Biotecnologia

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O diagnóstico e a terapêutica de doenças

Biotecnologia

• A Biotecnologia ocupa-se da manipulação de organismos, células ou moléculas biológicas com aplicações específicas. O Diagnóstico e a Terapêutica de doenças constituem campos de aplicações da Biotecnologia, nomeadamente através da Imunoterapia, que permite amplificar ou dirigir a resposta imunitária, e da produção de substâncias, como antibióticos, esteroides, vitaminas e vacinas.

O que é a biotecnologia?

Anticorpos

Nos últimos anos a Biotecnologia tem evoluído de forma rápida e surpreendente tornando-se assim uma das áreas mais promissora. No entanto a sua ascensão encontra-se paralela com os avanços em áreas como a Biologia, a Bioquímica, a Genética, a Imunologia e os Bioprocessos.

Desta forma, a Imunologia tem vindo a beneficiar dos avanços no campo biotecnológico uma vez que este permite a produção de anticorpos. Os anticorpos, dada a sua elevada especificidade, podem ser biomedicamente utilizados na identificação de antigénios específicos, mesmo quando presentes em quantidades muito pequenas e no ataque “cirúrgico” a células que apresentam antigénio específico.

Existem também os anticorpos monoclonais que são obtidos a partir da clonagem de um único linfócito B. Estes foram primeiro em 1975 por Milstein e Kohler, investigadores do Laboratório de Biologia Molecular de Cambridge. Estes anticorpos tinham a vantagem de poderem ser específicos a um único antigénio e de não necessitarem de passar pelo processo de purificação.

Os anticorpos produzidos pelo organismo resultam da síntese efetuada por inúmeros plasmócitos, os quais são clones de diferentes linfócitos B. Pelo facto de estes anticorpos serem produtos de diferentes linhagens de células B, cada uma específica para um determinante antigénio distinto, são designados anticorpos policlonais.

No entanto, este processo apresenta limitações uma vez que aplicar os anticorpos produzidos deste modo possui um risco de alergias. Hoje em dia a tecnologia do DNA recombinante tem permitido a produção de anticorpos mais eficazes e seguros.

A produção de anticorpos monoclonais dá-se da seguinte forma: 1.Células de mieloma (cancro) possuem a capacidade de se multiplicarem indefinidamente em culturas laboratoriais. 2.Os antigénios do organismo patogénico são injectados em ratos, que passam a produzir os linfócitos B capazes de sintetizarem os anticorpos. 3.A fusão laboratorial dos dois tipos de células forma um hibridoma, que produz anticorpos monoclonais. 4.Os hibridomas sintetizam anticorpos, mantendo-se facilmente em cultura laboratorial. 5.A fusão laboratorial dos dois tipos de células forma um hibridoma, que produz anticorpos monoclonais.

Anticorpos monocloniais

Para além dos anticorpos outras substancias e medicamentos têm vindo a ser desenvolvidos graças à biotecnologia. Exemplos disso são os antibióticos, esteroides e vitaminas produzidos por bioconversão ou biotranformaçao.

Os anticorpos monoclonais têm inúmeras aplicações: Diagnóstico de condições clínicas: Ex.: Testes de gravidez -> os anticorpos monoclonais ligam-se à hormona gonadotrofina coriónica, indicando uma gravidez; Diagnóstico de doenças: como a gonorreia, a sífilis, a hepatite e a raiva.Imunização passiva: Ex.: Soro anitetânico. Permite prevenir os sintomas do tétano, logo após a infecção, em pessoas não vacinadas. Imunotoxinas: anticorpos utilizados no tratamento de carcinomas e são capazes de reconhecer determinadas moléculas presentes em células cancerosas, provocando a sua destruição sem afectar as restantes células do organismo. Ex.: A herceptina é um anticorpo monoclonal utilizado no tratamento do cancro da mama; Anticorpos marcados com iodo radioactivo levam à regressão dos linfomas. Enxertos e transplantes Antídotos para venenos e drogas

Biotrasformação

Produtos utilizados em baixas concentrações, como agentes terapêuticos fundamentais no combate de infecções bacterianas, uma vez que inibem a multiplicação ou matam certos organismos patogénicos que atacam o organismo humano ou de outros animais. A penicilina foi o primeiro a ser descoberto, em 1928, pelo bacteriologista escocês Alexander Fleming. Este observou que uma colónia de um fungo do género Penicillium tinha contaminado uma cultura de Staphylococcus, impedindo o desenvolvimento destas bactérias em seu redor.Atualmente são produzidos cerca de 170 antibióticos, produzidos industrialmente por processos designados por fermentação e posterior modificação para se obterem produtos com propriedades terapêuticas mais eficazes que as moléculas precursoras. A fermentação é feita em aparelhos designados fermentadores ou biorreactores, em condições perfeitamente controladas, no que respeita, por exemplo, à temperatura, pH e condições de esterilização

Antibióticos

Os esteróides são biomoléculas muito importantes com diferentes funções. Exemplo: hormonas sexuais (estrogénio e a progesterona).Podem ser obtidos por síntese química completa. No entanto este processo é caro. A sua obtenção por processos biotecnológicos é rápida e económica, satisfazendo a grande procura destes produtos, no controlo da natalidade.A cortisona e a hidrocortisona são esteroides utilizados para minorar processos inflamatórios. Na sua produção intervém o fungo Rhizopus nigricans, que é responsável pela bioconversão de um precursora progesterona. Este fungo permite realizar uma oxidação altamente especifica, muito dificil de conseguir por sintese quimica, reduzindo de cerca de 30 para 13 o número de passos necessários para obter o produto final.Atualmente, a bioconversão é um método fundamental, quer na produção industrial de esteroides para fins de controlo da fertilidade (contracetivos), quer na produção de esteroides anabolizantes. Os esteroides anabolizantes controlam processos metabólicos, sendo, por vezes, utilizados para melhorar o desempenho de desportistas (doping).

Esteróides

As vitaminas são substâncias de natureza química diversa, obtidas a partir da alimentação. A não ingestão causa graves doenças (Exemplos: raquitismo – carência de vitamina D, escorbuto – carência de vitamina C) e mesmo a morte. Algumas vitaminas, principalmente a vitamina B12 e a riboflavina, são produzidas industrialmente por fermentação directa, utilizando culturas de certas espécies de bactérias para a primeira ou de fungos para a segunda. Para estimular uma produção com maior rendimento, é possível: - provocar mutações e seleccionar os mutantes mais produtivos; - fornecer aos microrganismos os nutrientes necessários.

Vitaminas

Bioconversão ou biotransformação – utilização de células (geralmente microrganismos), ou da sua maquinaria enzimática, para a transformação de um substrato num determinado produto. Este processo biotecnológico envolve 3 fases: Preparação do material, bioconversão e recuperação de produtos.

A produção de substancias terapêuticas por processos biotecnológicos apresenta vantagens relativamente aos processos convencionais tais como: - Obtenção de produtos que resultam de vias metabólicas complexas e cuja síntese in vitro é difícil; - Diminui o número de etapas necessárias para a obtenção do produto o que torna a sua produção mais rápida e económica; - Aumenta o grau de pureza dos produtos obtidos, diminuindo o risco de reações alérgicas.

A Biotecnologia está, atualmente, na base da produção de inúmeras subs tâncias terapéuticas. O quadro seguinte ilustra alguns exemplos de produtos utilizados no diagnóstico ou na terapêutica de doenças obtidos por processos biotecnológicos.

Realizado por: Lara Sofia Mendes Neves N.º16 12.ºC

Eureka!

Fim!