, ao colesterol alto e outros. 
 
• Outro ponto é o aumento de produção de alimentos, que alguns 
especialistas afirmam poder reduzir o problema da fome. Esse 
aumento ainda poderia reduzir os custos de produção, facilitando 
assim a vida do agricultor. 
Aspectos Negativos 
• Na natureza, os transgênicos empobrecem a biodiversidade e 
eliminam abelhas, minhocas e outros animais, além de espécies de 
plantas, também desenvolvem ervas daninhas resistentes. 
 
• Suspeitas de que esses produtos poderiam causar doenças como 
o câncer, alergia, além de aumentar a resistência contra 
agrotóxicos e antibióticos.