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BIOTECNOLOGIA E SAÚDE D E S E N V O L V I M E N T O , A P L I C A Ç Ã O E B E N E F Í C I O S . U M G U I A C O M P L E T O S O B R E O T E M A www.ipedsspe.com SUMÁRIO EDITORA IPEDSS Marcos Augusto França de Souza Dalcio Ferreira da Silva Neto Paula Eduarda Gama de Carvalho Rocha EDITORES CIENTÍFICOS INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 3 CONTEXTO HISTÓRICO .......................................................................................... 5 EVOLUÇÃO DA BIOTECNOLOGIA NOS ÚLTIMOS 100 ANOS....................... 7 BIOINFORMÁTICA INSERIDA NA BIOTECNOLOGIA ....................................... 8 NANOTECNOLOGIA .................................................................................................9 MEDICINA REGENERATIVA ...................................................................................10 BIOTECNÓLOGO.......................................................................................................14 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 18 I N T R O D U Ç Ã OI N T R O D U Ç Ã O Embora o termo Biotecnologia seja algo moderno, os seus conceitos são utilizados desde o começo da civilização, a partir do momento em que o ser humano deixou de ser nômade, passando a cultivar plantas e domesticar animais. Mesmo sendo um conceito muito antigo, os avanços direcionados a sua utilização em diversos meios nos últimos anos vem tornando-a cada vez mais indispensável em nossas vidas. Os seus benefícios são incontáveis, principalmente na área da saúde. A Biotecnologia desenvolve tecnologias e produtos que ajudam a melhorar nossas vidas , através de processos celulares e biomoleculares. Ela utiliza a composição genética na orientação de linhas de pesquisa, resultando na redução das taxas de doenças infecciosas, na adaptação de tratamentos de indivíduos para minimizar riscos à saúde e efeitos colaterais, além de combater doenças graves e ameaças cotidianas que o mundo em desenvolvimento enfrenta. 3 Por um período a indústria de Biotecnologia foi chamada de tecnologia de DNA recombinante ou de engenharia genética, devido a técnica utilizada que consiste em unir o gene de uma proteína útil (geralmente uma humana) em células de produção (Leveduras, bactérias ou células de mamíferos em cultura), que então começam a produzir a proteína em volume. No processo de emenda de um gene em uma célula de produção, um novo organismo é criado. A insulina se tornou o primeiro produto feito por meio da engenharia genética a obter a aprovação dos Estados Unidos. A partir de então outros medicamentos proteicos geneticamente modificados foram comercializados em todo o mundo, incluindo versões recombinantes do hormônio do crescimento , fatores de coagulação, proteínas para estimular a produção de glóbulos vermelhos e brancos, interferons e agentes de dissolução de coágulos. Atualmente os pesquisadores da Biotecnologia procuram descobrir as causas moleculares das doenças e intervi-las. Há também o desenvolvimento de produtos farmacêuticos tradicionais e anticorpos monoclonais que impedem o progresso de uma doença. 4 https://www.britannica.com/science/growth-hormone https://www.britannica.com/science/growth-hormone https://www.britannica.com/science/interferon https://www.britannica.com/technology/pharmaceutical-industry https://www.britannica.com/science/monoclonal-antibody 5 Os primeiros indícios da Biotecnologia aconteceram na Mesopotâmia a 8000 anos a.c., onde eram selecionadas as melhores sementes para que as colheitas aumentassem. Entre 7000 e 3000 anos a.C, foi o período em que iniciou-se a utilização de leveduras para a fermentação na produção de pães e vinho, e que bactérias começaram a ser utilizadas na fermentação de leite para a produção de queijos. A partir de então, diferentes descobertas foram realizadas com o passar dos séculos. Entre os anos de 1674-1675 ocorreu a Descoberta dos microrganismos por Anton Van Leeuwenhoek. Um século depois, em 1862 e 1865 respectivamente foram descobertas a associação entre os microrganismos e a fermentação por Louis Pasteur, e a hereditariedade por Gregor Mendel (considerado o pai da Genética). C O N T E X T O H I S T Ó R I C OC O N T E X T O H I S T Ó R I C O 6 Entretanto, foi apenas no século 20 que engenheiro agrônomo húngaro Karl Ereky estabeleceu uma definição para a Biotecnologia. Para ele a Biotecnologia é “a ciência dos métodos que permitem a obtenção de produtos a partir de matéria- prima, mediante a intervenção de organismos vivos”. Atualmente a Biotecnologia envolve a fusão de informações biológicas com a informática (bioinformática), explorando o uso de equipamentos microscópicos que podem entrar no corpo humano (nanotecnologia). A produção e o desenvolvimento de vacinas, medicações, métodos de diagnóstico, terapias gênicas, órteses e próteses, equipamentos médicos, reprodução artificial e dentre muitos outros são áreas de aplicação da Biotecnologia ligada a saúde . https://www.britannica.com/science/human-body https://www.britannica.com/technology/nanotechnology E V O L U Ç Ã O D A B I O T E C N O L O G I AE V O L U Ç Ã O D A B I O T E C N O L O G I A N O S Ú L T I M O S 1 0 0 A N O SN O S Ú L T I M O S 1 0 0 A N O S 7 2020 2013 2010 1998 1996 1983 1969 1953 1943 1928 As inovações em Biotecnologia lideram o combate contra a pandemia do SARS-CoV-2. Surge o primeiro olho biônico nos EUA, dando esperanças para cegos em todo o mundo. Um grupo de pesquisadores do Instituto J. Craig Venter cria a primeira célula sintética. Cria-se um esboço do mapa do genoma humano que localiza mais de 30.000 genes. Os cientistas criam a ovelha Dolly, o primeiro clone de um mamífero. Uma enzima é sintetizada in vitro pela primeira vez na história. O cientista canadense Oswald Theodore Avery descobre que o DNA é o portador dos genes. Apresenta-se a primeira planta (tabaco) geneticamente modificada (transgênico). Os biólogos James Watson e Francis Crick descrevem o sistema de dupla hélice do DNA. O bacteriologista escocês Alexander Fleming descobre o uso antibiótico da penicilina. Adaptado de "o que a Biotecnologia" iberdrola.com A bioinformática é a biologia integrada à informática. Ela atua em conjunto com a ciência da computação, estatística, matemática e engenharias para analisar, interpretar e processar dados biológicos. Portanto, os cientistas podem desfrutar de diferentes ferramentas e tecnologias com objetivo de facilitar o desenvolvimento e as análises de pesquisas. Em geral, as pesquisas possibilitam um grande número de dados que precisam ser analisados. A crescente demanda de ferramentas e métodos de análise, gerenciamento, visualização, integração e modelagem, fizeram com que a biologia fosse integrada à informática. Essa junção possibilita obter resultados em prazos menores e mais precisos. Dentre suas funções estão o desenvolvimento de algoritmos e estatísticas, análise e interpretação de vários dados biológicos, desenvolvimento e implementação de ferramentas que permitem acesso e gerenciamento eficientes de diferentes tipos de informações e dentre outras. Seu principal objetivo é atender os processos de desenvolvimento e gerenciamento de banco de dados, assim como a criação de programas para captação e análise de informações, e até mesmo simular funções biológicas. 8 B I O I N F O R M Á T I C A I N S E R I D AB I O I N F O R M Á T I C A I N S E R I D A N A B I O T E C N O L O G I AN A B I O T E C N O L O G I A 9 A nanotecnologia é caracterizada pela manipulação de materiais em escala atômica e molecular. Geralmente os materiais manipulados nessa escala possuem propriedades químicas, físicas e biológicas diferentes demateriais em escalas maiores. Pesquisadores trabalham com o intuito de criar, caracterizar e descrever novos materiais, permitindo novas possibilidades de aplicação. A interseção da nanotecnologia na Biotecnologia possibilita a solução de problemas e benefícios vertentes como o aumento da sensibilidade nos diagnósticos, a possibilidade de cirurgias menos invasivas e a entrega efetiva de medicamentos em regiões específicas do organismo. Atualmente é possível utilizar a nanotecnologia na Biotecnologia em aplicações, como por exemplo, no uso biossensores que auxiliam no tratamento e transporte de substâncias ativas, em ferramentas para pesquisa em medicina molécula (a exemplo da genômica e proteômica) e no diagnóstico e terapia (desde o reparo do material genético até cirurgias). N A N O T E C N O L O G I AN A N O T E C N O L O G I A Nascida em 1997 com a proposta de integrar o plasma rico em plaquetas (PRP) na cola de fibrina, por uma equipe de cientistas, sendo provada no ano seguinte que a PRP, foi capaz de induzir a regeneração óssea. Nesse mesmo período, foi descoberto que seria possível recompor/reparar muitos tecidos ou células mesenquimais, através de fração das células-tronco originárias de medula óssea. Como um dos maiores avanços dentro das áreas de Biotecnologia, podemos citar a Medicina regenerativa, que utiliza a engenharia de tecidos e o cultivo de células-tronco, visando à reconstrução de órgãos, que foram danificados por doença, traumas ou problemas congênitos, como uma alternativa aos transplantes. Visando essas reconstituição a medicina regenerativa propõe a utilização de técnicas que estimulam fatores de crescimento do próprio indivíduo, utilizando células tronco embrionárias e outras tecnologias, como biomateriais projetados e edição de genes, para recompor ou substituir células, tecidos ou órgãos danificados. M E D I C I N A R E G E N E R A T I V AM E D I C I N A R E G E N E R A T I V A 10 Atualmente a medicina regenerativa baseia-se na utilização de células-tronco com capacidade de identificar as diferenças dos tecidos humanos ou produtos biológicos (como o PRP), que tem aptidão para induzir a migração de células-tronco para o tecido vegetal, para estimular sua proliferação e, eventualmente, alcançar o reparo dos tecidos danificados, promovendo uma maior qualidade de vida dos pacientes. A ideia central da medicina regenerativa é a utilização de recursos do próprio corpo humano para obter cura e autorregeneração. E ela está dividida em alguns ramos, sendo o primeiro a Engenharia de Tecidos e Biomateriais, que busca através de engenharia e materiais biológicos regenerar órgãos danificados e criar tecidos novos semelhantes aos encontrados em organismos vivos. Im ag em v ia o rto pe di ar eg en er at iv a. co m 11 Milhões de pacientes já foram tratados com algum tipo de engenharia de tecidos; contudo, é um dos ramos que ainda está no início. Um outro ramo é a Terapia Celular que consiste na utilização de células-tronco adultas, que podem ser coletadas no sangue, gordura, medula óssea, músculo esquelético e entre outros locais, as células são colhidas e depois injetadas nos locais de tecido doente ou danificado, para que haja a reconstrução do tecido, que se torna viável, nas circunstâncias certas. E o último ramo é a criação de Dispositivos Médicos e Órgãos Artificiais, que compreende a criação e o desenvolvimento de dispositivos para complementar ou substituir a função de muitos sistemas de órgãos, incluindo coração, pulmão, fígado e rim. Im agem via ortopediaregenerativa.com Im agem via drlucasfonseca.m ed.br 12 Desta forma, mesmo caminhando a passos largos, a medicina regenerativa, pode ser uma solução para inúmeros problemas de saúde que a humanidade tem enfrentado ao decorrer de sua existência. Uma vez que morrem cerca de um paciente a cada 30 segundos, que poderia sobreviver, se houvesse um tratamento com a reposição de tecidos. Além de oferecer uma solução definitiva para crianças com má formação congênita, idosos que sofrem com doenças que causam invalidez crônicas, ou até pessoas que sofreram acidentes as deixando desconfiguradas. Im agem via shaw ellnessclinic.com 13 O profissional de Biotecnologia busca aplicar os conhecimentos biológicos e químicos em novas tecnologias em diversas áreas, como saúde, alimentos, agricultura, química e ambiental. Desta maneira, o mercado de trabalho para profissionais da área de Biotecnologia, está em grande ascensão na atualidade, e resultados apontam para a continuidade do seu crescimento, devido ao fato de estar inteiramente ligado a quase todos os processos que envolvem a produção de alimentos, vacinas, medicações, entre outros processos. Assim como as aplicações da Biotecnologia, o mercado de trabalho para a área oferece muitas opções de atuação, seja na parte industrial, na área da saúde ou meio ambiente. Sendo esta uma carreira com enorme força e totalmente inserida na atualidade, pois existe uma maior preocupação com meio ambiente, e uma preocupação muito maior com a saúde e uma maior/melhor qualidade de vida. 14 B I O T E C N Ó L O G OB I O T E C N Ó L O G O Em meio às áreas de atuação da Biotecnologia, uma das que mais se destaca é a da saúde, sendo também uma das que mais contrata profissionais, sendo eles técnicos ou especialistas, que podem atuar dentro ou fora de laboratórios, trabalhando na prevenção de doenças, em pesquisas genéticas, no estudo de microrganismos, e os seus efeitos na saúde humana. Pesquisando sobre a utilização de micro- organismos na produção de bens e produtos úteis ao ser humano; desenvolver maneiras de combater microrganismos e bactérias prejudiciais ao ser humano; pesquisar os efeitos de medicamentos e substâncias químicas em células humanas; estudar o melhoramento genético; estuda o emprego de microrganismos na produção de vacinas e medicamentos; controlar o crescimento microbiano em indústrias alimentícias e farmacêuticas. A biotecnologia, pode ser aplicada ao desenvolvimento de métodos diagnósticos mais eficazes, rápidos e com maior acurácia, se torna peça chave no enfrentamento de pandemias. Profissionais capacitados e habilitados para tal função, conhecedores das estratégias de pesquisa aplicadas ao desenvolvimento biotecnológico. 15 Profissionais capacitados e habilitados para tal função, conhecedores das estratégias de pesquisa aplicadas ao desenvolvimento biotecnológico. Além disso, é uma profissão em constante evolução no Brasil, possuindo mais de 13 mil empresas que atuam na área, desde indústrias, centros de pesquisa e laboratórios, sem contar as universidades e empresas públicas. Graças a isso, existem ótimas oportunidades de emprego, com sedutores salários e incríveis perspectivas de crescimento profissional e pessoal. Possuindo salários que variam entre profissionais técnicos e especialistas da área, que podem chegar a cerca de R$ 14.000 mensais. 16 Mas para que o profissional possa chegar aonde almeja, se faz necessário uma formação,e capacitação contínua, de modo que não estacione, já que na área da saúde a todo momento surgem novos obstáculos a serem vencidos. Dessa maneira a biotecnologia surge como uma extensa área de atuação, com tantas opções de carreiras a seguir, o profissional biotecnólogo tem acesso a um mercado que está aquecido e em crescimento. 17 BIOTECNOLOGIABIOTECNOLOGIA APLICADA À SAÚDEAPLICADA À SAÚDE CLIQUE E SAIBA MAIS CONHEÇA O NOSSOCONHEÇA O NOSSO CURSO AVANÇADO EM:CURSO AVANÇADO EM: 1 0 0 % O N L I N E1 0 0 % O N L I N E Aulas EAD com professores e pesquisadores com grande Expertise, utilizando de recursos audiovisuais e metodologias de aprendizagem dinâmica e progressiva. Estudantes e Profissionais das áreas de Biotecnologia, Biomedicina, Biologia,Farmácia, Medicina, Nutrição, Odontologia, Químicas e áreas afins. Durante a capacitação, o aluno do programa também é preparado por meio propostas científicas e tutorias especializadas, a construir trabalhos de cunho científico, podendo ter uma publicação de forma gratuita na Revista Científica IPEDSS. Certificação de conclusão de capacitação avançada (320 horas) Certificação de publicação científica (honra e mérito) Duas certificações: AULAS NOVIDADES QUEM PODE REALIZAR https://ipedss.orbitpages.online/biotecnologia-aplicada-a-saude https://ipedss.orbitpages.online/biotecnologia-aplicada-a-saude BIO. What Is Biotechnology?. Biotechnology Inovation Organization, 2021. Disponível em: <https://www.bio.org/what-biotechnology>. Acesso em: 17 de Agosto de 2021. BIOMINAS ORG. A Biotecnologia A Serviço Da Saúde Humana, 2016. Disponível em: <https://biominas.org.br/blog/a-biotecnologia-a-servico-da- saude-humana/>. Acesso em: 18 de Agosto de 2021. CHUBA, Thiago Negrão . O que acontece se a biotecnologia e a nanotecnologia resolvem se encontrar? 2019. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/o-que-acontece-se-a-biotecnologia-e- nanotecnologia/> Acesso em: 18 de Agosto de 2021. EVENS, R.; KAITIN, K. The evolution of biotechnology and its impact on health care. 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