59152764 Biotecnologia o Impacto Na Sociedade

Edições BIBLIOTECA MAX FEFFER

do INSTITUTO DE TECNOLOGIA ORT do Rio de Janeiro

Rua Dona Mariana 213 Rio de Janeiro, 22280-020 RJ-Brasil

Tel.:(5521) 2539-1842; FAX: (5521) 2286-9174

Copyright©2004 by Maria Antonia Malajovich

Texto atualizado em 2010 - 2011

i

AO LEITOR

Este segundo volume do livro BIOtecnologia analisa o impacto na sociedade das novas tecnologias biológicas que incidem em setores

tão diversos como indústria, energia, meio ambiente, biodiversidade,

agricultura, pecuária, alimentos e saúde.

Nascida em universidades e centros de pesquisa, onde perdura até

hoje, a biotecnologia objetiva principalmente o desenvolvimento local

ou regional, o progresso da agricultura e a melhora dos tratamentos

de saúde. Empresas públicas e privadas de diferentes portes utilizam as tecnologias com base biológica para obter produtos diversos e,

também, para assegurar serviços.

O perfil da biotecnologia varia de um país para outro, em função dos

recursos naturais, econômicos e políticos, das características das empresas envolvidas e do papel assumido pelos setores público e

privado. A inclusão de exemplos do Brasil e de outros países latino-

americanos tenta mostrar um pouco dessa diversidade.

A expansão da biotecnologia introduz mudanças na sociedade. Por

ser uma área ainda pouco conhecida, a percepção pública costuma

oscilar entre a aceitação e a hostilidade, em função das pressões de

lobbies e grupos de opinião. Alguns temas são polêmicos, seja porque despertam apreensões em relação à segurança dos procedimentos,

seja porque nos exigem uma reflexão ética cuidadosa.

Não espere o leitor encontrar respostas dogmáticas: as tecnologias

não são nem boas nem ruins, são o que fazemos com elas.

O segundo volume do livro BIOtecnologia: o impacto na sociedade

segue e complementa o primeiro (BIOtecnologia: fundamentos). A

estrutura do volume II figura no Sumário e será completada à medida que os capítulos restantes sejam atualizados. O índice remissivo de

ambos os volumes será incluído ao fim da atualização.

Maria Antonia Malajovich

Autora: Maria Antonia Malajovich

ii

BIOTECNOLOGIA / Sumário

iii

BIOTECNOLOGIA: O IMPACTO NA SOCIEDADE

SUMÁRIO

CAPÍTULO 10. BIOTECNOLOGIA E INDÚSTRIA

O PROCESSO WEIZMANN A INDÚSTRIA QUÍMICA

A via química A via biotecnológica

OS PRODUTOS BIOTECNOLÓGICOS Metabólitos de interesse comercial

Enzimas Biopolímeros e bioplásticos

OS BIOCOMBUSTÍVEIS Etanol

Biogás Biodiesel

Perspectivas

Pág. 1

CAPÍTULO 11. BIOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE

O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL AS TECNOLOGIAS LIMPAS

A substituição de processos industriais A substituição de insumos agrícolas

A REDUÇÃO DOS RESÍDUOS A degradação do lixo

O tratamento das águas residuais O tratamento dos efluentes industriais

As emissões de gases e o efeito estufa A BIORREMEDIAÇÃO

Os contaminantes Os tratamentos

Um exemplo: os vazamentos de petróleo

A RECUPERAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS O petróleo

Os metais A biomineração

O DIAGNÓSTICO DE CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL Indicadores biológicos

Técnicas imunológicas

Técnicas genéticas Biossensores

Pág. 15

CAPÍTULO 12. BIOTECNOLOGIA E BIODIVERSIDADE

A DESAPARIÇÃO DOS ECOSSISTEMAS NATURAIS

O HOMEM E AS PLANTAS As plantas alimentícias

As plantas comerciais As plantas medicinais

A BIODIVERSIDADE AMEAÇADA A erosão genética

A expansão do agronegócio A transgênese

A PROTEÇÃO DA BIODIVERSIDADE Os centros de diversificação

A conservação da biodiversidade O cgiar e o centro internacional da batata

O Protocolo de Cartagena de biossegurança

Pág. 29


iv

CAPÍTULO 13. BIOTECNOLOGIA E AGRICULTURA

A EVOLUÇÃO DAS PRÁTICAS AGRÍCOLAS A OBTENÇÃO DE NOVAS VARIEDADES

Mutação gênica e seleção

Alteração do número de cromossomos A engenharia genética

O PRINCÍPIO DE PRECAUÇÃO AS PLANTAS BIOTECNOLÓGICAS ATUAIS

Modificação das propriedades agronômicas Plantas com qualidades nutricionais melhoradas

Plantas com propriedades novas O AGRONEGÓCIO

A adoção dos cultivos biotecnológicos no mundo O mercado de sementes

A união europeia e a moratória

Os países do Mercosul

A COEXISTÊNCIA É POSSÍVEL?

Pág. 41

CAPÍTULO 14. BIOTECNOLOGIA E PECUÁRIA

A NUTRIÇÃO DOS ANIMAIS A necessidade de rações

De Liebig à vaca louca A composição das rações

As rações transgênicas O MELHORAMENTO GENÉTICO DO GADO

As tecnologias reprodutivas As novas tecnologias

A transgênese O MELHORAMENTO DA PRODUÇÃO

Carne, leite, ovos e lã A aquicultura

A SAÚDE DOS ANIMAIS Resistência a doenças

Prevenção e tratamento NOVAS UTILIZAÇÕES DOS ANIMAIS DOMÉSTICOS

Modelos de estudo para doenças humanas Xenotransplantes

Os animais como biorreatores O marco conceitual dos três Rs

OS ANIMAIS DE ESTIMAÇÃO

Pág. 57

CAPÍTULO 15. BIOTECNOLOGIA E ALIMENTOS

OS ALIMENTOS FERMENTADOS

O pão O vinho

A cerveja Os queijos e iogurtes

A PROTEÍNA DE CÉLULA ÚNICA OS ADITIVOS

Os diversos tipos Os adoçantes

OS ALIMENTOS BIOFORTIFICADOS SEGURANÇA ALIMENTAR

Pág. 71

BIOTECNOLOGIA / Sumário

v

CAPÍTULO 16. BIOTECNOLOGIA E NOVOS ALIMENTOS

A ENTRADA DOS TRANSGÊNICOS NA CADEIA ALIMENTAR Melhorando a conservação

Melhorando as propriedades industriais Melhorando as características nutricionais

A FAVOR OU CONTRA? O QUE O CONSUMIDOR PRECISA SABER

A noção de segurança A ingestão de dna

Os marcadores de resistência a antibióticos A composição química

A produção de toxinas A produção de alérgenos

A utilização de um promotor viral (camv) Outros efeitos

COMO GARANTIR A SEGURANÇA ALIMENTAR? O princípio de equivalência substancial

A avaliação de riscos A rotulagem dos alimentos

Rotulo e informação O rastreamento de um transgene

Pág. 83

CAPÍTULO 17. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE / VACINAS

AS DOENÇAS INFECCIOSAS A AQUISIÇÃO DE IMUNIDADE

OS DIFERENTES TIPOS DE VACINAS A primeira geração

A segunda geração A terceira geração

A PRODUÇÃO DE VACINAS Pesquisa e desenvolvimento

Aspectos tecnológicos Aspectos econômicos

Um setor estratégico para a sociedade O ROL DAS VACINAS NA ERRADICAÇÃO DA DOENÇA

O caso da varíola O caso da poliomielite

O caso da influenza A AMEAÇA DAS DOENÇAS EMERGENTES

O BIOTERRORISMO

Pág. 91

CAPÍTULO 18. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE / TESTES DIAGNÓSTICOS

OS TESTES DIAGNÓSTICOS AS TENDÊNCIAS ATUAIS

O QUE É UM BOM TESTE As técnicas com base bioquímica

As técnicas com base imunológica As técnicas com base genética

O DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS INFECCIOSAS A TIPIFICAÇÃO DE TECIDOS

Sangue Outros tecidos e órgãos

A PRÁTICA FORENSE O DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS DE ORIGEM GENÉTICA

As limitações dos testes As estratégias seguidas

Diagnóstico preventivo e preditivo

Pág. 107


vi

CAPÍTULO 19. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE / MEDICAMENTOS

Pág.

CAPÍTULO 20. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE / NOVOS TRATAMENTOS

Pág.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Pág.

BIBLIOGRAFIA

Pág.

ÍNDICE REMISSIVO

Pág.

Copyright Maria Antonia Malajovich

CAPÍTULO 10. BIOTECNOLOGIA E INDÚSTRIA

O PROCESSO WEIZMANN Por ser o primeiro processo fermentativo industrial a se desenvolver em condições assépticas, o processo Weizmann é considerado um marco histórico na biotecnologia industrial.

Ao longo do século XIX, dois acontecimentos decisivos transformaram a borracha natural em um material estratégico para o crescimento da indústria automotora; em 1839, C. B. Goodyear descobriu que a vulcanização lhe conferia elasticidade e resistência e, em 1888, J. Dunlop inventou os pneus. A diminuição da oferta de borracha natural, proveniente do Brasil e das plantações inglesas na Malásia, com o correspondente aumento do preço, desencadeou uma corrida à borracha sintética.

Enquanto a Alemanha tentava sintetizar a borracha a partir de um derivado do petróleo (butadieno), a Inglaterra explorava as possibilidades de síntese de moléculas precursoras por fermentação. Nesse contexto histórico, o químico de origem russa Chaim Weizmann desenvolveu, na Universidade de Manchester (1914), um processo fermentativo no qual a bactéria Clostridium acetobutilycum produz butanol (um precursor do butadieno) e acetona.

Com o início da Primeira Guerra Mundial, a atenção da Inglaterra desviou-se da borracha para a produção de explosivos e, especialmente, de uma pólvora (cordite) à base de nitrocelulose em cuja preparação se usa acetona como solvente. Como esta era sintetizada a partir de carbonato de cálcio, uma matéria-prima importada da Alemanha, a produção de acetona por via química se tornou inviável, e a Inglaterra começou a explorar a via biotecnológica.

Recrutado pelo Comitê de Munições e tendo cedido a patente do processo ao governo britânico, Weizmann começou a produzir acetona por fermentação microbiana do amido de milho na Nicholson Gin Distillery (Londres). Contudo, devido à guerra e à falta de alimentos, o suplemento de carboidratos acabou se tornando o fator limitante da produção.

Em 1916 os britânicos transferiram a produção para uma destilaria em Toronto (Canadá), ao tempo que era construída outra fábrica na Índia. Em 1917 começou a funcionar uma fábrica produtora de acetona por fermentação do milho em Indiana (Estados Unidos). Uma vez finalizada a guerra, a acetona e o butanol continuaram a ser utilizados como solventes.

Os caminhos da ciência, da tecnologia e da política se cruzaram mais uma vez. Químico e jornalista, Weizmann chegou a ser um dos mais importantes líderes comunitários do movimento sionista mundial.

Em 1948, ao finalizar o mandato conferido pela Liga das Nações à Grã Bretanha e a partilha da Palestina, Weizmann foi escolhido primeiro presidente do Estado de Israel. O instituto de pesquisas científicas e tecnológicas fundado em Rehovot (Israel) leva o seu nome. O processo Weizmann está indissoluvelmente ligado à história do século XX.

A INDÚSTRIA QUÍMICA

A VIA QUÍMICA

A indústria química se caracteriza por produzir substâncias que atendem as necessidades de outras indústrias. Enquanto algumas empresas sintetizam os derivados petroquímicos básicos (etileno, propileno, butadieno), outras os transformam nos petroquímicos finais: polietileno (PE), polipropileno (PP), policloreto de vinil (PVC), poliésteres e óxido de etileno. Um terceiro grupo converterá esses materiais em objetos de consumo tais como filmes, recipientes, objetos diversos etc. As empresas devem responder às mudanças do mercado se ajustando rapidamente a qualquer variação de preço da matéria-prima ou da energia. Para subsistir, uma indústria terá que reagir com versatilidade, mediante o desenvolvimento de processos tecnológicos inovadores e rentáveis. Os processos descartados poderão ser utilizados novamente, a condição de o mercado se tornar novamente favorável.


2

Um exemplo típico é a evolução do mercado da acetona. Subproduto da corrida à borracha sintética durante a Primeira Guerra Mundial, a acetona passou a ser um produto indispensável para a indústria de armamentos. Uma vez concluído o conflito, reapareceu como solvente essencial na fabricação de lacas, uma função de onde seria afastada mais tarde por outras substâncias.

A Indústria Química do século XX se baseou, principalmente, no petróleo e seus derivados. Apesar da crise dos anos 1970 ter chamado a atenção da sociedade sobre os riscos da dependência de um recurso não renovável, o petróleo ainda resulta competitivo. A situação poderá mudar em meados do século XXI, com a diminuição das reservas conhecidas e a necessidade de apelar a tecnologias de extração novas e caras.

A VIA BIOTECNOLÓGICA

A via biotecnológica está baseada na transformação da biomassa, um recurso barato e renovável. Para substituir a via química, devem-se desenvolver processos que possibilitem a obtenção de produtos, materiais e energia a um custo competitivo e com menor impacto ambiental. Todas estas condições se encontram satisfeitas na obtenção de numerosas moléculas de interesse industrial a partir de milho, de óleos vegetais ou de madeira (Tabela 10.1).

Tabela 10.1: Diversidade de produtos derivados de algumas matérias-primas renováveis.

SETOR MATÉRIA-PRIMA COMPONENTES APLICAÇÕES

Açúcar e amido

Cana-de-açúcar, beterraba açucareira, sorgo sacarino,

trigo, milho, batata, arroz mandioca etc.

Açúcar, amido, melaço.

Solventes, produtos farmacêuticos, adesivos, resinas, polímeros, selantes,

limpadores, etanol.

Óleos vegetais

Canola, soja, coco, girassol, dendê, gorduras animais.

Triglicerídeos, ácidos graxos,

glicerol.

Surfactantes para sabões e detergentes, ingredientes inativos de produtos

farmacêuticos, tintas, pinturas, resinas, cosméticos, ácidos graxos, lubrificantes,

materiais de construção.

Madeira Pinho, eucalipto. Celulose, papel

e lignina.

Materiais de construção, fibras, polímeros,

resinas, adesivos, pinturas, revestimentos, tintas, piche.

A Biotecnologia Industrial se fundamenta na microbiologia, nas fermentações e na biocatálise, recebendo o impacto da biotecnologia moderna (genômica, engenharia metabólica, engenharia genética) que abre perspectivas novas no melhoramento das linhagens microbianas e das variedades vegetais.

A produção da vitamina B2 (BASF) e do antibiótico cefalexina (DSM Life Sciences Products) são dois exemplos bem sucedidos da substituição da síntese química pela ação microbiana. Esta resultará vantajosa sempre que existirem vários metabólitos intermediários entre o substrato inicial e o produto final, porque um agente biológico será capaz de realizar diretamente a sequência completa de reações.

A utilização de organismos geneticamente modificados permite melhorar os processos produtivos e desenhar produtos novos. Em relação à segurança, cabe lembrar que as características metabólicas das linhagens industriais estão alteradas de modo a que elas cresçam em condições artificiais muito estritas, sendo incapazes de sobreviver fora do laboratório ou, eventualmente, de competir com os microrganismos do ambiente.

A percepção pública nutre uma atitude neutra ou favorável em relação à biotecnologia industrial. Em parte porque os produtos são utilizados como insumos para outras indústrias, o que lhes confere pouca visibilidade. E também porque, ao utilizar matérias-primas renováveis e desenvolver processos menos poluentes com menor gasto de energia, as biotecnologias ajudam a atenuar a imagem poluidora da indústria química. Não é por acaso que a biotecnologia industrial é denominada “biotecnologia branca”.

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 10: Biotecnologia e indústria

3

OS PRODUTOS BIOTECNOLÓGICOS

Alguns processos biotecnológicos geram substâncias em quantidades pequenas (volume baixo) que serão vendidas a um preço elevado (alto valor agregado). Trata-se geralmente de metabólitos secundários cuja produção demanda grandes investimentos, um nível tecnológico avançado e uma mão de obra altamente qualificada. Nesta categoria, denominada química fina, se inserem os produtos farmacêuticos e agrícolas, alguns aditivos alimentares, os aminoácidos, as vitaminas e as enzimas.

A via biotecnológica também se aplica a algumas substâncias fabricadas em grandes quantidades (volume alto), em processos que demandam investimentos menores e operações mais simples. Entre estes produtos, de valor agregado intermediário, encontramos metabólitos primários, tais como alguns solventes, ácidos orgânicos e polímeros.

No caso de substâncias produzidas em grandes quantidades e com baixo valor agregado, como os biocombustíveis líquidos (etanol, biodiesel) ou gasosos (biogás), nos deparamos ainda em alguns países com sistemas produtivos desenvolvidos em pequena escala, em instalações sépticas e com uma mão de obra não especializada, que não exigem mais que equipamentos simples e pequenos investimentos. No entanto, a eficiência desses sistemas produtivos é baixa, verificando-se gradual e progressivamente sua substituição por outros que contam com um nível tecnológico avançado e são gerenciados por grandes empresas, em empreendimentos economicamente sustentáveis.

A via biotecnológica resulta hoje economicamente viável para alguns metabólitos, as enzimas, os bioplásticos e os biocombustíveis.

METABÓLITOS DE INTERESSE COMERCIAL

Estima-se que, em 2010, a biotecnologia branca responderá por 9% das vendas do setor químico e que, em condições favoráveis, esse valor poderá subir rapidamente a 20%. Entre as moléculas de interesse comercial se destacam, por sua versatilidade, vários metabólitos primários e secundários (Tabela 10.2).

Tabela 10.2: Metabólitos primários e secundários obtidos por fermentação e/ou bioconversão enzimática.

METABÓLITOS PRIMÁRIOS

Álcoois e solventes Etanol, butanol, acetona, glicerol, manitol.

Ácidos orgânicos Ácido láctico, ácido cítrico, ácido acético, ácido glucônico, ácido

itacônico, ácido málico, ácido tartárico, ácido pirúvico, ácido succínico.

Aminoácidos Ácido L-glutâmico (monoglutamato de sódio), L-lisina, L-fenilalanina,

ácido L-aspártico, L-carnitina.

Polissacarídeos Xantana, dextrana, pululana, gelana, agar, alginatos, carrageninas.

Nucleotídeos e nucleosídeos Ácido guanílico (5’GMP) e ácido inosínico (5’IMP).

Vitaminas Vitamina B2 (riboflavina), vitamina C (ácido L-ascórbico), vitamina B12 (cianocobalamina).

Corantes β-caroteno, astaxantina, ficocianina, monascina.

METABÓLITOS SECUNDÁRIOS

Moléculas para a saúde humana e/ou animal

Antibacterianos, antivirais, antifúngicos, anti-helmínticos, antitumorais, soros, imunoglobulinas, vacinas, imunossupressores,

estatinas etc.

Moléculas para a agricultura Inseticidas e pesticidas, fatores de crescimento vegetal.

Moléculas para a indústria de alimentos

Condimentantes e aromatizantes para a indústria alimentícia.


4

Álcoois e solventes

Vimos previamente alguns aspectos históricos relacionados com a produção de acetona e butanol por fermentação. Estima-se que a imobilização de microrganismos daria um novo impulso à síntese de solventes, aumentando a produtividade em aproximadamente 60%. Também se deve destacar a importância do etanol, 95% do qual é produzido por via biotecnológica.

Ácidos orgânicos

A produção de ácido cítrico (4.0 x 105 toneladas/ano) depende quase exclusivamente do cultivo do fungo filamentoso Aspergillus niger, em processos fermentativos de diversos tipos (meio sólido e cultura em superfície; meio líquido e cultura submersa). O ácido cítrico é utilizado na indústria de alimentos como aditivo (acidulante e antioxidante), na cosmética como regulador do pH e, na indústria farmacêutica, como anticoagulante e ingrediente de tabletes efervescentes.

Em relação ao ácido acético, os processos industriais modernos também dependem da ação bacteriana (gêneros Acetobacter, Gluconacetobacter e Gluconobacter). Com numerosas aplicações, o ácido acético é um precursor de várias moléculas intermediárias como o anidrido acético e os acetatos éster, e de produtos como o acetato de celulose, o celofane, o acetato raiom etc. Também se usa como solvente na produção de plásticos, borracha, gomas, resinas e óleos voláteis. A indústria farmacêutica o utiliza como acidificante.

O ácido láctico é obtido por fermentação bacteriana (Lactobacillus) ou fúngica (Rhizopus oryzae), sendo um importante insumo para as indústrias de alimentos e de fármacos e a cosmética. Também é utilizado como monômero na síntese de ácido poliláctico (PLA), um polímero biodegradável.

O ácido succínico também encontra aplicações em várias indústrias (alimentos, fármacos, cosmética), assim como na produção de plásticos e de materiais para a indústria automotora. Trata-se de outro bloco fundamental na síntese de polímeros, resinas de ABS (acrilo-nitrilo-butadieno), Nylon 6.6, solventes etc.

Aminoácidos

A produção industrial de aminoácidos se destina à nutrição humana (66%) e ao enriquecimento de rações animais (33%) e, em grau bem menor, às indústrias farmacêuticas e cosméticas (1%). O método produtivo mais antigo é a extração por hidrólise de proteínas (soja, cabelos), que tem como limitação principal a disponibilidade da matéria-prima. Os outros métodos incluem a síntese, a fermentação e a biocatálise.

A síntese química apresenta o inconveniente de gerar misturas das duas formas isoméricas (acil-D e acil-L), representadas habitualmente como tipo “mão direita" e tipo "mão esquerda". Como os organismos vivos só assimilam L-aminoácidos, estes devem ser separados por biocatálise das misturas racêmicas. A imobilização de enzimas estereoespecíficas nos biorreatores facilita a produção industrial, reduzindo os custos de maneira significativa. Observe-se que a separação é desnecessária no caso da glicina, que não apresenta ambas as formas, e da DL-metionina, já que os seres vivos convertem a forma D em L.

A via fermentativa é conveniente para a produção de vários aminoácidos. O agente biológico Corynebacterium glutamicum produz ácido glutâmico (1,1 milhão de toneladas/ano), que é usado na cozinha oriental como flavorizante (glutamato monossódico), para realçar o sabor dos alimentos.

O ácido L-aspártico e a L-fenilalanina são obtidos por imobilização conjunta de Escherichia coli e Pseudomonas dacunhae em uma coluna de fermentação, ou por uma bactéria geneticamente modificada (Escherichia coli). Ambos são os componentes do adoçante não calórico Aspartame® (15.000 toneladas/ano).

Outros aminoácidos cumprem a função de aditivo em alimentos (L-cisteína, 3.000 toneladas/ano), ou de complemento nutricional em rações animais (L-treonina, 50.000 toneladas/ano; L-lisina 550.000 toneladas/ano). Por outro lado, a indústria farmacêutica absorve 1.000 toneladas/ano de L-arginina e 500 toneladas/ano de L-triptófano, de L-valina e de L-leucina.


5

Polissacarídeos

Os polissacarídeos de origem microbiana substituem parcialmente os espessantes e gelificantes extraídos das algas marinhas. A goma xantana (20.000 toneladas/ano), um produto de fermentação da bactéria Xanthomonas campestris, entra na composição de molhos prontos, pudins, geleias, sorvetes, dentifrícios etc. Suas propriedades espessantes são também utilizadas na recuperação do petróleo.

As dextranas (200 toneladas/ano) são obtidas por via fermentativa a partir de diversos microrganismos. As de alto peso molecular se empregam como espessantes na indústria de alimentos, na preparação de filmes protetores de sementes (indústria agrícola) e na composição das emulsões fotográficas, para reduzir o consumo de prata. As de baixo peso molecular se usam como plasma sanguíneo artificial, para melhorar o fluxo sanguíneo em casos de traumatismos e cirurgias.

Vitaminas

Apesar da maior parte das vitaminas serem obtidas industrialmente por via sintética ou extrativa, a via fermentativa é vantajosa nos casos da riboflavina (vitamina B2) e do ácido ascórbico (vitamina C). Ainda é a única possível para a cianocobalamina (vitamina B12), uma molécula complexa que, naturalmente, não é sintetizada por animais ou por vegetais. Um precursor da vitamina A, o -caroteno, é sintetizado pela alga Dunaliella bardawil, que consegue se desenvolver na água salobra em grandes tanques ao ar livre, em uma região desértica perto da costa do Mar Vermelho (Israel).

ENZIMAS

Algumas enzimas podem ser extraídas facilmente dos tecidos ou dos órgãos de seres vivos: as amilases do malte da cevada; a papaína da papaia; a ficina do figo, a bromelina do látex do abacaxi. Do estômago de suínos se separa a pepsina e do pâncreas dos mesmos se obtém a pancreatina, que é uma mistura de amilases, proteases e lipases. Já a renina é extraída do quarto estômago de bezerros, e a catalase, do fígado ou do sangue de bovinos.

A extração de enzimas de origem vegetal ou animal está sujeita à disponibilidade de terra e às flutuações das colheitas ou do abate. Por isso, a tendência é substituí-las por outras de origem microbiana que, por serem obtidas mediante processos fermentativos em grande escala, garantem uma produção regular de qualidade constante.

Mesmo cumprindo uma função idêntica, duas enzimas produzidas por microrganismos diferentes podem apresentar propriedades dessemelhantes. Por exemplo, a lactase (-galactosidase), uma enzima que hidrolisa a lactose, está presente em bactérias, leveduras e fungos. No entanto, as condições ótimas de funcionamento diferem uma da outra: 400C, 370C e 55-600C (temperatura); 3-4, 7,2 e 6,6 (pH). A escolha de uma enzima proveniente de um microrganismo ou de outro dependerá das condições que o bioprocesso demande.

Considerando que a biodiversidade microbiana ainda começa a ser desvendada, assim como a arte de alterar suas vias metabólicas, existem grandes chances de se encontrar enzimas com propriedades diferentes que possibilitem o desenho de processos industriais inovadores.

Mais de 60% da produção industrial atual de enzimas provém da biotecnologia moderna. A otimização de um processo industrial contempla o custo da matéria-prima, o tipo de fermentação (submersa ou em meio semissólido) e os controles necessários para o bom desenvolvimento do processo, como, por exemplo, o pH e a temperatura.

Do ponto de vista econômico, não vale a pena elaborar ou redimensionar esses parâmetros para cada microrganismo que produza uma enzima interessante, sendo mais proveitosa a transferência da sequência codificadora dessa enzima a um dos microrganismos industriais já bem conhecidos (bactérias Escherichia coli, Streptomyces ou Bacillus subtilis; fungos Aspergillus oryzae, Saccharomyces cerevisiae ou Kluyveromyces).

O custo de uma enzima também depende das dificuldades técnicas encontradas nas etapas posteriores à fermentação (separação, purificação). Em geral, as enzimas mais baratas são as extracelulares, ou seja, as que são secretadas para fora da célula como, por exemplo, as hidrolases (amilases, proteases e celulases). As mais caras são as enzimas intracelulares, já que, por serem utilizadas como fármacos ou reagentes em testes de diagnóstico, requerem um grau de pureza maior.


6

As enzimas são insumos para outras indústrias, especialmente as de alimentos e bebidas, rações, detergentes, analíticas e farmacêuticas. Estima-se que o mercado global de enzimas poderá alcançar, em 2013, um valor aproximado de US$ 7 bilhões/ano. Atualmente, o maior produtor é Novozyme, uma empresa pertencente ao grupo Novo (Dinamarca), que responde por 47% do mercado. A empresa mantém em funcionamento vários fermentadores de 80.000 l, contabiliza mais de 4.000 patentes e dedica a quase totalidade de seu orçamento de pesquisa e desenvolvimento à otimização de microrganismos, produtos enzimáticos e tecnologia.

BIOPOLÍMEROS E BIOPLÁSTICOS

A denominação de biopolímeros abrange dois tipos de polímeros. O primeiro inclui os que são sintetizados pelos seres vivos, como a celulose, o amido e os óleos vegetais, o segundo, os que resultam da polimerização de uma molécula básica, como o ácido láctico, proveniente de uma fonte renovável.

Um dos bioplásticos mais versáteis é o polilactato (PLA), um poliéster obtido por polimerização do ácido láctico resultante da fermentação de açúcar. Utiliza-se como recheio de almofadas e edredons (NatureWorks), revestimento de filmes e de papel (BASF), e material de embalagens descartáveis (Ingeo) por diversas empresas (Coca-Cola, McDonald’s). Também está sendo aproveitado na indústria automotora (Hyundai) e eletrônica (Samsung).

Polímeros sintetizados diretamente por microrganismos, como os poli-hidroxialcanoatos (PHAs) e o poli-hidroxibutirato (PHB), começam lentamente a entrar no mercado de embalagens da indústria de alimentos. Por serem biocompatíveis, encontraram importantes aplicações na área médica (Biopol). No interior de São Paulo, uma usina piloto relacionada com empresas do setor sucroalcooleiro (Biagi, Balbo) já está produzindo PHB por fermentação bacteriana do açúcar de cana (Biocycle). A transferência dos genes codificadores de PHA (Ralstonia eutropha) e de PHB (Alcaligenes eutropus) a microrganismos e plantas (canola) representa um avanço das pesquisas.

Além desses dois tipos de biopolímeros, os bioplásticos compreendem um terceiro, constituído por polímeros biodegradáveis sintetizados a partir de uma molécula de origem petroquímica, como alguns poliésteres sintéticos. Qualquer um dos dois critérios, a origem “fonte renovável” como a propriedade “biodegradabilidade”, basta para definir um bioplástico.

A indústria dispõe atualmente de aproximadamente trinta moléculas essenciais para a construção de polímeros, tais como os ácidos carboxílicos, o etanol, os aminoácidos, os triglicerídeos, o furfural, o sorbitol, o glicerol etc.

Essas moléculas, de origem biológica, possibilitam tanto a obtenção de plásticos inovadores biodegradáveis como a de bioplásticos convencionais, não biodegradáveis e semelhantes aos de origem petroquímica. Entre estes: as resinas de poliuretano sintetizadas a partir de óleo de soja, o poliéster de origem bacteriano Sorona 3GT (DuPont, Genencor) de amplo uso na indústria têxtil, do PVC ou “polietileno verde” (Braskem, Tetrapak), que é um polímero do etileno obtido a partir do etanol de cana.

A produção de bioplásticos ainda está limitada pelos custos, no entanto e apesar de representar atualmente apenas 1% do negócio de polímeros, se espera que esse valor aumente rapidamente se os custos diminuírem.

OS BIOCOMBUSTÍVEIS

Aproximadamente 75% da energia consumida no mundo é retirada dos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás natural). Considerando que as reservas são limitadas e que a queima de combustíveis fósseis é a causa de vários problemas ambientais, parece acertado buscar outras formas de extrair energia. Uma fonte alternativa é a biomassa, um recurso que, por ser renovável, pode nos fornecer energia de modo sustentável.

A combustão é a forma mais simples de liberar a energia da biomassa, seja esta madeira, resíduos vegetais ou excrementos secos de ruminantes. Trata-se de um procedimento rural, não comercial.


7

A tecnologia atual nos oferece combustíveis eficientes por fermentação da biomassa, como o etanol ou o biogás. Existem outras possibilidades, tais como a obtenção de biodiesel por transformação química de óleos vegetais e, futuramente, a produção de hidrogênio a partir de água, utilizando a capacidade fotossintética das microalgas.

Os biocombustíveis contribuem para reduzir alguns dos problemas ambientais que nos afligem, tais como a acumulação de CO2 e outros gases de efeito estufa. A grande vantagem da biomassa sobre os combustíveis fósseis é que libera uma quantidade de CO2 igual à que absorveu durante o seu crescimento em um período recente, enquanto a quantidade de CO2

liberada pelos combustíveis fósseis foi removida do ambiente há milhões de anos.

Nos países que os adotam, os biocombustíveis substituem a gasolina, parcial ou totalmente, modificando a realidade do setor de transportes. Curiosamente, os primeiros automóveis de Henry Ford, com motores de ignição por centelha, funcionavam com etanol de milho, e os primeiros motores de Rudolf Diesel, de ignição por compressão, o faziam com óleo de amendoim. Com o petróleo barato, passou-se a utilizar gasolina e óleo diesel para os automotores, mas o aumento dos preços na década de 1970 mostrou a conveniência de substituir os derivados do petróleo por etanol e biodiesel.

Atualmente, o principal biocombustível líquido para transporte é o etanol. A maior parte da produção (90%) está concentrada no Brasil (fermentação da cana-de-açúcar) e nos Estados Unidos (fermentação do milho). Os outros países produtores são o Canadá, a China, a União Europeia (França e Alemanha) e a Índia.

Embora um litro de etanol forneça bem menos energia que um litro de gasolina (66%), sua maior octanagem melhora o desempenho das misturas etanol-gasolina. Até que ponto o etanol será capaz de substituir a gasolina? A resposta dependerá da tecnologia disponível, do processo produtivo e do preço do petróleo. Estima-se que, no Brasil, o bioetanol de cana-de-açúcar seria competitivo com o barril de petróleo a US$ 30-35; nos Estados Unidos, onde o etanol se produz a partir de milho, isso ocorreria com o barril de petróleo a US$ 55-80.

Por outro lado, o desvio de matérias-primas alimentícias, como o milho ou o óleo de soja, para a produção de biocombustíveis levanta forte controvérsia porque redunda no aumento do preço dos alimentos, penalizando os setores mais pobres da população. Também preocupa a expansão dos cultivos agroindustriais, favorecendo o desmatamento e afetando a biodiversidade. A solução parece estar na obtenção de etanol a partir de resíduos lignocelulósicos, uma tecnologia complexa que ainda está em desenvolvimento (Figura 10.1).

Figura 10.1: As etapas necessárias para a produção de etanol a partir de diferentes matérias-primas.

Hidrólise enzimática Hidrólise ácida ou enzimática CALDO AÇUCARADO FERMENTESCÍVEL Fermentação Destilação

BIOMASSA CELULÓSICA BIOMASSA SACARINA BIOMASSA AMILÁCEA

ETANOL


8

O ETANOL

A produção por via fermentativa

A produção de etanol pela via biotecnológica envolve a ação fermentativa de leveduras sobre um substrato adequado: cana-de-açúcar, beterraba açucareira, sorgo açucareiro, milho. No Brasil, a matéria-prima é a cana-de-açúcar (Figura 10.2).

Figura 10.2: A produção de etanol a partir da cana-de-açúcar.

LAVOURA

Transporte

Trituração e extração

CALDO, GARAPA BAGAÇO Combustível

OU MOSTO

LEVEDURAS Reaproveitamento Fermentação

MELAÇO AÇÚCAR CO2 VINHO LEVEDURAS Ração animal

Destilação

FLEGMA VINHAÇA Fertilizante

Retificação

Destilação

CANA-DE-AÇÚCAR

ETANOL HIDRATADO

ETANOL ANIDRO


9

Após a colheita, a cana é transportada até a usina onde é triturada, separando o caldo do bagaço. Este é utilizado como combustível, gerando calor e eletricidade para o próprio estabelecimento. O caldo se reserva à produção de açúcar ou de etanol. Um subproduto da produção de açúcar, o melaço, é reincorporado ao processo produtivo de sacarose ou misturado ao caldo de cana para a obtenção de etanol.

Antes de dar início à fermentação, se acrescentam no caldo os nutrientes e antissépticos necessários, ajustando-se também outros parâmetros, como a temperatura e o pH. O processo fermentativo ocorre nas dornas (biorreatores) por obra das leveduras, naturais ou selecionadas. A condução do procedimento, contínua ou descontínua, depende do estabelecimento assim como da complexidade e automação dos equipamentos disponíveis. Concluída a fermentação, recuperam-se as leveduras por centrifugação, com vistas a uma posterior reutilização e/ou à produção de ração animal.

Da destilação do vinho se obtém a flegma, um líquido com álcool em maior concentração, e um resíduo denominado vinhaça ou vinhoto, que deve ser tratado antes de despejado no ambiente. A retificação, isto é, a eliminação das impurezas da flegma, gera o álcool hidratado, que é convertido em álcool anidro por desidratação.

A substituição da gasolina – o caso do Brasil

No Brasil, 63% da energia provém de fontes renováveis: grandes hidroelétricas (42%), madeira (10%), cana-de-açúcar (9%), outras (2%). A contribuição da cana-de-açúcar está diretamente relacionada com o uso do etanol como combustível.

Calcula-se que 60% da cana-de-açúcar plantada no Brasil se destina à produção de etanol por fermentação. Em outros países se utilizam matérias-primas diferentes, tais como a beterraba açucareira (União Europeia) ou o milho (Estados Unidos). A desvantagem das matérias-primas amiláceas é que demandam um tratamento enzimático (sacarificação) antes da fermentação (Figura 10.1).

O aumento do preço do petróleo durante a crise da década de 1970 mostrou a necessidade de ter outras fontes para substituir a gasolina. Em 1975, o Brasil instituiu o Programa Nacional do Álcool (Pró-Álcool) visando a produção de etanol como combustível alternativo para os carros de passeio. Pouco tempo depois, na década de 1980, 5.000.000 de carros funcionavam com etanol (94% de etanol, 6% de água) e outros 9.000.000 com uma mistura de álcool e gasolina (78% de gasolina, 22% de álcool).

Em 1989, a queda do preço do petróleo e os problemas inerentes ao próprio Pró-Álcool (subsídios, baixa produtividade) provocaram uma crise de desabastecimento, abalando seriamente o programa. Reativado na década de 1990, desta vez obedecendo a critérios de produtividade tanto na lavoura como na indústria, o programa deixou de receber subsídios.

Hoje, mais de três milhões de carros são movidos com álcool hidratado, enquanto o álcool anidro se aditiva à gasolina em uma proporção que varia entre 20 e 24%, dependendo da relação oferta/procura. A introdução, em 2003, da tecnologia flexfuel, que permite abastecer os carros tanto com gasolina como com álcool hidratado, deixa ao consumidor a possibilidade de escolher o combustível em função de considerações econômicas e ambientais.

A produção de etanol no Brasil chegou a 24 bilhões de litros em 2009, estimando-se que será de 36 bilhões de litros em 2012. A indústria sucroalcooleira de hoje é um enorme complexo industrial com mais de 400 indústrias, com participação de várias multinacionais em um mercado consolidado através de ciclos de aquisições e fusões.

As pequenas usinas foram suplantadas por outras, tecnologicamente aprimoradas, que desenvolvem sistemas de produção integrados. Lentamente, a mecanização da colheita elimina a necessidade das queimadas e modifica as condições de trabalho nos canaviais. Além de etanol, as instalações industriais fabricam aglomerado, ração animal, adubo, celulose etc. O aproveitamento do bagaço é fundamental porque permite gerar a energia necessária para o funcionamento das usinas e inclusive exportá-la, aumentando a matriz energética renovável do país.

A obtenção de variedades de cana-de-açúcar com diferentes períodos de desenvolvimento (rápido, médio e tardio) assim como o plantio sequencial diminuem as flutuações na oferta de matéria-prima.


10

O projeto Genoma-cana, uma parceria entre a Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), várias universidades e o setor sucroalcooleiro, irá facilitar a curto prazo o melhoramento da planta (teor de açúcar, resistência a pragas, resistência à seca). Encontra-se em andamento o melhoramento das leveduras, procurando desenvolver microrganismos mais produtivos e tolerantes ao etanol, ou com características (floculação) que facilitem sua recuperação uma vez concluída a fermentação.

O BIOGÁS

A biodigestão anaeróbia

Em condições aeróbias, a digestão microbiana da matéria orgânica produz água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). Em condições anaeróbias, a ação de vários grupos de microrganismos forma como produtos finais: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e água (Figura 10.3). Figura 10.3: A biodigestão em condições aeróbias e anaeróbias.

RESÍDUOS ORGÂNICOS VEGETAIS E ANIMAIS

O2 MOLÉCULAS ORGÂNICAS SIMPLES

ACETATO

Aerobiose Anaerobiose

H2O CO2

Nos ambientes confinados de pântanos e sepulcros, o gás formado gera alguns fenômenos assustadores de combustão espontânea (“luzes dos cemitérios”). Mas, nas condições mais controladas de um aterro sanitário ou de um biorreator (= biodigestor), o gás acumulado poderá ser utilizado como combustível (biogás).

O processo fermentativo (biodigestão) se desenvolve sobre resíduos rurais (esterco), agroindustriais (vinhaça, efluentes das indústrias de laticínios e dos matadouros), domésticos ou comunitários (lama de esgotos) e, também, sobre plantas (aguapé). A matéria-prima se coloca no biodigestor, em anaerobiose e a um pH neutro (6,7-7,7), evitando-se a presença de substâncias solventes ou de inseticidas porque prejudicam o desenvolvimento do processo.

Segundo a temperatura do biodigestor, haverá uma multiplicação de bactérias mesófilas (350C) ou termófilas (550C) que, respectivamente, processarão a matéria-prima em 15-30 dias ou em 12-14 dias. A segunda opção libera mais biogás, mas requer maior consumo de energia e um monitoramento cuidadoso, porque as bactérias termófilas não suportam bem as variações de temperatura.

Como o processo de decomposição anaeróbia envolve a sucessão biológica de várias populações naturais de microrganismos, as melhoras tecnológicas visam exclusivamente a engenharia do processo. Este pode ser conduzido tanto de maneira descontínua como contínua, em biodigestores especialmente construídos para permitir o abastecimento diário de matéria-prima e a retirada de biogás.

H2O CH4 CO2

BIOGÁS


11

BIOGÁS

Existe um número grande de modelos de fermentadores, desde os muito simples (modelos tailandês, chinês, indiano) até os automatizados, que processam um volume grande de matéria-prima. O biogás pode ser usado diretamente ou armazenado. Entre as aplicações possíveis está o abastecimento do consumo doméstico (fogões, lampiões ou aquecedores), a geração de energia elétrica e o acionamento de motores de veículos.

Da biodigestão, restam dois resíduos. Um deles é um material sólido fibroso que, uma vez compostado e prensado, se usa como “solo artificial” para o cultivo de plantas ou para melhorar a qualidade do solo. O outro é um efluente líquido, que se aproveita como adubo. (Figura 10.4).

Figura 10.4: As complexas etapas da produção de biogás dentro do biodigestor.

MATÉRIA-PRIMA

MOLÉCULAS COMPLEXAS

Bactérias fermentativas

MOLÉCULAS SIMPLES

Bactérias acidogênicas BIODIGESTOR

ÁCIDOS E ÁLCOOIS

Bactérias acetogênicas

ACETATO

Bactérias metanogênicas

MATERIAL SÓLIDO FIBROSO + EFLUENTE LÍQUIDO

A utilização do biogás

O biogás está formado por 50-65% de metano e 35-50% de dióxido de carbono, com traços de gás sulfídrico (corrosivo), nitrogênio, oxigênio e hidrogênio. O poder calorífico é menor que o do gás natural, um combustível fóssil cuja composição inclui metano, etano, propano e butano (Tabela 10.3).

Tabela 10.3. O poder calorífico de vários combustíveis.

GÁS PODER CALORÍFICO (Kcal/m3)

GÁS PODER CALORÍFICO (Kcal/m3)

Butano 28.000 Gás natural 7.600

Propano 22.000 Biogás 5.500

Metano 8.500 Gás de cidade 4.000


12

A primeira fábrica de biogás começou a funcionar em 1859 em Bumbai (Índia). A iniciativa alcançou bastante sucesso de modo que, em 1980, a Índia contava com 150.000 biodigestores. Talvez seja esta uma das razões pelas quais se considere a digestão anaeróbia como um processo biotecnológico adequado a pequenas cidades e comunidades rurais. No entanto, a produção de biogás pode alcançar outra dimensão se for encarada como uma tecnologia moderna que visa a produção de calor e de eletricidade (Figura 10.5). Figura 10.5: As utilizações do biogás. BIOGÁS ENERGIA TÉRMICA ENERGIA ELÉTRICA COMBUSTÍVEL

TRANSPORTE AUTOMOTOR

Em 1995, quando contabilizava mais de cinco milhões de pequenos biodigestores rurais, a China teve o empenho de construir reatores tecnologicamente avançados, para o tratamento de rejeitos urbanos e a geração de eletricidade. A Dinamarca é o líder mundial na produção de biogás, estando bem desenvolvida a tecnologia em outros países como os Estados Unidos, a Alemanha, a França, o Japão e a Suécia. Cuba conta com mais de 100 fábricas produtoras de biogás.

Na América Latina, algumas pequenas comunidades contam com geradores de biogás que as abastecem com energia suficiente para cozer os alimentos ou alimentar um motor. Contudo, nos últimos anos surgiram vários projetos ambiciosos de exploração do potencial existente nos aterros sanitários urbanos (Olavarría, Argentina; Bandeirantes, Nova Iguaçu e Petrópolis, Brasil; Santiago, Chile; Monterrey, México; Maldonado, Uruguai). O tratamento dos rejeitos agroindustriais, especialmente da indústria açucareira e da suinocultura, também é uma fonte considerável de biogás.

O BIODIESEL

A transesterificação

O biodiesel é um combustível composto por ésteres (etílicos ou metílicos) produzidos na reação química de transesterificação entre óleos vegetais e álcool (etanol ou metanol), em presença de um catalisador inorgânico ou enzimático (lípases) (Figura 10.6).

Figura 10.6: A reação de transesterificação. .

H2C – O – CO – R CH2OH

HC – O – CO – R + 3R’ – OH HCOH + 3R – O – CO – R’

H2C – O – CO – R CH2OH

Triglicerídeos Álcool Glicerol Ésteres

A reação deixa como subproduto o glicerol (5 a 10% do produto bruto), que é aproveitado por algumas indústrias (alimentos, cosmética, medicamentos). Aumentar a produção de biodiesel significa ampliar o leque de aplicações porque, diferente do bagaço de cana, o glicerol gera uma substância tóxica (acroleína) quando é queimado.

PLANTAS PURIFICADORAS E DE ARMAZENAMENTO


13

O biodiesel fornece entre 88 e 95% da energia do diesel, mas quando misturado com o diesel convencional (B1 com 1% de biodiesel a B20 com 20% de biodiesel) aumenta a qualidade do combustível, diminuindo a emissão de partículas poluentes e gases tóxicos na atmosfera.

A produção de biodiesel

A produção de biodiesel está localizada principalmente na União Europeia (60%) e, em menor parte, nos Estados Unidos, na China, na Indonésia e na Malásia. A matéria-prima é variada: soja nos Estados Unidos, canola na União Europeia e no Canadá, soja e girassol na Argentina, dendê na Ásia. No Brasil, tem-se experimentado soja, mamona, babaçu, dendê, girassol, milho, amendoim, pinhão-manso etc.

A implementação do Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) estimula a produção sustentável, enfatizando a inclusão social e o desenvolvimento regional. Desde janeiro 2010, adiciona-se no Brasil 5% de biodiesel ao diesel convencional, estimando-se que a proporção aumente a 20% até 2020.

Restam alguns pontos a considerar, especialmente em relação à utilização de matérias-primas como a mamona, com o intuito de estimular o pequeno agricultor. Em princípio, o biodiesel é carbono-neutro. No entanto, diferente do etanol de cana, o sistema produtivo seria carbono-negativo, quando se leva em conta a energia necessária para adubação e irrigação da terra, a movimentação da maquinaria agrícola, o armazenamento e transporte da matéria-prima e dos produtos etc.

Do ponto de vista energético, os sistemas produtivos mais eficientes seriam os associados aos complexos agroindustriais (soja, milho, girassol), embora apresentem o grave defeito de desviar para a produção de energia as matérias-primas de alimentos e rações.

PERSPECTIVAS

Cunhado recentemente, o conceito abrangente de biorrefinaria se refere a um complexo industrial com instalações para o processamento biotecnológico, químico, físico e térmico da matéria-prima renovável, transformando-a em numerosos intermediários químicos e bioquímicos que alimentarão um conjunto de linhas de produção muito diversificado.

A primeira geração de biocombustíveis abrange o etanol (açúcar de cana-de-açúcar ou beterraba, amido de milho) e o biodiesel (óleos vegetais). A segunda geração de bioetanol utilizará biomassa lignocelulósica proveniente dos resíduos agroindustriais, tais como bagaço e folhas de cana, palha e sabugo de milho, serraduras e aparas de madeira etc.

A maior dificuldade reside na própria estrutura da matéria-prima lignocelulósica. A celulose (polímero de hexoses) e a hemicelulose (polímero de hexoses e de pentoses) se encontram circundadas por lignina, uma substância de suporte das plantas, sendo necessário um pré-tratamento que as separe, possibilitando a hidrólise enzimática e a liberação de açúcares fermentescíveis (hexoses e pentoses).

Equipamentos com o design apropriado e enzimas celulolíticas (celulases e hemicelulases) para uso industrial já estão a caminho. Algumas indústrias funcionam experimentalmente na Suécia, na Espanha, na Dinamarca, no Canadá e nos Estados Unidos. Estima-se que o Brasil poderá contar com uma instalação piloto em 2012. Também se investe em processos termoquímicos em que o gás de síntese obtido por combustão da biomassa é convertido em etanol, por catálise ou ação microbiana.

Em relação ao biodiesel, há bastante expectativa no uso de algas para a produção de hidrocarbonetos e triacilglicerídeos, porque permitiriam dedicar terras férteis e água doce para a produção de alimentos. A adição de bioquerosene ao querosene diminuiria os custos do combustível de avião.

Em outra linha de trabalho (biologia sintética), e com bastantes possibilidades de sucesso, se modifica o metabolismo da levedura de modo a direcioná-lo para a produção de moléculas interessantes para a área de energia (biodiesel) e de química fina (Amyris do Brasil, Crystalsev, Santelisa, Vale, Boa Vista). Com a liberação comercial no Brasil de uma levedura transgênica que sintetiza farneseno, um precursor do biodiesel, a partir de cana de açúcar, se espera que a partir de 2011 sejam fabricadas 2 milhões de toneladas do biocombustível.


14


CAPÍTULO 11. BIOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE

O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

Qual o impacto das atividades humanas sobre o meio ambiente? Que legado deixaremos para as próximas gerações? É a partir destas perguntas que emerge o conceito de desenvolvimento sustentável, definido como “a capacidade de atender às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras em atender suas próprias necessidades” (Informe Brütland, 1987).

O desenvolvimento sustentável depende das ações realizadas nas áreas econômica, social e ambiental. Este é o consenso alcançado ao longo de quase duas décadas e de várias conferências internacionais (Rio de Janeiro, 1992, e Agenda 21; Kyoto, 1997; Johanesburgo, 2002; Copenhague, 2009). Contudo, os relatórios publicados em 2007 pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, da sigla em inglês) das Nações Unidas apontaram a responsabilidade do homem no futuro do planeta, mostrando que não podemos seguir protelando ações concretas de proteção do meio ambiente.

Qual a contribuição das biotecnologias para o desenvolvimento sustentável? Em relação à economia, as biotecnologias diminuem os custos não só da matéria-prima como da produção industrial, com processos e produtos novos e/ou de maior valor agregado. Na área social, se espera que o desenvolvimento de novas plataformas tecnológicas possibilite a conservação ou a criação de empregos. E na área ambiental, as biotecnologias cumprem um importante papel na prevenção, remediação e monitoramento da contaminação.

AS TECNOLOGIAS LIMPAS

Lentamente, a sociedade começa a aceitar que é preferível não contaminar a ter que desenvolver métodos para limpar o ambiente. No contexto das chamadas "biotecnologias brancas", várias tecnologias limpas podem substituir outras mais poluentes, ajudando também a reduzir o volume de resíduos domésticos, agrícolas e industriais.

A SUBSTITUIÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

A primeira opção para diminuir a poluição é a tecnologia enzimática, porque comporta a substituição de alguns processos e produtos industriais por outros menos agressivos ao meio ambiente.

Diferentemente dos catalisadores não biológicos, as enzimas são específicas, não tóxicas e biodegradáveis. Como agentes biológicos, as enzimas tornam os processos produtivos mais limpos e seguros, diminuindo o consumo de energia e a quantidade de resíduos. O desenvolvimento de enzimas ativas a altas temperaturas, em solventes não aquosos e em sólidos, poderá futuramente expandir suas aplicações.

Aplica-se a tecnologia enzimática em setores muito diversos, alguns dos quais reconhecidamente poluentes, tais como as indústrias de alimentos, rações, detergentes, têxteis, papel e celulose, couros etc. Nos curtumes, por exemplo, o uso de enzimas reduz em 40% o consumo de derivados do enxofre, ao tempo que produz couro de melhor qualidade. A introdução de até oito enzimas nos detergentes evita a fervura das roupas, diminuindo o consumo de energia e facilitando a retirada das manchas.

Os plásticos representam uma fração significativa (20% v/v) do lixo dos países industrializados, sendo a maior parte proveniente das embalagens convencionais da indústria de alimentos. Além de permanecerem por longo tempo na natureza, sua fabricação envolve uma matéria-prima não renovável (petróleo) e um processo muito poluente que gasta uma quantidade grande de energia.


16

Em curto ou médio prazo, esses plásticos convencionais poderão ser substituídos por polímeros de origem bacteriana ou vegetal, compostáveis em poucos meses. Uma das vantagens das embalagens bioplásticas de alimentos é que degradam junto com os restos de comida, dispensando as etapas de triagem e limpeza.

A indústria de papel e celulose é outro caso a considerar. O Brasil conta com 1,5 milhão de hectares de florestas plantadas, basicamente, com eucaliptos (60%) e pinos (30%). A atividade industrial gera 100.000 empregos diretos em 450 municípios, e as exportações alcançam o valor de US$ 2,8 bilhões.

A madeira está composta por celulose, hemicelulose e lignina. Aproximadamente 90% desta última é eliminado mediante um tratamento a altas temperaturas, realizado em meio alcalino. A lignina restante (10%) confere uma cor escura característica ao produto resultante, ou pasta Kraft, que é utilizada na fabricação de cartão e papel pardo. O branqueamento requer um tratamento específico com oxigênio e cloro, formando-se derivados clorados tóxicos. Um procedimento alternativo é o biopulping, em que uma enzima (xilanase) degrada o xilano da hemicelulose, facilitando a eliminação da lignina que lhe está associada (Figura 11.1).

O sequenciamento do genoma do eucalipto facilitará o melhoramento da qualidade da madeira, especialmente visando aumentar a proporção celulose/lignina em árvores de crescimento rápido.

O sequenciamento do genoma do fungo Phanerochaete chrysosporium ("podridão branca") revelou a existência de mais de 240 genes codificadores de enzimas extracelulares que estão envolvidas na degradação de carboidratos. Este fungo é o mais eficiente na degradação da madeira, sendo utilizado também na eliminação de numerosos poluentes de origem orgânica, assim como no branqueamento da polpa de papel e de têxteis.

Na fabricação do papel, o amido é utilizado para conferir rigidez à massa e melhorar o acabamento. O amido está composto por cadeias de amilose e de amilopectina, sendo estas últimas as que apresentam interesse industrial. No Brasil, se aproveita o amido de mandioca porque contém menos amilose que o de milho ou de batata.

Recentemente aprovada pela Comissão Europeia, a batata geneticamente modificada Amflora (BASF Plant Science) produz amido de alta qualidade, com 100% de amilopectina, sendo desnecessário eliminar a amilose. Separada fisicamente da batata destinada ao consumo humano ou animal, este tubérculo se destina ao uso industrial de tecidos e papel.

Figura 11.1: A indústria de papel e de celulose.

O branqueamento da pasta Kraft admite tratamentos químicos (cloro) e biológicos (xilanase); estes últimos diminuem a carga poluidora do efluente.

MADEIRA

Lignina + celulose + hemicelulose

Extração alcalina a alta temperatura

Lignina (90%) PASTA KRAFT

Lignina (10%) + celulose + hemicelulose

Branqueamento com cloro Branqueamento com xilanase

Eliminação da lignina

Derivados clorados da lignina

EFLUENTE

POLPA BRANCA

EFLUENTE

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 11: Biotecnologia e meio ambiente

17

A SUBSTITUIÇÃO DE INSUMOS AGRÍCOLAS

Um segundo conjunto de tecnologias limpas visa a substituição parcial de alguns insumos utilizados na agricultura, tais como os fertilizantes e praguicidas.

A intensa aplicação de fertilizantes agrícolas, derivados do petróleo, tem consequências negativas porque uma parte do nitrogênio (N) e do fósforo (P) não é absorvida pelas plantas e acaba sendo arrastada pelas chuvas até os rios e as reservas de água. O excesso de nutrientes estimula a proliferação de algas, consumindo o oxigênio dos cursos de água e produzindo toxinas que afetam os peixes e o gado.

Microrganismos vs fertilizantes químicos

O nitrogênio é um nutriente indispensável para os cultivos vegetais porque faz parte da composição das proteínas e dos ácidos nucleicos. Encontra-se na atmosfera como N2 e no solo como nitrato, resultante da decomposição da matéria orgânica ou proveniente dos fertilizantes agrícolas.

Alguns microrganismos livres (Azotobacter, Azospirillum), ou simbiontes (Rhizobium ou Bradirhizobium) que vivem nos nódulos das raízes das leguminosas (soja, feijão), podem fixar diretamente o nitrogênio atmosférico em uma forma utilizável pelas plantas. Inoculando as sementes com rizóbios, por exemplo, diminuir-se-á a quantidade de nitrogênio a ser acrescentada no solo. Trata-se de uma prática muito simples, facilitada pela produção industrial de microrganismos selecionados para aplicação antes do plantio. A inoculação é feita misturando o produto com as sementes umedecidas em tambores ou betoneiras, antes do plantio.

No Brasil, várias empresas nacionais e estrangeiras produzem inoculantes para leguminosas: BioAgro, Bio Soja, Microquímica, Nitral Urbana, Turfal, Stoller, Total Biotecnologia, Rizobacter etc. A maioria destas empresas está localizada no Paraná e Rio Grande do Sul.

A extensão das pesquisas sobre fixação de nitrogênio às gramíneas forrageiras, cereais e cana-de-açúcar, iniciadas por Johanna Döbereiner (Embrapa) na segunda metade do século XX, permite dispensar parcialmente a aplicação de nutrientes químicos, com a correspondente economia de recursos.

O fósforo se origina a partir das rochas do solo e da decomposição dos seres vivos. Nos solos ácidos característicos das regiões tropicais, a maior parte dos fosfatos (95-99%) forma compostos minerais ou orgânicos insolúveis que não são acessíveis diretamente às plantas. Por isso, o fósforo se torna um nutriente limitante para o crescimento das plantas.

Os micorrizos são associações simbióticas entre fungos e raízes vegetais; os primeiros absorvem os nutrientes minerais e a água do solo, transferindo-os para a planta hospedeira. A inoculação dos solos ou micorrização é uma tecnologia agrícola associada ao reflorestamento de pinos e eucaliptos, eliminando ou diminuindo a necessidade de se acrescentar fósforo. Muitas espécies de fungos micorrízicos são comestíveis e vários gêneros são comercializados a nível mundial: Tuber, Tricholoma, Boletu, Cantharellus, Morchella, Lactarius e Suillus.

Além dos fertilizantes agrícolas, outra das causas de liberação excessiva de fósforo no ambiente é a criação intensiva de animais. Os porcos e as aves não conseguem metabolizar o fitato, um derivado presente nas rações, mas a complementação destas com uma enzima (fitase) tem um efeito importante no ambiente, porque ao reduzir em mais de 30% a quantidade de fósforo excretado, diminui a contaminação dos lençóis de água. A fitase é produzida industrialmente por um microrganismo geneticamente modificado. A genômica poderá vir a dar um novo impulso a esta área de vital importância.

Manejo integrado de pragas vs agrotóxicos

Práticas agrícolas como a utilização de variedades selecionadas e a rotação dos cultivos reduzem substancialmente a necessidade de aplicar pesticidas sintéticos. O controle biológico dá um passo além, visando a preservação das plantações e a salvaguarda da produção de alimentos mediante a substituição dos praguicidas químicos por alternativas biológicas, tais como bactérias, fungos e vírus entomopatogênicos. Observe-se que em seu clássico livro A Primavera Silenciosa, de 1972, a pesquisadora Rachel Carson já alertava para os danos causados pelo uso do DDT, recomendando a procura de soluções de cunho biológico.


18

Anos mais tarde, contamos com numerosos exemplos de substituição de pesticidas por agentes biológicos específicos (Tabela 11.1). Um deles é a aplicação, nas lavouras de soja, de partículas de baculovirus, um organismo que normalmente infecta e mata as lagartas (Anticarsia gemmatalis) que parasitam essa planta. Outro é a pulverização de esporos do fungo Metarhizium anisopliae para lutar contra a cigarrinha-da-folha-da-cana-de-açúcar ou a broca-dos-citros.

Tabela 11.1: Alguns exemplos de utilização de agentes biológicos como pesticidas.

AGENTE BIOLÓGICO PRAGA COMBATIDA

Fungo Metarhizium anisopliae Cigarrinha-da-folha-da-cana-de-açúcar (Mahanarva posticata), cigarrinha-da-raiz-da-cana-de-açúcar (Mahanarva fimbriolata),

cigarrinha-das-pastagens (Deois flavopicta).

Fungo Beauveria bassiana Diversas, florestais.

Bactéria Bacillus thuringiensis var kurstaki

Lagartas desfolhadoras de grandes culturas e reflorestamentos.

Bactéria Bacillus thuringiensis

var israelensis

Larvas do mosquito da dengue (Aedes aegypti, transmissor da

dengue e da febre amarela) e dos borrachudos (Simulium spp.).

Bactéria Bacillus sphaericus Larvas do mosquito prego (Anopheles spp., transmissor da malária) e do mosquito urbano ou pernilongo (Culex spp., transmissor da

encefalite e da filariose).

Vírus Baculovírus anticarsia Lagarta-da-soja (Anticarsia gemmatalis).

Vírus Baculovírus spodoptera Lagarta-do-cartucho-do-milho (Spodoptera frugiperda).

Vespa Cotesia flavipes Broca-da-cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis).

Contudo, o exemplo mais conhecido envolve a bactéria do solo Bacillus thuringiensis ou Bt. Esta é utilizada como pesticida agrícola há mais de trinta anos, sem que suas toxinas tenham causado danos às pessoas, à vida silvestre ou à maioria dos insetos benéficos. Com o desenvolvimento da engenharia genética, os genes correspondentes foram transferidos a várias plantas (milho, algodão etc.) que agora produzem diretamente a toxina inseticida.

Atualmente, existem numerosos produtos a base de Bacillus thuringiensis comercializados com diferentes nomes (Bac-control, Bactur, Dipel, Ecotech Pro, Thuricide etc.) por várias empresas nacionais e estrangeiras (Vectorcontrol, Milenia, Sumitomo, Bayer, Iharabras etc.).

A utilização do controle biológico, baseado no conhecimento da ecologia dos agroecossistemas, constitui o que se denomina Manejo Integrado de Pragas (MIP). No Brasil, deve-se destacar o trabalho da Embrapa e de várias universidades no desenvolvimento desta área.

Além de biopesticidas, no controle biológico também se utilizam feromônios, armadilhas e atrativos alimentares. Alguns procedimentos são econômicos e muito engenhosos, como o desenvolvido em Cuba para combater o tetuán del camote, um gorgulho (Cylas formicarius) que ataca a batata-doce. Pendura-se na plantação uma lata com uma pequena quantidade de feromônio, pulverizando em redor esporos do fungo Beauveria bassian. Atraídos pelo feromônio, os machos se aproximam da lata e são contaminados mortalmente pelo fungo, que é inócuo para os seres humanos, os animais e as plantas.

Para Cuba, a experiência de várias décadas de trabalho com controle biológico resultou crucial quando, devido ao embargo propiciado por Estados Unidos, o país teve que substituir o uso de agrotóxicos nas lavouras. Atualmente, o programa cubano de controle biológico de pragas envolve laboratórios regionais, estações de defesa vegetal, postos equipados com laboratórios de diagnósticos e mais de 200 centros de reprodução de entomófagos e entomopatógenos.


19

COMPOSTO

LIXO ORGÂNICO

A REDUÇÃO DOS RESÍDUOS

A degradação do lixo (resíduos sólidos) e o tratamento de esgoto (resíduos líquidos) são dois exemplos tradicionais de prestação de serviços da biotecnologia tradicional nem sempre valorizados, apesar do imenso volume de matéria que transformam e de sua relevância para o meio ambiente.

A DEGRADAÇÃO DO LIXO

Em condições adequadas, todos os compostos naturais podem ser biodegradados. As populações microbianas mistas do ambiente degradam as substâncias orgânicas através de numerosas reações, sem que sejam necessários cuidados assépticos ou culturas puras. Em condições aeróbias, os produtos finais da mineralização da matéria orgânica são dióxido de carbono (CO2) e água; em condições anaeróbias, forma-se biogás.

Na compostagem, uma etapa intermediária da mineralização, os próprios microrganismos do lixo degradam a matéria orgânica previamente fragmentada e misturada (Figura 11.2). Ao começar a biodigestão, a liberação de energia causa um aumento de temperatura que elimina a maioria dos microrganismos indesejáveis (sanitização). À medida que a atividade microbiana decresce, o sistema se estabiliza e amadurece até perder todo o seu potencial de biodegradação.

As condições do processo são otimizadas mediante o controle de alguns parâmetros tais como a relação carbono/nitrogênio, o oxigênio, a umidade e a temperatura. O processo pode ser conduzido em sistemas simples (pilhas ao ar livre), ou complexos (silos, biorreatores), sendo necessário, em ambos os casos, remover manual ou mecanicamente o material, para assegurar a aeração durante o processo de biodigestão.

O tratamento dos resíduos sólidos urbanos (RSU) em usinas de compostagem é um procedimento alternativo à incineração e ao depósito em lixões e aterros sanitários. Nesses estabelecimentos, a separação prévia dos componentes permite a reciclagem de alguns materiais (metais, vidro etc.). A biodegradação aeróbia ou mineralização dos restos orgânicos os transforma em um "composto" utilizado no melhoramento de solos, em atividades de reflorestamento, para colmatar terrenos, para combater a erosão etc.

Por outro lado, a decomposição in natura do lixo nos aterros sanitários cria uma zona de anaerobiose onde se produz biogás. Este é liberado na atmosfera, onde contribui para o efeito estufa e o aumento da temperatura, afetando o clima.

Figura 11.2: A compostagem. AR ÁGUA FONTE DE NITROGÊNIO

Fragmentação e mistura das partículas Aumento da temperatura (sanitização) BIODIGESTÃO AERÓBIA Diminuição e estabilização da temperatura

Maturação

CALOR CO2 ÁGUA OUTRAS SUBSTÂNCIAS


20

O TRATAMENTO DAS ÁGUAS RESIDUAIS

O esgoto está constituído por excrementos (fezes e urina), águas de uso doméstico (banho, lavagem de roupas etc.) e, eventualmente, alguns dejetos de origem industrial. Ao ser liberado diretamente nos cursos de água, o esgoto desestabiliza as populações microbianas, que se multiplicam rapidamente consumindo o oxigênio dissolvido e ocasionando a morte de peixes e crustáceos.

Na biodegradação das águas do esgoto participam várias populações naturais. Os microrganismos aeróbios (bactérias e protozoários ciliados) mineralizam parte da matéria orgânica do efluente. As bactérias anaeróbicas procedem à biodigestão dos lodos, permitindo a obtenção de biogás e a remoção de alguns nutrientes (N e P principalmente) que poderiam criar desequilíbrios ecológicos.

O tratamento do esgoto envolve métodos físicos, químicos e biológicos (Figura 11.3). O processo ocorre em pelo menos três etapas:

o Tratamento primário.

O esgoto passa por um processo de filtração que remove objetos grandes, lixo e areia. No tanque de sedimentação, a gordura sobrenadante é separada do lodo sedimentado, que pode

ser transferido a um biodigestor.

o Tratamento secundário.

O líquido efluente do tanque de sedimentação pode ser tratado de vários modos:

Em lagoas de baixa profundidade.

Em filtros de gotejamento (1), colonizados pelos próprios microrganismos do esgoto que se desenvolvem digerindo a matéria orgânica do meio.

Em tanques de lodo ativado (2), onde o meio é agitado e oxigenado mediante a injeção de ar comprimido.

Um segundo tanque de sedimentação separa o efluente do lodo.

o Tratamento terciário.

Este é realizado para eliminar substâncias inorgânicas e orgânicas, envolvendo procedimentos como a filtração, a volatilização da amônia, a precipitação de fosfato etc.

o Tratamento avançado.

A degradação microbiana dos resíduos orgânicos diminui consideravelmente a carga de

microrganismos patogênicos liberada no ambiente, mas não a elimina totalmente. Só alguns métodos adicionais como a cloração, a irradiação UV e o tratamento com ozônio eliminam

microrganismos patogênicos recalcitrantes.

Figura 11.3: O tratamento das águas residuais. Fossas sépticas

Gradeamento Lagoas de oxidação

Tanque de areia

Filtros de gotejamento (1)

Tanque de sedimentação Tanque de Lodo

sedimentação Lodo Lodo ativado (2) Biodigestor anaeróbico

Lodo

EFLUENTE

EFLUENTE

EFLUENTE

RESÍDUO SÓLIDO

ESGOTO


21

O TRATAMENTO DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS

Além de fundamental para a população e o ambiente, o tratamento dos efluentes industriais é estratégico para o melhoramento da imagem das indústrias mais poluentes, entre as quais figuram as químicas, as papeleiras, as têxteis, as de couro, as de alimentos, as de extração de metais e minerais e as de produção de energia.

A produção de etanol libera diretamente nos rios e cursos de água um efluente (vinhaça) que provoca a eutrofização, com consequências nefastas para os seres vivos. Para avaliar a dimensão do problema, basta lembrar que por cada litro de álcool a indústria produz até 12 litros de vinhaça. As soluções contemplam o uso de tecnologias mais eficientes que permitam reduzir o volume de vinhaça, e também sua biodigestão anaeróbia para a geração de fertilizante, além de biogás e de eletricidade.

Os efluentes das indústrias de laticínios são utilizados como matéria-prima para o crescimento de microrganismos que são adicionados às rações animais. De forma análoga, o licor sulfítico dos efluentes da indústria de papel e celulose pode ser eliminado produzindo biomassa, com o fungo Paecilomyces.

Em relação aos resíduos gasosos de processos industriais, o tratamento de compostos orgânicos voláteis (VOCs, da sigla em inglês) é feito mediante filtros biológicos de diferentes tipos e complexidade tecnológica.

AS EMISSÕES DE GASES E O EFEITO ESTUFA

Existem fontes naturais de gases, como os vulcões e os cupins. Estes, devido à atividade da flora intestinal simbionte que lhes permite digerir celulose, liberam 40 milhões de toneladas de metano por ano. No entanto, o homem é o principal responsável pela emissão dos gases que causam o efeito estufa, através de atividades como o depósito do lixo em aterros sanitários, o cultivo do arroz, a criação de gado, a liberação de efluentes agroindustriais sem tratamento e a queima de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão).

Os níveis de metano atmosférico são hoje duas vezes maiores que na era pré-industrial, um dado preocupante se pensarmos que a contribuição do metano para o efeito estufa é 20 vezes superior à do dióxido de carbono. Embora sua utilização como combustível elimine uma fonte de contaminação atmosférica, a rentabilidade do processo nem sempre justifica o seu aproveitamento.

Várias iniciativas tendem a recuperar o metano dos aterros sanitários e utilizá-lo como combustível alternativo. A América Latina, que emite 6% dos gases contaminantes, já está entrando neste mercado com vários projetos de reaproveitamento do metano (aterros sanitários, resíduos agroindustriais) na Argentina, no Brasil, no Chile, em Cuba, no México, no Uruguai. As iniciativas dependem de empresas privadas e/ou de organismos governamentais; alguns estudos preliminares contaram com financiamento do Banco Mundial.

Em relação à gasolina, a combustão dos biocombustíveis (mistura gasolina-etanol ou etanol puro) emite quantidades menores de monóxido de carbono (CO), óxidos de enxofre (SOx), hidrocarbonetos e outros compostos poluentes. Em compensação, liberam-se aldeídos cancerígenos e, dependendo do motor, óxidos de nitrogênio (NOx).

Apesar disso, estima-se que, entre 2004 e 2008, o uso de biocombustíveis na frota flexfuel brasileira teria deixado de liberar na atmosfera 35 milhões de toneladas de CO2. Calcula-se também que, para que essa economia fosse de 530 milhões de toneladas de CO2, bastaria misturar com álcool apenas 10% da gasolina disponível no planeta.

O Protocolo de Kyoto (1997) previa a redução da emissão de gases contaminantes (dióxido de carbono, metano, óxidos nitrosos e clorofluorocarbonetos). Ratificado por numerosos países, mas não por Estados Unidos nem Rússia, que são responsáveis respectivamente por 36% e 17% das emissões, o protocolo de Kyoto não teve os resultados esperados.

Contudo, criou-se um mercado paralelo da descontaminação através da compra e venda do Certificado de Redução de Emissões (CER, do inglês Certificate of Emission’s Reduction), que nada mais é que um bônus sobre a quantidade de contaminação deixada de emitir. Deste modo, o Protocolo de Kyoto permite que, tendo superado a cota de gases a emitir, um país continue contaminando a atmosfera se comprar bônus de um país que não a contamina ou que reduz sua própria contaminação.


22

A BIORREMEDIAÇÃO

Numerosas substâncias, hoje presentes no ambiente, têm sido geradas pelo homem através da síntese química. Embora muitas possam ser degradadas em poucos meses por algum organismo, outras persistem na natureza por um longo tempo. Consideradas recalcitrantes, estas moléculas alheias ao mundo dos seres vivos (xenobióticas) não são biodegradadas ou, quando o são, o processo é muito lento.

OS CONTAMINANTES

Como resultado das atividades humanas, aproximadamente 2,5 milhões de toneladas de substâncias químicas perigosas são liberadas anualmente no meio ambiente (Tabela 11.2). Em alguns casos, trata-se de emissões deliberadas e regulamentadas (resíduos industriais), em outros, de escapamentos acidentais (manchas de óleo ou de petróleo). Tabela 11.2: Os principais contaminantes do meio ambiente.

CATEGORIA EXEMPLO

Inorgânicos Metais (cádmio, mercúrio, prata, cobalto, chumbo, cobre, cromo, ferro),

isótopos radiativos, nitratos, nitritos, fosfatos, cianetos, asbestos.

Orgânicos Efluentes e resíduos sólidos de origem doméstica, agrícola e industrial.

Resíduos petroquímicos: petróleo, gasóleo, compostos aromáticos (benzeno, tolueno, etilbenzeno, xileno).

Produtos sintéticos: pesticidas organoalogenados como os bifeniles policlorados (PCBs) ou os hidrocarbonetos poliaromáticos (PHAs).

Gasosos Gases: dióxido de enxofre (SO2), dióxido de carbono (CO2), óxidos nitrosos (NOx), metano (CH4).

Compostos voláteis: clorofluorocarbonetos (CFCs), compostos orgânicos voláteis (VOCs).

À diferença dos resíduos agrícolas e urbanos, que são biodegradados, os metais procedentes das atividades extrativas e industriais (cádmio, zinco, chumbo, selênio) permanecem no ambiente, em concentrações tóxicas. Sua absorção e concentração (bioacumulação) por plantas tolerantes aos metais reduz a toxicidade do solo e facilita sua remoção em faixas de terreno pouco profundas.

Existem já plantas geneticamente modificadas para transformar os compostos organomercuriais formados em diversas atividades (extração de carvão e de ouro etc.) em uma forma volátil muito menos tóxica.

Um problema de difícil solução é a detecção e eliminação das 60 a 70 milhões de minas antipessoais espalhadas no mundo. Uma possível saída parece ser a utilização de plantas de Arabidopsis transgênicas (Aresa, Dinamarca). Estas plantas, portadoras de genes microbianos, degradam a trinitroglicerina (TNT) liberando NO2, que é absorvido pela planta, modificando, três semanas mais tarde, a cor das folhas.

A procura por microrganismos com características especiais é o primeiro passo para resolver problemas ambientais. Alguns já conhecidos: Deinococcus radiodurans, resistente à radiação; Bacillus infernus, resistente a altas temperaturas; Methanococcus jannaschi, resistente a pressões de até 230 atmosferas e a altas temperaturas etc.


23

Suplemento de nutrientes

OS TRATAMENTOS

Existem vários métodos para retirar substâncias recalcitrantes do meio ambiente (Figura 11.4). As opções contemplam a construção de barreiras físicas, a lavagem ou ventilação do solo contaminado, e sua destruição por incineração ou por biorremediação. Esta última apela para o uso de agentes biológicos, operando com menos custo e mais rapidamente.

Figura 11.4: As estratégias de biorremediação. Microrganismos Microrganismos Microrganismos geneticamente

do ambiente selecionados modificados (em sistema fechado)

Para que a biorremediação seja eficiente é necessário que o poluente seja transformado metabolicamente por algum microrganismo, os produtos finais sejam seguros e as condições ambientais favoreçam a atividade microbiana. O processo deve ter uma relação custo/beneficio interessante.

Uma forma de biorremediação é a produção de biomassa específica no local contaminado (in situ). Do ponto de vista prático, duas estratégias são possíveis:

o Colocar microrganismos especializados no solo. o Acrescentar nutrientes para estimular a ação dos microrganismos presentes no sítio

contaminado.

Em ambos os casos, as bactérias ou os fungos digerem o lixo perigoso transformando-o em produtos inofensivos. Uma vez consumido o material tóxico, os microrganismos morrem ou voltam ao seu nível populacional normal no ambiente.

Outra forma de biorremediação dos solos contaminados admite o tratamento ex situ, em que o solo escavado é transferido a um biodigestor. Como a liberação de microrganismos geneticamente modificados no ambiente é vista com desconfiança, sua utilização se restringe a estes sistemas fechados.

A modificação genética dos microrganismos pode fornecer linhagens com um potencial de degradação dos contaminantes maior que o dos organismos naturais. Também permite o design de microrganismos que combinem várias características de diferentes linhagens como, por exemplo, a degradação de PCBs e a sobrevivência em uma ampla margem de temperaturas. Introduzindo os dois genes correspondentes em uma bactéria inócua e de fácil cultivo, essa contaminação poderia ser tratada de maneira específica.

Entre as formas de biorremediação cabe destacar a utilização de microrganismos que sobrevivem no ambiente contaminado, por ter sistemas enzimáticos capazes de digerir os poluentes-alvo, ligeiramente diferentes de seus substratos normais. Esta propriedade, denominada metabolismo gratuito, possibilitou a descontaminação do Rio Savannah (Estados Unidos) de tricloroetileno (TCE), utilizado como desengordurante na fabricação de componentes de armas. Despejado no solo, o TCE contaminara as águas subterrâneas, causando um problema ambiental de grandes proporções.

Otimização dos fatores que

estimulam a ação bacteriana (estrutura do solo, pH, aceptores

de elétrons).

MEIO DESCONTAMINADO

MEIO CONTAMINADO


24

Para eliminar o contaminante, utilizou-se uma bactéria que metaboliza metano, mas é capaz de degradar o TCE. Ao bombear metano no solo, a bactéria se multiplica; ao suspender o bombeamento, ela passa a degradar o TCE por um tempo, até que o bombeamento de metano se torna novamente necessário. A repetição cíclica do processo reduziu a contaminação a um nível aceitável. Esta tecnologia é considerada viável do ponto de vista comercial.

Os problemas que exigem biorremediação são muito pontuais, de modo que cada um deles demanda um tratamento particular. Como não há um produto a patentear, mas um serviço a prestar, a tecnologia está em mãos de organizações governamentais ou de pequenas firmas que agem localmente.

UM EXEMPLO: OS VAZAMENTOS DE PETRÓLEO

Um dos mais sérios problemas de contaminação ambiental é o derramamento de petróleo nos mares, devido a acidentes notórios (Prestige, Exxon Valdez, Torrey Canyon, Amoco Cadiz e Braer and Sea Empress) e a situações bélicas (Guerra do Golfo). As manchas de óleo despejadas no mar contêm compostos tóxicos que representam uma ameaça para a ecologia marinha e costeira, afetando todas as formas de vida aquática e constituindo um risco para a saúde do consumidor.

A formação de carvão e petróleo nas profundezas da terra é possível porque, em condições anaeróbias, tanto a lignina como os hidrocarbonetos são compostos químicos estáveis. Porém, em condições aeróbias, ambos são degradados pelos microrganismos do ambiente. O petróleo derramado no mar flutua na superfície, onde os componentes voláteis evaporam rapidamente. O que não é recuperado pelo homem, se dispersará com o movimento das ondas, permanecendo em alto-mar ou sendo levado até a costa.

O petróleo derramado será degradado pelos microrganismos naturalmente presentes no ambiente marinho, geralmente pobre em nitratos e fosfatos. Por isso, devem-se acrescentar nutrientes aos dispersantes químicos (detergentes) ou às espumas de limpeza das rocas da costa. Estima-se que, até o momento, o solo de mais de 30.000 sítios contaminados com petróleo, proveniente de vazamentos de tanques de armazenamento, tenha sido tratado por biorremediação.

Uma das primeiras patentes obtidas em biotecnologia corresponde a uma bactéria engenherada projetada para degradar alguns componentes do petróleo (Chakrabarty, 1971). Porém, o uso deste tipo de bactérias não teve sucesso na remoção do petróleo derramado em alguns acidentes, como o do navio Exxon Valdez no Alaska (1989). As pesquisas atuais visam preferentemente os microrganismos ambientais, especialmente Alcanivorax borkumensis, uma bactéria capaz de metabolizar 70% dos compostos do petróleo, especialmente os de baixo peso molecular. O sequenciamento de seus 2.755 genes, completado recentemente, dará novas informações sobre suas rotas metabólicas e seus requerimentos de fósforo e de nitrogênio.

A RECUPERAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS

Os processos biológicos também são utilizados para a extração de petróleo e de metais (cobre, ouro, urânio).

O PETRÓLEO

Na extração de petróleo, técnicas especiais (EOR, do inglês enhanced oil recovery) envolvem o uso de polímeros de origem microbiana (xantana), para aumentar a viscosidade e facilitar o seu bombeamento. A introdução direta dos microrganismos no poço (MEOR, do inglês microrganism enhanced oil recovery) parece menos interessante do ponto de vista econômico, mas isso pode mudar se o petróleo começar a se esgotar.


25

OS METAIS

A extração de metais solubilizados nas ácidas e escuras águas do Rio Tinto (Andaluzia, Espanha) data do domínio romano; abandonadas durante séculos, as minas foram exploradas a partir do século XIX por uma empresa inglesa, hoje australiana. Em 1947, com o isolamento de bactérias quimiotróficas do gênero Thiobacillus mostrou-se que a acidificação das águas e a consequente solubilização dos metais eram o resultado não só de uma ação química, mas também de uma ação bacteriana.

As bactérias transformam os sulfetos metálicos insolúveis em sulfatos solúveis, mediante uma reação de oxidação que libera a energia necessária para sua reprodução e crescimento. A fixação de dióxido de carbono fornece o carbono necessário para a síntese dos componentes celulares e os requerimentos se limitam ao oxigênio e a pequenas quantidades de nitrogênio e fósforo.

A biolixiviação se aplica especialmente à extração de cobre, ouro, zinco, níquel e cobalto. A tecnologia é relativamente simples e requer pouca inversão, sendo adaptada aos países em desenvolvimento. Na América Latina, se usa a biolixiviação para a extração de cobre (Chile, México e Peru) e de ouro (Brasil, Chile e Peru).

A BIOMINERAÇÃO

Os Andes chilenos guardam as maiores reservas de cobre do planeta. Na época pré-colombiana, as culturas Tiahuanaco e Inca o utilizaram na produção de bronze, uma liga de cobre e estanho. Durante o período colonial, a produção de cobre se manteve baixa, mas entre 1820 e 1900 extraíram-se dois milhões de toneladas. Ao finalizar o século XIX, as jazidas com alta concentração de cobre começaram a dar indícios de esgotamento.

No século XX, os consórcios internacionais que dominavam a tecnologia necessária para a extração do cobre em baixas concentrações assumiram o controle da indústria do cobre (Braden Copper Co., Kenecott Corporation, Chile Exploration Company). Segue-se um processo de “chilenização” que culmina em 1971 com a nacionalização das principais minas de cobre.

Ainda hoje, o Chile é o maior produtor de cobre do mundo, com 5.700 toneladas métricas que representam 42% da produção de cobre mundial (2008). Atualmente, 36% da produção de cobre do país está em mãos da Codelco (do espanhol, Corporación Nacional del Cobre), uma empresa estatal criada em 1976 e que emprega 16.000 pessoas. O resto é produzido pelo setor privado.

As primeiras experiências de biolixiviação foram realizadas entre 1950 e 1980 em Rio Tinto (Espanha), Cananea (México) e Toromocho (Peru). A exploração da mina de Pudahuel (Chile, Codelco) com tecnologia nacional de biolixiviação começou na metade da década de 1980. A bio-hidrometalurgia se estendeu rapidamente e já se encontram em funcionamento no Chile os primeiros estabelecimentos que extraem o cobre exclusivamente por biolixiviação (Cerro Colorado, Quebrada Blanca).

As operações são especialmente apropriadas para as minas de baixa qualidade ou semiesgotadas, assim como para a recuperação do cobre nos refugos existentes. A oxidação biológica ocorre geralmente em amontoados e pilhas, recuperando-se entre 75% e 90% do cobre em períodos que oscilam de 6 a 12 meses e a um custo muito baixo. Atualmente, 5% da produção de cobre chilena depende de biolixiviação.

Do desenvolvimento da biomineração participaram universidades e institutos de pesquisa, além do setor produtivo, com apoio do governo e do PNUD (Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento). As pesquisas atuais contemplam o uso de microrganismos termofílicos (Sulfobolus) e a otimização do processo de bio-oxidação.

Fundada em 2002 por Codelco e Nippon Mining & Metals Co. Ltd., a empresa BioSigma desenvolve estudos microbiológicos e genômicos, assim como tecnologias para a produção de biomassa. Recentemente, a empresa registrou nos Estados Unidos uma patente descrevendo um método para modificar geneticamente bactérias extremófilas do gênero Acidithiobacillus, encontradas no minério de cobre.


26

O DIAGNÓSTICO DE CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

O diagnóstico de contaminação ambiental exige o monitoramento da água, do ar e do solo. As tecnologias abrangem o uso de indicadores biológicos, de técnicas imunológicas e genéticas e de biossensores.

INDICADORES BIOLÓGICOS

Estes são plantas e animais capazes de acumular metais pesados e poluentes orgânicos persistentes. Determinando diretamente a concentração do contaminante em um organismo específico, podemos avaliar a contaminação ambiental. Uma avaliação indireta pode ser obtida a partir de outras variáveis, tais como o número de plantas e de espécies microbianas, o número de indivíduos nessas espécies etc.

TÉCNICAS IMUNOLÓGICAS

Estas utilizam anticorpos específicos, marcados ou associados a enzimas. As técnicas imunoenzimáticas, cujos resultados podem ser apreciados simplesmente por uma mudança de cor, resultam especialmente apropriadas para os testes de campo. Pouco a pouco estão substituindo os testes tradicionais que, além de serem lentos, exigem um equipamento complexo, como os testes de coliformes na água.

Imunoensaios de diversos tipos permitem o monitoramento contínuo, automatizado e barato de pesticidas como o dieldrin, o parathion e os PCBs.

TÉCNICAS GENÉTICAS

Estas se aplicam na identificação das populações microbianas. Como ainda não sabemos cultivar em laboratório a maior parte dos microrganismos do ambiente, uma boa parte da biodiversidade microbiana permanece desconhecida. A tecnologia do DNA facilita a identificação dessas espécies em função das sequências gênicas correspondentes ao RNA ribossômico (rRNA de 16S) e também ajuda a monitorar as mudanças nas comunidades microbianas utilizadas na remoção de poluentes, de maneira a detectar qualquer variação ambiental e restaurar rapidamente as condições ótimas do sistema. Microarrays adequados avaliam a expressão dos genes em uma linhagem ou uma comunidade microbiana em relação a um agente ambiental (genossensores).

BIOSSENSORES

Estes combinam diferentes componentes biológicos e eletrônicos imobilizados em um substrato, geralmente sob a forma de um chip. Alguns são muito seletivos, outros são sensíveis a um amplo espectro de substâncias. O componente biológico pode ser uma enzima, um anticorpo ou um microrganismo. Respondendo a um estímulo ambiental se verifica uma mudança em suas propriedades, mudança que é detectada óptica ou eletronicamente fornecendo uma medida quantitativa do contaminante (Figura 11.5).

Bactérias ou leveduras imobilizadas assinalam a presença de uma determinada substância, seja porque a metabolizam, seja porque esta inibe o próprio metabolismo microbiano. Especialmente interessante é a utilização de organismos geneticamente modificados, associando o promotor do gene de uma enzima que reage com a substância procurada (arsênico, por exemplo) com genes indicadores (luminescência, fluorescência ou produção de uma substância colorida).


27

Substrato

Membrana

Biodetector imobilizado

O substrato reage com o biodetector, originando um produto específico

Ao detectar um produto específico,

o transdutor gera um sinal elétrico

Sinal de saída (output)

Circuito

Amplifica

dor

Figura 11.5: O funcionamento de um biossensor.

O sinal aumenta ou diminui em função da concentração do substrato contaminante, que estimula ou

inibe a ação do agente biológico. ,


28


CAPÍTULO 12. BIOTECNOLOGIA E BIODIVERSIDADE

O conceito de biodiversidade abrange a totalidade da variação hereditária existente nos seres vivos. Aplica-se em todos os níveis de organização biológica, desde os genes e cromossomos de uma espécie até as diversas espécies ou comunidades presentes em ecossistemas como as florestas ou os rios.

A DESAPARIÇÃO DOS ECOSSISTEMAS NATURAIS

O cultivo de plantas e a domesticação de animais acompanharam o homem na passagem de uma vida nômade para uma vida sedentária, um acontecimento que ocorreu várias vezes em lugares diferentes.

Os primeiros cultivos foram a cevada e o trigo (vales do Eufrates e do Nilo, entre 13.000 a.C. e 10.000 a.C.), o arroz (regiões fluviais da China e da Índia, 10.000 a.C.), e o milho e a abóbora (América Central, entre 9.000 e 7000 a.C.).

No continente europeu, durante a Antiguidade, só foram cultivadas umas poucas espécies locais, sendo lentamente adicionadas plantas provenientes de outros lugares, muitas vezes obtidas como troféus de guerra (romanos e cruzados).

Às técnicas agrícolas primitivas, que basicamente envolviam a tração animal do arado e o armazenamento de alimentos, se acrescenta na Idade Média a rotação trienal de culturas, uma prática de conservação do solo e aumento da produção.

Com as grandes navegações e a descoberta do Novo Mundo, muda o perfil das plantas cultivadas nos diferentes continentes. O milho, a batata, o tomate, o feijão, o girassol e o tabaco foram introduzidos na Europa. Procedentes de diferentes lugares, o trigo, o grão-de-bico, o arroz, os cítricos, a banana, o café e a cana-de-açúcar se aclimataram na América (Figura 12.1).

Figura 12.1: O transporte de plantas de um continente a outro.

1: Trigo, aveia, videira, grão-de-bico.

2: Abóbora, feijão, milho, pimenta, tabaco, batata, tomate. 3: Café, inhame.

4: Abacaxi, amendoim, cacau, caucho, mandioca, milho, tomate, pimenta, cinchona. 5: Cítricos, banana, soja, cana-de-açúcar, arroz.

6: Abacaxi, amendoim, cacau, caucho, mandioca, milho, tomate, algodão, abacate.


30

No Novo Mundo e ligado ao tráfico de escravos, deu-se início ao ciclo da agricultura das plantações, com o cultivo de plantas produtoras de fibras (algodão, juta) e de borracha (caucho), de açúcar (cana-de-açúcar), de óleo (amendoim, palma), de frutos (banana), de substâncias estimulantes (chá, café, cacau) etc. Nesse marco histórico se definem claramente algumas das características da agricultura moderna, que visa satisfazer as necessidades dos consumidores não só em relação à produção de alimentos, como também de insumos industriais.

Em relação aos animais a história segue um curso parecido, começando na Ásia com a domesticação do cachorro, no final do paleolítico. Entre 8.000 e 7.000 a.C., foram domesticadas a cabra e a ovelha (Mesopotâmia), o boi e o zebu (Mesopotâmia, Egito), o porco (China, Europa) e o gato (Mediterrâneo). A domesticação do cavalo ocorreria bem mais tarde (Ucrânia, 4.000 a.C.). No continente americano, bem antes da chegada dos europeus, as populações do continente americano mantinham criações de lhamas, alpacas, vicunhas, perus e preás.

Após a conquista do Novo Mundo, os europeus levaram para o continente seus animais domésticos: cavalos, vacas, porcos e cachorros. Estes se multiplicaram rapidamente, causando grande devastação na flora local. As grandes planícies se tornaram um lugar ideal para a criação de gado.

Os séculos seguintes assistiriam a um aumento significativo da produtividade agrícola em função da introdução de novas práticas agronômicas, da mecanização do trabalho no campo e do melhoramento genético. No entanto, ao limitar o número de espécies cultivadas, o progresso da agricultura teve um impacto negativo na biodiversidade.

Os ecossistemas agrícolas acompanharam a expansão do homem sobre a superfície habitável da Terra (Figura 12.2). Expansão limitada por oceanos, mares, desertos, montanhas e regiões polares, que tornam inabitável para o homem os dois terços da superfície do planeta. Para evitar o desaparecimento dos ecossistemas naturais, precisa-se de uma agricultura e pecuária sustentáveis, que possibilitem a conservação e a manutenção dos solos, da água, dos processos ecológicos e dos recursos genéticos.

Figura 12.2: Distribuição da produção agrícola (grãos e cereais, pradarias e pastagens, cultivos diversos) na área habitável do planeta.

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 12: Biotecnologia e biodiversidade

31

O HOMEM E AS PLANTAS

AS PLANTAS ALIMENTÍCIAS

Os vegetais ocupam um lugar preponderante na dieta humana. Apesar de nossa alimentação incluir também produtos animais (carne, leite, ovos, peixes, mariscos), a maioria das proteínas que ingerimos é de origem vegetal. Os cereais respondem por 75% de nossas necessidades calóricas. Tubérculos, raízes, plantas oleaginosas e sacarinas complementam

20%. Hortaliças e frutas não fornecem mais que uma pequena quantidade de calorias, sendo importantes por outros valores nutritivos (Tabela 12.1).

Tabela 12.1: Os principais tipos de vegetais que entram em nossa alimentação.

TIPOS DE VEGETAIS

EXEMPLOS

Cereais Trigo, arroz, milho, centeio, aveia, cevada, sorgo etc.

Plantas proteaginosas Diversos tipos de feijão, lentilha, grão-de-bico, amendoim, ervilha

etc.

Raízes e tubérculos Batata, cará, batata-doce, mandioca, cenoura, beterraba etc.

Plantas oleaginosas Soja, algodão, colza, canola, amendoim, girassol etc.

Plantas produtoras de açúcar Cana-de-açúcar, beterraba sacarina.

Frutas e hortaliças Banana, tâmara, coco, azeitona, abacate, manga, uva, fruta-pão, couve, couve-flor, tomate, pimenta, quiabo, berinjela, pepino,

abóbora etc.

A dependência de um limitado número de espécies

Apesar de existir uma grande diversidade de plantas comestíveis, a maior parte dos alimentos (90%) consumidos pela humanidade se restringe a um pequeno grupo de 20 a 25 espécies que inclui a banana, a mandioca, o milho, o amendoim, algumas leguminosas, o milheto, a batata, o arroz, o sorgo, a batata-doce, a soja e o trigo (Figura 12.4).

Figura 12.4: Os vegetais na alimentação humana.


32

A produção de alimentos

No início do século, a população humana era de 6,1 bilhões de pessoas, estimando-se que chegará a 9,3 bilhões em 2050 (Tabela 12.2). Frente a esses números, cabe nos perguntarmos se a produção de alimentos será suficiente para as necessidades da população.

Tabela 12.2: O tamanho da população humana.

ANO

1980

2000

2015

2030

2050

Número de pessoas (em bilhões)

4,4 6,1 7,2 8,3 9,3

Nos últimos trinta anos, a produção de alimentos teve um aumento de 35% como resultado da seleção de variedades mais produtivas, cultivadas em condições apropriadas. Entre 1980 e 2000, embora a população aumentasse em quase dois bilhões de pessoas, o desenvolvimento tecnológico alcançado graças à Revolução Verde gerou uma produção de alimentos suficiente para suprir a humanidade. A duplicação da produção de cereais causou também uma redução significativa dos preços.

Contudo, ainda hoje, 4,5 bilhões de pessoas vivem na pobreza, sendo que aproximadamente 24.000 pessoas morrem diariamente de fome e outras 800.000, principalmente crianças e mulheres, sofrem de desnutrição. A carência de vitamina A afeta 14 milhões de crianças, e a falta de ferro, um bilhão de pessoas. Mesmo havendo suficientes alimentos para todos, eles não chegam a 1,2 bilhão de pessoas que vivem com menos de um dólar por dia, nem a outros dois bilhões que vivem com menos de dois dólares por dia.

Segundo a Food and Agriculture Organization (FAO), para responder às necessidades da população, a produção de alimentos deverá aumentar em 60%, nos próximos 30 anos. Considerando que 90% das pessoas viverão na faixa intertropical, onde está situada a maioria dos países em desenvolvimento, a falta de alimentos poderá se agravar.

Em parte porque, salvo algumas exceções significativas (chá, café, cacau, banana etc.), os alimentos se consomem no lugar mesmo onde são produzidos. E, também, porque irá aumentar o número de pessoas que em vez de produzir alimentos deverá comprá-los, em função da tendência migratória para as grandes cidades.

Embora já tenham aparecido sinais de erosão e de esgotamento do solo em vários lugares, a expansão da fronteira agrícola parece improvável. Boa parte da terra não utilizada se encontra em regiões pouco férteis, distantes, carentes de infraestrutura ou cobertas por florestas. Sua ocupação aceleraria a degradação de ecossistemas com perda de biodiversidade e risco de aparição de doenças.

Dois grandes desafios aguardam a humanidade: aumentar a produtividade dos sistemas agrícolas e reduzir a desigualdade de acesso aos alimentos. Se, por um lado, o desenvolvimento tecnológico é indispensável, a história dos últimos anos mostra que, sem mudanças sociais e políticas, não haverá solução para o problema da fome.

AS PLANTAS COMERCIAIS

A produção de insumos

Várias plantas são cultivadas e comercializadas, às vezes internacionalmente, como matéria-prima para diversas indústrias (Tabela 12.3). Assim como o ouro, a carne, o petróleo e o gás natural, os grãos são considerados commodities, isto é, produtos equivalentes independentemente do produtor. Os preços são fixados em mercados futuros que estabelecem a quantidade e a qualidade da commodity a ser comercializada.


33

Tabela 12.3: As plantas e a indústria

PRODUTO PLANTAS INDUSTRIAIS

Biocombustíveis Cana-de-açúcar, beterraba sacarina, cereais, soja, mamona etc.

Fibras têxteis Algodão, sisal, linho, cânhamo, juta, coco, rami, piaçava.

Óleos e gorduras Soja, algodão, colza, canola, amendoim, girassol, dendezeiro, babaçu, mamona, sésamo, oliveira, linhaça.

Essências e fragrâncias Sassafrás, menta, citronela, geraniol, eugenol, capim-limão.

Látex Borracha, chicle (sapoti).

Ceras Carnaúba, jojoba.

Resinas Bálsamos e gomas.

Especiarias Pimenta-do-reino, noz moscada, canela, gengibre, cravo-da-índia.

Taninos Acácia, quebracho, eucaliptos.

Tinturas Pau-brasil, pau-campeche, urucum.

De todas as plantas industriais, a soja merece uma atenção especial. Nos últimos anos, o seu cultivo alcançou um enorme sucesso comercial que pode ser atribuído à extraordinária versatilidade de seus produtos.

O grão e os brotos podem ser consumidos diretamente ou entrar como farinha na composição de pães, doces, bebidas, massas, biscoitos etc. Os grãos fermentados se utilizam na culinária oriental (misó, tempeh).

A fração proteica do grão substitui a proteína de origem animal (carne de soja) e é usada na elaboração de produtos dietéticos, pastas e cremes, massas, sucrilhos, comida de bebês, bebidas etc. A torta de soja também é incluída nas rações animais. Mas, por outro lado, essa fração proteica entra na composição de adesivos, reagentes analíticos, colas de madeira, emulsão asfáltica, produtos de limpeza, cosméticos, substitutos de couro e plásticos.

O óleo extraído do grão é usado para cozinhar e como condimento para saladas, entrando na composição de molhos, maioneses, coberturas de bolo, bebidas, patês e margarinas. Utiliza-se também como anticorrosivo e antiestático, entrando na composição de agentes dispersantes e antiespumantes, selantes, cosméticos, madeirite, corantes e tintas. Atualmente, 80-90% do óleo de soja produzido provém de culturas transgênicas.

Assim como a soja, outras plantas apresentam um espectro de aplicações de amplidão equivalente na alimentação e na indústria. Não causa surpresa o fato de que os primeiros cultivos transgênicos a serem comercializados correspondam a quatro das plantas industriais: a soja, o milho, o algodão e a canola.

A exploração das florestas

As florestas naturais têm um valor intrínseco importantíssimo na conservação da biodiversidade. No entanto, a lenha ainda é utilizada como combustível, e a exploração de madeiras representa um mercado global de mais de $US 400 bilhões.

As florestas também são uma fonte de matéria-prima para a indústria de papel e celulose. As biotecnologias facilitam o reflorestamento através da micropropagação e do plantio clonal de árvores mais produtivas e de crescimento rápido.

O mapeamento de genomas (Pinus, Eucalyptus) e a seleção por meio de marcadores genéticos são aplicados à seleção de alelos em genes que controlam a variação fenotípica. Também são utilizados para a obtenção de árvores que possam crescer em solos áridos (salinidade, acidez).

Técnicas de engenharia genética visam reduzir a lignina em 45-50% de maneira de modo a diminuir a necessidade de tratamentos altamente poluentes no processamento da polpa. De um modo geral, a maioria dos estudos sobre essências está sendo realizada em relação aos gêneros Pinus, Eucalyptus, Picea, Populus, Quercus e Acácia.


34

Vários países já realizaram experiências de transformação genética em árvores. Na China, a tecnologia será fundamental para o reflorestamento; por enquanto 300-500 hectares têm sido plantados com Populus resistente a insetos (portador de um transgene codificador da toxina do Bacillus thuringiensis).

A floricultura

Outro setor importante do ponto de vista comercial é a floricultura, que abrange o cultivo de plantas ornamentais e de flores, no qual se utilizam corriqueiramente as técnicas de cultivo de tecidos (micropropagação e embriogênese somática), a haploidização e a fusão de protoplastos.

A produção comercial de orquídeas, por exemplo, depende hoje das técnicas de cultura in vitro. Boa parte do desenvolvimento das plantas ocorre em condições de laboratório bem controladas, que permitem ao sistema produtivo a obtenção de mudas sadias e de variedades novas.

Em um mercado em expansão, no qual a produção de material de propagação (mudas, sementes e bulbos) tende a se concentrar em grandes empresas internacionais, o Brasil exporta flores e plantas tradicionais (crisântemos, rosas, gladíolos, cravos, gérberas etc.) e plantas tropicais (helicônias, bromélias, orquídeas, antúrios etc.) em diferentes modalidades (flores de corte, flores em vaso, plantas verdes e plantas para paisagismo).

A Argentina exporta rosas, cravos e palmas a cidades como Miami e Milão, de onde são distribuídas internacionalmente. Também exporta bulbos de tulipa e uma variedade de rosa preta sem espinhos. O Instituto Nacional de Tecnologia (INTA) e a Japan International Cooperation Agency (JICA) participam de um programa de cooperação para o desenvolvimento da floricultura, assim como da produção hortifrutícola.

A maior parte (75%) do mercado mundial de flores corresponde a cravos, rosas, crisântemos e gérberas, espécies nas quais faltam os pigmentos responsáveis pela coloração azul (antocianinas). Com a transferência de um gene de petúnia ao cravo, uma empresa australiana (Florigene) e uma japonesa (Suntori) conseguiram colocar no mercado flores inovadoras, tais como os cravos (Dianthus caryophyllus L.) de cor malva (Moondust) ou violeta (Moonshadow).

Estas plantas são comercializadas em diversos países, inclusive dentro da União Europeia. Na Colômbia os cravos azuis são cultivados desde 2000, para exportação, por Flores Colombianas S.A., uma filial da empresa holandesa Floriyin. Em 2009, aprovou-se o cultivo de rosas e crisântemos azuis.

As principais linhas de pesquisa atuais visam o desenvolvimento de fragrâncias e a transferência a várias espécies ornamentais de genes que prolonguem a conservação das flores nos vasos.

AS PLANTAS MEDICINAIS

Até o momento, há identificadas cerca de 20.000 espécies de plantas medicinais. Muitas delas representam ainda o único recurso possível para 80% da população rural, que não tem acesso aos medicamentos comercializados.

Em alguns casos, o princípio ativo das plantas tem sido identificado e sintetizado quimicamente. É o caso bem conhecido do ácido acetilsalicílico da fórmula da aspirina, cujo efeito é comparável ao do ácido salicílico extraído da casca do salgueiro que, desde a Antiguidade, se administra em chás e poções, como analgésico e antitérmico.

A metade das drogas medicamentosas consumidas atualmente é extraída de plantas silvestres (não cultivadas). Esses medicamentos derivam de 250 espécies de plantas, que representam 0,1% das 250.000 plantas vasculares.

A procura por novos medicamentos começa pela coleta das plantas e a extração de substâncias químicas que se submetem a testes de atividade biológica. Encontrar um princípio ativo pode significar altos lucros, embora só chegue ao mercado um em cada 10.000 produtos testados. Entre os fitoquímicos bem-sucedidos estão: a diosinina (produção de anticoncepcionais), a vincristina e a vinblastina (medicamentos anticancerosos), a morfina (anestésico) e o curare (relaxante em cirurgias).


35

A BIODIVERSIDADE AMEAÇADA

A EROSÃO GENÉTICA

A perda de biodiversidade acarreta a perda de variação genética (erosão genética). Os dados são estarrecedores: 11 milhões de Ha/ano de florestas destruídas; avanço da desertificação em 27 milhões de Ha/ano; desaparição de 30 a 300 espécies por dia. A destruição dos ecossistemas, a diminuição do número de espécies existentes e a perda de variabilidade genética são danos irreparáveis; para avaliar sua gravidade basta considerar que, para o melhoramento genético de uma linhagem cultivada, é preciso recorrer aos genes das variedades silvestres.

A ameaça da erosão genética aparece claramente em relação às plantas alimentícias, um número restrito de cultivos, uniformizados em função das práticas agrícolas modernas. No início do século XX existiam, na Índia, mais de 30.000 variedades nativas de arroz, das quais provavelmente não restam hoje mais de cinquenta.

Também é preocupante o futuro das plantas medicinais, muitas delas silvestres, porque as melhores plantas são as primeiras a serem colhidas, enquanto as restantes ficam no terreno, produzindo as sementes que darão origem às próximas gerações. Este tipo de seleção negativa contribui para a erosão genética das espécies.

A EXPANSÃO DO AGRONEGÓCIO

Por enquanto, as plantas geneticamente modificadas se limitam a um número reduzido de espécies e poucos traços, principalmente tolerância a herbicidas e resistência a insetos. A globalização dos cultivos de plantas geneticamente modificadas traz alguns questionamentos relativos ao seu impacto sobre a biodiversidade.

Vários cenários são possíveis, com diferentes consequências para os ecossistemas e sua biodiversidade. No primeiro, a expansão do agronegócio afetaria os espaços dedicados a outras culturas, pastagens e florestas. No segundo, ao aumentar a produção agrícola, as ariedades transgênicas diminuiriam a pressão sobre as áreas não cultivadas, especialmente as florestas.

A materialização de um ou outro, assim como a de qualquer outro cenário intermediário, dependerá das pressões socioeconômicas e das políticas públicas relativas à produção de alimentos, exportações e proteção do meio ambiente. Mas não da transgênese em si, porque os cenários seriam os mesmos se em vez de plantas geneticamente modificadas dispuséssemos de plantas melhoradas por métodos tradicionais.

A expansão de um pequeno número de espécies em monocultura representa sem dúvida uma perda da biodiversidade existente no ambiente natural. Entretanto, cabe destacar que a comercialização de um único tipo de semente não significa necessariamente a total uniformização do material genético. O mercado de sementes difere de outros mercados globalizados, como o de bebidas gasosas, o de eletrônica ou o de informática, que geram produtos standard. Nenhuma semente está presente ou é comercializada em todo o globo, criando-se variedades adaptadas a contextos específicos.

Estas variedades ou cultivares distinguem-se entre si por suas características morfológicas, fisiológicas, bioquímicas ou moleculares, herdadas geneticamente. Por exemplo, se entre 1998 e 2003 foram registradas no Serviço de Proteção de Cultivares do Brasil cerca de 400 cultivares de soja (Glycine max (L.) Merrill), a estratégia é a mesma em relação às plantas transgênicas; havendo já no país uma oferta de mais de 40 variedades de soja tolerante a herbicida.

A TRANSGÊNESE

A relação entre a transgênese e a natureza das espécies é perturbadora para algumas pessoas, entre as quais alguns ativistas de movimentos contrários ao uso dessa tecnologia.

Existe o temor que a transferência de genes modifique o padrão das espécies, quebrando a ordem estabelecida na Criação e estabelecendo algo como o caos genético.


36

Na mitologia, esse medo se encontra na quimera, um misto de leão, cabra e dragão que vomitava fogo, e que na Idade Média simbolizava o mal. Figuras mistas de homem, animal e planta se encontram magistralmente representadas pelo pintor flamengo Hieronymus Bosch (Figura 12.3).

Figura 12.3: O Jardim das Delícias (Hyeronimus Bosch, 1510). Detalhe.

http://www.spanisharts.com/prado/e_bosch.htm

Por ser de cunho religioso e essencialmente subjetivo, esta visão não corresponde ao nosso conhecimento atual sobre as espécies, que são unidades morfológicas e reprodutivas essencialmente dinâmicas. Sem fundamentação científica, o criacionismo ignora os inúmeros estudos sobre a evolução dos seres vivos e, também, as descobertas sobre os genomas, mostrando que as espécies compartilham um número grande de genes.

Por outro lado, não deve se esquecer que muitas das plantas consideradas naturais são um invento recente do homem. Um exemplo é o morango, resultante de um cruzamento acidental entre duas variedades que não coexistem na natureza: a norte-americana Fragaria virginiana e a sul-americana Fragaria chiloense, ocorrido no século XIX em um Jardim Botânico da França.

Outro exemplo é o tritical, um híbrido de trigo e centeio, obtido em laboratório em fins do mesmo século. Tratado inicialmente como uma curiosidade científica, este cereal teve suas propriedades agronômicas desenvolvidas recentemente, sendo utilizado hoje na composição de pães e biscoitos e de rações animais; também é vendido em algumas lojas de produtos naturais.

http://www.spanisharts.com/prado/e_bosch.htm


37

A PROTEÇÃO DA BIODIVERSIDADE

OS CENTROS DE DIVERSIFICAÇÃO

No início do século XX, o geógrafo e geneticista russo Nikolai I. Vavilov percorreu 64 países, em mais de 100 expedições, coletando sementes, grãos, tubérculos etc. Nessas viagens, ele observou que em alguns lugares o número de variedades cultivadas e distintas é muito maior que em outros. Essas áreas geográficas corresponderiam aos centros de diversificação, ou de origem, das plantas cultivadas.

Assim, a existência de mais de 1.000 variedades de batata na Cordilheira dos Andes, cada uma delas identificada com um nome pela população local, mostraria que esse é seu centro de diversificação. A partir de observações análogas, Vavilov localizou seis a oito centros geográficos onde, presumivelmente, teria se originado a agricultura (Tabela 12.4).

Vavilov não chegou a completar sua obra, falecendo em 1943 na prisão de Saratov, onde foi encarcerado por se opor a uma interpretação ideológica da hereditariedade e defender o conceito mendeliano da herança. Na antiga União de Repúblicas Socialistas Soviéticas (URSS) a genética foi considerada uma teoria reacionária e burguesa, entre 1929 e 1964.

Tabela 12.4: Os centros de diversificação e os cultivos originários

REGIÃO CULTIVOS

América Central e do Norte Milho, amaranto, feijão, batata-doce, mandioca, algodão, sisal, papaia, abacate, goiaba, pimenta, abóbora, tomate, baunilha, cacau; girassol, morango, noz pecã, tabaco etc.

América do Sul Amaranto, amendoim, feijão, lupino, batata, mandioca, amendoim, algodão, caju, fruta-de-conde, abacaxi, papaia, abacate, morango, pimentão, abóbora, coca, mate, borracha etc.

Índia e Sudeste Asiático Limão, pepino, arroz, melão, manga, cana-de-açúcar, algodão, cânhamo, coco, arroz, fruta-pão, laranja, tangerina, banana, plátano, noz-moscada, berinjela etc.

China Soja, colza, lichia, pera, pêssego, repolho, chá, gengibre, ginseng, cânfora etc.

África (Etiópia) Café, melão, melancia, inhame, sorgo etc.

Ásia menor Alfafa, trigo, aveia, centeio, cevada, rabanete, cenoura, ervilha, grão-de-bico, lentilha, azeitona, figo, amêndoa, vinha, maçã, beterraba,

alho, cebola, açafrão, papoula, alcaçuz etc.

A teoria de Vavilov foi extremamente fecunda para os estudos evolutivos das plantas cultivadas e, consequentemente, para a conservação da biodiversidade. Admite-se hoje que a diversidade das plantas cultivadas e silvestres é bem maior em alguns pontos geográficos, e que alguns biomas foram mais propícios que outros para o nascimento de práticas agrícolas.

Nem sempre os centros de diversidade coincidem com os centros de origem, porque as migrações humanas permitiram a aparição de centros de diversidade secundária. Nestes, as espécies foram selecionadas em função das práticas agrícolas e da pressão ambiental, tornando-se tolerantes as condições ambientais e resistentes às doenças locais.

A CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE

Uma das consequências do processo evolutivo é a extinção de espécies, como evidenciado pelo número de espécies vivas, que não chega a 1% das que alguma vez povoaram a Terra. O que preocupa não é tanto a aparição e desaparição das espécies, como a velocidade a que isso está acontecendo, porque configura uma extinção em massa, causada pelo homem.

Consideremos por exemplo o caso da Mata Atlântica, cuja biodiversidade é maior ainda que a da Amazônia. A devastação é tal que só restam pedaços da floresta original e sua conservação depende da manutenção de corredores entre os diversos fragmentos.


38

Negociada sob os auspícios do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEP), a Convenção sobre a Diversidade Biológica entrou em vigor em 1993. Promove a cooperação internacional para a conservação da diversidade biológica, o uso sustentável dos recursos biológicos e a distribuição justa e equitativa dos benefícios resultantes do uso dos recursos genéticos.

Conservar a biodiversidade e os recursos genéticos significa muito mais que salvá-los da extinção, trata-se de conservar suficiente diversidade dentro de cada espécie de forma a garantir que seu potencial genético seja usado no futuro.

De um modo geral, em todas as variedades cultivadas atualmente tem-se incorporado genes provenientes de variedades selvagens ou dos estoques genéticos conservados por povos que praticam uma agricultura tradicional. A produção comercial do tomate, por exemplo, seria impossível sem a contribuição de genes silvestres de América Latina. Graças aos trigos selvagens, dispomos de variedades resistentes aos fungos, à seca, ao calor ou ao frio. A resistência a quatro doenças do arroz que é cultivado atualmente se deve a uma variedade encontrada na Índia central.

A conservação in situ

A biodiversidade pode ser conservada in situ mediante a proteção ambiental de uma região determinada (unidades de conservação ambiental). Além de manter a dinâmica evolutiva das espécies, há de se contemplar as necessidades da população local criando reservas de desenvolvimento sustentável (Mamirauá, Brasil; Slan K’an, México). Na Costa Rica, uma lei de 1996 compensa aqueles que conservem ou aumentem a área de floresta dentro de suas propriedades.

Uma nova tendência é o retorno da vida selvagem mediante a reintrodução de animais como o urso, nos Pirineus, ou o lobo, nas florestas europeias. Projetos mais arrojados contemplam a criação de comunidades de grandes mamíferos.

Em Oostvaarderplassen (Países Baixos), os animais extintos são substituídos por outros que lhes sejam aparentados. Extinto em 1627, o auroque é substituído pelo auroque de Heck, criado em 1920 por cruzamentos entre as mais antigas raças de bovinos europeus. O pônei Konik da Polônia ocupa o lugar do tarpan, um cavalo selvagem extinto.

Um projeto análogo procura recriar as estepes da tundra anteriores à última era glacial (parque pleistocênico, Rússia). A conservação ex situ e os bancos de germoplasma

A estratégia envolve a coleta de amostras representativas de uma população e sua manutenção em bancos de germoplasma e/ou jardins botânicos, na forma de sementes, estacas, plantas inteiras etc.

A conservação ex situ se aplica especialmente às plantas cultivadas que se reproduzem por sementes. Estas podem ser conservadas no frio durante longos períodos de tempo (a 50C durante 20 a 30 anos; de -180C a -200C durante um século). Como a viabilidade das sementes decai com o tempo, periodicamente devem ser germinadas, desenvolvendo novas plantas e podendo colher sementes frescas.

Além de facilitar o acesso à informação dos melhoristas, a criopreservação tem a vantagem de conservar o material em um espaço reduzido e com cuidados intensivos. Mas, devido às limitações do tamanho das amostras, a conservação dos recursos fitogenéticos pode ser insuficiente. Os custos são muito altos e inclusive a coleção da Estação Experimental Vavilov (São Petersburgo, Rússia), que sobreviveu à Segunda Guerra Mundial, enfrenta hoje grandes dificuldades econômicas.

Muitas plantas não resistem à dessecação (coco, cacau, cítricos, café, dendê, borracha e 70% das árvores das florestas tropicais), mas podem ser conservadas graças às técnicas de cultura de tecidos que também permitem a conservação de plantas de multiplicação vegetativa (raízes, como a mandioca, tubérculos como a batata, banana, cana-de-açúcar). A criopreservação preserva os tecidos por tempo indeterminado. As técnicas de análise de DNA têm sido incorporadas tanto nos estudos de diversidade genética como no controle da duplicação de amostras.


39

Com o mapeamento do genoma das plantas básicas para a produção agrícola e a disponibilidade dos dados no domínio público, abrem-se novas perspectivas na conservação dos recursos genéticos.

Existem hoje mais de 1.400 bancos de genes e de germoplasma com mais de 6.000.000 de amostras. Os principais se encontram nos Estados Unidos, na China, na Alemanha e no Brasil (Embrapa). Na Noruega, a 1.000 km do Polo Norte, um lugar considerado a salvo de mudanças climáticas, desastres naturais e guerras, foi criado recentemente o banco de sementes de Svalbard com capacidade para armazenar 4,5 milhões de amostras, cada uma delas com 500 sementes.

A biodiversidade deve ser procurada nos centros de origem e de diversificação, a maioria dos quais se encontra dentro de uma faixa limitada pelos trópicos, que coincide com a localização geográfica da maioria dos países em desenvolvimento.

Resulta preocupante a recente multiplicação dos conflitos bélicos (Afeganistão, Iraque) que afetam não só a população local como comprometem o seu futuro ao devastar a Ásia Menor, uma região de grande biodiversidade e riqueza genética.

Os bancos de germoplasma podem ajudar a restaurar uma agricultura devastada por conflitos bélicos. Em Ruanda, um país em que 90% das pessoas dependiam da agricultura e onde eram conhecidas 600 variedades de feijão, o conflito bélico entre etnias rivais causou, em 1994, a morte de 800.000 pessoas e a migração forçada de dois milhões de pessoas. Durante esse período, organizações internacionais conservaram, em bancos de germoplasma, as sementes essenciais para a reconstrução do país.

O CGIAR E O CENTRO INTERNACIONAL DA BATATA

Uma das organizações dedicadas à conservação da biodiversidade e ao desenvolvimento agrícola dos países em desenvolvimento é a Future Harvest, uma iniciativa com 16 centros localizados em diversos lugares, porém mantendo uma estrutura descentralizada que favorece a difusão das informações. Os centros são mantidos pelos governos de 165 países, fundações privadas e organizações internacionais e regionais que integram o Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR), apoiado pela Food and Agriculture Organization (FAO).

Os centros do CGIAR na América Latina são: o Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT) no México, o Centro Internacional de la Papa (CIP) no Peru e o Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) na Colômbia.

A batata é originária da região andina. No século XVI chegou à Europa onde, depois de vencer a resistência da população, transformou-se em um dos poucos alimentos consumidos pela população mais pobre.

Quando em meados do século XIX o fungo Phytophtora infestans infectou as batatas, desencadeou-se na Irlanda um terrível período de fome, que causou a morte de um milhão de pessoas e a emigração de boa parte da população.

Hoje, a batata é o quarto cultivo mais importante do mundo, com uma produção anual de 300 milhões de toneladas. Em muitos países, a população depende de batata e de outros tubérculos (batata-doce) para sua alimentação, por serem relativamente ricos em energia e nutrientes.

O Centro Internacional da Papa (CIP) preserva a batata (Solanum tuberosum), a batata-doce (Ipomoea batatas) e nove tubérculos ou raízes andinas (Oca, Ulluco, Mashua, Arracacha, Yacon, Achira, Ahipa, Maca, Mauka). O banco de germoplasma de batata inclui amostras de uma centena de espécies selvagens coletadas em 8 países de América Latina, além das variedades cultivadas tradicionalmente pela população andina.

Entre os objetivos do CIP se encontra o melhoramento da qualidade nutricional, da resistência a doenças e a condições climáticas adversas como a seca e a geada. O centro utiliza a biotecnologia para criar formas adaptadas às condições locais e para acelerar a produção, distribuindo as variedades tradicionais e melhoradas sob a forma de sementes, tubérculos ou vitroplantas. Atualmente também estimula as utilizações comerciais das variedades autóctones: distribuição em pacotes (t’ikapapa), elaboração de chips ou hojuelas a partir de rodelas com um visual variado.


40

O PROTOCOLO DE CARTAGENA DE BIOSSEGURANÇA

Vigorando desde setembro de 2003, o Protocolo de Cartagena de Biossegurança suplementa a Convenção sobre a Diversidade Biológica. O acordo contempla o risco potencial decorrente do transporte e do manuseio de todos os organismos vivos modificados (OVMs) que possam ter um efeito adverso na conservação e no uso sustentável da diversidade, levando em consideração os riscos para a saúde humana.

Frente à apreensão suscitada pelo trânsito e movimento dos organismos transgênicos através de fronteiras, os países membros determinaram que a expressão pode conter OGMs identifique toda carga proveniente de lavouras transgênicas destinada à alimentação, ração ou processamento.

O Protocolo não cobre os produtos derivados dos transgênicos (como, por exemplo, papel produzido a partir de árvores transgênicas) nem os transgênicos produtores de fármacos, que são regulados por outras organizações.

Mediante o Protocolo de Cartagena se estabelece a cooperação internacional, a fim de ajudar os países em desenvolvimento a utilizar a biotecnologia com segurança, e a regulá-la eficientemente. Os governos membros se propõem a promover o fluxo de informações e a transferência de tecnologia, conhecimentos e recursos, mediante o treinamento científico e técnico correspondente.


CAPÍTULO 13. BIOTECNOLOGIA E AGRICULTURA

A EVOLUÇÃO DAS PRÁTICAS AGRÍCOLAS

A agricultura visa a cultura do solo para a produção de plantas ou a criação animais úteis ao homem. Embora as práticas agrícolas e as plantas cultivadas tenham-se desenvolvido em um período curto da história evolutiva dos vegetais, pode-se afirmar que as plantas atuais guardam muito pouca semelhança com suas ancestrais selvagens (Figura 13.1).

Figura 13.1: O milho.

O milho de 5.000 a 7.000 anos atrás era bem menor do que o que conhecemos atualmente. O cruzamento acidental com o teosinto, uma

erva que ainda existe na natureza, teria dado origem ao milho moderno, que passou por várias modificações até se estender pela

América pré-colombiana. Diversas variedades de milho persistem até hoje no continente

http://www.learner.org/courses/essential/life/session5/closer1.html

Na Europa, o uso de ferramentas rudimentares prevaleceu até a Idade Média, quando, em função de várias inovações, as práticas agrícolas se tornaram mais eficientes. Datam deste período o aproveitamento da força de tração animal, a invenção dos moinhos, a prática de descanso dos solos e a construção de sistemas de irrigação.

No século XVIII, a integração das atividades agrícolas e a criação de animais originou uma “nova agricultura” que, além de envolver a utilização de esterco como fertilizante, promoveu a rotação entre os cultivos de gramíneas, leguminosas e plantas forrageiras.

A incidência do progresso científico e tecnológico caracteriza a agricultura do século XIX, destacando-se a preocupação com os requerimentos nutricionais das plantas e com as doenças que afetavam os cultivos e as criações (antraz das ovelhas, cólera das aves, doenças do bicho-da-seda etc.). Originadas por cruzamentos seletivos, as novas variedades e raças foram comercializadas internacionalmente a partir de 1850. Com a invenção da máquina a vapor e as primeiras utilizações da eletricidade, iniciou-se a mecanização do campo.

No início do século XX, o uso do trator se espalhou rapidamente. A substituição da tração animal pela maquinaria agrícola diminuiu a necessidade de produzir rações, liberando para outros cultivos a superfície anteriormente dedicada à produção de feno e aveia. Com o redescobrimento das leis de Mendel e a teoria cromossômica da herança, iniciou-se uma nova era no melhoramento de vegetais e animais.

O cruzamento entre duas linhagens puras de milho origina um híbrido semelhante às linhagens parentais, mas com qualidades superiores. Esta propriedade, denominada heterose ou vigor híbrido, permite a produção de plantas mais produtivas e suficientemente homogêneas, o que facilita a colheita mecânica (Figura 13.2).

A partir de 1920, surgiram as primeiras empresas comerciais a explorar a heterose do milho (Estados Unidos, Canadá). Estas selecionavam as linhagens parentais de milho, procediam aos cruzamentos correspondentes e vendiam as sementes híbridas ao agricultor. A primeira deste tipo foi a Hi-Bred Corn Company, transformada mais tarde em Pioneer Hi-Bred.

Como a perda do efeito da heterose diminui a produtividade da descendência das plantas híbridas, o agricultor passou a comprar anualmente as sementes. Em 1960, o milho híbrido era cultivado, com raras exceções, em todas as plantações dos Estados Unidos e do Canadá. O melhoramento das plantas já não dependia daqueles diretamente envolvidos em seu cultivo, mas daqueles que produziam as sementes.


42

A década de 1960 está marcada pela “revolução verde”, que salvou da fome mais de 1 bilhão de pessoas. Em 1970, o engenheiro agrônomo Norman Borlaug recebeu o Prêmio Nobel da Paz pelo desenvolvimento de uma variedade de trigo de alto rendimento, resistente a doenças causadas por fungos. O trabalho de Borlaug permitiu aumentar a quantidade de alimentos, sendo considerado uma contribuição fundamental para a paz mundial.

Graças ao desenvolvimento e ao cultivo de variedades melhoradas geneticamente houve uma duplicação da produtividade dos cereais, mas eram necessárias práticas agrícolas complexas (irrigação, mecanização, aplicação de fertilizantes e pesticidas). Em função do custo de fertilizantes e agrotóxicos e de sua aplicação em quantidades excessivas, a revolução verde trouxe também problemas ambientais, sociais e de saúde. Contudo, devido à necessidade de grandes investimentos de capital para a mecanização e a aplicação de produtos químicos, em muitos países os pequenos agricultores não chegaram a usufruir a “revolução verde”.

Com a crise do petróleo da década de 1980, o setor de sementes agrícolas é invadido pelas grandes empresas transnacionais, produtoras de agrotóxicos e fertilizantes. A inversão extraordinária de recursos do setor privado em pesquisa e desenvolvimento permite a introdução das novas técnicas de engenharia genética na agricultura. Traspassando as barreiras interespecíficas, a nova tecnologia facilita a obtenção de plantas mais produtivas ou com propriedades novas. Hoje, a tecnologia está inserida na semente.

Comercializadas a partir de 1996, as principais plantas transgênicas cultivadas atualmente são a soja, o milho, a canola e o algodão, com tolerância a herbicidas e/ou resistência a insetos. A área semeada com estes cultivos se estende por 25 países, dos quais cinco respondem por 43% da superfície cultivada mundialmente (Brasil, Argentina, Índia, China e África do Sul).

Figura 13.2: A produção de milho híbrido.

A hibridização permite obter híbridos simples a partir de duas linhagens, e híbridos duplos a partir de

quatro linhagens. Existem híbridos múltiplos construídos a partir de pelo menos cinco linhagens.

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 13: Biotecnologia e agricultura

43

A OBTENÇÃO DE NOVAS VARIEDADES

MUTAÇÃO GÊNICA E SELEÇÃO

O melhoramento está baseado na reprodução seletiva entre indivíduos pertencentes a uma mesma espécie. Como a variação intraespecífica é limitada, o método clássico envolve a indução aleatória de mutações por agentes físicos ou químicos. O mutante obtido é cruzado por várias gerações com um dos tipos parentais (retrocruzamentos), até que este incorpore as características desejadas (introgressão gênica).

Esse processo demora de cinco a 15 anos e, quando finalizado, o gene selecionado estará acompanhado por outros, desejáveis ou não. Duas variedades comerciais de batata (Lenape, 1960; Magnum bonum, 1990), obtidas por este método, tiveram que ser retiradas do mercado devido ao alto conteúdo de alcaloides, característico das plantas selvagens.

O progresso alcançado na indução de mutações (TILLING, do inglês Targeting induced local lesions in genomes) e na seleção assistida por marcadores moleculares facilita a obtenção de novas variedades, como a batata Amflora. A genômica também trouxe avanços notáveis, como a identificação de 40 genes de resistência a patógenos no tomate, que foram reunidos em um genótipo único. Contudo, em ambos os casos, trata-se de genes pertencentes à mesma espécie.

ALTERAÇÃO DO NÚMERO DE CROMOSSOMOS

A multiplicação do número de cromossomos (poliploidia) é um fenômeno que acontece espontaneamente nos vegetais, seja por não disjunção dos cromossomos ou por uma falha da citocinese durante a divisão celular. Ao longo do processo evolutivo, duplicações dos lotes cromossômicos originais (autopoliploidia) ocorreram em várias das espécies que são cultivadas atualmente, tais como a batata ou a cana-de-açúcar.

A multiplicação dos lotes cromossômicos pode ocorrer em híbridos interespecíficos, pouco férteis ou estéreis, restaurando a fertilidade e gerando uma nova espécie, diferente de ambas as linhagens parentais (alopoliploidia). Este mecanismo deu origem a plantas como o trigo, a colza, a aveia, o tabaco, o algodão, o café etc.

A descoberta da colchicina (1935), uma substância que interfere com a formação dos fusos mitóticos, permitiu a criação de novas espécies poliploides. A hibridização do trigo e do centeio, seguida de uma duplicação cromossômica, originou o triticale, uma planta que reúne a qualidade do grão do primeiro e a rusticidade do segundo.

Outra forma de alteração do número de cromossomos é a cultura de anteras, para a obtenção de plantas haploides. Essa tecnologia permite identificar mutantes recessivos e obter rapidamente variedades diferentes por hibridização ou duplicação cromossômica.

ENGENHARIA GENÉTICA

À medida que a distância entre as espécies aumenta, os cruzamentos se tornam cada vez mais difíceis; a transferência dos genes pode exigir o uso de técnicas complexas, como a fusão de protoplastos (hibridização somática) e o cultivo de embriões. Quando os recursos genéticos provêm de outros organismos distantes na escala evolutiva (plantas, microrganismos ou animais), sua transferência demanda a utilização da engenharia genética ou tecnologia do DNA-recombinante.

Qual a diferença entre uma planta obtida por cruzamento seletivo e outra por engenharia genética? Na primeira, genes da mesma espécie ou de uma espécie muito próxima se introduzem aleatoriamente. Na segunda, se incorpora diretamente um transgene, isto é uma construção gênica que pode provir de uma espécie distante. Trata-se de uma tecnologia poderosa demais para ser negligenciada.

A construção de uma planta transgênica começa com o isolamento e caracterização do gene de interesse (transgene) e a construção de uma estrutura genética complexa, incluindo também um gene promotor e um gene marcador. O primeiro possibilita a transcrição do transgene e determina se este irá se expressar em todas as células ou somente em alguns tecidos. O segundo permite selecionar as células transformadas.


44

A construção genética é transferida às células receptoras por algum dos métodos possíveis (eletroporação, biolística ou uso de vetores, como o plasmídeo Ti de Agrobacterium tumefaciens). As células transformadas são recuperadas procedendo-se à regeneração das plantas mediante as técnicas de cultura in vitro (Figura 13.3). O trabalho laboratorial é realizado com plantas cujo genótipo favoreça a transformação e a regeneração da planta transformada, mas que geralmente resultam pouco vantajosas do ponto de vista agronômico.

Figura 13.3: As etapas da construção de uma planta transgênica.

Mediante técnicas bioquímicas e/ou acompanhamento de marcadores moleculares (polimorfismos na molécula de DNA, repetição de sequências) constata-se a transferência gênica, assim como o número de cópias e o lugar em que estas se integraram no genoma, dois aspectos que podem influir na expressão gênica. Considera-se alcançado o sucesso quando o transgene se expressa no lugar correspondente e com um adequado nível de atividade, restando por verificar a estabilidade da expressão gênica e o seu valor agronômico.

Acabada a etapa de laboratório, iniciam-se os testes controlados em casa de vegetação, para selecionar as plantas-mãe das quais procederão várias gerações de retrocruzamentos seletivos com alguma das linhagens elite, visando a obtenção de uma linhagem transgênica de alto rendimento, adaptada a um contexto específico. O resultado é uma variedade ou cultivar que expressa o traço codificado pelo gene exógeno (transgene) e apresenta um potencial de produtividade parecido ao da linhagem elite.

Conceitualmente, estes testes são semelhantes aos efetuados no processo de melhoramento tradicional. Contudo, a utilização de técnicas de cultura in vitro e de marcadores moleculares na caracterização da progênie permitem que sejam completados bem mais rapidamente.


45

Dá-se início então à liberação planejada no meio ambiente, abrangendo o cultivo das plantas transgênicas em experimentos protegidos e testes de campo, realizados em diferente escala, até a nova variedade estar pronta para o seu cultivo comercial. A liberação do cultivo dependerá da autorização da legislação local, geralmente bastante restrita a esse respeito.

No Brasil, esta autorização é dada pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), definida pela Lei de Biossegurança como o órgão multidisciplinar responsável pelo controle dessa tecnologia no país (Lei 11.105/2005, Política de desenvolvimento da Biotecnologia; Decreto 6.041/2007).

A história mostra que as plantas cultivadas pouco têm a ver com as que lhes deram origem e se encontram na natureza, sendo o resultado de milhares de anos de seleção artificial pela mão do homem. Em relação aos métodos tradicionais, as biotecnologias modernas permitem a transferência de genes entre espécies, facilitam sua identificação na progênie e aceleram o processo seletivo. O objetivo é o mesmo, com métodos mais apurados.

O PRINCÍPIO DE PRECAUÇÃO

Poucas tecnologias suscitaram tanta polêmica como a introdução de organismos geneticamente modificados (OGMs) na agricultura, uma questão que não pode ser tratada levianamente. Um cultivo biotecnológico demora anos até ser comercializado, sendo analisado cuidadosamente em cada etapa de sua construção. Além de conhecimentos e anos de trabalho, a construção de uma planta transgênica exige o consenso das numerosas pessoas que participam no processo e a aprovação da autoridade correspondente.

Ainda hoje, parte da opinião pública considera que as plantas transgênicas não deveriam ter sido introduzidas no ambiente, nem utilizadas para o consumo humano, enquanto existir a mínima suspeita de risco. Levando o raciocínio ao extremo, enquanto não se demonstrar a ausência de riscos.

Boa parte dessa hostilidade às plantas transgênicas se apoia no princípio de precaução, um princípio que pode ser entendido de diversas maneiras. Podemos dizer, de maneira simplista, que “havendo a possibilidade de me acontecer alguma coisa ruim na rua, melhor ficar em casa”, ou que “havendo a possibilidade de me acontecer alguma coisa ruim na rua, ao sair de casa é melhor ter cuidado e prestar atenção no sinal, nos carros, nas bicicletas que circulam na contramão e, também, no bandido”. Note-se que a decisão de “não sair de casa” também envolve riscos, tais como escorregar e levar um tombo no banheiro, queimar-se ao acender o fogão ou receber um vírus via Internet. Não existe risco zero, toda ação tem riscos que devem ser analisados e gerenciados.

No Brasil, o cultivo de plantas transgênicas é regido pela lei de Biossegurança que estabelece a observância do princípio da precaução para a proteção do meio ambiente. O Princípio 15 da Declaração do Rio de Janeiro sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável (1992) diz o seguinte: “De modo a proteger o meio ambiente, o princípio da precaução deve ser amplamente observado pelos Estados, de acordo com as suas capacidades. Quando houver ameaça de danos sérios ou irreversíveis, a ausência de absoluta certeza científica não deve ser utilizada como razão para postergar medidas eficazes e economicamente viáveis para prevenir a degradação ambiental”.

Diferente da prevenção, que trata de riscos conhecidos, a precaução contempla riscos potenciais. Mesmo havendo incertezas ou falta de unanimidade entre os expertos, o princípio de precaução demanda ações concretas para a proteção do meio ambiente.

Por outro lado, o Princípio 10 da mesma declaração nos diz que: “A melhor maneira de tratar questões ambientais é assegurar a participação, no nível apropriado, de todos os cidadãos interessados. No nível nacional, cada indivíduo deve ter acesso adequado a informações relativas ao meio ambiente de que disponham autoridades públicas, inclusive informações sobre materiais e atividades perigosas em suas comunidades, bem como a oportunidade de participar em processos de tomada de decisões. Os Estados devem facilitar e estimular a conscientização e a participação pública, colocando a informação à disposição de todos. Deve ser propiciado acesso efetivo a mecanismos judiciais e administrativos, inclusive no que diz respeito à compensação e reparação de danos”.


46

Vários pontos merecem ser destacados: admite-se a incerteza e a falta de unanimidade entre os expertos, afirma-se o direito de todos à informação e pede-se a participação, no nível apropriado, de todos os cidadãos interessados. A responsabilidade pela tomada de decisões não será exclusivamente de um grupo de indivíduos, sejam estes cientistas, administradores, empresários, políticos ou comunicadores. Terá que ser democraticamente assumida por um grupo heterogêneo que represente os interesses da sociedade, mesmo tendo que abrir as portas ao marketing, aos lobbies e à pressão dos grupos políticos, ambientalistas ou não.

Considerado por alguns grupos de opinião como um dos alicerces do desenvolvimento sustentável e uma proteção contra o controle da tecnologia pelas grandes empresas, o princípio de precaução também é visto por outros como um obstáculo ao progresso e uma tentativa de protecionismo.

A formalização do princípio mediante uma estrutura jurídica, como a lei de biossegurança, assim como o estabelecimento de normas, regras e procedimentos claros é a melhor maneira de gerenciar o desenvolvimento tecnológico, minimizando os riscos correspondentes.

AS PLANTAS BIOTECNOLÓGICAS ATUAIS

As plantas biotecnológicas apresentam traços, inseridos como transgenes, que visam modificar suas propriedades agronômicas e/ou melhorar suas qualidades nutricionais, industriais ou ambientais.

Poderiam escapar dos limites do plantio e suplantar as plantas silvestres, tornando-se invasoras? Existe o precedente de plantas ornamentais se transformarem em pragas quando introduzidas, inadvertidamente, em um ambiente novo: a lantana prolifera descontroladamente na Austrália; o kudzu, procedente do Japão, se espalha no sul dos Estados Unidos; e o rododendro, originário da península ibérica, se multiplica na Inglaterra.

Além da degradação ambiental devida ao desmatamento, à jardinagem ou à agricultura, para que o cenário se repetisse seriam necessárias várias características hereditárias, que são sistematicamente eliminadas por fatores indesejáveis nas plantas cultivadas (dormência da semente, plasticidade fenotípica, crescimento indeterminado, florescimento e produção contínua de sementes etc.).

Com o objetivo de reduzir o risco futuro de introduzir um gene que transforme uma planta normal em praga, a FAO (Food and Agriculture Organization) estabeleceu uma série de diretrizes, cumpridas em 130 países, que se aplicam também a insetos, bactérias e fungos.

Nenhum dos cultivos biotecnológicos disponíveis no mercado se mostrou persistente ou invasor nos testes prévios a sua comercialização ou no monitoramento posterior.

MODIFICAÇÃO DAS PROPRIEDADES AGRONÔMICAS

Os principais cultivos comercializados atualmente são a soja, a canola, o milho e o algodão. As propriedades agronômicas transformadas são a tolerância a herbicidas, a resistência a insetos, a resistência a vírus, o amadurecimento tardio, o conteúdo e a qualidade do óleo, a tolerância à seca e à salinidade etc.

O aumento da produtividade dos cultivos é fundamental porque significa um aumento da produção de alimentos e, também, porque se trata de plantas de uso industrial que podem ser exportadas, gerando divisas.

Tolerância a herbicidas

O crescimento das ervas daninhas no campo é prejudicial por dois motivos: competem pelos mesmos nutrientes e contaminam a colheita. O agricultor pode eliminá-las aplicando herbicida antes do plantio, uma prática que demanda o revolvimento prévio do solo, acelerando a erosão.


47

Contudo, se uma planta for tolerante a um herbicida de amplo espectro, bastará semeá-la e aplicar o herbicida depois da germinação. Esta característica é compatível com a adoção do plantio direto na palha e outros restos vegetais, um sistema no qual as sementes e os fertilizantes são depositados em sulcos, sem preparação do solo. Em vários países, comercializam-se sementes transgênicas de soja, de milho, de algodão e de canola tolerantes a herbicida.

O herbicida não seletivo mais utilizado é o glifosato, que está presente em vários produtos comerciais, tais como Roundup®, Buccaneer®, Rodeo®, Accord® etc. Sua ação inibitória sobre sistemas enzimáticos exclusivamente vegetais permite eliminar as ervas daninhas, anuais e perenes. Considerado pouco tóxico em caso de exposição oral ou de inalação, o glifosato é degradado rapidamente no ambiente.

Sementes de plantas tolerantes ao glifosato são comercializadas com o nome de RoundupReady® (RR) pela empresa Monsanto. Com o vencimento, no ano 2000, da patente do Roundup® e o aparecimento no mercado de outras variações do produto, mais accessíveis para o agricultor, as vendas geminadas das sementes e o herbicida tendem a se desfazer. Por outro lado, a BayerCropScience comercializa, com o nome Liberty Link, sementes tolerantes ao glifosinato, um herbicida presente em outro grupo de produtos (Basta®, Liberty®, Ignite® etc.).

Glifosato e glifosinato não são os únicos herbicidas no mercado. Existem outras substâncias, do grupo das imidazolinonas, cuja tolerância tem sido transferida recentemente à soja Cultivance®, um empreendimento da Embrapa e da Basf que será comercializado a partir de 2011. Ao diminuir a aplicação dos agroquímicos tradicionais, os cultivos biotecnológicos favorecem a conservação dos recursos ambientais.

A aprovação de plantas transgênicas é considerada caso a caso, em função de uma análise de riscos. Sua vantagem sobre as plantas silvestres depende da presença de um agente seletivo, como um herbicida ao qual elas sejam tolerantes. Sem o herbicida, ou fora de seu alcance, as plantas geneticamente modificadas não têm nenhuma vantagem sobre as plantas silvestres nem conseguem competir com estas em ambientes naturais.

Contudo, o fluxo gênico em sentido contrário é preocupante, porque plantas silvestres tolerantes a herbicida poderiam competir no terreno com as plantas cultivadas, tornando-se ervas daninhas. Algumas plantas, como a trapoeraba (Commelina benghalensis) são naturalmente resistentes ao glifosato. Admite-se, no entanto, que a aparição de resistência em pelo menos 15 espécies poderia ter sido causada pela transferência do gene correspondente, das plantas cultivadas às plantas silvestres. No Brasil, há relatos sobre resistência ao glifosato no azevém (Lolium multiflorum) e na buva (Conyza bonariensis e C. canadiensis).

A aparição de plantas resistentes ao glifosato, que é o herbicida mais utilizado no mundo, está sendo acompanhada com atenção. Estima-se que, depois de 10 a 20 anos de uso intenso, seja inevitável o aparecimento de plantas silvestres tolerantes. Contudo, o agricultor pode retardar a aparição dessa tolerância, mediante algumas ações preventivas: rotar as culturas, evitar o uso repetido do mesmo herbicida, aplicar as doses adequadas em condições meteorológicas propícias, acrescentar outras modalidades de controle etc.

Resistência a insetos

Os insetos causam quebras de safra estimadas em 20-40% das colheitas. Contudo, o controle mediante o uso de agrotóxicos tem causado problemas no ambiente e na saúde humana, sendo portanto necessário encontrar métodos alternativos de combate.

Muitos agricultores, inclusive entre os orgânicos, protegem há mais de 40 anos suas colheitas com um inseticida biológico, que é uma toxina produzida pelo Bacillus thuringiensis, um microrganismo do solo. Uma vez ingerida pelos insetos ou lagartas, a toxina age no sistema digestório matando-os em poucos dias. Para o ser humano, ela não tem efeito algum. O produto comercial é vendido com os nomes de Dipel®, Thuricida® ou Vectobac®.

Uma vez transferido o gene codificador da toxina do Bacillus thuringiensis às plantas, estas passam a produzi-la diretamente. Denominadas plantas Bt, estas são comercializadas com diferentes nomes como, por exemplo, algodão Bollgard® e milho YieldGard®, da Monsanto, NK® e Agrisure®, da Syngenta.


48

Existem diversas versões do gene Cry, codificando toxinas muito específicas, efetivas em diferentes ordens de insetos. Algumas variedades (YieldGard®, Agrisure®) diferem pela posição do transgene no híbrido, o que caracteriza diferentes eventos e permite a comercialização com nomes diferentes.

Uma das vantagens das variedades Bt sobre as variedades convencionais está na menor quantidade de micotoxinas (aflatoxina e fumonisina) perigosas para a saúde humana, em função da diminuição da contaminação por fungos dos ferimentos causados por insetos.

Todo inseticida age como agente seletivo, sendo inevitável a aparição de insetos resistentes. Duas estratégias são possíveis a fim de evitar ou retardar a aparição de larvas resistentes à toxina do Bacillus thuringiensis. Uma delas visa eliminar diretamente o inseto, mediante variedades Bt que produzam uma quantidade de toxina maior que a dose aplicada habitualmente como inseticida.

A outra segue um caminho indireto, semeando variedades convencionais (não Bt) em espaços predeterminados, que serão refúgios onde os insetos não entrem em contato com a toxina. Em vez de tentar eliminar o inseto, diminui-se a infestação mediante uma pressão seletiva mais frouxa que mantém a sensibilidade ao inseticida em uma proporção considerável da população. Hoje, a manutenção de refúgios nas lavouras de plantas Bt (algodão, milho) é uma prática bem estabelecida para o controle de insetos.

O gerenciamento dos riscos envolve algumas medidas complementares que visam amortecer o impacto eventual do fluxo gênico a outros cultivos. Vimos anteriormente que um gene que confere tolerância a um herbicida não é vantajoso em ausência do mesmo, mas o que ocorreria em se tratando de um gene que conferisse algum valor adaptativo, tal como a produção de um inseticida?

O risco de polinização cruzada depende da espécie, sendo mais fácil de acontecer no milho, em que o pólen se dispersa levado pelo vento, do que na soja ou no trigo, em que há autofecundação. A presença de espaços ou corredores de isolamento evita a disseminação de pólen transgênico não só para as variedades silvestres como, também, para as convencionais, evitando prejuízos significativos para o agricultor que os comercializa.

O tamanho dos espaços ou corredores de isolamento depende das características reprodutivas da espécie em questão e de fatores ambientais, como o vento. No caso do milho, por exemplo, se estima que o risco de polinização cruzada entre os cultivos passa de 1% a zero quando a distância entre ambos aumenta de 100 a 1.000 pés.

A probabilidade de ocorrer o fluxo gênico aumenta se houver, na proximidade, espécies silvestres compatíveis. Por isso devem-se extremar os cuidados em relação ao cultivo de plantas geneticamente modificadas nos lugares onde existam variedades silvestres aparentadas, tais como a batata no Peru, o milho no México, o arroz na Índia, a soja na Coreia e na China. No Brasil, onde existem variedades silvestres do algodão, a CTNBio delimitou zonas de exclusão para o cultivo de algodão biotecnológico.

Em relação à vida silvestre, apesar do estardalhaço causado oportunamente pela notícia de que as borboletas monarcas seriam afetadas pelo contato com pólen de plantas de milho Bt, segundo os próprios autores do estudo, trata-se de uma experiência laboratorial desenvolvida em condições diferentes das de um ambiente natural.

Resistência a vírus

Assim como a vacinação, a resistência a vírus está baseada na transferência de uma parte do genoma viral a fim de inibir sua reprodução. A produção em excesso da proteína de revestimento viral inibe a síntese de seu material genético. Esta tecnologia foi utilizada para erradicar viroses da batata, da beterraba, do pepino, do tomate, da couve-flor e do melão.

Os produtos hortícolas têm recebido menos atenção que os cereais e as leguminosas em função da resistência do consumidor à tecnologia e, também, do alto custo da construção de uma planta transgênica para cultivos com pequena produção. Contudo, as variedades de papaia resistente a vírus (UH Rainbow, UH SunUp), comercializadas nos Estados Unidos, salvaram o Estado do Havaí de um desastre econômico.

No Brasil, aguardam a aprovação da CTNBio o feijão tolerante ao vírus do mosaico dourado e o mamão resistente ao vírus da mancha anelar, desenvolvidos pela Embrapa.


49

Eventos combinados

A inserção de um traço é considerada um evento que demanda a aprovação das autoridades correspondentes. Novidade no mercado, as plantas “piramidadas” apresentam vários eventos combinados, tais como tolerância a dois herbicidas, tolerância a herbicida e resistência a insetos, ou resistência a dois tipos de insetos, um que ataca a raiz e outro a parte superior da planta.

O mais recente lançamento é o milho Genuity SmartStaxTM (Monsanto, DowAgroSciences), que reúne oito genes para o controle de pragas acima e abaixo do solo, e a tolerância a herbicidas para o controle de plantas daninhas.

PLANTAS COM QUALIDADES NUTRICIONAIS MELHORADAS

Uma segunda leva de plantas transgênicas contempla a modificação das qualidades das plantas, isto é, das propriedades que interessam ao consumidor como, por exemplo, o melhoramento da qualidade nutricional, a redução de alérgenos, modificações do tempo de conservação e das características organolépticas, a adequação ao processamento industrial dos óleos e amidos etc.

Em 1974, a variedade Tower de Brassica napus recebeu o nome de canola (do inglês “canadian oil, low acid”). Trata-se da colza, uma planta oleaginosa que a modificação genética tornou comestível, ao diminuir o teor de ácidos graxos saturados e a quantidade de glucosinolato. Modificações posteriores originaram numerosas variedades que diferem na composição dos ácidos graxos, sendo algumas delas também tolerantes a herbicidas.

Entretanto, o principal marco no desenvolvimento deste tipo de transgênicos é o arroz com vitamina A (Golden Rice), que provavelmente chegará ao mercado em 2012. A carência de vitamina A decorrente de uma dieta baseada exclusivamente no arroz causa a cegueira irreversível e a morte de milhões de crianças na Ásia. A inserção de dois genes de narciso e um gene bacteriano em uma variedade de arroz indica deu origem a um grão amarelado contendo -caroteno, que é um dos precursores da vitamina A. Considerado um empreendimento humanitário, várias empresas cederam, nos países em desenvolvimento, os seus direitos sobre as patentes envolvidas na construção do arroz dourado.

Espera-se que sejam produzidas plantas com outras alterações no teor de nutrientes: arroz contendo ferro, milho enriquecido com os aminoácidos lisina e triptófano e batata com alto teor de proteínas com metionina e lisina. Em 2005, a Monsanto anunciou ter obtido a variedade de soja Vistive® com baixo teor de ácido linolênico, o que torna o óleo mais estável e dispensa a hidrogenação, uma fonte de gordura trans. Este óleo de soja poderá ser utilizado como ingrediente de biscoitos (Cargill e Kellogg’s).

A China desenvolveu e liberou recentemente o milho com fitase para integrar as rações animais. Este milho permitirá a assimilação de fosfatos pelos suínos, melhorando a produtividade do rebanho e diminuindo a poluição ambiental.

PLANTAS COM PROPRIEDADES NOVAS

Existe uma terceira leva de plantas biotecnológicas desenvolvidas especialmente para desempenhar o papel de fábricas biológicas, produzindo fármacos, vacinas e plásticos. Estão em andamento os testes de campo com alfafa, milho, arroz, tabaco, banana e batata.

Para evitar a contaminação acidental dos alimentos, essas plantas terão que ser cultivadas em confinamento e processadas separadamente das plantas comuns. Formas alternativas de evitar a disseminação do transgene no pólen estão sendo desenvolvidas, tais como sua inserção no DNA dos cloroplastos. As proteínas extraídas e purificadas serão utilizadas pela indústria farmacêutica. Uma regulação estrita deverá controlar o cultivo, o transporte e a distribuição destas plantas.

Os sistemas que poderiam tornar as plantas estéreis despertaram uma forte reação contrária na opinião pública (sistemas de proteção tecnológicos ou TPSs, do inglês technology protection systems; tecnologias de uso genético restrito ou GURTs, do inglês, genetic use restriction technologies). No entanto, é possível que voltem a ser considerados em relação a este tipo de plantas biotecnológicas.


50

O AGRONEGÓCIO

A ADOÇÃO DOS CULTIVOS BIOTECNOLÓGICOS NO MUNDO

As primeiras plantas transgênicas datam de 1995 (resistência a insetos) e 1996 (tolerância a herbicidas). Embora sua utilização tenha suscitado polêmicas acirradas, a área semeada com cultivos biotecnológicos chegou a 134 milhões de hectares, em 2009 (Figura 13.4). A contribuição do Brasil no mesmo ano foi de 21,4 milhões de hectares, o que representa 16% do total.

Figura 13.4: A adoção de cultivos biotecnológicos, nos países industriais e nos países em desenvolvimento, entre 1996 e 2009 (segundo Clive James, ISAAA).

Os cultivos biotecnológicos beneficiaram 14 milhões de agricultores, dos quais 13 milhões eram pequenos produtores, especialmente na China, na Índia, nas Filipinas e na África do Sul. O milhão restante corresponde a grandes produtores de países industrializados, como os Estados Unidos e o Canadá, e de países emergentes como Argentina e Brasil.

Na África do Sul, um país onde a metade da mão de obra agrícola é constituída por mulheres, o plantio de algodão Bt significou uma melhora nas condições de vida ao permitir que elas dedicassem mais tempo ao cuidado das crianças ou a outras atividades.

Na China, o plantio de algodão Bt resistente a insetos trouxe benefícios econômicos e sociais para quatro milhões de pequenos agricultores que conseguiram aumentar sua produção em 20%, reduzindo o uso de pesticidas e os problemas de saúde. O desenvolvimento e a aprovação do arroz Bt inicia uma nova etapa na produção da principal fonte de alimento da população.

Encontram-se muito avançadas as pesquisas com grão-de-bico na África e com berinjela na Índia. Espera-se o lançamento do arroz dourado nas Filipinas (2012), do milho tolerante à seca nos Estados Unidos (2012) e na África subsaariana (2017). Características como uma maior eficiência no uso do nitrogênio e o trigo biotecnológico poderão demorar cinco anos ou mais.


51

Os cultivos biotecnológicos representaram menor uso de recursos (água, combustíveis fósseis e fertilizantes nitrogenados), redução das aplicações de pesticidas, menor emissão de CO2 na atmosfera etc. Benefícios econômicos, sociais e ambientais explicam o sucesso sem precedentes dos cultivos biotecnológicos.

O MERCADO DE SEMENTES

Os gigantes gênicos

Nos países do continente africano e de parte da Ásia, em que a agricultura é a principal fonte de alimentos, os pequenos agricultores dependem das sementes; na época da colheita eles separam uma parte que será conservada para o plantio do próximo ano.

Nos países desenvolvidos, a proporção da população dedicada às tarefas agrícolas é bem menor, devido à mecanização do campo. A agricultura de subsistência cede lugar a um enorme complexo agroindustrial, que integra outras atividades, como a venda de insumos (maquinarias, produtos químicos, sementes etc.) e a transformação e distribuição de produtos.

Embora a produção de sementes como atividade lucrativa remonte ao século XIX, é o milho híbrido que inicia a dependência do agricultor das empresas produtoras de sementes. As construções genéticas que conferem vigor (heterose) às plantas forçam o agricultor, ano após ano, a comprar novas sementes.

A transgênese não inviabiliza a utilização de sementes para o ano seguinte. No entanto, as novas tecnologias inseridas no grão devem ser pagas mediante complexos sistemas de royalties às empresas detentoras das patentes correspondentes. Quem irá pagar? Quanto e quando e como pagar? A resposta tem suscitado vários conflitos entre as grandes corporações e países como Argentina e Brasil.

Logo depois da crise do petróleo da década de 1980, as grandes empresas transnacionais produtoras de agrotóxicos e fertilizantes químicos entraram na área agrícola. Uma das razões é que o mercado de sementes tem uma margem de lucro maior. Outra é que leva menos tempo desenvolver uma planta geneticamente modificada que um produto químico novo.

Vários ciclos de fusões caracterizaram um processo de concentração e consolidação em que centenas de pequenas empresas foram absorvidas por enormes conglomerados, produtores de agroquímicos e de sementes, com ramificações na indústria farmacêutica. Na linha de frente em relação às novas tecnologias, estas empresas concentram um enorme poder que desperta uma forte resistência na opinião pública.

Denominadas Gigantes Gênicos (do inglês, Gene Giants), as principais empresas produtoras de sementes são Monsanto, Syngenta, Dow Agro Sciences, DuPont e Groupe Limagrain. As sementes biotecnológicas representam 30% do mercado mundial de sementes, estimado em US$ 47 bilhões em 2015.

A cadeia produtiva da semente

Cada país desenvolve variedades adaptadas a seus solos e condições climáticas. Uma vez aprovados e registrados, esses cultivares poderão ser disponibilizados para os agricultores. O processo de amplificação do número de sementes, estritamente regulamentado, contempla várias etapas de que participam diferentes entidades do setor público ou privado (Figura 13.5).

No caso da característica transgênica, esta precisa da aprovação das instâncias legais competentes, antes de ser transferida para os cultivares locais e passar por todo o processo de multiplicação, certificação e registro, para poder chegar até o agricultor e este iniciar o plantio.

A cadeia produtiva da semente envolve inventores e obtentores, multiplicadores, produtores e comerciantes de sementes e agricultores. A qualidade das sementes é estabelecida pela legislação e pelas agências de certificação de sementes, que garantem ao comprador sementes dentro dos padrões.


52

Figura 13.5: Os elos que integram a cadeia produtiva da semente.

A UNIÃO EUROPEIA E A MORATÓRIA

Nos Estados Unidos, três agências controlam e regulamentam o uso das novas tecnologias genéticas: USDA (United States Department of Agriculture), EPA (Environmental Protection Agency) e FDA (Food and Drug Administration). A resistência aos cultivos transgênicos é inexistente ou muito baixa, sendo plenamente adotados desde 1996.

Na União Europeia, a resistência aos cultivos transgênicos é muito alta. Uma moratória suspendeu em 1999 o cultivo de novas variedades transgênicas assim como a comercialização de seus produtos, porém sem atingir algumas variedades autorizadas anteriormente para cultivo, importação ou utilização na produção de alimentos ou de rações.

Essas variedades autorizadas continuaram a ser cultivadas em pequenas áreas, sendo realizados testes de campo em alguns países (França, Itália, Reino Unido, Espanha, Países Baixos, Bélgica e Alemanha). A hostilidade aos cultivos transgênicos chegou ao auge no verão de 2003, com a destruição por ativistas de várias plantações experimentais, na França.

O primeiro passo para o levantamento da moratória foi dado em 2003, com o estabelecimento de normas de rotulagem e de rastreamento de traços transgênicos e com a implantação de diretrizes para o cultivo de plantas transgênicas, de maneira a minimizar a contaminação dos campos de cultivos orgânicos e convencionais.

É difícil avaliar o efeito das diferentes pressões exercidas oportunamente. Por um lado, há a desconfiança da opinião pública, a oposição de alguns cientistas, e os ataques dos grupos ambientalistas às plantações transgênicas. Por outro, a necessidade de continuar as pesquisas, expressadas por um grupo significativo de cientistas, as acusações de protecionismo comercial e uma ação frente à Organização Mundial de Comércio levantada pelos países exportadores de plantas geneticamente modificadas (Estados Unidos, Canadá e Argentina).

A aprovação da importação, em 2004, de um milho transgênico enlatado para o consumo humano (milho Bt da empresa Syngenta) representa um segundo passo. Na realidade, esse milho já estava autorizado para entrar sob a forma de óleo ou de outros derivados. Mas abriu uma brecha para novos pedidos de autorização de produtos alimentícios e de milho e colza resistentes a herbicidas.

Em 2009, plantou-se milho resistente a insetos na Espanha, República Tcheca, na Romênia, em Portugal, na Polônia e na Eslováquia, mas o cultivo de variedades geneticamente modificadas tem sido banido na Áustria, na França, na Alemanha, na Grécia, na Hungria e em Luxemburgo. A recente aprovação da batata Amflora®, que será utilizada com fins industriais, pode estar indicando uma mudança de atitude e que outras aprovações estão a caminho.

Diversa estrutura empresarial

Diversa estrutura empresarial

Estado (Institutos de pesquisa, universidades)

Empresas nacionais (Sociedades, cooperativas e empresas familiares)

Empresas internacionais

Inventores / Obtentores

Multiplicadores

Produtores e comerciantes

Agricultores


53

OS PAÍSES DO MERCOSUL

O plantio de cultivos biotecnológicos nos quatro países do Mercosul está liderado por Brasil e Argentina (com soja, algodão, milho), seguidos por Paraguai (soja) e Uruguai (soja, milho). O usufruto da tecnologia beneficia tanto os grandes como os médios ou pequenos proprietários agrícolas.

É interessante compararmos o desenvolvimento da Argentina e do Brasil em relação à biotecnologia. Ambos contam com uma comunidade acadêmica com um alto nível científico e tecnológico ativo nas universidades e nos centros de pesquisa, com empresas de tradição histórica na difusão da tecnologia agropecuária (Inta, Embrapa) e com condições econômicas limitadas pelas sucessivas crises políticas. Existem convênios e programas de intercâmbio científico entre ambos os países que tendem a elevar o nível das atividades científicas e tecnológicas.

No entanto, em cada um deles, a ênfase inicial foi colocada em diferentes tendências: o desenvolvimento de transgênicos na Argentina, os estudos genômicos no Brasil. Esta diferença estratégica decorre de vários fatores, sendo um dos mais importantes a pressão exercida pela opinião pública

O desenvolvimento da capacidade agrícola na Argentina

A Argentina ocupa hoje o terceiro lugar entre os países que utilizam sementes biotecnológicas. Para os produtores, estes cultivos representam menores custos, maior rendimento e melhor qualidade dos produtos. Em consequência, a área semeada com transgênicos tem aumentado ano a ano.

A lista de cultivos biotecnológicos na Argentina inclui a soja (RR), o milho (RR e Bt) e o algodão (RR e Bt). A biossegurança de uma planta geneticamente modificada e, por conseguinte, sua liberação para o cultivo é analisada caso a caso pela SAGPyA (Secretaría de Agricultura, Pesca y Alimentos) através de duas comissões. O processo de aprovação é bastante estrito, e nem todos os produtos aprovados são cultivados comercialmente.

A Argentina é um dos primeiros exportadores de grão de soja e derivados, obtidos a partir da soja Roundup Ready, que é, praticamente, a única cultivada no país. Comercializada pela Monsanto desde 1996, esta soja nunca obteve uma patente local, e a empresa enfrenta dificuldades legais para a cobrança dos royalties. Por outro lado, como os agricultores podem guardar as sementes de uma safra para semear a seguinte, os ganhos resultaram menores que o esperado.

Recentemente, a empresa suspendeu a venda das sementes, alegando não se tratar de um comércio lucrativo; também pressionou os países importadores para cobrar uma taxa sobre os produtos derivados da soja RR, industrializados ou exportados. Contudo, apesar de a tecnologia ter sido patenteada na Europa, a Monsanto não conseguiu bloquear as exportações de produtos alimentícios (farinha, óleo) a base de soja.

Nos últimos anos, a Argentina intensificou o seu investimento na área. A biotecnologia agrícola conta com o estímulo oficial, através da SAGPyA e do Conicet ( Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas), o apoio de uma qualificada comunidade científica ativa em numerosos centros universitários, a presença em todas as províncias de centros pertencentes ao Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuária, uma instituição de grande tradição na pesquisa e na transferência de tecnologia, além da colaboração de empresas do setor privado (Bioceres) e das associações de produtores de sementes. Existe uma percepção pública positiva da biotecnologia, estimulada por várias iniciativas de divulgação científico-tecnológica.

Os convênios entre o Inta e a Bioceres possibilitaram vários empreendimentos, entre os quais o desenvolvimento de novas variedades de trigo (BioInta), a introdução da tolerância a seca em soja, trigo e milho, a obtenção de um milho resistente ao vírus do mal de Rio Cuarto etc. A Bioceres é uma empresa formada por uma centena de produtores agropecuários inovadores, visando soluções biotecnológicas que sejam competitivas e sustentáveis.

A construção de um moderno centro tecnológico localizado na cidade de Rosário, com a participação do governo, da Universidad Nacional del Litoral e de empresas privadas (Bioceres e Biosidus), e a aprovação da Lei de Biotecnologia visam o desenvolvimento da Biotecnologia agrícola no país.


54

A importância da percepção pública no Brasil

No Brasil, a soja transgênica Roundup Ready, da multinacional Monsanto, resistente ao herbicida glifosato, tem sido o centro da discórdia entre produtores agrícolas, juristas, órgãos de defesa do consumidor e ambientalistas brasileiros.

Em 1998, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança autorizou o plantio da variedade de soja RR da Monsanto, sem exigir estudos de impacto ambiental. A organização ambientalista Greenpeace e grupos de defesa do consumidor (Idec) apresentaram um recurso legal, exigindo os estudos de impacto ambiental. Uma decisão judicial equiparou as plantas transgênicas resistentes a pragas aos agrotóxicos, enquadrando-as na lei que regulamenta o seu uso.

Assim, paralisaram-se os pedidos de liberação comercial e uma moratória branca caiu sobre a pesquisa e desenvolvimento de novos produtos. Durante quase sete anos, os agricultores continuaram a cultivar a soja transgênica entre diretrizes e normas contraditórias, utilizando inclusive sementes ilegais (soja Maradona), contrabandeadas dos países vizinhos e sem os devidos testes para verificar a estabilidade e produtividade desses cultivares.

Ao misturar argumentos de índoles distintas, a campanha de propaganda contra os transgênicos fortaleceu a desconfiança da opinião pública em relação à ciência e tecnologia. Junto com a suspensão do plantio da soja RR, muitas das pesquisas que eram realizadas no país pela Embrapa pararam durante pelo menos dois anos por falta de autorização para a experimentação em campo (algodão, batata, banana, feijão e mamão).

Entre os testes experimentais suspensos havia alguns que beneficiavam a agricultura de subsistência como, por exemplo, a do feijão resistente ao vírus do mosaico dourado, um vírus que causa perdas de 45 a 80% da safra; como o feijão não conta com os genes de resistência necessários, estes tinham sido transferidos mediante a tecnologia do DNA-recombinante.

A lei 11.105/2005 de Biossegurança e o decreto 6.041/2007 criaram um marco de referência legal. Os agricultores podem adquirir legalmente sementes de procedência garantida e adaptadas às condições das diferentes regiões brasileiras. As universidades, centros de tecnologia e empresas puderam retomar as pesquisas e o desenvolvimento de variedades adaptadas às condições locais, utilizando a tecnologia avançada disponível atualmente.

A adoção de numerosas medidas precautórias levou à edificação de um conjunto tal de regulamentações que, para serem satisfeitas, exigem inversões enormes. Esse custo acaba excluindo do processo tanto as instituições públicas como as empresas pequenas e médias, concentrando ainda mais o poder dos gigantes no mercado de sementes.

Em 2005, a Embrapa Soja lançou, em parceria com a Monsanto, suas primeiras cultivares de soja transgênica RR adaptadas a diferentes regiões do Brasil. Até o momento, foram aprovadas pela CTNBio 5 variedades de soja, 11 de milho e 6 de algodão, sendo que outras estão em pauta. A aprovação da soja Cultivance® tolerante a herbicida (imidazolinas), desenvolvida em parceria pela Basf e a Embrapa, estará presente na safra 2010-2011.

Nos últimos 20 anos, o aumento de 25% na área plantada com grãos correspondeu a um crescimento da produção de 154%. Entre ganhos de produtividade e redução de custos, calcula-se que, desde 1997, o Brasil ganhou US$ 4 bilhões com os cultivos biotecnológicos (soja, algodão e milho). Estima-se que nos próximos 10 anos os ganhos poderão chegar a US$ 48 bilhões.

A COEXISTÊNCIA É POSSÍVEL?

Todos os sistemas agrícolas exercem algum impacto sobre o meio ambiente. No entanto, uma agricultura sustentável pode minimizar os efeitos negativos da produção agrícola, restaurando a fertilidade e limitando a erosão da terra.

Algumas práticas agrícolas já são compartilhadas pelas diversas modalidades agrícolas (orgânica, industrial ou de precisão), incluindo a rotação de culturas, a adubação verde, o manejo de pragas e de nutrientes, o plantio direto com uma cobertura na superfície do solo etc. Outras são específicas, como, por exemplo, a proibição para os produtores orgânicos de utilizar sementes geneticamente modificadas ou de cultivar terrenos onde previamente


55

tenham sido plantadas culturas biotecnológicas.

Cultivos convencionais e biotecnológicos ocupam diferentes faixas de mercado e crescem em função das oportunidades econômicas. A proporção de variedades convencionais e biotecnológicas varia nos principais cultivos industriais, que são a soja, o algodão, o milho e a canola (Figura 13.6).

Figura 13.6: Percentagem da área semeada com cultivos convencionais e biotecnológicos de canola, de milho, de algodão e de soja, em 2009. Dados de Clive James (ISAAA).

Área total semeada em milhões de hectares: soja, 90; milho, 158; algodão, 33; canola, 31.

A contaminação de um cultivo convencional por um cultivo biotecnológico acarreta perdas consideráveis para o agricultor. Medidas de proteção são tomadas, envolvendo o distanciamento dos cultivos e a manutenção de faixas de exclusão de diferente tamanho, segundo as características da fecundação, autopolinização ou polinização cruzada. Testes genéticos e imunológicos permitem identificar a presença de organismos geneticamente modificados em uma carga de cultivos convencionais. O objetivo de ambas as medidas é reduzir a presença de sementes adventícias a um limite comercialmente aceitável (0,9%).

Os modelos de regulação dos cultivos tradicionais, orgânicos e biotecnológicos são considerados de índole econômica, porque dão ao agricultor a possibilidade de escolher a modalidade que melhor lhe convier. Não envolvem biossegurança, porque esta é analisada no momento da aprovação da variedade biotecnológica, uma vez satisfeitas as normas legais. Um modelo de regulação, baseado em normas de coexistência, tem sido desenvolvido na Espanha.


56


CAPÍTULO 14. BIOTECNOLOGIA E PECUÁRIA

A CRIAÇÃO DE ANIMAIS

A criação de animais domésticos para a alimentação se limita a um pequeno número de espécies de mamíferos, ruminantes (bovinos, ovinos, caprinos) e monogástricos (suínos, coelhos e aves), de peixes, de crustáceos e de mariscos. Também se criam animais para a prática de esportes (cavalos) e como companhia (gatos, cachorros, pássaros, peixes).

Os grandes estabelecimentos agrícolas praticam a tradicional cultura extensiva de gado (bovino, ovino, caprino) em pradarias e pastagens, enquanto os menores tendem a investir em culturas intensivas de altos rendimentos (gado leiteiro, aves, suínos e peixes) que degradam o ambiente.

A produção agrícola depende também de fatores econômicos e sociais. À medida que melhora o nível de vida da população, mudam os padrões de consumo e, consequentemente, a atividade agropecuária. Estima-se que entre 1993 e 2020, o consumo de carne nos países em desenvolvimento será duplicado. Pequenas empresas familiares serão substituídas por outras de produção intensiva, orientadas a satisfazer o mercado urbano. A criação de ruminantes diminuirá em relação à criação de aves e suínos. Essas mudanças exigirão maior eficiência na seleção, no gerenciamento das empresas e nos cuidados com a alimentação e a saúde dos animais.

Nos países desenvolvidos, o objetivo primordial é aumentar ou equilibrar a quantidade de produtos (leite, ovos, carne e lã) e, simultaneamente, diminuir os custos. Em relação aos métodos produtivos, isso significa reduzir o número de animais, a necessidade de trabalho e o impacto causado pelas doenças.

As biotecnologias se inserem na alimentação e na conservação da saúde dos animais, possibilitando também o controle da reprodução e a aceleração da seleção genética. Perspectivas novas surgem com a utilização dos animais como biorreatores, para a produção de fármacos.

A NUTRIÇÃO DOS ANIMAIS

A NECESSIDADE DE RAÇÕES

A criação e engorda de gado de corte nas pastagens é uma opção possível para países com grandes extensões territoriais, tais como o Brasil, a Argentina, a Austrália ou a Nova Zelândia. O alimento básico do gado é o capim, que cresce de maneira desigual ao longo das quatro estações do ano. Como o número de cabeças depende do alimento, nos períodos em que falta capim deve-se suplementar a dieta do rebanho com feno (forragem dessecada), silagem (forragem e grãos fermentados), grãos, concentrados e/ou resíduos agroindustriais.

Por outro lado, à medida que a agricultura invade as áreas de pastagem, a pecuária recorre aos regimes de semiconfinamento ou confinamento, estabelecendo como objetivo primordial o aumento da produtividade (gado leiteiro, aves e suínos). Parte dos cultivos de cereais (milho) e de leguminosas (tortas de soja, algodão, colza e girassol) é utilizada como ração, para suprir as necessidades proteicas e energéticas dos animais, sendo necessários de 3 a 10 kg de grãos para obter 1 kg de carne.

Como o valor nutricional dos grãos é variável, acrescentam-se às rações alguns complementos nutritivos. Vários produtos industrializados fornecem um conteúdo de nutrientes equilibrado para as necessidades dos animais, em função de sua espécie, sua idade etc.


58

DE LIEBIG À VACA LOUCA

Os suplementos nutritivos proteicos foram introduzidos a fins do século XIX. Em 1865, Liebig inventou um procedimento industrial para transformar os restos dos animais em extrato de carne, vendido como complemento para a alimentação humana, e farinha de carne, utilizada para fortificar as rações animais. Bem antes da Segunda Guerra Mundial, as rações dos ruminantes dos países desenvolvidos já incluíam de 2 a 5% de farinha de carne.

Finalizada a guerra e até 1973, a Europa importou grãos para as rações. Quando condições climáticas adversas causaram uma grande quebra da safra de soja nos Estados Unidos, estes embargaram o grão disponível, para garantir as necessidades internas. Sem grãos como fonte proteica das rações, a única opção que restou aos europeus foi a farinha de carne. Na tentativa de baratear ao máximo os custos das rações, deixou-se de extrair a gordura com solvente e modificaram-se as condições de esterilização.

A inclusão de restos de animais doentes, inicialmente ovelhas com scrapie, uma doença esporádica conhecida no Reino Unido desde 1732, pode ter contaminado as vacas e provocado o surto da doença da vaca louca, uma variante da doença de Creutzfeldt-Jakob que afeta o homem, causando-lhe danos neurológicos graves. Esta variante se manifesta mais rapidamente e ataca as pessoas jovens.

Em 1988, a farinha de carne foi proibida na alimentação do gado bovino e ovino. A epidemia exigiu o sacrifício de boa parte dos rebanhos no Reino Unido e de outros países da Europa, colocando em discussão a composição das rações animais e mostrando a necessidade de aumentar a quantidade e a qualidade dos suprimentos de grãos e de plantas forrageiras.

VARIAÇÕES SOBRE A COMPOSIÇÃO DAS RAÇÕES

Além da farinha de carne, outros produtos já foram utilizados como suplemento proteico, entre eles o leite desnatado em pó e a farinha de pescado, que hoje está sendo abandonada devido ao aumento do preço resultante da pesca excessiva.

A biomassa microbiana seca tem dado bons resultados como fonte alternativa de proteínas. Denominada SCP (do inglês, single cell protein), a proteína unicelular pode ser obtida de diversas fontes. As leveduras como Saccharomyces cerevisiae constituem um subproduto nas destilarias de álcool; outras como Candida utilis ou Torula se multiplicam sobre os efluentes da indústria de papel ou das queijarias. A bactéria Methylophilus methylotropus cresce sobre metanol obtido a partir do gás do Mar do Norte, sendo a SCP correspondente comercializada, no Reino Unido, sob o nome de Pruteen.

O acréscimo de enzimas (proteases, celulases, amilases etc.) tende a aumentar a digestibilidade das rações. Uma dieta baseada em grãos tem como inconveniente a introdução de fósforo e outros nutrientes complexados ao ácido fítico. No caso dos ruminantes, a flora microbiana do sistema digestório consegue disponibilizar parte do fósforo, mas isso não ocorre nos animais monogástricos como os suínos, as aves e, inclusive, o homem. Os fitatos impedem a assimilação do fósforo, mas a adição da enzima fitase na ração melhora a assimilação dos nutrientes e diminui a quantidade de fósforo excretado no ambiente, que é uma das causas da eutrofização dos cursos de água.

A adição de antibióticos visa proteger as rações da ação bacteriana. Já a adição de probióticos procura modificar o ambiente gastrintestinal, estimulando a multiplicação de certos tipos bacterianos em detrimento de outros.

A fitase é produzida por fermentação microbiana e sua adição nas rações é obrigatória na Europa. Trata-se de um mercado mundial de aproximadamente US$ 500 milhões, 40% do qual sito na China. A aprovação do milho com fitase (Academia de Ciências Agrícolas da China, Origin Agritech Ltda.) representa um marco importantíssimo para a China.

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 14: Biotecnologia e pecuária

59

AS RAÇÕES TRANSGÊNICAS

O escândalo da “vaca louca”, seguido pelo caso dos frangos contaminados com dioxina mostrou o descaso existente pelos produtores europeus em relação às rações animais. Por isso, em 1998, não foi surpresa o estardalhaço causado por A. Pusztai, um renomado cientista do Reino Unido, ao declarar na televisão ter encontrado alterações do sistema imune em ratos alimentados com batatas cruas, transgênicas para uma lectina inseticida natural de campânula. Uma auditoria realizada por cientistas independentes considerou essas conclusões errôneas, o que foi confirmado mais tarde pela Royal Society do Reino Unido.

As rações representam até 70% dos custos da criação de animais, sendo um dos gargalos da produção agrícola. Toda tentativa de baratear as rações é assimilada rapidamente. Porém, devido aos precedentes desastrosos e a desconfiança da população, a introdução de plantas geneticamente modificadas foi analisada cuidadosamente em diversos tipos de animais, e não se evidenciaram sinais de toxicidade da soja, da ervilha, do lupino, do algodão e da batata em ratos, nem da colza em coelhos. As características das carcaças, dos tecidos e das carnes não mudaram em animais que receberam alimentos transgênicos.

Numerosos estudos desenvolvidos em instituições de pesquisa e universidades mostraram que, tanto em relação à composição química como à digestibilidade e ao valor nutritivo, as plantas biotecnológicas disponíveis são substancialmente equivalentes às não transgênicas. Organizações internacionais como FAO/WHO (Food and Agriculture Organization e World Health Organization) consideram, desde 1991, que a ingestão de DNA é segura, independentemente de ser sua fonte transgênica ou não. As organizações norte-americanas FDA (Food and Drug Agency), em 1992, e EPA (Environmental Protection Agency), em 2000, manifestaram-se no mesmo sentido. A União Europeia não considera necessário rotular os alimentos provenientes de animais alimentados com rações geneticamente modificadas.

Segundo a FASS (Federation of Animal Science Societies), as rações são digeridas normalmente pelos animais estudados, sem que sejam detectados ácidos nucleicos ou proteínas de origem transgênica na carne, no leite ou nos ovos. Este era um resultado esperado, porque em função dos conhecimentos sobre digestão e absorção, tanto as proteínas como o DNA são degradados durante o processo digestivo.

Em alguns casos em que as plantas têm as propriedades agronômicas modificadas como, por exemplo, o milho resistente a insetos (milho-bt), verifica-se uma redução substancial do teor em micotoxinas. Isto porque, ao diminuir os ataques de insetos, há menos lesões que possibilitem a infecção e o crescimento dos fungos. As micotoxinas são muito perigosas para os animais que ingerem os grãos contaminados, porque causam hemorragias, danos no fígado e nos rins, diarreias e câncer. O milho transgênico melhora a qualidade do alimento e a saúde animal, especialmente dos monogástricos, mais sensíveis as micotoxinas que os ruminantes.

Estão sendo estudadas plantas com maior digestibilidade, como uma alfafa transgênica com menos lignina. Por outro lado, o melhoramento das plantas forrageiras também abre perspectivas interessantes. Observou-se, por exemplo, aumento de peso e bom crescimento da lã em ovelhas alimentadas com lupino transformado geneticamente, de maneira a sintetizar uma proteína de girassol com alto conteúdo de metionina.

O MELHORAMENTO GENÉTICO DO GADO

Existem hoje mais de 5.000 raças de gado resultantes de muitos anos de adaptação a diferentes condições ambientais. O melhoramento genético visa três objetivos fundamentais. O primeiro é aumentar a eficiência da conversão do alimento, de maneira a incrementar a taxa de crescimento corporal; o segundo é acrescer a produtividade (leite, ovos) e o último, mais recente, modificar a composição da carcaça aumentando a quantidade de proteína (carne e leite) em detrimento da gordura.

Os empreendimentos bem-sucedidos na área de melhoramento vegetal visam à seleção de caracteres devidos a um único gene, porque, para as grandes empresas, isso significa a recuperação rápida dos investimentos, através da venda anual de sementes. Em relação ao melhoramento animal, precisa-se de muito mais tempo. Em bovinos, por exemplo, existe um período de quatro anos entre uma geração e outra.


60

Muitas das características selecionadas em animais mostram uma variação contínua, que em vez de responder a um gene único, resulta da contribuição de vários genes (herança poligênica ou quantitativa). Se estiverem situados em cromossomos diferentes, a seleção acarretará inevitavelmente a de genes vizinhos, que podem ser desfavoráveis.

Os frangos do tipo broiler, por exemplo, têm-se transformado em um alimento comum e barato, em contraste com anos atrás. Selecionados por 50 gerações, esses frangos crescem quatro ou cinco vezes mais rápido que seus antepassados. Mas, no caminho, apareceram alguns efeitos deletérios, tais como o aumento do teor de gorduras, a fertilidade baixa e a presença de anormalidades esqueléticas. Por outro lado, galinhas selecionadas como poedeiras desenvolveram osteoporose, ao desviar o cálcio do esqueleto para a construção da casca dos ovos. E os perus desenvolveram um tamanho tal que não conseguem acasalar sem riscos, sendo necessário proceder à inseminação artificial. A seleção assistida por marcadores moleculares obteve um grande sucesso na área, justamente por amenizar a dificuldade de se lidar com traços multigênicos.

Ciclos de vida mais longos tornam mais lenta a recuperação dos investimentos de modo que, a exceção da produção de frangos, o setor resulta menos atrativo para as grandes empresas privadas. A distribuição do material genético se encontra nas mãos dos pecuaristas e de pequenos empreendimentos privados, responsáveis por mais de 80% da pesquisa e desenvolvimento na área agropecuária dos países desenvolvidos.

O CONTROLE DA REPRODUÇÃO

O controle da reprodução dos animais permite a expansão rápida dos estoques, reduzindo os custos de transporte de animais. O processo começa com a seleção dos pais (reprodutores e matrizes), escolhidos pelas suas características genéticas relativas à produtividade e à saúde (Figura 14.1).

A inseminação artificial se pratica desde meados do século XX, no gado bovino, ovino, caprino, porcino e em aves (perus, frangos). Devido ao custo, a técnica é mais utilizada com o gado de leite, que tem um preço por cabeça mais alto que o gado de corte. Neste caso, complementa-se a inseminação artificial com a sexagem prévia do sêmen, a fim de escolher os espermatozoides que poderão dar origem a fêmeas.

O sêmen colhido de um reprodutor é introduzido no útero das matrizes. Considerando que uma única ejaculação de um touro produz aproximadamente 100 doses de sêmen, que um animal chega a produzir 4.000 doses por ano e que a eficiência da inseminação chega a 50%, o método permite obter aproximadamente 2.000 crias por reprodutor ao ano.

Com o desenvolvimento das técnicas de criopreservação pode-se utilizar tanto o sêmen fresco como o congelado, o que possibilita também a conservação da biodiversidade de raças em perigo de extinção. Uma dose de sêmen custa a partir de 14 reais e, se for de qualidade comprovada, 20 reais. O touro Bandido, que teve uma exitosa participação em uma novela de televisão e morreu prematuramente, deixou sêmen congelado. Dele descendem os touros Zangão, Matador e Carrancudo que participam em festas de rodeio por todo o Brasil.

Normalmente, uma vaca produz uma cria por ano, tratada com hormônios para induzir uma superovulação e inseminada artificialmente, pode gerar simultaneamente cinco embriões, que serão colhidos mediante a lavagem do útero, para ser transferidos a uma vaca receptora. A criopreservação garante que 25 a 50% dos embriões congelados possam originar animais vivos. Como o processo todo (superovulação + inseminação + transferência dos embriões) pode ser repetido quatro vezes por ano, apesar das limitações técnicas existentes, uma vaca terá 10 crias por ano.

Outra variante consiste em extrair os ovócitos das vacas superovuladas, ou dos ovários de animais sacrificados, procedendo a uma fecundação artificial antes de reimplantar os embriões nas vacas receptoras. O número de embriões também pode ser aumentado por bipartição, por micromanipulação do blastócito com 64 a 128 células.

A aplicação de testes genéticos nos pais e nos embriões, antes de ser reimplantados, permite uma seleção apurada da descendência.


61

Figura 14.1: O Controle da reprodução em bovinos.

O controle da reprodução dos animais domésticos depende de diversas técnicas (superovulação,

inseminação artificial, coleta de ovócitos ou de embriões, criopreservação, transplante de embriões).

AS NOVAS TECNOLOGIAS

O mapeamento do genoma dos animais domésticos

O estudo do genoma dos animais domésticos fornece informações precisas e eficientes para a seleção de alguns caracteres. O objetivo básico é estabelecer uma correlação entre os genes e as sequências não funcionais que, distribuídas ao longo do genoma, irão cumprir o rol de marcadores moleculares.

Centenas destas sequências já foram identificadas na vaca, no porco, no frango, na cabra, na ovelha, no salmão, no camarão etc. Trata-se de micro e minissatélites, isto é, sequências curtas de DNA repetidas um número variável de vezes que são transmitidas de uma geração a outra e podem ser identificadas por eletroforese.

Quando o gene responsável por uma característica de interesse está associado a um determinado marcador, ambos serão selecionados juntos. Com caracteres monogênicos, os resultados se obtêm rapidamente, mas com caracteres poligênicos devem-se procurar os genes que contribuem substancialmente na variação. A análise de marcadores também é utilizada na determinação do parentesco (pedigree) e na identificação dos animais, tanto no campo como nos produtos derivados.

Já foram sequenciados alguns genomas de animais domésticos. À medida que outros sejam completados e se conheçam melhor as sequências expressas nas moléculas de mRNA, as técnicas eletroforéticas poderão ser substituídas por chips de DNA (microarrays).


62

A clonagem

A clonagem de animais domésticos por partição embrionária é utilizada desde a década de 1980. Na década seguinte, outras perspectivas se abriram com a técnica de transferência nuclear, que consiste em transferir o núcleo de uma célula doadora a um ovócito receptor, previamente anucleado, de outro animal.

Dolly (1977-2003) foi o primeiro animal obtido mediante esta técnica, depois de 277 tentativas fracassadas. Fenômeno mediático, Dolly teve um tumor no pulmão, sendo sacrificada depois de desenvolver artrite em uma pata e de mostrar sinais de envelhecimento precoce (Figura 14.2).

Como o número de fracassos é ainda alto, são necessárias muitas tentativas para conseguir um animal viável. As dificuldades técnicas estão, principalmente, na estimulação do citoplasma receptor e na coordenação entre a atividade citoplasmática e nuclear. Quando a reprogramação celular é incompleta, observam-se fenômenos epigenéticos que abrangem o DNA, a cromatina e a inativação do cromossomo X.

Figura 14.2: Dolly

Dolly foi gerada por transferência do núcleo de uma célula mamária a um ovócito anucleado e sua reimplantação no útero de outra ovelha. Nascidas pouco tempo depois, Polly e suas irmãs levam o gene

codificador do fator IX, uma proteína fundamental para a coagulação sanguínea.

Os problemas de saúde também são mais frequentes em clones porque a gestação é mais demorada e o tamanho do recém-nascido é maior. As taxas de mortandade perinatal aumentam assim como o número de malformações congênitas.

Por enquanto, a clonagem não é usada no melhoramento direto dos rebanhos, sendo aplicada aos animais fundadores, principalmente bovinos e suínos, porque são os únicos em que os benefícios justificam o custo do procedimento.


63

Alguns exemplos são ilustrativos: Bull 86 Squared, um clone de um animal resistente à brucelose, salmonelose e tuberculose; Annabell Zeta, uma vaca da raça Holstein recordista da produção de manteiga, clonada com sucesso por apresentar problemas de fertilidade; Second Chance, nascido depois de 189 tentativas de clonagem de Chance, um touro que participou em rodeios e filmes.

A tecnologia está sendo desenvolvida também na Argentina e no Brasil. Ciruelito é um clone de Ciruelo, grande campeão da raça Brangus. Lenda e Glória da Embrapa descendem de Vitória, uma vaca da raça Simental, nascida por transferência nuclear; Porã e Potira descendem, via bipartição embrionária, de uma vaca da raça bovina Junqueira, em alto risco de extinção; também zebuínos foram clonados. Em ambos os países existem empresas privadas especializadas na clonagem comercial de bovinos (BioSidus, ARG Natural Beef; Vitrogen, Geneal) em empreendimentos ligados a universidades ou institutos de pesquisa agronômica.

De um modo geral, a clonagem é utilizada para animais de elite, doentes ou acidentados, estimando-se em redor de US$ 20.000 o preço de um bezerro clonado, nos Estados Unidos. Ainda pode demorar vários anos até que o preço se torne interessante para o melhoramento direto na pecuária.

Diferente dos bovinos, os equinos nasceriam mais saudáveis. Em 2003, a mula Joy of Idaho foi o primeiro clone de um híbrido de uma égua e um jumento. No mesmo ano e depois de 847 tentativas, nasceu na Itália a égua Prometea, gerada a partir de uma célula somática materna, o que a torna ao mesmo tempo filha e irmã gêmea de sua mãe. Em 2005 obtiveram-se os primeiros clones de um cavalo de corrida (Pieraz Cryozootech), e de um cavalo de salto (Paris-Texas). Recentemente, nasceu na Argentina BS Ñandubay, clone de Ñandubay, um cavalo crioulo (Halitus, BioSidus). No Brasil, as potras Branca e Neve foram obtidas por bipartição embrionária. Observe-se que a inseminação artificial e os tratamentos de fertilidade estão proibidos em cavalos de corrida, puros-sangues.

Contudo, as possibilidades da clonagem vão além do aumento da taxa de fertilidade de animais elite e da conservação de animais com características interessantes. A clonagem pode ser utilizada para a conservação de espécies raras e em risco de extinção, para a criação de rebanhos homogêneos que facilitem trabalhos de pesquisa e para a propagação rápida de alguns organismos transgênicos. Esta última aplicação justifica a importância dada a Dolly.

A transgênese

O primeiro camundongo transgênico nasceu em 1981. A partir de 1988 começaram a ser produzidos vacas, cabras, coelhos, ovelhas, frangos, porcos e peixes transgênicos. Poucos meses depois do nascimento de Dolly, o mesmo grupo do Instituto Roslin e PPL Therapeutics anunciou o nascimento de Polly, uma ovelha transgênica para o gene codificador do fator IX, uma proteína fundamental para a coagulação sanguínea e que falta nos hemofílicos. Observe-se que, dado o custo de um animal transgênico, é mais econômico fazer um clone que construir outro.

Uma das preocupações existentes se relaciona com o risco de escapamento de um animal transgênico e a possibilidade de difundir o transgene nas populações naturais. O risco depende de algumas características do animal, especialmente a mobilidade, a capacidade de escapar do cativeiro e a de voltar ao estado selvagem (Tabela 14.1).

Outros fatores adicionais que devem ser considerados em uma simulação de risco são a viabilidade juvenil, a idade de amadurecimento sexual, a fertilidade do macho, a fecundidade da fêmea, a viabilidade do adulto etc.

A comercialização de animais transgênicos ou seus produtos avança muito lentamente, não só pelos altos custos como pelo tempo demandado para responder ao processo regulatório e a resistência eventual dos consumidores.


64

Tabela 14.1. O risco de escapamento de um animal transgênico.

ESPÉCIE

MOBILIDADE

CAPACIDADE DE VOLTAR AO

ESTADO SELVAGEM

CAPACIDADE DE ESCAPAR

DO CONFINAMENTO

Camundongos Alta Alta Alta

Peixes Alta Alta Alta

Insetos Alta Alta Alta

Porcos Baixa Alta Moderada

Aves Baixa Baixa Baixa

Vacas Baixa Baixa Baixa

O MELHORAMENTO DA PRODUÇÃO

CARNE, LEITE, OVOS E LÃ

A produção de alimentos é um dos objetivos fundamentais da atividade agropecuária. A utilização de modificadores metabólicos permite não só incrementar a produção como modificar a relação entre carne e gordura, de maneira a diminuir o desperdício.

Entre os modificadores metabólicos mais utilizados estão os hormônios bST (somatropina bovina) e pST (somatropina porcina), produzidos a partir de microrganismos transformados por engenharia genética. Os hormônios estimulam o crescimento em bezerros e porcos e a produção de leite em vacas. Sua utilização gerou polêmicas, sendo proibidos em alguns países da Europa, mas permitidos em 19 países, entre os quais a Argentina, o México e o Brasil.

Experiências de transgênese visam melhorar a qualidade do leite de vaca modificando as proteínas (leite humanizado para lactantes) ou reduzindo a lactose (para as pessoas com intolerância). Na Nova Zelândia e nos Estados Unidos vêm sendo obtidas vacas que produzem mais caseína no leite, uma propriedade interessante para a indústria de queijos.

A inserção de um gene bacteriano codificador de fitase deu a origem ao EnviropigTM, um porco que produz a enzima na saliva, de maneira que a concentração de fósforo no esterco é 60% menor que no dos porcos convencionais. Ainda sem a aprovação das autoridades pertinentes, o EnviropigTM está sendo criado em confinamento, no Canadá.

Algumas tentativas foram feitas em relação à produção de fibras animais: ovelhas transgênicas que não precisassem de determinados suplementos de aminoácidos na dieta; modificação da estrutura das fibras de lã e de caxemira para facilitar o tingimento e diminuir o encolhimento; alteração das propriedades da seda. A partir de uma proteína de aranha, sintetizada por uma cabra transgênica, se desenvolveu e patenteou o BiosteelTM, um produto muito resistente que pode ter diversos usos, inclusive militares.

Na década de 1980, a transferência de um gene codificador de hormônio de crescimento humano originou ratos duas vezes maiores. Quando repetida a experiência com porcos, obteve-se o Beltsville pig, um animal que apresentou problemas variados: dificuldades respiratórias, artrite, letargia etc. O fracasso suscitou vários questionamentos éticos em relação ao tratamento infringido aos animais. De um modo geral, a transgênese do hormônio de crescimento (GH, do inglês growth hormone e GHFR, do inglês growth hormone factor releasing) nos animais domésticos tem sido problemática, salvo em peixes.


65

A AQUICULTURA

Os principais países produtores de peixes, mariscos e crustáceos por aquicultura são a Noruega, o Chile, o Canadá, os Estados Unidos, o Reino Unido, a Nova Zelândia e os países asiáticos.

O desenvolvimento da aquicultura parece uma alternativa razoável para a produção de alimentos porque, em função da pesca desmedida, os estoques de peixes nos mares e oceanos têm diminuído assustadoramente. No entanto, do ponto de vista ecológico, ainda subsistem dúvidas em relação à aquicultura. Alguns peixes não exigem nenhuma complementação da ração, como as carpas e tilápias. Já o camarão e o salmão são criados com rações que incluem farinha de peixe. Quais seriam as vantagens da aquicultura se for necessário extrair peixe para a preparação das rações?

A criação de peixes e mariscos é uma atividade empresarial que cria empregos, demanda poucos insumos e gera um produto de alto valor agregado. Contudo, alguns problemas subsistem, como a distância dos mercados de destino e a contaminação das águas costeiras, que dificulta a criação de mariscos filtradores de plâncton, favorecendo o florescimento das algas. O gerenciamento destas variáveis nas fazendas de salmão dá um retorno econômico importante para a Noruega, o Chile o Canadá e os Estados Unidos.

No entanto, como as águas e os invernos canadenses são muito mais frios que os chilenos, onde o salmão pode ser criado o ano inteiro, os produtores canadenses e norte-americanos se interessaram por um salmão resistente ao frio e de crescimento rápido.

Dentro deste contexto, a empresa AquaBounty transferiu para o salmão do Atlântico um cassete de expressão, denominado AquAdvantageTM, com dois genes codificadores de uma proteína anticongelamento e um hormônio de crescimento do salmão do Pacífico. O peixe cresce rapidamente em condições comerciais, consumindo 250% mais comida e alcançando o tamanho equivalente ao de um salmão convencional em menos tempo (18 meses em vez de 24 ou 30).

Para alguns especialistas, existiriam alguns riscos como a invasão e substituição dos salmões naturais pelos transgênicos ou a introdução de genes de valor adaptativo inicialmente maior que os das populações selvagens, mas cujo valor diminuiria a médio prazo, levando a espécie à extinção (genes troianos). A empresa AquaBounty considera esses riscos sob controle, em função da condição triploide dos salmões GM AquAdvantage que garante a esterilidade de 98,9% dos peixes e das condições ambientais desfavoráveis em Prince Edwards Island (Canadá), onde serão produzidos os ovos.

Segundo o Protocolo de Cartagena, os peixes transgênicos devem ser criados exclusivamente em contenção. Por isso, a exploração comercial de salmões transgênicos não poderá ser feita como até agora, em jaulas marinhas; eles terão que crescer confinados em fazendas dentro do território, de maneira a diminuir os riscos de escapamento. AquaBounty planeja desenvolver o processo no Panamá, em regiões de altitude com a temperatura adequada e rios desfavoráveis para a sobrevivência do salmão. Aguarda-se para 2011 a aprovação do FDA (Food and Drug Administration) para sua liberação comercial.

Estima-se que atualmente existam umas 30 variedades de peixes transgênicos em laboratórios de diferentes lugares. Tilápias e carpas transgênicas se encontram em vias de aprovação em Cuba e na China, respectivamente. Também estão sendo desenvolvidos camarões e mariscos desprovidos da proteína responsável por 80% das alergias e uma truta com mais ácidos graxos Ômega 3.

A SAÚDE DOS ANIMAIS

RESISTÊNCIA A DOENÇAS

A seleção genética de animais resistentes é uma forma de reduzir o prejuízo devido às doenças, estimado em 10 a 20% da produção. No Reino Unido, a resistência ao scrapie, por exemplo, se tornou uma condição indispensável para a entrada de qualquer ovino em um programa de melhoramento. Outras possibilidades são bovinos resistentes à vaca louca, à mastite e à brucelose.


66

O mapeamento do genoma dos animais domésticos facilita a tarefa de selecionar animais resistentes a doenças, tais como frangos resistentes à doença de Marek e à salmonelose. Na França, a transgênese está sendo utilizada para a obtenção de trutas resistentes ao SHV (vírus da septicemia hemorrágica), responsável pela perda de um quarto da produção. Em outros países, pesquisa-se a introdução de genes que confiram resistência a doenças que afetam o gado, como a tripanossomíase ou a aftosa.

PREVENÇÃO E TRATAMENTO

Os principais produtos desenvolvidos para a saúde animal são vacinas, kits de diagnóstico, tratamentos (antibióticos, antiparasitários) e suplementos (hormônios). Estes produtos são necessários porque as práticas intensivas ou semi-intensivas favorecem a transmissão de doenças entre os animais.

Existem numerosas vacinas contra as doenças que afetam os animais; muitas pesquisas se direcionam atualmente para a elaboração de vacinas de subunidades de antígeno em plantas modificadas geneticamente, que possam ser administradas na ração. Também está sendo desenvolvida uma vacina para imunizar os animais contra um hormônio reprodutivo (GnRH ou gonadotrophin-release hormone), sendo esta uma alternativa para a castração de touros e porcos.

Alguns animais domésticos constituem um reservatório de doenças e as transmitem ao homem. Preservar a saúde dos animais diminui o risco de contágio, deste modo, uma vacina contra a leishmaniose canina desenvolvida recentemente no Brasil, visa a cortar a corrente de transmissão da doença do cachorro ao homem.

As análises de DNA possibilitam a tipificação dos agentes patogênicos e os estudos epidemiológicos. Os ensaios imunoenzimáticos são utilizados para o diagnóstico de várias patologias e também para o reconhecimento de diversos tipos de contaminação nos produtos (Salmonella, Escherichia coli, Listeria).

A produção de medicamentos visa umas 200 doenças animais diferentes. As indústrias de saúde investem aproximadamente US$ 400 milhões por ano em pesquisa e desenvolvimento, mas, de um modo geral, a saúde animal movimenta muito menos dinheiro que a saúde humana. Salvo em relação aos animais de estimação, o mercado de saúde animal cresce lentamente.

Na América Latina, numerosas empresas do setor privado elaboram medicamentos, vacinas e testes diagnósticos dirigidos à saúde animal. Entre as principais: Biogénesis e Bagó (Argentina), Vallée (Brasil), BiosChile (Chile), Laverlam (Colômbia), IASA (México), Laboratórios Santa Elena (Uruguai). Cuba se destaca pela vacina contra o carrapato, que é vendida em vários países da América Latina.

Em relação à febre aftosa, uma endemia que afeta a produção de carne e de leite, novas vacinas mais eficientes e fáceis de aplicar são indispensáveis nas regiões em que a doença não foi totalmente erradicada e em que aparecem surtos eventuais: Argentina, Brasil, Colômbia, México, Paraguai e Uruguai.

Do ponto de vista comercial, as vacinas DIVA (do inglês, differentiating infected from vaccinated animals) são especialmente interessantes porque permitem distinguir animais infectados de animais vacinados. Estuda-se também a substituição da vacina atual de vírus inativado por alfafa transgênica que expresse algumas proteínas do vírus da aftosa (plant-pharming).

Tecnologias avançadas são habitualmente aplicadas na produção de vacinas veterinárias. Até o início de 2011, 12 vacinas geneticamente modificadas foram liberadas no Brasil pela CTNBio (Comissão Técnica Nacional de Biossegurança).

A aquicultura abre um espaço para as empresas que desenvolvem testes de diagnóstico e vacinas para os patógenos que afetam as fazendas, como a argentina Tecnovax S.A. e as chilenas Recalcine e AquaGestión, que desenvolveram uma vacina contra o vírus da anemia infecciosa do salmão.


67

NOVAS UTILIZAÇÕES DOS ANIMAIS DOMÉSTICOS

MODELOS DE ESTUDO PARA DOENÇAS HUMANAS

A transgênese é utilizada em vários animais (ratos, camundongos, coelhos e macacos), para transferir características que permitem sua utilização como modelo de doenças humanas.

O primeiro modelo foi obtido em 1988, ao se transplantar tecidos do sistema imune extraídos de um feto humano a camundongos geneticamente imunodeficientes; os animais adquiriram um sistema imune humano.

No mesmo ano, obtivera-se o oncomouse, um camundongo com um gene para câncer de mama que permite testar tanto o efeito carcinogênico de algumas substâncias como a ação terapêutica de outras. Com este camundongo, a Universidade de Harvard recebeu a primeira patente para um animal transgênico.

A partir desse momento vários animais foram redesenhados para servir como modelo; coelhos com diferentes genes para lipoproteínas humanas constituem linhagens sensíveis ou resistentes a regimes ricos em colesterol; camundongos modificados geneticamente possibilitam os estudos sobre epilepsia, obesidade; mapeamento genético de doenças neuropsiquiátricas em cachorros etc.

XENOTRANSPLANTES

Os porcos são considerados o fornecedor ideal de órgãos para transplante porque o tamanho e a função destes são equivalentes aos dos humanos. Válvulas de porco substituem as válvulas cardíacas humanas, depois de eliminar todas as células de porco. A eliminação por knock out do gene da α1,3-galactosiltransferase (α1,3 GalT) na superfície celular permitiria evitar a rejeição de um órgão transplantado. Contudo, restaria um dos maiores riscos dos xenotransplantes, que é a transmissão de vírus de uma espécie a outra.

OS ANIMAIS COMO BIORREATORES

As proteínas terapêuticas incluem hormônios, anticorpos, fatores de crescimento e fatores de coagulação. Os genes codificadores de várias delas têm sido transferidos a microrganismos. Porém, devido à necessidade de modificações pós-traducionais, algumas proteínas só podem ser sintetizadas em células animais, cultivadas em biorreatores. Contudo, a quantidade de proteína produzida é muito pequena e os custos operacionais muito altos.

Uma alternativa é a transformação genética de um animal para convertê-lo em um biorreator que expresse a proteína de interesse no leite, no sangue, na urina ou nos ovos. De fato, precisa-se de 2 a 3 vezes menos capital inicial, e o custo da proteína recombinante cai entre cinco e dez vezes. Obviamente, a eleição de uma ou outra tecnologia dependerá da demanda do mercado e da dosagem requerida. A aprovação de um produto demanda os testes clínicos correspondentes, e normas regulatórias são estritas e demoradas.

A liberação de ATryn, uma antitrombina com propriedades anti-inflamatórias e anticoagulantes, na Europa (2006) e nos Estados Unidos (2009) modificará rapidamente o amplo mercado de fatores de coagulação recombinantes. A empresa responsável, GTC Biotherapeutics, produz mais de 60 proteínas terapêuticas diferentes no leite de cabras e vacas.

Muitos produtos estão sendo desenvolvidos atualmente, no leite (vacas, cabras, ovelhas, porcos) e nos ovos (aves). Em relação ao fator IX humano, por exemplo, porcos transgênicos excretam a proteína no leite em quantidade 250 a 1.000 vezes maior do que se consegue em biorreatores microbianos. Bastam algumas centenas de animais para suprir as necessidades de toda a população.


68

Vários produtos se encontram em fase de testes clínicos. Na Escócia, PPL Therapeutics Ltd. cria 200 ovelhas produtoras de AAT (-1-antitripsina), uma substância que se encontra em testes clínicos para o tratamento de enfisema hereditário e fibrose cística. Nos Paises Baixos, Pharming BV obteve vacas produtoras de lactoferrina humana, uma proteína com propriedades antimicrobianas.

Na Argentina, BioSidus mantém um tambo farmacêutico com duas dinastias de vacas: Pampa, produtora de hormônio de crescimento, e Patagonia, produtora de insulina. No Brasil, a Universidade do Ceará mantém um rebanho de cabras transgênicas de raça Canindé que secreta no leite o fator de estimulação de colônias de granulócitos humanos (hG-CSF).

Hematech Inc. mantém um rebanho em que os genes bovinos foram removidos (knock out) e substituídos (knock in) por genes humanos. Uma vez imunizados, os animais produzem anticorpos policlonais humanos que podem ser utilizados para combater infecções, assistir a pessoas com o sistema imune comprometido ou tratar doenças autoimunes (artrite reumatoide). Anticorpos humanos (Origen Therapeutics) e interferon (AviGenics) também são produzidos em ovos de aves transgênicas.

Algumas experiências adicionais interessantes que se encontram em andamento são a produção de anticorpos monoclonais para a artrite reumatoide no leite de ruminantes, ou a síntese de um antibiótico de amplo espectro por vacas leiteiras, a fim de diminuir a incidência de mastite por Staphylococus aureus.

Outros produtos estão sendo preparados para fazer frente a um eventual surto de bioterrorismo, como, por exemplo, anticorpos humanos contra antraz, varíola e botulismo em vacas transgênicas (TransOva), ou antídotos contra as armas químicas como o gás Sarin em cabras (Nexia).

Todas estas aplicações exigem o respeito de normas de segurança estritas. Parece fundamental extremar os cuidados com a eliminação das carcaças e evitar o escapamento de animais transgênicos para produtos medicinais, assim como a entrada acidental de seus produtos na cadeia dos alimentos.

O MARCO CONCEITUAL DOS TRÊS Rs

O uso de animais em experimentos tem suscitado numerosos debates, em função do sofrimento que se lhes infringe e da dificuldade em se transpor ao ser humano a informação obtida nessas pesquisas. Estima-se em 115 milhões o número de animais utilizados por ano em pesquisas científicas entre roedores (83,5%), primatas (0,15%), gatos (0,06%) e cães (0,24%).

Em 1959, Russell e Burch estabeleceram um marco conceitual conhecido hoje como “os três Rs” (do inglês, replacement, reduction and refinement). No momento atual, a ciência não tem como prescindir dos testes em animais em algum momento do desenvolvimento de novos medicamentos e de outras pesquisas. Contudo, os Rs deram início a uma reflexão ética em relação aos animais (Tabela 14.2).

Tabela 14.2: Significado e alcance dos três Rs.

R SIGNIFICADO EXEMPLOS

1 Substituir Substituição de animais vertebrados conscientes por seres inscientes, ou por

métodos in vitro.

2 Reduzir Redução do número de animais necessário para a pesquisa mediante desenhos

experimentais mais apurados estatisticamente.

3 Refinar Minimizar ao máximo o desconforto ou o sofrimento dos animais.


69

Admite-se hoje que nem tudo o que é tecnicamente possível deve ser permitido, cabendo aos Comitês de Ética das instituições de pesquisa discutir este aspecto em relação aos projetos que envolvem seres vivos, a fim de evitar o conflito entre o bem dos seres humanos e o dos animais.

Nem sempre os maus-tratos decorrem dos procedimentos experimentais, também podem ser genéticos. Um exemplo significativo é o da raça bovina Belgian Blue, que apresenta um crescimento muscular extraordinário devido a uma mutação no gene codificador da miosina.

A carne é macia e com muito pouca gordura. Devido à largura reduzida do canal pélvico e ao grande tamanho dos bezerros, o nascimento só é possível por cesárea. Alguns países, como a Dinamarca, pedem a extinção desta raça.

Em relação aos transgênicos, a principal crítica se refere à ineficiência dos métodos de microinjeção. Como só 3% a 5% dos animais carregam o transgene, o número de animais descartado é muito alto.

OS ANIMAIS DE ESTIMAÇÃO

O bem-estar dos animais domésticos é uma responsabilidade do homem, que deve lhes dar qualidade de vida e minimizar o sofrimento e a dor. Entre estes, os bichinhos de estimação constituem um grupo a parte. Submetidos a processos seletivos diversos, eles experimentam algumas consequências negativas como a surdez, que atinge quase 10% dos dálmatas. Os cachorros, aliás, carregam 300 condições genéticas recessivas das quais 250 foram descritas também no homem.

Em 2010, estimam-se em US$ 11 bilhões os gastos em produtos de saúde para os pets norte-americanos. Trata-se de vacinas (raiva, hepatite, leucemia felina etc.) e medicamentos (artrite, parasitas, alergias, problemas dentários, doenças cardíacas, falência renal, ansiedade de separação, síndrome de disfunção cognitiva etc.).

O mercado também é propício para a clonagem dos animais de estimação. Algumas empresas já estão envolvidas com a tecnologia, que até agora parece ser mais fácil em relação aos gatos que aos cachorros.

O desenvolvimento de Night pearls, um peixe transgênico que brilha no escuro, custou US$ 2,9 milhões. Inicialmente desenhado para monitorar a qualidade da água, este peixe se transformou em mascote. Existem variedades com fluorescência verde, vermelha e com uma combinação das duas cores, a um preço de US$ 17,40, no lançamento em Taiwan (2003).


70


CAPÍTULO 15. BIOTECNOLOGIA E ALIMENTOS

OS ALIMENTOS FERMENTADOS

A descoberta dos processos fermentativos é um acontecimento que ocorreu várias vezes em momentos diferentes da história da humanidade. A fermentação trazia duas vantagens fundamentais; uma era a eliminação das substâncias tóxicas de alguns grãos, e a outra, a preservação dos alimentos.

A aquisição de conhecimentos sobre os microrganismos e as enzimas possibilita, a partir da segunda metade do século XIX, o desenvolvimento da indústria de alimentos. Esta soube se apropriar de todas as ciências relacionadas (microbiologia, bioquímica, engenharia química, automação etc.).

Os alimentos fermentados constituem hoje a terceira parte da dieta humana. Seja por facilitar a assimilação dos nutrientes, seja por apresentar menos substâncias tóxicas, esses alimentos entram na categoria dos denominados alimentos funcionais, isto é, alimentos que proveem benefícios extras além dos que seriam esperados em função dos componentes.

Afora os produtos de panificação, as bebidas alcoólicas e os laticínios, existem muitos outros tipos de alimentos fermentados. Alguns são de origem animal (pescado, embutidos e presuntos), mas a maioria é de origem vegetal, tanto no Ocidente (chucrute, picles, azeitonas, café, cacau, chã) como no Oriente (shoyu, misó, tempeh, kimchi etc.) e na África (gari, kokonte ou lafun, agbelima, togwa, kenkey etc.).

O PÃO

A arte da panificação surgiu em diferentes lugares, entre 7000 e 5000 a.C. Os primeiros pães eram umas bolachas planas de cereais moídos e água, cozidas sobre pedras quentes. Mais tarde, deve ter sido observado que, deixando a massa em repouso por um tempo, melhorava-se a textura e a digestibilidade dos pães. O passo seguinte ocorreu, provavelmente, ao acrescentar uma pequena parte da massa crua (“massa ácida” ou “pé de massa”) da preparação anterior. Este procedimento já era conhecido por egípcios e hebreus, 5 mil anos atrás.

Os estudos microbiológicos atuais indicam a coexistência, no “pé de massa”, de bactérias lácticas e leveduras. As enzimas presentes no grão catalisam a transformação do amido em açúcares que são transformados em ácido láctico, pelas bactérias, e em etanol pelas leveduras. Devido à liberação de CO2 formam-se bolhas que conferem porosidade e leveza à massa. Além de acelerar o levado, a preparação de um “pé de massa” permite a seleção e o enriquecimento dos microrganismos dos cereais.

Durante muitos séculos a preparação do pão envolvia, necessariamente, o processo natural de fermentação, de modo que cada padeiro tinha que preparar seu “pé de massa”. A passagem do procedimento artesanal à panificação industrial ocorreu em 1876, nos Estados Unidos, com a produção e venda de cubos de levedura prensada, mediante um processo patenteado pelos imigrantes austro-húngaros Charles e Max Fleischmann.

Atualmente, comercializam-se três tipos de fermento biológico (leveduras) para a panificação: o fermento prensado ativo, com 68-72% de umidade, que requer refrigeração durante o armazenamento e dura entre três e cinco semanas; o fermento seco não ativo que se conserva mais tempo e não exige refrigeração, mas deve ser hidratado antes de usar; e o fermento ativo instantâneo que, por não requerer hidratação, pode ser adicionado diretamente aos ingredientes secos.

Neste campo, as inovações não são bem aceitas. Na década de 1990, comercializaram-se no Reino Unido linhagens obtidas por engenharia genética. Apesar de ser muito rápida, o seu uso foi logo descontinuado, principalmente devido à pouca aceitação dos consumidores.


72

Apesar de alguns padeiros conservarem a prática da fermentação natural, os processos artesanais estão desaparecendo, substituídos pela tecnologia da panificação industrial. Prepara-se a massa misturando farinhas de um ou mais tipos, água, leveduras e diversos aditivos: emulsificadores, agentes oxidantes e redutores, enzimas ( e -amilases, hemicelulases, lipases etc.) e aceleradores da fermentação.

O processo envolve três etapas de fermentação durante as quais o CO2 liberado forma bolhas que, retidas na massa, aumentam seu volume. Entre uma e outra etapa, a massa é dividida e boleada, facilitando a redistribuição dos ingredientes e o desenvolvimento das características organolépticas. A moldagem visa o alinhamento das fibras proteicas do glúten. Durante a cocção, a mistura etanol-água se transforma em vapor e a crosta adquire uma cor dourada. A seguir, os pães são cortados e embalados (Figura 15.1).

Figura 15.1: A panificação.

A massa também pode levar outros ingredientes, tais como gordura, açúcar, leite em pó, ovos, mel, xaropes, frutas, especiarias etc.

Farinhas Água Leveduras Enzimas Outros Aditivos

Mistura dos ingredientes

Fermentação principal

Divisão da massa

Boleamento

Fermentação secundária

Moldagem

Fermentação final

Cozimento

Resfriamento

Corte em fatias

Embalagem

Distribuição

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 15: Biotecnologia e alimentos

73

O VINHO

A vinificação

O vinho é uma bebida proveniente da fermentação alcoólica da uva, originada no norte da África e na Europa por volta de 3000 a.C. Durante o amadurecimento da uva, várias espécies microbianas se sucedem, primeiro transformando os açúcares em etanol e, posteriormente, o etanol em ácido acético. Considerando que o destino natural da uva é o vinagre, a arte da vinificação representa um ganho tecnológico considerável.

A uva é composta por água (86%), açúcares fermentescíveis (12%) e moléculas diversas (2%). Retira-se o sumo espremendo ou prensando a polpa, sendo frequente o agregado de enzimas de maceração (pectinases, celulases e hemicelulases) para melhorar o rendimento.

O agente biológico da fermentação alcoólica é a levedura Saccharomyces cerevisiae, que se encontra na pele da uva. Salvo na produção artesanal, a fermentação não depende das leveduras naturais da uva. A indústria vitivinícola conta com um leque amplo de linhagens selecionadas para favorecer o processo fermentativo.

Na vinificação, monitora-se cuidadosamente a fermentação alcoólica até a conclusão do processo. Procede-se então a duas trafegas, entre as quais ocorre uma segunda fermentação, denominada fermentação malolática. Esta etapa, que é uma das mais complexas na elaboração dos tintos, se deve à ação de bactérias lácticas, como Oenococcus oeni, que transformam o ácido málico (diácido) em ácido láctico (monoácido). Em consequência da fermentação malolática, a acidez do vinho diminui e aparecem as primeiras modificações aromáticas. Posteriormente, o vinho é clarificado e colocado para envelhecer em tonéis ou garrafas, até o total desenvolvimento do buquê.

A obtenção de um vinho tinto ou branco depende basicamente do tipo de uva e do procedimento seguido (Figura 15.2). Se quisermos obter vinho branco, utilizaremos uvas brancas ou tintas sem a pele ou casca que as recobre. As uvas tintas com pele originam vinhos tintos, porque esta libera compostos fenólicos (antocianinas, flavonas, taninos).

O cultivo da videira

Existem diferentes espécies de videiras. A Vitis vinifera fornece os vinhos mais finos, enquanto a Vitis labrusca, a Vitis ripari e outras variedades mais rústicas da própria Vitis vinifera são utilizadas para a elaboração de vinhos comuns. Existe uma combinação de solo e clima ideal para cada cultivo, denominada terroir, sem a qual dificilmente se obterão os melhores resultados.

Alguns vinhos resultam da mistura de uvas diferentes, sendo denominados vinhos genéricos ou de corte. Outros são elaborados a partir de uma única variedade, sendo denominados varietais. Esta categoria inclui nomes como Pinot Noir, Chardonnay e Pinot Blanc (vinhos de Borgonha), Cabernet-Sauvignon (vinhos de Bordeaux), Sangiovese (vinhos de Chianti) e Zinfendel (vinhos da Califórnia). Observe-se que, dependendo do processo utilizado para a elaboração do vinho, a partir de uma variedade de uva como a Pinot Noir poderão ser obtidos vinhos tão diferentes como um Borgonha ou um Champanhe.

Em 2007, um grupo franco-italiano completou o mapa do genoma da Vitis vinifera, variedade Pinot Noir. A informação abrange mais de 30.000 genes, muitos dos quais respondem pelos aromas e sabores dos vinhos e outros regulam a quantidade de resveratrol, uma molécula que diminui os níveis de colesterol.

Os estudos genômicos abrem numerosas perspectivas para os viticultores. Uma aplicação importante é o monitoramento da maduração da fruta, mediante arrays de marcadores moleculares, possibilitando a escolha do momento adequado para a vindima.

O cultivo da videira é uma tarefa complexa que exige tratamentos, enxertos e podas. Os viticultores praticam a multiplicação vegetativa das videiras, o que garante uma qualidade constante, mas aumenta a susceptibilidade da plantação aos patógenos. Espera-se que os estudos genômicos permitam identificar e selecionar genes de resistência a algumas enfermidades.


74

Figura 15.2: A vinificação

Uva tinta Uva branca

Desengaçamento e esmagamento Desengaçamento e esmagamento

Maceração

Inoculação

Inoculação

Fermentação alcoólica


Fermentação malolática

Clarificação

Clarificação

Envelhecimento

Engarrafamento

Vinho tinto

Engarrafamento

Vinho branco

Vinificação em tinto

O mosto obtido por esmagamento da uva tinta

passa para a cuba de fermentação, uma vez corrigidas a acidez e a quantidade de açúcar.

Depois da primeira fermentação (fermentação alcoólica), separa-se, por trasfega, o mosto da

borra. Inicia-se a segunda fermentação (fermentação malolática). Depois de clarificado, o

vinho deve aguardar dois anos até estabilizar e ser engarrafado. Os

vinhos rosados ou rosés são obtidos seguindo um procedimento

semelhante, mas deixando macerar durante menos tempo o mosto com

as cascas de uva. Também é possível consegui-los misturando

vinhos brancos e tintos.

Vinificação em branco

O mosto é obtido por esmagamento de uva branca

ou de uva tinta sem casca, sem permitir a maceração. Salvo em alguns vinhos brancos de

Borgonha, evita-se a fermentação malolática. Os vinhos espumantes (Champagne, Cava, Prosecco)

passam por uma segunda fermentação alcoólica na garrafa.


75

A transferência de genes de resistência de uma variedade a outra é vista com muita desconfiança pelos produtores, porque o rótulo de varietal é parte da estratégia de vendas dos vinhos de qualidade. Contudo, alguns produtores considerariam aceitável a transferência de genes de videiras rústicas para plantas de elite, com o objetivo de melhorar a produção.

Com a entrada no mercado internacional de países menos apegados às tradições (Estados Unidos, Chile, Argentina, Brasil, África do Sul, Austrália etc.), pode ser que as novas tecnologias genômicas se apliquem na produção de plantas resistentes a doenças e pragas.

O rol da levedura na vinificação

As propriedades organolépticas dos vinhos dependem basicamente da cultivar escolhida, mas as enzimas da uva e as atividades metabólicas microbianas também cumprem um papel importante.

A transformação do mosto em vinho envolve inúmeras reações químicas desenvolvidas por leveduras e bactérias lácticas. Com o mapeamento do genoma de ambos os microrganismos e a construção de microarrays adequados, estas reações poderão vir a ser bem conhecidas e controladas.

Existe a tendência, na indústria moderna, de substituir as leveduras selvagens por leveduras enológicas selecionadas. Contudo, alguns produtores consideram que estas últimas massificam a qualidade do vinho, preferindo utilizar as leveduras nativas e obter assim um produto original qualitativamente diferente dos outros. Bancos de leveduras nativas facilitam a preservação da biodiversidade.

Recentemente, duas linhagens de leveduras geneticamente modificadas fizeram sua entrada na indústria de vinhos dos Estados Unidos e Canadá. Trata-se da levedura ML01, que realiza ambas as fermentações (alcoólica e malolática), evitando a produção de histaminas, e da levedura ECMo01 que degrada a ureia, impedindo a formação de uma substância carcinogênica.

A CERVEJA

As bebidas fermentadas representam uma opção saudável na falta de água ou no caso de estar contaminada. Todos os povos elaboraram alguma a partir dos elementos de seu entorno, sejam estes grãos, frutas, raízes, caules ou folhas.

Em 4000 a.C, os habitantes das margens dos rios Tigre e Eufrates (Mesopotâmia) preparavam 20 variedades de cerveja a partir de um procedimento bem simples. Esmigalhava-se o pão de cevada em um recipiente com água açucarada e, uma vez concluída a fermentação, a bebida era filtrada e transvasada a outro recipiente.

Os procedimentos melhoraram a partir do século VII, quando os frades introduziram algumas inovações como incluir diferentes tipos de ervas, uma prática que no século XI culminou com a adição de lúpulo. No século XIV, a descoberta da técnica de fermentação baixa deu maior estabilidade à bebida. Os trabalhos de Pasteur e o progresso da Microbiologia no século XIX permitiram o desenvolvimento de uma poderosa indústria, cuja produção mundial supera os 1.000 milhões de hectolitros por ano.

A fabricação da cerveja começa com a maltagem, um processo em que os grãos de cevada germinados são secados e moídos. O malte assim obtido contém as enzimas desenvolvidas durante a germinação, capazes de catalisar a transformação do amido em açúcares fermentescíveis (Figura 15.2). Este processo é indispensável, porque não tendo amilases, as leveduras não fermentam o amido.

Na brasagem o malte é misturado com água, possibilitando a digestão do amido por ação enzimática. Mais tarde o mosto é filtrado e fervido, sendo então acrescentadas as flores de lúpulo (Humulus lupulus, da família das Canabináceas) que, além de ter uma ação antisséptica, conferem à bebida seu sabor amargo característico.


76

A maltagem e a brasagem são atividades prévias à fermentação alcoólica, que será conduzida por leveduras (Saccharomyces cerevisiae). Os processos mais tradicionais utilizam leveduras que se acumulam no topo da cuba, originando as cervejas do tipo ale, com menos de 4% de álcool. Contudo, existem outras leveduras que sedimentam no fundo, gerando as cervejas de tipo lager, com mais de 6% de álcool. Uma vez concluída a fermentação do mosto, este recebe os tratamentos finais que consistem em maturação, clarificação, carbonatação, pasteurização e engarrafamento.

No momento, a tecnologia do DNA-recombinante se limita a transformações com genes do mesmo gênero (Saccharomyces), visando conseguir linhagens mais eficientes em relação ao processo fermentativo, adequadas à cevada e ao lúpulo de diferentes regiões do mundo. Até o momento, essas linhagens não são utilizadas comercialmente.

Figura 15.3: As etapas da produção de cerveja.

Cevada

Maltagem: Maceração, germinação,

secagem e moagem do malte.

Malte

Brasagem: Mistura, filtração

e fervura do mosto.

Mosto


Cerveja

Acabamento: Amadurecimento,

pasteurização e engarrafamento.

Comercialização


77

OS QUEIJOS E IOGURTES

A produção de laticínios

As raízes da produção de laticínios remontam ao ano 3000 a.C. (Oriente Médio), quando o homem comprovara que, ao azedar, o leite mudava de consistência e de sabor. O soro podia ser consumido fresco, e a adição de sal ao coágulo o conservava por mais tempo. Em torno de 2.000 a.C., a utilização de estômagos de cabras e de ovelhas como recipientes para o leite permitiu obter queijos mais sólidos e robustos. Mais tarde, os romanos introduziram extratos de plantas como o figo para coagular o leite.

A explicação destes fenômenos é simples. As bactérias que normalmente se encontram no úbere dos animais contaminam o leite, proliferando e formando ácido láctico. Nesse meio ácido, as proteínas precipitam, separando-se do soro. A coagulação também ocorre em presença das enzimas renina e pepsina da mucosa estomacal e da ficina do figo. Hoje, a produção mundial de leite fermentado (iogurte, coalhada, quefir etc.) é de três milhões de toneladas por ano enquanto a de queijos chega a 15 milhões de toneladas por ano (Figura 15.4 A).

Várias espécies bacterianas podem fermentar o leite: Streptococcus thermofilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Streptococcus lactis, Bifidobacterium bifidum etc. A maioria dos produtos vendidos como “leite fermentado” contém um número alto de microrganismos vivos; sendo consumidos como probióticos, para prevenir o desenvolvimento de outros microrganismos indesejáveis ou patogênicos no tubo digestivo.

Todos os queijos passam por três etapas: a coagulação, o dessoramento e a maturação (Figura 15.4 B). No entanto, a tecnologia de produção de queijos permite uma série de variações que se traduz em mais de 400 tipos diferentes. Algumas dessas variações são a origem do leite (vaca, cabra, ovelha, búfalo), o agente da coagulação (calor, enzimas, bactérias lácticas ou ambas), a umidade e consistência (mole, semiduro, duro e muito duro) e a maturação. Muitos países aceitam 35 variedades definidas por regras internacionais.

Figura 15.4: A produção de laticínios.

A. Iogurte tradicional e iogurte batido. As variações dependem de acréscimos (açúcar, frutas etc.) e de

modificações de consistência (cremoso, firme, batido).

Leite + leite em pó (+ açúcar)

Pasteurização

Inoculação com lactobacilos

Preenchimento das embalagens

Fermentação Fermentação

Resfriamento Agitação (+ adição de frutas)

Preenchimento das embalagens

Iogurte tradicional Iogurte batido

Comercialização Comercialização


78

B. Queijo. Os agentes biológicos intervêm nas etapas de coagulação e maturação.

Leite

Pasteurização

Inoculação com lactobacilos, coalho ou enzimas e adição de CaCl2

Fermentação

Coagulação

Dessoramento

Enformagem, prensagem, viragem e salga

Inoculação com fungos e/ou bactérias

Maturação

Embalagem e comercialização

O rol de microrganismos e enzimas

A produção de queijos envolve a acidificação do meio pelas bactérias lácticas, geralmente Lactococcus lactis e Streptococcus thermophilus. O coalho, uma substância extraída do estômago de bezerros, foi utilizado como agente da coagulação enzimática durante séculos, mas sua obtenção ficou cada vez mais cara e difícil.

Para estabilizar a produção e satisfazer a maior demanda pelos produtos lácteos, usou-se transferir o gene da renina a uma bactéria (Escherichia coli) e, mais tarde, a uma levedura (Kluyveromyces) e um mofo (Aspergillus). Além da enzima produzida (quimosina) ser mais pura que a renina, os suplementos são constantes, aumentando a eficiência da produção de laticínios e diminuindo os custos.

O melhoramento de bactérias lácticas visa a obtenção de linhagens mais estáveis, resistentes aos vírus bacteriófagos e produtoras de bacteriocinas, que são substâncias com atividade antimicrobiana. Também linhagens capazes de liberar mais rapidamente suas enzimas poderiam acelerar o processo de formação de aromas. Com o mapeamento do genoma, espera-se uma intensificação das pesquisas nessa direção.

O desenvolvimento de bactérias e fungos durante a maturação confere suas características típicas a alguns queijos como, por exemplo, a presença de olhaduras produzidas por Propionabacterium no Gruyère, ou de um manto branco de Penicillium no Camembert e no Brie ou, ainda, as estrias azuis de Penicillium no Gorgonzola ou no Roquefort.


79

A PROTEÍNA DE CÉLULA ÚNICA

Em um sentido amplo, o termo SCP (do inglês single cell protein) se refere à proteína bruta ou refinada originada pelo crescimento de bactérias, algas, fungos ou mofos. De fato, os microrganismos são muito mais produtivos que os animais de criação. Enquanto uma vaca produz 200 g de proteína por dia, os microrganismos, teoricamente, podem produzir 25 toneladas, no mesmo tempo e em condições ideais.

Nas décadas de 1960 e 1970, especulava-se com a utilização de derivados do petróleo como matéria-prima para o crescimento microbiano, mas com a crise dos anos 1980, a ideia de um “bife de petróleo” foi abandonada. Atualmente utilizam-se como substrato os excedentes e os restos agrícolas ou industriais, e a maioria dos processos visa o enriquecimento de rações animais.

A introdução de proteína microbiana na alimentação humana demanda um processo extra de purificação por ter um conteúdo de ácido úrico muito alto. Contudo, a empresa Ranks Hovis McDougall (RHM) conseguiu um produto, denominado Quorn, adaptado para a nutrição humana, utilizando o fungo Fusarium graminearum.

Esse alimento apresenta um alto teor proteico (45%), uma composição em aminoácidos parecida com a da carne de vaca, um alto conteúdo de fibras e uma quantidade aceitável de ácidos nucleicos (1%). Por não ter cheiro ou sabor, o produto pode ser utilizado como substituto de peixe, frango ou carne. A semelhança dependeria do comprimento das fibras.

OS ADITIVOS

OS DIVERSOS TIPOS

A adição de algumas substâncias nos alimentos tem diversos objetivos como, por exemplo, conservá-los por mais tempo (antibióticos, ácido acético, ácido láctico, etanol), complementar seu valor nutritivo (vitaminas, aminoácidos) ou mudar a consistência (gomas e enzimas). Os aditivos também são usados para melhorar a cor e o flavor, um termo que abarca o aroma, o sabor e a textura. Apesar da má fama que os acompanha, só uma em 6.000 pessoas apresenta alergia e intolerância aos aditivos, um número baixo, considerando que uma pessoa em 50 é alérgica ou intolerante a algum alimento.

Os principais aditivos utilizados pela indústria de alimentos são os ácidos cítrico e láctico, alguns corantes naturais (-caroteno, riboflavina), flavorizantes (monoglutamato de sódio, extrato de levedura, aromas), gomas espessantes (xantana, gelana, dextrana), antioxidantes (-caroteno), vitaminas (B2, B12, Biotina), enzimas e antibióticos. Alguns desses aditivos são obtidos em culturas de células vegetais. Outros têm uma origem microbiana, sendo utilizadas linhagens de microrganismos geneticamente modificados para sua produção industrial.

Vimos anteriormente o importante rol desempenhado por algumas enzimas na produção de alimentos e bebidas por fermentação. Falta destacar o uso da lactase na elaboração do leite deslactosado, um produto dirigido às pessoas com intolerância à lactose. E da pectinase que, junto com celulases e amilases, facilita a extração do suco de frutas retido na pectina, sendo também utilizada na clarificação do suco.

Finalmente, entre os antibióticos usados para conservar alimentos, citaremos a Nisina (INS234), que inibe o crescimento de bactérias Gram-positivas em queijos, salsichas e produtos cozidos de origem avícola, e também a Natamicina ou Pimaricina (INS235), utilizada como conservante na superfície de produtos cárneos embutidos.


80

OS ADOÇANTES

Outro caso interessante é o dos adoçantes. O aspartame (ácido aspártico e fenilalanina) é consumido para limitar a ingestão de calorias, e o xilitol, para diminuir a incidência de cáries dentárias. Outros, como o xarope de glicose ou de frutose, substituem o açúcar na indústria de alimentos.

A hidrólise ácida ou enzimática (-amilase e glicoamilase) do amido do milho produz xaropes de maltose e de glicose. Já a ação enzimática da lactase sobre o soro das indústrias de laticínios origina um xarope de dextrose (glicose, galactose). Uma vez refinados e concentrados, esses xaropes podem ser usados como ingredientes na elaboração de produtos alimentícios (biscoitos, sorvetes etc.).

O poder adoçante da glicose é menor que o da frutose, mas a transformação enzimática (invertase ou glicose isomerase) transforma uma em outra (Figura 15.5). O resultado é um xarope (42% de frutose, 52% de glicose) que pode ser concentrado por métodos cromatográficos até alcançar um teor de 90% de frutose. A indústria de refrigerantes substitui a sacarose pelo xarope de frutose com uma concentração de 55%, obtido mediante a mistura dos dois tipos.

O processo começou a ser estudado na década de 1960, sendo o custo da glicose-isomerase o principal fator limitante da tecnologia. Com o desenvolvimento das técnicas de imobilização enzimática, o processo tornou-se econômico, possibilitando o uso do amido proveniente de cereais excedentes. Mas por outro lado prejudicou os países produtores de açúcar, que viram diminuir a demanda por este produto.

O descobrimento de um gene microbiano capaz de transformar a sacarose em cadeias curtas de frutose (fructanos), com o mesmo gosto e desprovidas de calorias, indica que novos produtos poderão entrar em breve no mercado de adoçantes.

Figura 15.5: A produção de xarope de frutose.

A hidrólise e a sacarificação do amido produzem glicose; esta é transformada em frutose pela enzima

glicose-isomerase, imobilizada em um biorreator.

Amido de milho, batata ou trigo Amilases e glicoamilases

Hidrólise e sacarificação

Glicose

Isomerização (Invertase imobilizada)

Frutose


81

OS ALIMENTOS BIOFORTIFICADOS

O homem não se alimenta exclusivamente por motivos fisiológicos. A seleção dos alimentos ocorre dentro de uma tradição sociocultural que inclui a noção do que é saudável. O homem tenta escolher os alimentos em função da satisfação sensorial, emocional e afetiva que espera obter, mas o peso das considerações econômicas é decisivo.

Combate-se a fome de uma população dando-lhe acesso aos alimentos. Contudo, a falta total de alimentos é hoje um fenômeno menos frequente que a desnutrição devida à carência de determinados nutrientes na dieta. Descrita magistralmente por Josué de Castro, na década de 1950, essa fome parcial ou fome oculta ainda afeta mais da metade da população mundial, fundamentalmente mulheres e crianças, sendo a causa de diversas doenças.

Segundo a Organização Mundial da Saúde, o ferro, o zinco e a vitamina A são as principais deficiências nutricionais dos países em desenvolvimento. A estratégia tradicional consiste em suplementar os alimentos industrializados com os nutrientes correspondentes. Existem outras possibilidades, tais como a fertilização dos solos e, consequentemente, o enriquecimento das culturas de base.

Contudo, o melhoramento genético parece ser a estratégia mais promissora para aumentar as concentrações de nutrientes nas culturas de base (arroz, milho, trigo, feijão, mandioca e batata-doce).

A engenharia genética pareceria, a priori, a via mais rápida para fortificar os alimentos. Porém, os empecilhos legais encontrados pelo arroz com pró-vitamina A (Golden Rice), que conta com mais de 10 anos pronto sem ter sido comercializado, desestimulam a escolha dessa tecnologia.

Na biofortificação dos cultivos são utilizadas outras tecnologias com base biológica. Nos Bancos de Germoplasma do CGIAR já foram encontradas variedades de feijão com maior conteúdo de ferro, de arroz e trigo com altos níveis de zinco, de mandioca, milho e batata-doce ricos em vitamina A etc. As novas técnicas de análise genética de traços quantitativos e, especialmente, a seleção assistida por marcadores moleculares facilitam o melhoramento genético das culturas de base.

As novas variedades deverão ser altamente produtivas e contar com os nutrientes desejados. Espera-se que contem com a aceitação das populações necessitadas e, também, que os nutrientes sejam assimilados de maneira a melhorar sua condição nutricional.

A biofortificação de alimentos é um programa internacional desenvolvido por HarvestPlus (CGIAR), um consórcio de instituições de pesquisa e agências de desenvolvimento que age especialmente na América Latina e na África. No Brasil, a Embrapa Agroindústria de alimentos participa do programa HarvestPlus, tendo já desenvolvido variedades biofortificadas de feijão e milho. Os primeiros testes estão sendo realizados em Sergipe.

SEGURANÇA ALIMENTAR

Em relação aos alimentos, a noção de segurança está baseada na tradição. Com o

desenvolvimento de uma moderna indústria de alimentos, surgem alguns questionamentos.

Atualmente, linhagens microbianas selecionadas são utilizadas para iniciar as fermentações, como starters. Ao acabar o processo fermentativo, essas linhagens podem permanecer no meio, como os lactobacilos dos iogurtes. Também podem ser eliminadas por calor ou filtração, como as leveduras do pão e da cerveja.

Apesar de ter passado por uma série de processos seletivos que as torna muito diferentes geneticamente das linhagens selvagens, as linhagens starters são bem conhecidas e não representam risco algum para a saúde. Classificadas pelas agências internacionais como GRAS (do inglês, generally recognized as safe) essas linhagens são as únicas permitidas na produção de alimentos.


82

Não existem normas explícitas sobre o que seria um OGM food-grade, isto é, um microrganismo transgênico que possa ser utilizado na indústria de alimentos. Alguns aspetos de biossegurança teriam que ser considerados. Um deles seria evitar ou eliminar qualquer gene de resistência a antibióticos que tivesse sido introduzido como marcador seletivo na transferência gênica. O outro diz respeito aos organismos doadores de genes, esboçando-se diferentes critérios.

Segundo um critério estrito, para poder ser considerado food grade, um OGM deveria conter exclusivamente DNA da mesma espécie, aceitando-se na construção gênica a presença de pequenos fragmentos sintéticos de DNA, sempre que não codifiquem DNA ou RNA. Em outros termos, a tecnologia do DNA-recombinante se aplicaria a microrganismos de diferentes linhagens da mesma espécie.

Atualmente, tem obtido aceitação um critério mais amplo, permitindo a inclusão de DNA de outros microrganismos alimentares, a condição de estes pertencerem ao mesmo grupo de microrganismos que participam no processo. Como, por exemplo, a transferência de genes das bactérias maloláticas para as leveduras da vinificação.

A aceitação de OGMs nos alimentos depende das regulamentações de cada país, bem menos flexíveis na Europa que nos Estados Unidos e no Canadá, onde recentemente fora colocada no mercado uma linhagem de Lactococcus geneticamente modificada e considerada GRAS.

As enzimas cumprem um importante papel em várias das indústrias de alimentos (produção de pães, biscoitos, laticínios, sucos de frutas, bebidas alcoólicas, derivados do amido e de proteínas). Atualmente, mais de 30 enzimas diferentes são utilizadas no processamento de alimentos.

A primeira enzima sintetizada por um microrganismo transgênico foi a quimosina, que é utilizada há anos como substituto da renina de origem animal, na produção de queijos. Hoje, aproximadamente 80% dos queijos são elaborados com quimosina, sendo aceitos pelos consumidores lactovegetarianos.

Os microrganismos utilizados para a síntese de enzimas food-grade são organismos pertencentes à categoria GRAS, bem conhecidos e altamente produtivos, aos quais foram transferidos os genes de interesse mediante engenharia genética. Esses OGMs não estão presentes na preparação final que, depois de purificada, contém exclusivamente a enzima. Essa modalidade produtiva garante à indústria de alimentos várias enzimas seguras e de baixo custo entre proteases, amilases, lipases, lactases, pectinases, glicose-oxidase, invertases etc.

A esse respeito, pareceria haver um consenso amplo, incluindo a Comissão Europeia, que considera que os aditivos (corantes, aromas e flavorizantes) só devem ser rotulados como sendo de origem transgênica se o produto final tiver DNA ou proteína de origem recombinante.

A mais alta autoridade internacional sobre os alimentos é o Codex Alimentarius, uma comissão de FAO/WHO, reconhecida por 169 países. Esta Comissão se encarrega de estabelecer uma metodologia que permite analisar a segurança alimentar em relação aos produtos derivados de microrganismos geneticamente modificados.


CAPÍTULO 16. BIOTECNOLOGIA E ALIMENTOS NOVOS

A ENTRADA DOS TRANSGÊNICOS NA CADEIA ALIMENTAR

Os alimentos industrializados podem conter alguns componentes de origem transgênica (soja, milho) assim como substâncias produzidas por microrganismos geneticamente modificados (enzimas, aditivos etc.). Poucos são os alimentos transgênicos que são consumidos diretamente: o milho e, nos Estados Unidos, a papaia resistente a vírus e algumas variedades de abóbora. Aguarda-se a entrada no mercado do arroz com provitamina A e do salmão de crescimento rápido.

A primeira onda de produtos comercializados internacionalmente esteve limitada a poucas plantas, principalmente milho, soja, algodão e canola, às quais foram transferidos traços como a tolerância a herbicidas e/ou a resistência a insetos e infecções virais. Essas plantas foram aceitas rapidamente pelos produtores agrícolas porque permitiam, principalmente, maior produtividade e menores custos.

Apesar das novas tecnologias terem diminuído as contaminações por fungos, melhorando a qualidade da matéria-prima, os consumidores não perceberam nenhuma vantagem direta. Isso explicaria em parte a resistência aos transgênicos por parte do grande público.

MELHORANDO A CONSERVAÇÃO

Para despertar o interesse do consumidor são necessários produtos com qualidades que o beneficiem diretamente, tais como o aumento no tempo de conservação dos frutos.

O tomate amolece com o tempo, tendo que ser colhido ainda verde e transportado rapidamente até o lugar de comercialização, onde a maturação é induzida com etileno. O fruto poderia permanecer mais tempo na planta, ganhando cor e sabor, se a enzima responsável pelo amolecimento do fruto fosse inativada. Utilizando a tecnologia anti-sense, a Calgene Inc. produziu o tomate FlavSavr, o primeiro alimento resultante da nova biotecnologia, liberado nos Estados Unidos em 1994 e descontinuado pouco tempo depois devido ao seu custo.

Mais tarde, outro tomate de maturação lenta ocupou esse nicho de mercado. Diferentemente do exemplo anterior, este tomate teve uma expansão muito rápida em numerosos países, onde é comercializado com nomes distintos. A tecnologia anti-sense não foi abandonada, sendo aplicada no melhoramento de outros vegetais (brócolis, aipo, cenoura, melão e framboesa).

MELHORANDO AS PROPRIEDADES INDUSTRIAIS

Uma forma de despertar o interesse do consumidor é melhorando algumas das propriedades dos alimentos industriais, tais como óleo de canola e de girassol, com uma composição adequada às frituras, trigo com características especiais para a panificação ou batata com mais amido, que absorve menos gordura ao fritar.

Um caso interessante foi o do tomate com mais pectina, desenvolvido por Zeneca Plant Science a partir de variações genéticas detectadas em cultura de tecidos. Esse tomate era utilizado na preparação de massa ou purê de tomate, com menos consumo de energia e menor necessidade de aditivos (espessantes) que o fruto tradicional.

O produto resultava mais econômico tanto para a indústria como para o consumidor, sendo vendido com bastante aceitação pela rede Sainsbury (Reino Unido), entre 1996 e 1999. No auge da campanha contra os transgênicos, o produto teve que ser retirado do mercado.


84

MELHORANDO AS CARACTERÍSTICAS NUTRICIONAIS

Outra forma de chegar ao consumidor seria mediante produtos com melhores características nutricionais: carne e leite com menos gordura, soja e batata com mais proteína, frutas mais doces, canola com vitamina A, milho com metionina, mandioca e batata sem toxinas, camarão e amendoim sem substâncias alergênicas etc. Também seriam bem-vindos alimentos com melhores propriedades organolépticas, tais como pimentões e melões com mais aroma ou cebolas que não façam chorar.

O consumidor também poderia ser atraído por alimentos com componentes biologicamente ativos, como os antioxidantes do chá verde ou as substâncias capazes de diminuir o colesterol que se encontram no alho e na cebola.

Quais as tecnologias com chances de ser aceitas pelo público, engenharia genética ou melhoramento convencional, assistido por técnicas de biologia molecular?

Um primeiro caso a analisar é o do arroz dourado (Golden Rice). O arroz é uma planta que não produz vitamina A. Na Ásia, onde este constitui a base da alimentação, a deficiência vitamínica mata 6 mil crianças por dia e cega 500 mil por ano. Um grupo de pesquisadores, liderado por Ingo Potrykus, obteve, na Suíça, mediante a transferência de genes do narciso, um arroz com a capacidade de sintetizar o ß-caroteno, que é um precursor da vitamina A.

O projeto contou com subvenções privadas, e várias das grandes corporações cederam as suas patentes. Apesar de estar pronto desde 1999, o arroz dourado ainda não chegou ao mercado, tais os empecilhos legais encontrados em função de sua origem transgênica, que poderão pospor sua distribuição até 2012. Se o Golden Rice tivesse sido obtido por vias convencionais, estaria no mercado desde 2003.

Um segundo caso é o da soja Vistive® (Monsanto), que reúne um traço transferido mediante técnicas de melhoramento convencionais (baixo teor de ácido linolênico) e um traço de origem transgênica (tolerância ao herbicida Roundup Ready). Lançado no mercado norte-americano em 2005, o óleo de soja Vistive representou um passo adiante na prevenção de doenças cardiovasculares e de altos níveis de colesterol. Empresas como Kellog e Cargill o utilizaram logo na preparação de alimentos com melhor qualidade nutricional. Por se tratar de um nicho promissor, outras variedades com alterações no teor de ácidos graxos estão a caminho (Soymega™, com mais Ômega 3).

A FAVOR OU CONTRA?

A favor ou contra? Responder essa pergunta é simplificar excessivamente uma questão complexa. Seja qual for a resposta, ela estará atrelada ao momento histórico que vivemos e às nossas concepções políticas, econômicas e sociais.

Nossa atitude em relação aos transgênicos depende, em grande parte, da visão que cada um de nós tem da natureza. Conforme ela for considerada “fundamentalmente boa” ou “fundamentalmente ruim”, toda modificação que venha da mão do homem será considerada perigosa ou vantajosa. Dependendo da confiança depositada no conhecimento científico e no progresso tecnológico, os novos alimentos serão vistos como produtos interessantes e promissores ou como uma ameaça.

Apesar da subjetividade da questão, alguns dados podem ajudar a compreender a origem da polêmica. Em 1996, culmina na Europa a crise da “vaca louca”. Em 1997, é aprovado na União Europeia o milho resistente à broca de Novartis, cujo marcador era um gene de resistência a ampicilina. Em 1999, estoura na Bélgica o escândalo dos frangos contaminados por dioxinas. A percepção pública foi de insegurança alimentar, possibilitando a formação de uma oposição feroz.

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 17: Biotecnologia e saúde /Vacinas

85

De um lado, encontraram-se as empresas de biotecnologia, ligadas a poderosos conglomerados multinacionais e com interesses econômicos muito bem definidos. Do outro, as redes de distribuição de alimentos (Carrefour, Mark and Spencer), associadas aos ambientalistas (Greenpeace, Friends of Earth) e aos produtores agrícolas (Confédération Paysanne).

Com uma bem sucedida campanha de marketing (“não queremos frankenfood”), as redes de distribuição teriam aproveitado a oportunidade para impulsionar seus próprios produtos e lançar suas próprias marcas.

Fora de qualquer argumentação baseada na ciência, a banalização da discussão acirrou o enfrentamento entre partidários e oponentes dos alimentos transgênicos. Os termos progressista e reacionário foram usados indiscriminadamente por ambos os grupos. O dissenso e a discussão fazem parte das sociedades democráticas. Infelizmente, nessa campanha, queimaram-se laboratórios de pesquisa e campos com cultivos experimentais.

Os fatos são preocupantes, porque nos países ricos (Estados Unidos, Europa) não faltam alimentos, e a escolha de uma tecnologia pode depender de considerações econômicas ou ideológicas, mas, nos países mais pobres, a adoção ou rejeição de uma tecnologia é uma decisão que pode ter gravíssimas consequências para sua população, condenando-a inclusive à fome.

Na Zâmbia (2002) e em Angola (2004), os governos respectivos rejeitaram o milho enviado como ajuda humanitária para alimentar a população, argumentando que era transgênico. Outros países africanos também proibiram a importação de alimentos de origem transgênica (Malaui, Moçambique e Zimbábue).

O QUE O CONSUMIDOR PRECISA SABER

A NOÇÃO DE SEGURANÇA

A noção de segurança alimentar costuma ser bastante flexível. A batata foi vista como um alimento perigoso, quando introduzida na Europa. A pasteurização do leite teve opositores ferrenhos, porque alteraria a qualidade de um alimento saudável. O amendoim é considerado seguro, mas pode não sê-lo se estiver contaminado com fungos. Muitas pessoas são alérgicas ao kiwi, introduzido recentemente no Ocidente. Algumas pessoas continuam ingerindo gorduras em quantidade, mesmo sabendo que são perigosas.

Todos os alimentos de origem transgênica comercializados atualmente foram devidamente analisados e aprovados no país de origem. Milhões de consumidores os consomem há vários anos, entre norte-americanos, canadenses, sul-africanos, brasileiros, argentinos e chineses. E vários Comitês Científicos, Prêmios Nobel, Academias de Ciências e organizações internacionais concluíram que os alimentos geneticamente modificados disponíveis são tão seguros quanto os alimentos tradicionais.

Enfrentando uma intensa propaganda e recebendo opiniões contraditórias, o consumidor sente-se inseguro: Será perigoso? Será a mesma coisa? E se causar alergia? E se simplesmente der errado e acontecer alguma coisa que ninguém previu?

A INGESTÃO DE DNA

A ingestão de DNA, per se, não é perigosa. Este é um componente de nossos alimentos: um tomate tem 7mg de DNA, uma banana, 50 mg e um sanduíche, 60 mg. O DNA é digerido normalmente, junto com os outros componentes dos alimentos. Em relação ao alimento transgênico, calcula-se que uma vaca de 600 kg consumindo uma ração composta por milho geneticamente modificado, ingeriria 600 mg de DNA por dia, dos quais 1,5 mg seria DNA recombinante, o que corresponde a 0,00024% do DNA ingerido diariamente na ração, uma proporção muito baixa.


86

OS MARCADORES DE RESISTÊNCIA A ANTIBIÓTICOS

Não há evidências de transferência in vivo do DNA ingerido ao homem ou a microrganismos no intestino. Porém, os estudos in vitro indicam que, mesmo em uma frequência extremamente baixa, essa transferência poderia ocorrer. Apesar de sabermos que, se uma bactéria tivesse se tornado resistente, sua implantação no tubo digestivo só poderia ocorrer na presença do antibiótico como agente seletivo, a utilização de marcadores de resistência a antibióticos no transgene é um motivo de preocupação (Figura 16.1).

Geralmente, utilizam-se como marcadores antibióticos sem uso clínico e para os quais já se encontrou resistência nas bactérias intestinais, de maneira que a transferência do marcador não mudaria a situação. Considerando que já existe a tecnologia apropriada, a recomendação das agências internacionais é de substituir ou eliminar esse tipo de marcadores.

Figura 16.1: A estrutura de um transgene.

Para garantir a seleção e a expressão da sequência codificadora que será transferida, deve-se construir em redor uma estrutura complexa que, além de um promotor e uma sequência terminal, inclui um gene marcador.

Gene marcador Transgene Sequência terminal

Promotor

A COMPOSIÇÃO QUÍMICA

Em relação aos produtos que já estão comercializados, o alimento modificado e o alimento convencional têm a mesma composição química e o mesmo valor nutritivo. No caso de um alimento geneticamente modificado para sintetizar uma vitamina extra, por exemplo, a situação é diferente e este não pode ser considerado igual ao alimento convencional. Estudos adicionais são necessários.

A PRODUÇÃO DE TOXINAS

Outra preocupação diz respeito à produção eventual de toxinas. Sabe-se que as plantas sintetizam, para sua defesa, substâncias químicas que podem ser tóxicas para o homem ou os animais. Uma delas é a toxina do Bacillus thuringiensis que, por ser prejudicial para os insetos e inócua para o homem, está sendo utilizada sem problemas nas lavouras orgânicas, há mais de 40 anos.

Normalmente, a presença de uma toxina é investigada mediante ensaios biológicos em diversas espécies de animais, alimentados durante um tempo com o produto transgênico. Os ensaios são complementados com estudos de anatomia patológica. A avaliação toxicológica realizada nos alimentos geneticamente modificados já comercializados não detectou efeitos adversos. E, apesar de sua repercussão na mídia, as declarações de Pusztai em 1999 sobre a toxicidade de batatas transgênicas (não comerciais) em ratos não puderam ser confirmadas.


87

A PRODUÇÃO DE ALÉRGENOS

A incidência de alergias alimentares é de 1-2% em adultos e 5% em crianças, sendo provocadas principalmente por trigo, leite de vaca, ovos, peixe, amendoim e soja. As alergias se caracterizam pela hipersensibilidade a uma ou mais proteínas que desencadeiam reações diversas, tais como urticária, vômito ou diarreia.

A transgênese poderá vir a melhorar a qualidade dos alimentos se ela for utilizada como ferramenta para eliminar substâncias sabidamente alergênicas dos alimentos. Mas o temor do consumidor é que o transgene acabe sintetizando alguma proteína capaz de desencadear uma crise alérgica.

Uma mesma proteína pode ser inócua para uma pessoa e alergênica para outra, sendo impossível prever o efeito que ela terá em uma terceira. Entretanto, sabendo que alguns alimentos são mais alergênicos que outros, deve-se ter cuidado em relação à origem do transgene.

Um exemplo clássico citado frequentemente é o da transferência à soja de um gene da castanha-do-pará, com o objetivo de melhorar suas qualidades nutritivas. Vale a pena assinalar que, frente à possibilidade de induzir reações alérgicas em pessoas sensíveis à castanha-do-pará, o projeto foi descontinuado sem que essa soja saísse do laboratório.

É sabido que o risco de uma proteína ser alergênica aumenta se esta apresentar determinadas sequências de aminoácidos, se ela se degradar lentamente no tubo digestivo ou se permanecer estável durante o processamento industrial. Estas características são passíveis de estudos, havendo diretrizes internacionalmente aceitas para a avaliação de alergenicidade. Complementa-se a informação mediante análises laboratoriais com os anticorpos de pessoas sensibilizadas e, também, mediante testes em animais capazes de desenvolver alergias aos mesmos tipos de alimentos que os seres humanos.

O risco de alergenicidade dos alimentos transgênicos comercializados até agora não é maior que o dos alimentos convencionais. Observe-se que esses alimentos passaram por testes que nunca foram aplicados no arroz, no milho, na batata ou no kiwi, uma fruta introduzida recentemente no Ocidente e que se asseverou ser altamente alergênica.

Em relação ao escândalo do milho Star Link, que fora liberado nos Estados Unidos para compor rações animais e contaminara tortillas e tacos destinados ao consumo humano, nenhuma das denúncias de alergia à proteína correspondente fora confirmada. No entanto, restou uma lição bem clara em relação à biossegurança: não se pode liberar um cultivo para ração se este for inadequado para seres humanos.

A UTILIZAÇÃO DE UM PROMOTOR VIRAL (CaMV)

Na construção de um transgene, as sequências promotoras são colocadas para determinar quando, onde e como irá se expressar a proteína codificada. Alguns autores manifestaram sua preocupação com a utilização do promotor do vírus do mosaico da couve-flor (CaMV), considerando que sua transferência horizontal de uma planta transgênica ao homem, no aparelho digestório, poderia ativar outros genes não virais (oncogenes).

Essa preocupação não teria maiores fundamentos, dado que o promotor CaMV é detectado em 14 a 25% da produção de canola, de couve-flor e de repolho, sendo ingerido pelo homem em quantidades consideráveis faz décadas e sem nenhum efeito reconhecido.

OUTROS EFEITOS

A inserção de várias cópias gênicas em diferentes lugares do genoma poderia gerar a ativação ou desativação de outros genes, gerando no organismo geneticamente modificado algum tipo de alteração que não fora previsto.

Até agora, não fora registrado nenhum efeito deste tipo nos produtos comercializados, e a tecnologia de microarrays permite excluir essa possibilidade.


88

COMO GARANTIR A SEGURANÇA ALIMENTAR?

O PRINCÍPIO DE EQUIVALÊNCIA SUBSTANCIAL

Antes de comercializar um alimento transgênico, avaliam-se os riscos que este apresenta para os seres humanos, os animais e o ambiente.

Assim como não há cidade segura, há cidades mais seguras que outras. O conceito de segurança se estabelece sempre em relação a algum marco de referência. Quando se trata de segurança alimentar, o referencial é o alimento já conhecido e consumido habitualmente. Por isso, antes de chegar ao mercado, os aditivos, os conservantes e os corantes convencionais novos estão sujeitos à aprovação. Assim como qualquer novo ingrediente de origem biotecnológica.

Um alimento originado por biotecnologia moderna é tão seguro para o consumo quanto um alimento que tenha a mesma composição, as mesmas características nutritivas e um histórico de uso seguro. Esse é o denominado princípio de equivalência substancial, admitido por numerosas organizações internacionais como FAO (Food and Agriculture Organization), WHO (World Health Organization), OECD (Organization for Economic Cooperation and Development), ILSI (International Life Science Institute). O princípio dá toda a importância ao produto final e não à tecnologia aplicada para sua obtenção.

A AVALIAÇÃO DE RISCOS

Não é possível dizer que “todos os alimentos transgênicos são seguros” nem sequer “este alimento transgênico é seguro”. Só podemos afirmar que “os alimentos transgênicos podem ser seguros ou não” e que “determinado alimento transgênico é tão seguro quanto o seu equivalente”. A análise terá que ser feita caso a caso.

Por exemplo, o amido de uma batata resistente a vírus é idêntico ao amido de uma batata qualquer. Porque o amido é um carboidrato purificado, sem DNA nem proteína da planta da qual foi extraído. O mesmo raciocínio pode ser feito em relação ao óleo de canola ou de soja. Já no caso da torta de soja ou da espiga de milho, os genes inseridos sintetizam proteínas e ambos se encontram no produto final, por conseguinte, deve-se analisar se estes podem ter algum efeito no organismo que os ingere.

Todos os parâmetros anteriormente citados terão que ser avaliados: a construção do transgene, os efeitos devidos à presença do transgene (eventualmente, substâncias tóxicas ou alergênicas), o valor nutritivo e, também, os efeitos não previstos devidos à presença do transgene. E como em dois organismos pode-se inserir o mesmo gene em diferentes lugares e de diferentes modos, cada evento deverá ser analisado separadamente.

Essa metodologia, denominada análise de risco de alimentos geneticamente modificados para a saúde humana, garante que o alimento e quaisquer substâncias que resultem da modificação genética, seja tão seguro quanto seu análogo convencional.

A ROTULAGEM DOS ALIMENTOS

Não há no momento um consenso em relação aos rótulos: em alguns países não há nenhuma regulamentação, em outros se adota o rotulado voluntário ou se estabelecem normas rígidas.

Nos Estados Unidos, o sistema está baseado na responsabilidade da indústria e na avaliação de várias agências federais, cabendo a FDA (US Food and Drug Administration) a avaliação da segurança alimentar das novas variedades (vegetais, laticínios, peixes, frutos de mar e aditivos) e à USDA (US Department of Agriculture) a regulação dos produtos cárneos e avícolas além dos testes de campo de todas as plantas geneticamente modificadas. Tendo a responsabilidade pelo uso de pesticidas químicos, corresponde à EPA (Environmental Protection Agency) a aprovação das plantas geneticamente resistentes a pragas.


89

Nos Estados Unidos, aproximadamente 20 das variedades transgênicas cultivadas estão autorizadas para o consumo humano. Não são rotuladas, a menos que o valor nutricional do alimento tenha sido alterado, como no caso do óleo Vistive, ou se tiver sido incorporada alguma substância capaz de produzir alergias. A experiência de mais de uma década de consumo de alimentos transgênicos confirma que estes são equivalentes aos alimentos convencionais. Apesar de alguns grupos ativistas terem manifestado sua oposição aos alimentos transgênicos, isto não tem afetado a estabilidade do sistema de avaliação.

Na Argentina e no México, a rotulagem não é obrigatória.

Na União Europeia, rege o princípio de precaução. Como o que importa é o processo seguido na produção do alimento, a legislação de 2004 manda rotular todos os produtos de origem transgênica destinados à alimentação humana ou animal. A regulamentação é extensiva a cantinas e restaurantes. Também é obrigatório o rótulo nos alimentos que contenham mais de 0,9% de material geneticamente modificado, incluindo rações, óleos vegetais, sementes etc.

Por outro lado, a legislação europeia considera que, sendo auxiliares de transformação, não há necessidade de rotular alimentos e bebidas preparados com substâncias produzidas por OGM, se estes ou seus resíduos não estiverem presentes no produto final. Tampouco são rotulados os produtos provenientes de animais alimentados com rações transgênicas (carne, leite, ovos) nem o mel de abelhas alimentadas com néctar de flores de plantas transgênicas.

O objetivo destas medidas é garantir a escolha do consumidor e a rastreabilidade dos transgenes ao longo da cadeia alimentar. O rótulo indica "este alimento contém organismos geneticamente modificados" ou "produzido a partir de (nome do organismo) geneticamente modificado".

No Brasil, o Decreto 4.680 (24/4/2003) determina que, a partir de abril 2004, todos os produtos com mais de 1% de ingredientes transgênicos sejam rotulados, com um símbolo específico de tamanho maior a 1 cm2, um triângulo com uma letra T inserida dentro (Figura 16.2).

Figura 16.2. O símbolo de transgênico, utilizado no Brasil


90

ROTULO E INFORMAÇÃO

Quando se trata de escolher entre dois alimentos, basta recorrer à nossa percepção sensorial ou, ainda, à nossa experiência pessoal. Nenhuma das duas permite reconhecer a presença de ingredientes transgênicos, ou de origem transgênica, nos alimentos.

Em função da resistência de alguns grupos de consumidores, a rotulagem pareceria a saída mais lógica para informar de maneira honesta, exata e completa sobre os produtos das prateleiras.

Vimos no Capítulo 13 que os produtores de sementes comerciais admitem como aceitável uma contaminação de 1% entre as variedades convencionais. Essa contaminação também é inevitável quando coexistem plantações transgênicas e convencionais. Por conseguinte, o limite de 1% redefine o nível de pureza de um ingrediente de origem vegetal, admitindo-se que todo valor inferior a esse limite pode ser o resultado de uma contaminação acidental.

Sendo assim, o consumidor pode comprar um produto com mais de 1% de ingredientes transgênicos ou um produto convencional cuja composição conta mais de 99% de ingredientes não transgênicos. Em outras palavras, o rótulo não garante ao consumidor a ausência de transgênicos.

Finalmente, cabe refletir sobre o significado de um rótulo para a maioria dos consumidores, e se a escolha entre um produto e outro não dependerá essencialmente do preço e do marketing. Somente o processo educativo pode dar à população os elementos básicos para formar uma opinião informada e responsável e fazer suas escolhas.

O RASTREAMENTO DE UM TRANSGENE

Em um mundo globalizado, a variedade de regulamentos e de modalidades de rotulagem é um fator de complicação das transações comerciais, em que a qualidade de um produto pode ter que ser definida em relação à presença ou ausência de um transgene.

A aceitação dos transgênicos varia de um país para outro e, também, entre diversos grupos de consumidores. Por isso é importante contar com formas de rastreamento como a técnica da PCR (reação em cadeia da polimerase), que pode ser aplicada em diferentes modalidades:

o Testes qualitativos, para reconhecer a presença ou ausência do transgene.

o Testes semiquantitativos, em que a presença ou ausência do transgene é determinada em função de um limite como 1%, por exemplo.

o Testes quantitativos, que fornecem informação sobre a quantidade do transgene por comparação com amostras de referência com concentrações conhecidas. A técnica permite identificar DNA exógeno em uma quantidade de 0,1% (1 grama em 1 quilograma), mas algumas variantes extremamente sensíveis reconhecem a presença de 0,001% do transgene.

Observe-se que, para aplicar estes testes, se precisa de informação sobre as sequências do transgene. Uma forma de simplificá-los seria a inclusão em todas as construções genéticas de uma sequência conhecida. Esta funcionaria como uma etiqueta molecular, facilitando a identificação de qualquer transgene.

Por outro lado, nem sempre a PCR é informativa. Em amostras de grãos ou alimentos processados, o DNA pode estar quase totalmente degradado. Nesse caso, é necessário saber quais as transformações que o produto sofreu e estabelecer protocolos adequados. Existem métodos imunológicos (Western Blot, ELISA) que permitem detectar a proteína sintetizada pelo transgene e eventualmente estimar a quantidade presente. Contudo, o custo de todos esses testes é alto e será pago pelo consumidor.


CAPÍTULO 17. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE / VACINAS

AS DOENÇAS INFECCIOSAS

O cultivo de plantas e a domesticação de animais aumentaram a disponibilidade de alimentos e, como consequência, a densidade das populações humanas e sua sedentarização. Essas condições possibilitaram a passagem de germes dos animais domesticados ao homem, originando doenças como a varíola, o sarampo e a gripe.

No século XIX, mais de 80% das crianças morriam de doença antes dos 10 anos de idade. Hoje, na maioria dos países, elas estão protegidas por programas de vacinação sistemática que as imunizam contra tuberculose, hepatite B, poliomielite, difteria, tétano, coqueluche, meningite, sarampo, rubéola, caxumba e infecções por rotavírus e pneumococos.

Uma vacina é um produto destinado a estimular o sistema imune de maneira a prevenir ou controlar uma infecção. A vacinação chega às crianças e aos grupos de pessoas sujeitos a maiores riscos, como as mulheres (sarampo e rubéola), os maiores de 60 anos (gripe, pneumonias) e os profissionais de saúde (hepatite B, antraz). Também resguarda os residentes em determinadas áreas e os viajantes (febre amarela).

Por outro lado, a vacinação dos animais resulta duplamente eficiente, porque além de protegê-los da doença, quebra o elo de transmissão ao homem. Pode-se dizer que nos duzentos anos que nos separam de Jenner, o descobridor da primeira vacina antivariólica, temos alcançado o sucesso na prevenção de um bom número de doenças infecciosas.

A melhora das condições econômicas de uma população repercute na saúde da mesma e, inversamente, diminuindo a doença e suas sequelas de invalidez ou morte prematura, dá-se às pessoas a possibilidade de melhorar suas condições de vida. O custo de implantação de um sistema de vacinações é baixo, porque a proteção atinge não só a pessoa que as recebe como os que entram em contato com ela.

Em uma variante do velho ditado “prevenir é melhor que curar”, segundo a WHO (Organização Mundial da Saúde; do inglês, World Health Organization), o maior impacto na área de saúde se consegue com água limpa e vacinas. Lamentavelmente, ainda morrem anualmente dois milhões de crianças de doenças para as quais temos vacinas que não chegam até elas, devido aos conflitos armados e à dificuldade de acesso aos centros de saúde. E ainda não temos vacinas para doenças como o dengue, a malária ou para o HIV/AIDS.

A AQUISIÇÃO DE IMUNIDADE

Microrganismos infecciosos, suas moléculas e substâncias químicas são antígenos. Também podem se comportar como antígenos as células de um organismo transplantadas a outro e materiais como o pólen, pelos de animais e alguns alimentos nas pessoas sensibilizadas.

No primeiro contato com um antígeno estranho, o organismo reage com uma resposta imunológica primária de intensidade baixa e curta duração, acompanhada de alguns sintomas como febre, dor de cabeça, erupção cutânea. Essa primeira resposta está acompanhada da aquisição de uma memória imunológica que facilitará a eliminação do antígeno estranho. A resposta secundária envolve numerosas células e moléculas e se caracteriza por ser rápida, intensa e duradoura (Figura 17.1).


92

Figura 17.1. A resposta primária e secundária do organismo.

Todo patógeno ou antígeno estranho que penetre no organismo é detectado pelo sistema imune. A resposta ao antígeno envolve uma ação humoral e uma ação mediada por células, ambas coordenadas por diversos componentes do sistema imunológico.

Essas duas formas de ação estão relacionadas com o tipo de ataque do patógeno: o pneumococo se multiplica nos pulmões, o bacilo do tétano produz uma toxina letal, o bacilo de Koch e todos os vírus parasitam as células.

No caso de uma bactéria ou de uma toxina, os anticorpos específicos produzidos pelos linfócitos B reconhecem os microrganismos ou toxinas circulantes, dando início a sua destruição. Os vírus e algumas bactérias demandam outro tipo de ação, porque, ao invadir as células, ficam protegidos dos anticorpos. Ao expor na superfície celular uma combinação de suas proteínas com algumas proteínas do invasor, a célula infectada será reconhecida e destruída pelos linfócitos T matadores (também chamados Tc, do inglês T citotoxic).

Tanto a ação humoral como a ação mediada por células dependem da participação dos linfócitos auxiliadores Ta, também chamados Th (do inglês, T helpers), capazes de reconhecer o antígeno e produzir moléculas que estimulem a proliferação das células B e T.

Uma vez finalizada a resposta primária, algumas células de memória (B, T) permanecerão no sistema. Deve-se à memória imunológica a aceleração dos mecanismos de defesa em ocasião de um segundo contato com o antígeno (Figura 17.2).

Intensidade

da resposta

imune

1 2 3 4 5 6 7

8 Pr

Primeiro contato

com o patógeno

(antígeno)

Segundo contato

com o patógeno

(antígeno)

Semanas


93

Figura 17.2. A memória imunológica.

OS DIFERENTES TIPOS DE VACINAS

Uma vacina é um produto destinado a treinar o sistema imune no reconhecimento de determinado patógeno, de maneira tal que este não possa desencadear uma infecção ou uma doença. As vacinas estimulam a imunidade humoral, a imunidade mediada por células ou, preferentemente, ambas ao mesmo tempo.

A vacinação estabelece o primeiro contato do organismo com um patógeno que está incapacitado para causar a doença, conservando sua identidade molecular e a capacidade de induzir uma resposta imune. Ativam-se assim os mecanismos de defesa, em previsão de um segundo contato, desta vez com o patógeno original (Figura 17.2).

A PRIMEIRA GERAÇÃO

As primeiras vacinas, também denominadas vacinas de primeira geração, são vacinas que incluem patógenos vivos atenuados, patógenos mortos ou antígenos acelulares.

As vacinas de patógenos vivos atenuados

Nas vacinas de patógenos vivos, os microrganismos são atenuados mediante passagens sucessivas em diversos meios de cultivo e/ou por tratamentos físicos em diferentes condições de temperatura, pressão e pH. O procedimento permite selecionar mutantes que conservem a capacidade de induzir uma resposta imune, apesar de ter perdido a patogenicidade.

Estas vacinas induzem uma resposta imune intensa e duradoura que envolve ambas as vias, a humoral e a celular. Salvo em caso de imunização por via oral, basta uma única dose para obter a imunidade desejada.

Apesar de mais eficientes, estas vacinas apresentam alguns inconvenientes. Além de serem inadequadas para as pessoas imunodeprimidas, existe o risco de uma forma atenuada reverter para uma forma ativa. Outra desvantagem é a necessidade de manter uma cadeia de frio para conservá-las refrigeradas.

Estas vacinas são utilizadas na prevenção de doenças de origem viral, como a febre amarela, o sarampo, a rubéola, a caxumba e a poliomielite (Sabin ou OPV, do inglês oral polyomyelitevaccine). A vacina contra a tuberculose é a única preparada com uma bactéria viva, o bacilo de Calmette-Guérin ou BCG.

Linfócitos T citotóxicos Linfócitos T auxiliadores Linfócitos B

Antígeno

Detectado por células que ativam os

diferentes tipos de linfócitos

Neutralizam ou marcam o antígeno dando início a sua eliminação

Síntese

de anticorpos

Eliminam as células infectadas

Células de memória


94

As vacinas de patógenos mortos e toxoides

Estas vacinas incluem microrganismos mortos ou toxinas inativadas (toxoides) por procedimentos físicos ou químicos. Conferem uma resposta imune de tipo humoral pouco intensa ou duradoura, pelo que se devem administrar várias doses e, mais tarde, manter a imunidade com doses de reforço. Requerem, também, a introdução de substâncias coadjuvantes para estimular a resposta imune.

Apesar de ser estáveis e não depender da cadeia do frio, estas vacinas devem ser modificadas frequentemente para se adaptar aos sorotipos microbianos patogênicos que são muito variáveis. Além de vacinas de toxoides contra a difteria e o tétano, existem vacinas de microrganismos mortos contra a cólera, a gripe, a hepatite A, a peste, a poliomielite (vacina Salk) e a raiva.

As vacinas de subunidades de antígenos

Nestas vacinas se colocam, em vez do microrganismo todo, só as frações da superfície celular capazes de induzir a resposta imune. Demandam um longo trabalho de pesquisa prévia para determinar quais os melhores antígenos (subunidades) que deverão ser incluídos na vacina e precisam de substâncias coadjuvantes para estimular a imunidade.

Por não levar mais que fragmentos do microrganismo, estas vacinas não apresentam os riscos das vacinas de microrganismos vivos e independem da cadeia do frio. Existem vacinas de subunidades contra a influenza ou gripe, a doença de Lyme, a hepatite B, a coqueluche e a pneumonia.

A SEGUNDA GERAÇÃO

A engenharia genética revolucionou o campo das vacinas de primeira geração, substituindo muitas delas por outras que envolvem modificações do genoma. A inativação dos microrganismos por deleção de genes relacionados com determinados processos metabólicos básicos, por exemplo, é uma forma mais segura de impedir a reversão a uma forma ativa.

As vacinas recombinantes

A tecnologia do DNA-recombinante deu também um grande impulso à produção de vacinas de subunidades ao possibilitar a produção do antígeno por um microrganismo transformado que possa ser cultivado sem riscos em um fermentador (Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Picchia pastoris).

O primeiro êxito alcançado foi com a vacina contra a hepatite B (Figura 17.3). Encontra-se em fase experimental uma vacina contra o HIV/AIDS, assim como outra contra a malária. Contudo, as vacinas de subunidades recombinantes estão limitadas à produção de antígenos de tipo proteico.

Figura 17.3: A utilização da tecnologia do DNA-recombinante na vacina contra a hepatite B.

Vírus HBV Gene codificador do antígeno de

superfície HBsAg

Levedura transformada

Síntese do antígeno

Vacina

Levedura


95

V. relacionado V. atenuado V. morto Subunidades Recombinante

Doença e

recuperação

Linfócitos (B e T)

Vírus patogénico

As vacinas conjugadas

Alguns microrganismos (pneumococos, meningococos) se protegem com uma cápsula de polissacarídeos que dificulta sua identificação pelo sistema imune ainda imaturo de uma criança. As novas tecnologias possibilitaram a associação de um toxoide às subunidades de polissacarídeo, de maneira a estimular a resposta imune e o reconhecimento dos antígenos capsulares.

Estas vacinas de antígenos conjugados são utilizadas na imunização contra o Haemophilus influenzae B (meningite) e o Streptococcus pneumoniae ou pneumococo. As vacinas contra este último são modificadas frequentemente, adicionando outros antígenos capsulares das mais de 80 linhagens que causam pneumonia em seres humanos.

As vacinas vetorizadas

Outro tipo interessante de vacinas são as vectorizadas, em que o gene codificador do antígeno é transferido a um microrganismo inócuo (bactéria ou vírus). Ao infetar o hospedeiro, o vetor se multiplica e começa a produzir o antígeno, induzindo a resposta imune contra o patógeno. Com uma vacina deste tipo imunizam-se as raposas, atualmente um dos principais elos na transmissão de raiva na Europa.

Em um segundo tipo de vacinas vetorizadas, o vetor não se multiplica no hospedeiro, agindo como seringa molecular para introduzir, na célula, o gene codificador do antígeno. Um vetor deste tipo, por exemplo, é o canarypox, que se multiplica em aves, exclusivamente. As vacinas vetorizadas se encontram em fase experimental, não havendo ainda nenhuma aprovada para uso humano.

Figura 17.4: Os diferentes tipos de vacinas.

Imunidade natural adquirida

Imunidade artificial adquirida

Tipos de vacinas


96

A TERCEIRA GERAÇÃO

A tecnologia mais promissora parece ser a das vacinas genéticas, também denominadas vacinas de DNA nu. Estas consistem de um vetor de expressão com uma construção gênica que inclui o gene codificador do antígeno. Injetado diretamente no músculo, o DNA irá penetrar nas células apresentadoras de antígeno (células dendríticas). Estas migrarão até os órgãos linfoides, onde sintetizarão o antígeno, estimulando uma resposta imune de tipo celular que permitirá imunizar o organismo hospedeiro.

Esta tecnologia deve resolver vários problemas adicionais. Como proteger o DNA, para que não seja degradado ao ser fagocitado pela célula apresentadora do antígeno? Como aplicar a vacina, por biolística ou eletroporação? Como limitar a expressão do gene transfectado às células apresentadoras do antígeno dos tecidos? Persistem ainda algumas dúvidas em relação ao risco do DNA se integrar no genoma da célula transfectada, ativando oncogenes ou desativando genes supressores de tumor.

Esta tecnologia terá uma vantagem fundamental por ser um método genérico que facilita o desenvolvimento e produção de novas vacinas. Estas poderão ser elaboradas substituindo um gene por outro no cassete de expressão gênica, o que diminuiria os custos e o tempo necessário para responder a uma emergência sanitária. Também se poderia conseguir uma supervacina com vários genes codificadores de antígenos, capaz de imunizar o organismo contra várias doenças simultaneamente. Por outro lado, as vacinas de DNA estimulam ambas as respostas, humoral e mediada por células.

Na área veterinária, já foram aprovadas nos Estados Unidos uma vacina de DNA contra o vírus IHNV, causante da necrose hematopoiética em trutas e salmões, e outra contra o vírus do oeste do Nilo, que ataca os equinos. Na área humana, ainda em fase experimental ou em testes clínicos, se encontram em andamento várias vacinas deste tipo contra HIV/AIDS, malária, herpes, tuberculose, hepatite B, influenza, rotavírus etc.

A PRODUÇÃO DE VACINAS

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

Antes de comercializar uma vacina, existem certas etapas que devem ser cumpridas. A primeira, exploratória e pré-clínica, tem uma duração de 3 a 6 anos e se inicia nas bancadas de laboratório com experimentos que utilizam cultivos de células ou de tecidos. Estes estudos permitem selecionar o melhor candidato vacinal. Sua capacidade de imunizar um ser vivo é comprovada em diversos testes com animais de laboratório (camundongos, cobaias ou macacos). Se os resultados forem satisfatórios, o candidato vacinal poderá passar a uma etapa clínica e ser testado em seres humanos.

Os estudos clínicos se iniciam em um grupo de 10 a 100 voluntários adultos, monitorados bem de perto, a fim de verificar a ausência de toxicidade do candidato vacinal e sua capacidade de imunizar um ser humano. Na segunda fase, que inclui de 100 a 3.000 pessoas da população alvo, os testes focalizam as dosagens necessárias para a imunização.

A terceira fase, que envolve de 3.000 a 40.000 pessoas, visa comprovar a eficiência do candidato vacinal em proteger os indivíduos vacinados contra a doença. Nesta fase, compara-se a redução da incidência da doença em uma população vacinada em relação a uma população não vacinada. Também são identificados os efeitos adversos. A duração total dos estudos clínicos é de 6 a 8 anos para as vacinas humanas.

As pesquisas com seres humanos e, por conseguinte, todos os testes clínicos, devem ser desenvolvidos dentro do marco ético elaborado pelo tribunal de Nuremberg, por ocasião do julgamento de vinte médicos condenados como criminosos de guerra, devido aos brutais experimentos realizados com prisioneiros durante a Segunda Guerra Mundial.


97

Segundo o Código de Nuremberg (1949), os experimentos em seres humanos devem visar o bem da sociedade e serem levados a cabo por pessoas cientificamente qualificadas. Os participantes receberão todas as explicações necessárias antes de dar livremente o seu consentimento. As experiências serão a continuação de outras que, realizadas em modelos animais, permitam prever um resultado tal que justifique a inclusão de testes em seres humanos. O sofrimento mental e físico será evitado, e as pessoas receberão proteção em caso de ocorrer algum efeito adverso.

Nos testes clínicos de avaliação de uma nova vacina participam voluntariamente pessoas que são informadas sobre os riscos e benefícios de sua participação. Contudo, há algumas dúvidas sobre a validação do consentimento informado quando os testes são realizados em populações de escassos recursos, com baixos níveis de instrução.

Se os resultados dos estudos clínicos não forem satisfatórios, será necessária a realização de estudos adicionais, chegando, eventualmente, a interromper os estudos clínicos e proceder à escolha de outro candidato vacinal. Contudo, uma vez comprovado que a vacina é segura e eficiente, a indústria farmacêutica poderá solicitar aos órgãos competentes a licença para comercializar o produto. Esta etapa dura de 12 a 18 meses.

A liberação da vacina marca o início do processo de manufatura e da fase de vigilância farmacológica, um monitoramento amplo e rigoroso que coleta toda informação sobre algum efeito adverso que possa ocorrer. Em 1999, por exemplo, uma primeira vacina contra o rotavírus teve que ser retirada do mercado em consequência de alguns casos de intuscepção relacionados com sua aplicação e identificados nesta etapa, a quarta dos estudos clínicos.

Atualmente, vários testes clínicos em seres humanos estão sendo realizados com vacinas contra diferentes doenças, tais como HIV/AIDS, malária, dengue, cólera etc.

As vacinas veterinárias passam pelas mesmas etapas, mas as exigências são menores. É possível simplificar os testes com animais de laboratório e testar o candidato vacinal no animal para o qual é destinado o produto. O número de indivíduos necessários para os testes clínicos também é menor.

ASPECTOS TECNOLÓGICOS

A produção de vacinas é uma tarefa delicada, e todos os cuidados devem ser extremados. Cada lote da vacina deve passar por controles estritos a fim de garantir a qualidade e manter a credibilidade não só da indústria, mas da própria vacinação.

A vacina Salk contra a poliomielite, preparada com vírus inativados, é aplicada correntemente em vários países, sendo considerada hoje uma das vacinas mais seguras. Porém, em 1954, duas semanas depois de liberada, esta induziu 260 casos de pólio, inclusive 10 mortes. O acidente, devido à inativação incompleta de algumas partículas virais, resultou de um problema na fabricação da vacina no Laboratório Cutter (Estados Unidos).

Uma vacina deve reunir várias qualidades, principalmente eficiência, pureza, segurança e baixo custo. O processo industrial varia em função do microrganismo utilizado para a produção de uma vacina, e responde a critérios estritos de qualidade (BPL ou Boas Práticas de Laboratório; BPF ou Boas Práticas de Fabricação). Atualmente, o controle de qualidade ocupa 70% do tempo dedicado à produção de uma vacina.

As bactérias se multiplicam em biorreatores, cujo volume dependerá da produtividade do próprio processo fermentativo e das concentrações obtidas (bactérias, antígenos ou toxinas), assim como do tratamento posterior para a obtenção de antígenos ou de toxoides.

Os vírus, parasitas obrigatórios, precisam de células para se multiplicar. Tradicionalmente, utilizam-se a pele de bezerro e os ovos de galinha, mas a tendência é serem substituídos por culturas celulares, possibilitando o desenvolvimento de vacinas virais para uso humano (poliomielite, sarampo, rubéola, influenza, caxumba, raiva) e veterinário (febre aftosa, raiva, encefalite equina, doença de Mareck e de Newcastle etc.). Do ponto de vista tecnológico, as mais complicadas são as vacinas combinadas.


98

Vacinas antibacterianas podem ser preparadas em grandes quantidades, com equipamento relativamente simples, enquanto as virais precisam de aparelhos sofisticados e, em muitos casos, de um laboratório de cultura de tecidos. As proteínas recombinantes de vírus ou bactérias são produzidas em biorreatores (leveduras) ou em cultivos celulares. Ao processo de extração seguem-se várias operações de purificação por técnicas complexas (ultrafiltração, cromatografia em coluna).

Além do antígeno, na formulação de uma vacina incluem-se outras substâncias: os adjuvantes permitem dosagens menores por serem capazes de estimular a resposta imune, os estabilizantes impedem as alterações devidas ao calor, à luz ou à umidade, os preservantes conservam os frascos com múltiplas doses.

Uma das tendências atuais na administração de vacinas é reduzir o número de doses mediante a imunização simultânea para várias doenças em uma mesma injeção (tríplice viral ou tríplice bacteriana). Também se dá preferência a sistemas que diminuam a necessidade de refrigeração, já que esta contribui com 15% dos custos dos programas de vacinação.

Outras novidades virão da procura de novas formas de aplicação que substituam o uso de seringas, tais como pistolas, géis, adesivos cutâneos, cápsulas, tabletes, inaladores e sprays nasais. Estes últimos começaram a ser utilizados na aplicação de vacinas contra a gripe (FluMist, nos Estados Unidos; NasVax, em Israel). As vacinas orais têm importantes aplicações na área veterinária.

Plantas e animais transgênicos produtores de antígenos poderão revolucionar alguns aspectos da produção de vacinas. Apesar de ser muito sedutora a ideia de termos vacinas “comestíveis” e de poder vacinar as crianças com uma banana em vez de uma injeção, há alguns problemas de segurança que exigem atenção, como, por exemplo, o risco de se misturar bananas-vacina e bananas-alimento, contaminando os alimentos ou dificultando o reconhecimento de um medicamento como tal. Provavelmente, os antígenos serão extraídos e administrados em tabletes ou cápsulas.

Em 2005, Dow AgroSciences registrou nos Estados Unidos uma vacina para a doença de Newcastle em aves, produzida na planta aquática Lemna. Encontra-se em andamento uma nova vacina contra a febre amarela em plantas de tabaco hidropônicas, pela Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) em parceria com instituições dos Estados Unidos.

ASPECTOS ECONÔMICOS

A produção de vacinas é uma atividade menos rentável que a produção de medicamentos. Contudo, a chegada das novas tecnologias com base biológica despertou novamente o interesse do setor farmacêutico. Atualmente, cinco grandes empresas (Sanofi-Pasteur, Merck, GlaxoSmithKline, Wyeth e Novartis) concentram de 80% a 90% do mercado global de vacinas humanas, estimado em US$ 25 bilhões em 2015. O resto está ocupado por 200 a 250 empresas que desenvolvem mais de 600 produtos.

O processo de desenvolvimento de uma nova vacina leva de 14 a 25 anos, a um custo que pode variar entre US$ 300 milhões e US$ 1 bilhão. Alguns produtos, como a vacina antimeningococo Prevnar, atingiram níveis de vendas que superam o bilhão de dólares.

Estima-se que o mercado aumentará significativamente nos próximos anos, em função do crescimento do setor adulto e especialmente das vacinas terapêuticas, que serão analisadas no Capítulo 20. Também aquecerão o mercado produtos novos, tais como as vacinas para a gripe (influenza) e as vacinas que protejam o turista (febre amarela) ou diminuam o abuso de drogas (nicotina).

Em meio a numerosas crises econômicas, vários países latino-americanos (Argentina, Chile, por exemplo) descuidaram de suas estruturas científicas e tecnológicas e passaram a importar as vacinas necessárias para a população. No entanto, e por diferentes motivos, depois de várias décadas de retração na área de produção de vacinas, esta começa a ser considerada novamente uma área estratégica.


99

Para os países em desenvolvimento, o estímulo à produção nacional de vacinas é fundamental como parte das obrigações frente a sua população e, em termos de saúde pública, para manter sua independência nesta área. Trata-se de um setor que não pode ser negligenciado, observando-se indícios sólidos de mobilização para recompor as estruturas produtivas.

Alguns países, como Brasil, China e Índia, contam com instituições de pesquisa e desenvolvimento para a produção de imunobiológicos, sendo frequentes as parcerias com as grandes empresas farmacêuticas. Fundações privadas, como a Bill & Melinda Gates Foundation, fornecem fundos em prol de melhores e novas vacinas que protejam as crianças das doenças. Para organizações internacionais como a WHO (World Health Organization), a vacina é a mais simples das medidas preventivas possíveis na área de saúde.

Nos próximos anos, haverá progressos na preparação das vacinas preventivas e no desenvolvimento de produtos novos, como as vacinas terapêuticas para alguns tipos de câncer ou a doença de Alzheimer. Entretanto, esperam-se vacinas novas ou melhores contra as doenças que afetam um número altíssimo de pessoas, tais como HIV/AIDS, malária, dengue e tuberculose.

UM SETOR ESTRATÉGICO PARA A SOCIEDADE

No Brasil, onde existe uma tradição de um século na produção de imunobiológicos (vacinas, soros, hemoderivados e reativos para diagnóstico), as vendas chegam a US$ 600 milhões por ano, o que representa 3% do mercado da indústria farmacêutica.

Até a década de 1960, muitas vacinas humanas e veterinárias eram fabricadas no país. A perda da autossuficiência criou uma situação crítica quando, em inícios da década de 1980, uma multinacional retirou-se do mercado, deixando a população em risco de ficar sem vacina tríplice, soros antitóxicos e antiofídicos. Evidenciou-se nessa ocasião que a produção de vacinas é um setor estratégico, ao qual a sociedade deve ter o acesso garantido.

O Programa de Autossuficiência Nacional de Imunobiológicos (PASNI) de 1985 reverteu essa situação mediante uma estratégia de substituição das importações que estimulou a modernização das instalações e a incorporação de novas tecnologias nos sete laboratórios oficiais: Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos (Biomanguinhos, Fiocruz, RJ), Instituto Vital Brazil (IVB,RJ), Instituto de Tecnologia do Paraná (Tecpar, PR), Fundação Ezequiel Dias (Funed, MG), Fundação Ataulfo de Paiva (FAP,RJ) e Instituto de Pesquisas Biológicas (IPB, RS). Atualmente, o Instituto Butantan (SP) e BioManguinhos (RJ) produzem 11 tipos de vacinas e respondem por 70% das vacinas distribuídas pelo serviço público (Tabela 17.1).

Tabela 17.1: As principais instituições produtoras de vacinas no Brasil

INSTITUIÇÃO

VACINAS

Instituto Butantan

Dupla, Infantil (difteria e tétano)

Dupla, Adulto (difteria e tétano)

Tríplice (difteria, tétano e coqueluche ou pertussis)

Hepatite B recombinante

Influenza

Laboratório BioManguinhos

Poliomielite

Tríplice viral (sarampo, caxumba e rubéola)

Meningites meningocócicas (A/C, por Haemophilus influenzae, HIB e HIB/DTP)

Febre amarela

Tecpar Antirrábica de uso veterinário e humano (PV-BHK)

Fundação Ataulfo de Paiva Antituberculose (BCG)


100

Várias vacinas estão sendo desenvolvidas nas próprias instituições citadas anteriormente, e também em parcerias entre elas ou com laboratórios estrangeiros (Sanofi Pasteur, GlaxoSmithKline, Instituto Finlay etc.). Algumas das vacinas resultantes desses convênios protegem a população de sarampo, caxumba e rubéola (tríplice viral), influenza, rotavírus, raiva (cultivo do vírus em células Vero) etc.

Os diferentes acordos de cooperação internacional entre os países latino-americanos também terão uma importância fundamental para o desenvolvimento de políticas de saúde pública que garantam à população o acesso às vacinas.

O ROL DAS VACINAS NA ERRADICAÇÃO DA DOENÇA

De um modo geral, as vacinas protegem de 80% a 95% das pessoas imunizadas, e os efeitos adversos que elas podem apresentar ocorrem em frequências muito baixas. O calendário de imunizações depende das autoridades nacionais e, em vários países, a vacinação não é obrigatória.

O impacto das vacinas na morbidade infantil relega ao passado algumas das temíveis doenças que assolaram o século XX (difteria, coqueluche ou pertussis, tétano, poliomielite, meningite, caxumba, sarampo e rubéola). Estima-se que a cooperação entre a indústria, os governos e as entidades não lucrativas poderia salvar 10 milhões de vidas entre 2010 e 2020.

Lamentavelmente, em algumas comunidades subsiste ainda a resistência às vacinas, seja por motivos culturais, religiosos ou políticos. Intromissão na liberdade individual, desafio à vontade divina, degradação dos costumes ou interferência no desenvolvimento nacional são alguns dos argumentos utilizados.

As vacinas têm se mostrado eficientes na erradicação mundial da varíola e na eliminação da poliomielite, pelo menos em vários países. Em relação à gripe, ainda não existe uma vacina capaz de estimular a imunidade para as diversas linhagens. Contudo, dispomos hoje de vacinas para numerosas doenças que afetaram a humanidade durante séculos.

O CASO DA VARÍOLA

A varíola é uma doença eruptiva contagiosa transmitida por um vírus. A incubação dura de 7 a 17 dias; os sintomas principais são febre alta, fadiga e uma erupção de vesículas em todo o corpo. A mortandade é de 30%, e os sobreviventes conservam lesões características.

A varíola teria sido levada até a Índia por mercadores do Egito, onde vitimara o faraó Ramsés V. A doença se alastrou até a China (século I) e o Japão (século VI), retornando mais tarde ao Oriente Médio e alcançando a Europa com os Cruzados (século XI-XII). A varíola não fazia distinção entre camponeses, burgueses ou nobres, cobrando vidas de humildes e poderosos, como o rei da França Luis XV.

Quem adoece uma vez e se recupera, não adoece uma segunda vez. Esta observação deu lugar à primeira tecnologia para combater a varíola. No Oriente (Índia e China, século XI), as pessoas eram inoculadas com pus das vesículas de doentes com uma forma benigna da doença. Ao desenvolver também uma doença benigna, as pessoas inoculadas permaneciam protegidas pelo resto de suas vidas. Apesar de 1% a 2% de essas pessoas terem morrido ao desenvolver a doença em sua forma mais grave, a varíola regrediu entre os povos que praticavam a variolização.

Em 1520, com a chegada ao México de um escravo contaminado, a varíola entrou no continente americano. Por ter convivido com a doença durante vários séculos, os europeus tinham desenvolvido alguma forma de resistência, mas, para as populações ameríndias, o contato com um germe novo levou ao extermínio de 95% de sua população em menos de duzentos anos.


101

A prática da variolização foi introduzida na Inglaterra no início do século XVIII. Anos mais tarde, um inoculador, o médico Edward Jenner, observou que as ordenhadeiras nunca desenvolviam a varíola. Segundo uma crença popular, essa resistência era consequência da contaminação com uma doença inofensiva que se manifesta por pústulas no úbere das vacas.

Em 1796, quando Jenner inoculou a varíola vacum em uma criança e, poucos dias mais tarde, a varíola humana, a criança não adoeceu. A partir desta experiência, surge o método de vacinação que se estendeu rapidamente por toda Europa.

No Brasil, a vacinação foi introduzida em 1840 pelo Barão de Barbacena. Porém, quando, em 1904, sendo Oswaldo Cruz o Diretor Geral de Saúde Pública, o governo decretou a vacinação obrigatória, a resistência se manifestou no Rio de Janeiro sob a forma de motins, estourando uma revolta que obrigou o governo a rever a medida. Em 1908, depois de uma violenta epidemia de varíola (10.000 casos diagnosticados), a população terminou aceitando a vacinação.

Apesar dos surtos terem se espaçado, calcula-se que, no século XX, 300 milhões de pessoas morreram de varíola. Na década de 1970, a Organização Mundial da Saúde substituiu a vacinação em massa por uma campanha de erradicação em anel.

A estratégia consiste em isolar os pacientes cada vez que um caso novo é detectado e vacinar rapidamente todas as pessoas que tiveram algum contato com o doente. Como a vacina tem um efeito muito rápido, os resultados foram extraordinários. Contudo, por ocasião de um surto havido na Iugoslávia (1972) foi necessário complementar as medidas com uma vacinação em massa. O último caso de varíola ocorreu na Somália em 1977.

Em 1978, o escapamento do vírus de um laboratório da Universidade de Birmingham (Reino Unido) causou a morte de duas pessoas. Com a confirmação da erradicação da varíola em 1979, o vírus da varíola começou a ser eliminado dos laboratórios. Dois estoques virais foram conservados preventivamente, um deles no CDC (Center for Disease Control and Prevention, Atlanta, Estados Unidos) e no VECTRO (Instituto para Preparações Virais, Moscou, Rússia). Apesar de estar prevista sua destruição no ano 2000, esta não ocorreu.

A mera possibilidade de um ato de terrorismo é assustadora. Não se pode afirmar que não existe algum estoque de vírus em outro lugar. Em caso de um surto, os médicos teriam dificuldades em diagnosticar uma doença restrita aos livros. A população deixou de ser vacinada em fins da década de 1970, de modo que uma boa parte da população nunca foi imunizada. Sem doses de reforço, o restante pode ter perdido a imunidade. A validade de um pequeno estoque de vacinas que sobrou de décadas atrás está comprometida. Existem contraindicações para a aplicação da vacina em pessoas com eczemas ou imunodeprimidas, que hoje são muito mais frequentes que no início do século XX.

Mesmo tendo erradicado a varíola, precisamos de vacinas antivariólicas eficientes e seguras, formuladas mediante as novas tecnologias. Algumas já se encontram na fase dos estudos clínicos.

O CASO DA POLIOMIELITE

A poliomielite ou paralisia infantil é uma doença causada por um enterovírus que se transmite pela água. O período de incubação é de 4 a 35 dias, e 10% das pessoas infectadas desenvolvem os seguintes sintomas: febre, fadiga, dor de cabeça, vômitos, constipação ou diarreia, rigidez na nuca e dor nas extremidades.

Em aproximadamente 1% dos casos, o vírus da poliomielite passa do intestino para a corrente sanguínea e invade o sistema nervoso central, onde se multiplica destruindo os neurônios motores e causando a paralisia das extremidades. Estas pessoas desenvolvem a forma paralítica da doença, e, nos casos em que o vírus se aloja no bulbo, os pacientes precisam de ajuda mecânica para respirar. A doença pode deixar sequelas motoras permanentes (SPP ou síndrome post-pólio).

Apesar de haver evidências da doença no Antigo Egito, os primeiros surtos epidêmicos ocorreram a fins do século XIX. Em 1908, depois de inocular macacos com o tecido nervoso de um paciente morto, K. Landsteiner confirmou que a poliomielite é uma doença infecciosa.


102

Na primeira metade do século XX, as epidemias de poliomielite deixaram numerosas vítimas, principalmente entre as crianças, mas também entre os adultos como, por exemplo, Franklin Delano Roosevelt, presidente dos Estados Unidos.

Suspeita-se que as melhores condições higiênicas do século XX diminuíram o contato prematuro da população com o vírus. Porém, a exposição na idade escolar de um grupo vulnerável ao vírus teria favorecido a aparição de surtos. Na década de 1950, a doença era aterradora. Havendo um surto, as escolas fechavam e as crianças eram privadas do contato entre elas, permanecendo isoladas até o perigo passar. A notícia de uma vacina teve uma repercussão extraordinária.

Em 1954 começou a ser aplicada a vacina de vírus inativados de Jonas Salk (IPV, do inglês, injetable polio vaccine), que era elaborada com três tipos de poliovírus em rim de macaco, inativando-o posteriormente com formalina. Em 1963, houve uma segunda opção, a vacina de vírus atenuados de Albert Sabin (OPV, do inglês oral polio vaccine). Nos anos posteriores, devido a modificações nos processos produtivos, a eficiência de ambas as vacinas aumentou significativamente.

Ambas apresentam vantagens e desvantagens. Para ser aplicada, a IPV demanda agulhas e seringas estéreis, um procedimento mais caro e complicado que a ingestão por gotas da OPV. Em contrapartida, por ser uma vacina de vírus atenuados, a OPV exige a manutenção da cadeia de frio, o que a IPV dispensa.

Do ponto de vista da eficiência, a OPV confere uma imunidade mais ampla porque abrange a mucosa digestiva, impedindo a entrada do vírus selvagem no organismo e a infecção das células nervosas. Porém, como o vírus atenuado é eliminado nas fezes e permanece no ambiente, a OPV acaba por atingir outras pessoas, afetando os não vacinados e os imunodeprimidos presentes no entorno. Por isso, alguns países preferem a IPV e outros a OPV.

Novas vacinas estão sendo pesquisadas como, por exemplo, uma de tipo recombinante que leva o gene codificador de uma proteína do capsídeo viral, inserido em Escherichia coli. A síntese dessa proteína por uma bactéria, que coloniza normalmente o intestino, possibilitaria a imunização do hospedeiro.

Apesar do sucesso alcançado pela vacinação, a erradicação da doença parece ser bem mais difícil do que o esperado. A pólio subsiste ainda em algumas regiões da África, do subcontinente indiano e do extremo Oriente, onde as campanhas de vacinação são complexas e muitas vezes interrompidas por conflitos bélicos.

Um surto da doença atingiu um grupo que se opõe à vacinação por motivos religiosos, mostrando que o vírus selvagem continua presente no ambiente (Países Baixos, 1992-1993). Em 2000, a pólio reapareceu no Haiti e na República Dominicana. Na ocasião, revelou-se que o vírus atenuado pode reverter a sua forma patogênica, e que, mesmo tendo desaparecido a doença, a vacinação terá que ser mantida. Em 2004, com a aparição de um novo surto de pólio em países do oeste africano, confirmou-se que o objetivo ainda se encontra distante.

O CASO DA INFLUENZA

A influenza ou gripe é uma doença causada pelo vírus da influenza e apresenta os seguintes sintomas: febre, dores musculares, garganta inflamada, fadiga e dor de cabeça.

O material genético do vírus é RNA, que está rodeado por um capsídeo proteico e um envelope derivado da membrana celular do hospedeiro. O RNA confere a seu portador uma enorme variabilidade porque, diferente do DNA, os erros de replicação não são reparados por nenhum mecanismo celular.

Em função das proteínas do capsídeo, os vírus da influenza são classificados em três categorias (A, B e C). As variantes de duas proteínas do envelope, a hemaglutinina (HA) e a neuraminidase (NA) determinam os diferentes subtipos como, por exemplo, H1N1, H5N1 etc.

Os vírus da influenza da categoria A são os mais perigosos porque se multiplicam tanto no homem como em outras espécies (aves, suínos, cachorros, cavalos). Ao pular de uma espécie a outra, o material genético de diferente origem recombina formando vírus com características novas. Para desencadear uma pandemia é necessário que esse vírus infecte o homem e sofra uma mutação que possibilite a transmissão pessoa a pessoa.


103

Ao longo do século XX, várias pandemias de gripe assolaram a terra. Em 1918, um surto de gripe sobreveio na Espanha, de onde se espalhou pelo mundo todo causando a morte de 40 a 70 milhões de pessoas. O vírus H1N1 da gripe espanhola circulou durante várias décadas, embora tenha perdido parte de sua patogenicidade a partir de 1920.

Em 1957, uma segunda pandemia originou-se na China. A gripe asiática, devida ao subtipo H2N2, causou a morte de 2 milhões de pessoas. Poucos anos mais tarde, em 1968, o subtipo H3N2 apareceu em Hong Kong e alastrou-se pelo mundo, deixando 47.000 mortos.

A gripe aviária (subtipo H5N1) surgiu na Ásia, em 1997. Embora a transmissão tenha sempre ocorrido no sentido ave-ave e ave-homem, milhares de aves foram sacrificadas durante os surtos de 2003 e 2004 devido ao temor de uma mutação que possibilitasse a transmissão do homem ao homem.

O H5N1 traz uma limitação em relação aos métodos tradicionais de produção de vacinas, já que estes utilizam embriões de frango. Selecionando a informação genética relevante do vírus e transferindo-a para um vírus de laboratório obtém-se um protótipo viral para a produção da vacina. Este reúne a informação para estimular a resposta imune ao H5N1 e pode crescer em embriões de frango.

A gripe A (subtipo H1N1) ou gripe suína apareceu no México em 2009. Diferentemente das variantes anteriores, esta causou mais vítimas entre os jovens e as mulheres grávidas. A resistência dos mais velhos poderia ser explicada pela circulação do H1N1 até a década de 1950 e depois de 1977.

A existência de medicamentos antivirais contribuiu para o controle da pandemia. Contudo, a rápida mobilização das autoridades nacionais e internacionais, assim como das empresas farmacêuticas, foi decisiva para a obtenção de uma vacina adequada.

Durante esta última pandemia, algumas fraquezas foram expostas. Uma delas é a dificuldade de produzir rapidamente uma vacina em ovos embrionados, porque se estima que sejam necessários 900 milhões para obter 300 milhões de doses da vacina. Em caso de urgência, a produção em cultivos celulares resultaria mais rápida.

Mutação do RNA e recombinação de RNAs de diferente origem são as duas estratégias que explicam a enorme variabilidade do vírus da influenza e justificam a necessidade de mudar continuamente os antígenos da vacina. O candidato vacinal de hoje pode ser inócuo amanhã, sendo difícil prever contra quais antígenos do vírus dirigir a vacina. Por isso, as vacinas contra a gripe são preparadas anualmente, escolhendo as linhagens que se supõe causarão a próxima epidemia.

A AMEAÇA DAS DOENÇAS EMERGENTES

À medida que eliminamos ou controlamos doenças, outras novas emergem e algumas das antigas reaparecem. Os microrganismos adquirem resistência aos medicamentos e a destruição de habitats naturais deixa o homem a mercê de agentes infecciosos com os quais não teve contato prévio. O crescimento da população, as mudanças climáticas, o incremento das viagens internacionais e do comércio, assim como as mudanças comportamentais, são outros fatores determinantes para a dispersão de agentes infecciosos.

A gripe espanhola, a hepatite B, as febres hemorrágicas (Junin, Lassa, Marburg, Ebola etc.), a doença de Lyme, a doença dos Legionários, a AIDS (do inglês, agude immunodeficiency sindrome), a Escherichia coli 0157:H7 contaminante dos alimentos, o vírus do Nilo ocidental, a BSE (encefalopatia espongiforme bovina) e a dengue são alguns dos exemplos de doenças emergentes.

Várias dessas doenças contam com testes diagnósticos, e, para algumas, já temos vacinas (hepatite B, doença de Lyme). Mas, desde a descrição ou a identificação do patógeno correspondente até a produção de uma vacina, passa um tempo considerável.


104

Por enquanto, a mais insidiosa talvez seja a HIV/AIDS, porque destrói a capacidade do sistema imune de responder a infecções oportunistas. Os primeiros casos apareceram em 1981 e se estenderam rapidamente pela população. Estima-se que 3,1 milhões de pessoas morreram e que 5 milhões foram contaminadas em 2002, chegando ao total de 42 milhões de pessoas atingidas.

Aproximadamente 90% das novas contaminações ocorrem nos países em desenvolvimento, especialmente o sul da África e a Ásia. No rasto da HIV/AIDS (e da adição a drogas injetáveis), a tuberculose reaparece com germes resistentes aos medicamentos.

Apesar das medidas preventivas e dos grandes progressos alcançados no tratamento da HIV/AIDS, o ideal seria encontrar uma vacina. As dificuldades são enormes porque, para ativar a resposta imune, devem-se ativar as células T auxiliadoras que a coordenam, e são justamente estas as que o vírus destrói. Como geralmente o vírus penetra no organismo por via anal ou vaginal, permanecendo um tempo na corrente sanguínea antes de invadir as células, a vacina deveria estimular ambas as vias, a humoral e a celular, e se estender às mucosas.

Na luta contra o HIV/AIDS, diversas estratégias são possíveis; uma delas seria impedir a invasão do organismo pelo vírus, a outra, ajudar o organismo a impedir a progressão e/ou a transmissão da doença. A falta de um modelo animal adequado e as frequentes mutações do vírus complicam a tarefa. Embora os resultados obtidos até agora tenham sido decepcionantes, estão sendo realizados os estudos clínicos correspondentes a vacinas de subunidades, de vetores virais recombinantes e de DNA. Talvez nos encontremos um pouco mais perto de controlar a doença.

A primeira epidemia emergente do século XXI é a SARS (do inglês, severe acute respiratory sindrome), uma doença de origem viral que apareceu na China (2003). Transmitida pelo ar, a SARS disseminou-se rapidamente por 30 países, matando 10% a 15% das pessoas afetadas.

Diferente dos vírus da pneumonia ou da influenza, o agente infeccioso da SARS é uma linhagem patogênica de coronavírus. Completado rapidamente o sequenciamento genético, este pareceria ser o resultado de uma recombinação ocorrida naturalmente entre um vírus de ave e outro de camundongo. Espera-se que o progresso tecnológico permita obter uma vacina rapidamente.

O BIOTERRORISMO

Esporos disseminados pelos correios causaram um surto de antraz, logo depois do atentado às torres do World Trade Center (Estados Unidos, setembro de 2001), alertando o mundo sobre a ameaça de bioterrorismo.

Não foi a primeira vez que as armas biológicas foram utilizadas. Os romanos usavam animais mortos para infectar os poços de seus inimigos. Na América (do Sul e do Norte) os colonizadores exterminaram tribos indígenas com cobertores contaminados deixados como presente.

Antes de levantar o sítio à cidadela de Kaffa (Crimeia, 1346), o exército tártaro de Janibeg catapultou para dentro das muralhas os mortos de peste, iniciando uma terrível epidemia que se difundiu na Europa e dizimou a população. Ainda hoje, a peste mata 2.000 pessoas por ano, na África e na Ásia. Em 1941, durante o conflito sino-japonês, o exército do Japão disseminou a peste bubônica no norte da China, em cinco ocasiões.

Estima-se que uma dúzia de países teria armas biológicas de destruição em massa, envolvendo uns 70 agentes infecciosos. Atualmente, ou em curto prazo, existem vacinas para alguns deles (Bacillus anthracis, Clostridium botulinicum, Yersinia pestis, Francisella tulariensis, varíola e hantavírus).

Entretanto, de um ponto de vista científico, sanitário ou financeiro, a vacinação poderia não ser o método de combate mais eficiente. Por isso, boa parte do esforço antiterrorista está sendo orientado atualmente para o melhoramento de diagnósticos e a procura de novos medicamentos antivirais e antibacterianos.


105

Outro motivo de preocupação está na quantidade de informação referente ao genoma de patógenos disponível nos bancos de dados públicos, porque se teme que esse conhecimento possa ser utilizado para elaborar armas biológicas.

Em 2002, um grupo de pesquisadores americanos mostrou que partículas infecciosas sintéticas de poliovírus podem ser obtidas a partir da sequência genômica disponível na Internet.

Esses pesquisadores sintetizaram alguns fragmentos de DNA e encomendaram outros a empresas especializadas. Juntando os pedaços, eles construíram uma molécula de DNA de 7.500 pares de bases. Depois de transcrever a informação e colocar o RNA em um meio com componentes celulares, eles obtiveram partículas virais.

Recentemente, outro grupo de pesquisadores utilizou o mesmo método para sintetizar o vírus da gripe espanhola. O perigo do bioterrorismo não deve ser subestimado.


106


CAPÍTULO 18. BIOTECNOLOGIA E SAÚDE /

TESTES DIAGNÓSTICOS

OS TESTES DIAGNÓSTICOS

O reconhecimento dos sintomas de uma doença exige do médico conhecimento e experiência. O diagnóstico é estabelecido a partir de vários elementos, tais como a história clínica do paciente, a anamnese, os exames físicos e uma bateria de análises e/ou testes laboratoriais.

Solicitados pelo médico para monitorar o estado de saúde do paciente, os testes de rastreio identificam fatores químicos, microbianos ou genéticos que possam causar uma doença ou estar-lhe associados. Constituem uma rotina que varia em função do sexo e da idade do paciente. Os resultados serão avaliados em relação a um conjunto de valores que é considerado o normal, e remetidos ao médico como uma fonte objetiva de informação.

Geralmente realizados em amostras de sangue e de urina, o objetivo desses testes é detectar qualquer disfunção de maneira a induzir mudanças no estilo de vida do paciente e/ou iniciar rapidamente um tratamento. Como exemplos, o hemograma, a análise de urina, o lipidograma e, também, a identificação do antígeno prostático para diagnóstico de câncer etc.

Qualquer negligência em relação à adoção dos testes adequados pode ter consequências graves para a saúde pública. Embora existisse no mercado um teste da empresa Abbott para o diagnóstico de HIV, em 1985 a França postergou o rastreio das doações de sangue, em uma medida protecionista visando favorecer o lançamento de um teste francês. Em poucos meses, 297 pessoas receberam transfusões de sangue contaminado e três ministros de Estado tiveram que comparecer na Justiça para responder pelo escândalo.

Inserida nos setores médico e veterinário, estima-se que a indústria de diagnósticos in vitro terá um volume de vendas global de US$ 60 bilhões em 2014. O setor que cresce mais rapidamente é o de diagnósticos moleculares (doenças infecciosas e cardiovasculares, oncologia e farmacogenética), em função do crescimento dos mercados da América Latina, do Leste Europeu, do Meio Oriente e do Leste Asiático.

AS TENDÊNCIAS ATUAIS

Uma das tendências atuais é centralizar os testes diagnósticos em um ambiente automatizado, de alta tecnologia, onde se integrem os reagentes, os instrumentos analíticos e os produtos acessórios de controle de qualidade. Em consequência, as análises clínicas estão se concentrando em umas poucas empresas, com suficiente poder econômico para desenvolver a tecnologia e adquirir um volume de amostras que justifique a utilização desses sistemas robotizados.

Em outra vertente mercadológica, kits comerciais relativamente simples permitem o diagnóstico de gravidez e o monitoramento de algumas condições crônicas como a diabete, e são vendidos nas farmácias ou via Internet.

A construção de dispositivos miniaturizados de arrays moleculares de proteínas, anticorpos ou ácidos nucleicos estimulou o desenvolvimento de várias plataformas comerciais (Affymetrix, Illumina, Agilent, AppliedBiosystems, Incyte / Stanford etc.). A chegada de materiais e dispositivos construídos em escala nanométrica deverá revolucionar os testes in vitro.

O desenvolvimento da tecnologia microfluídica permitiu a miniaturização de testes diagnósticos em dispositivos que realizam automaticamente as diversas etapas do procedimento.


108

Com os biochips microfluídicos ou lab-on-a-chip (LOC), resultados precisos são obtidos rapidamente no consultório médico, no hospital (emergência, unidade de terapia intensiva) ou em algum lugar isolado, sem precisar recorrer ao laboratório (Figura 18.1). Estima-se que, em 2014, o mercado global dos produtos lab-on-a-chip chegará a US$ 2,1 bilhões.

Figura 18.1: Imagens comerciais de alguns dispositivos miniaturizados utilizados em testes diagnósticos

A: Lab-on-a-chip de Agilent (lab-on-a-chip-loc-243049.jpg em http://www.directindustry.com)

B: Chip de DNA para diagnóstico de Toshiba (http://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/fields/06_t29_e.htm) C: Gene chip de Affymetrix (http://www.pgbeautygroomingscience.com)

O QUE É UM BOM TESTE

As técnicas bioquímicas, imunológicas e genéticas ocupam um lugar preponderante no setor de diagnósticos, porque reúnem várias qualidades (Tabela 18.1). Apesar ser aplicadas também na área ambiental (análise de solos, qualidade da água) e na indústria de alimentos (detecção de contaminantes nos alimentos ou nas matérias-primas), neste capítulo nos limitaremos a analisar sua utilização na área de saúde.

Tabela 18.1: As qualidades de um bom teste de diagnóstico

QUALIDADE DEFINIÇÃO

Sensibilidade Probabilidade de dar um resultado positivo quando a condição está presente

Especificidade Probabilidade de dar um resultado negativo quando a condição não está presente

Exatidão Dar o mesmo valor que o obtido com outro método

Reprodutibilidade Em se tratando de um teste quantitativo, dar sempre o mesmo valor na mesma

amostra.

A B

C

http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://img.directindustry.com/images_di/photo-m2/lab-on-a-chip-loc-243049.jpg&imgrefurl=http://www.directindustry.com/prod/agilent-technologies-life-sciences-and-chemical/labs-on-a-chips-loc-32598-243049.html&usg=__TUtLblgt56GhW3h7z6K_eVy8nqQ=&h=253&w=300&sz=36&hl=pt-BR&start=0&sig2=e3amojjnwOrWu3BPPsa6SQ&zoom=1&tbnid=CGjcOFx4X8_W5M:&tbnh=130&tbnw=153&ei=EpreTe2XMOPv0gHsu6CsCg&prev=/search%3Fq%3DAgilent%2Blab-on%2Ba%2Bchip%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1I7DABR_pt-BR%26biw%3D1024%26bih%3D677%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=743&vpy=213&dur=7740&hovh=202&hovw=240&tx=214&ty=223&page=1&ndsp=22&ved=1t:429,r:11,s:0

http://www.directindustry.com/

http://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/fields/06_t29_e.htm

BIOTECNOLOGIA / Capítulo 18: Biotecnologia e saúde / Testes diagnósticos

109

AS TÉCNICAS COM BASE BIOQUÍMICA

Desde a década de 1970, as técnicas clássicas de identificação microbiana também estão sendo substituídas por sistemas miniaturizados.

Nos sistemas API da empresa Biomérieux, uma alíquota de uma suspensão microbiana é adicionada em minitubos contendo os reagentes necessários para determinar as características fisiológicas do microrganismo em questão. Algumas das reações ocorrem em aerobiose, outras em anaerobiose.

Diversos tipos de galerias conseguem identificar quase todas as bactérias (Gram positivas e Gram negativas) e as leveduras de interesse clínico. Além de ser mais seguros, o sucesso desses dispositivos se deve à redução da quantidade de reagentes, do trabalho laboratorial e dos custos.

Figura 18.2: Imagem comercial de um sistema API de Biomérieux (http://www.biomerieux-usa.com)

AS TÉCNICAS COM BASE IMUNOLÓGICA

Baseadas nas reações de aglutinação e precipitação entre um antígeno e o anticorpo correspondente, as técnicas imunológicas receberam um grande impulso a partir de 1975, com o desenvolvimento da tecnologia de hibridomas. Desde então, o principal avanço está na construção de bibliotecas de bacteriófagos produtores de fragmentos de anticorpos humanos, obtidos por fusão do gene de uma proteína viral com o gene correspondente à região variável de um anticorpo isolado em linfócitos B humanos.

Apesar de complexa, demorada e cara, a tecnologia de hibridomas abastece os laboratórios com reagentes standard, específicos e sensíveis. Associados a moléculas radiativas ou fluorescentes, os anticorpos monoclonais detectam os antígenos específicos em células, tecidos, soros e corridas eletroforéticas (imunofluorescência, radioimunoensaio, Western Blot etc.). São utilizados também para separar diferentes populações celulares (CellSorter) e localizar tumores.

Em outro tipo de testes, os anticorpos se encontram acoplados a enzimas que formam um produto colorido em presença do substrato (ELISA, do inglês Enzyme Linked Immunosorbent Assay). Estes testes não só detectam como quantificam a concentração de anticorpos (infecções, doenças autoimunes) e de antígenos (hormônios, antígenos cancerosos, alérgenos nos alimentos e na poeira caseira, toxinas alimentares, esteroides usados ilicitamente por atletas, drogas como a cocaína e os opiáceos etc.).

Os testes podem ser processados em microplacas de poliestireno com um número variável de pequenas cavidades que cumprem a função de um tubo de ensaio (Figura 18.3).

Estas placas permitem realizar simultaneamente numerosos testes, utilizando uma quantidade mínima de reagentes e automatizando a leitura dos resultados. Os métodos, direto e indireto, dependem da molécula fixada nos poços. (Figura 18.4)

Figura 18.3: Microplaca de poliestireno http://88proof.com/synthetic_biology/blog/archives/439

http://www.biomerieux-usa.com/

http://www.biomerieux-usa.com/

http://88proof.com/synthetic_biology/blog/archives/439


110

Existem também microarrays proteicos em pequenas lâminas, contendo pouco mais de 100 diferentes moléculas, proteínas ou anticorpos em um centímetro quadrado. Diferente dos chips microfluídicos, que separam e processam proteínas, os microarrays proteicos extraem as moléculas-alvo do meio e as fixam, possibilitando sua identificação.

Estes dispositivos são de grande importância nos estudos relativos ao proteoma. Estima-se que, em 2014, o mercado global de microarrays proteicos chegará a US$ 848 milhões.

Figura 18.4: Os métodos direto e indireto de um teste positivo de ELISA

MÉTODO DIRETO

MÉTODO INDIRETO

O anticorpo é fixado na placa de microtitulação.

O antígeno é fixado na placa de microtitulação.

Coloca-se uma amostra de sangue como fonte de antígeno. Este se fixa nos

anticorpos. Retira-se o excesso por lavado.

Coloca-se uma amostra de soro como fonte de anticorpos. Estes se fixam no antígeno.

Retira-se o excesso por lavado.

Acrescentam-se anticorpos ligados a uma

enzima E, que se fixam no antígeno. Retira-se o excesso por lavado.

Acrescentam-se anticorpos específicos para a imunoglobulina humana, ligados a uma enzima E, que se fixam nos anticorpos do soro, fixados previamente no antígeno.

Retira-se o excesso por lavado.

Adiciona-se o substrato da enzima, formando-se um produto colorido P.

Adiciona-se o substrato da enzima, formando-se um produto colorido P.

A cor é proporcional à quantidade de

antígeno no sangue.

A cor é proporcional à quantidade de

anticorpos no soro.


111

AS TÉCNICAS COM BASE GENÉTICA

A utilização das tecnologias genéticas para o diagnóstico clínico se vê favorecida pelo acúmulo de conhecimento sobre o genoma humano.

Os estudos cromossômicos evoluíram notavelmente com a utilização de sondas acopladas a moléculas fluorescentes (SKY, do inglês spectral karyotyping). O computador transforma a imagem microscópica em outra de cores brilhantes bem definidas, facilitando a identificação dos pares cromossômicos e de pequenas translocações (Figura 18.5).

Sondas específicas também possibilitam a localização de sequências gênicas nas células (FISH, do inglês fluorescence in situ hibridization, ASO, do inglês Allele-specific oligonucleotide) e nos fragmentos de ácidos nucleicos, previamente separados por eletroforese em gel (Southern e Northern Blot, Fingerprint).

Figura 18.5: Imagem mostrando a identificação dos 46 pares de cromossomos humanos mediante a técnica de SKY, segundo o National Human Genome Research Institute (http://www.genome.gov).

Contudo, a grande estrela é a reação em cadeia da polimerase ou PCR (do inglês, polymerase chain reaction), uma tecnologia que, por amplificar quantidades ínfimas de DNA, facilita as análises posteriores (Figura 18.6).

Figura 18.6: imagem comercial de um termociclador para a reação em cadeia da polimerase, de Applied Biosystems (http://appliedbiosystems.com).

Na área clínica, a PCR é aplicada na identificação de patógenos e na pesquisa de variações genéticas dos pacientes. Diversas variantes combinadas permitem detectar marcadores específicos e, por exemplo, verificar a desaparição de um clone celular maligno ou determinar se um tratamento oncológico deve ser prolongado.

O monitoramento da reação mediante anticorpos fluorescentes consegue eliminar os estudos complementares de eletroforese, posteriores à amplificação. Assim, obtêm-se os resultados rapidamente “em tempo real”. A versatilidade da técnica tem dado origem a numerosos procedimentos bem diversificados.

Contudo, os maiores avanços vêm da construção de sistemas miniaturizados, os biochips microfluídicos (lab-on-a-chip) e os microarrays e biochips de DNA.

Um biochip microfluídico reúne, em um único dispositivo, as diferentes etapas de um procedimento de diagnóstico complexo: extração da amostra, separação eletroforética, coloração/descoloração e identificação. O lab-on-a-chip demanda uma intervenção humana mínima e dá rapidamente um resultado preciso que pode ser arquivado facilmente.

Um segundo tipo de dispositivo é o microarray, que consta de até 100.000 sondas de DNA por centímetro quadrado, fixadas a uma lâmina. A hibridização dessas sondas com as moléculas de ácidos nucleicos (cDNA) marcados será visualizada por varredura (scanner) como pontos fluorescentes.

Os microarrays são utilizados nos estudos de expressão gênica e para o sequenciamento rápido de oligonucleotídeos. O estudo simultâneo de centenas de genes é um caminho para desvendar as interrelações existentes entre eles e vários aspectos do funcionamento do genoma.

http://www.genome.gov/


112

Esperam-se destes dispositivos grandes avanços no diagnóstico do câncer e das doenças cardíacas e neuropsiquiátricas (Figura 18.7). Também possibilitarão a escolha de tratamentos farmacológicos adequados ao perfil do paciente. Estima-se que, em 2014, o mercado global de microarrays de DNA chegará a US$ 2,7 bilhões.

Figura 18.7: O uso de arrays no diagnóstico de mutações nos genes BRCA1 e BRCA2.

Compara-se o padrão obtido na hibridização dos fragmentos de DNA marcados de uma paciente e os de um controle normal. A hibridização de ambos DNAs, do DNA da paciente ou do DNA do controle com as

sondas, detectada por varredura (scanner), é sinalizada com cores diferentes em uma imagem computadorizada.

Tecido da paciente Tecido controle

Extração de mRNA

Extração de mRNA

Preparação de cDNA (transcriptase reversa)

Preparação de cDNA (transcriptase reversa)

Amplificação do DNA e marcação com substâncias com diferente fluorescência

Amplificação do DNA e marcação com substâncias com diferente fluorescência

Mistura de ambos os cDNAs marcados

Hibridização com as sondas fixadas na placa do microarray e rinsagem

Varredura e leitura

Diagnóstico

Os pontos verdes e vermelhos identificam, respectivamente, os sítios de hibridização de cada um dos DNAs testados. Os pontos amarelos identificam os sítios de hibridização de ambas as amostras, e os pontos pretos os de nenhuma das duas amostras.


113

O DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS INFECCIOSAS

A disseminação de uma doença é detida com o tratamento, posterior ao diagnóstico. Nos países desenvolvidos, assim como em alguns setores dos países em desenvolvimento, os novos testes de diagnóstico se encontram ao alcance da população.

Essa não é a realidade dos países mais pobres, sem acesso a esta tecnologia, que exige material e equipamentos especializados. Nesses países, uma das principais causas de mortalidade continua sendo a alta incidência de doenças infecciosas, entre as quais devemos incluir as emergentes (HIV/AIDS), as re-emergentes (tuberculose) e as pertencentes ao vasto grupo das doenças negligenciadas (malária etc.).

O diagnóstico de HIV está baseado no reconhecimento de uma proteína (p24) do vírus e na presença de anticorpos (ELISA, Western Blot), dois testes que atualmente podem ser combinados em um só. Para chegar a todos, a grande inovação seria a complementação ou substituição dos testes atuais por outros rápidos, que não requeiram uma infraestrutura laboratorial.

Diagnosticada a infecção por HIV, dois testes acompanham sua evolução: a carga viral, medida por PCR quantitativa, e a contagem de células CD4. Dependendo dos resultados, dá-se início ao tratamento. A resistência da linhagem viral aos medicamentos é avaliada mediante testes genéticos.

Em alguns países encontram-se à venda kits para HIV/AIDS. Contudo, a necessidade de apoio psicológico para enfrentar o diagnóstico e a dificuldade para o leigo de lidar com os resultados “falso positivo” ou “falso negativo” limitam muito sua utilização individual. Nas mãos de pessoal treinado, os testes de diagnóstico rápido são uma ferramenta preciosa não só para o diagnóstico de HIV/AIDS como para o de outras doenças de importância epidemiológica, como hepatite, sífilis e malária.

O diagnóstico da tuberculose envolve várias etapas, lentas e trabalhosas. Descobre-se a infecção latente pela reação à tuberculina e diagnostica-se a doença a partir de radiografias, observações microscópicas e cultivos microbianos. Testes mais recentes identificam rapidamente os anticorpos no sangue (ELISA) e o Mycobacterium tuberculosis diretamente no esputo (sondas genéticas). Contudo, a difusão desses testes ainda se encontra limitada pelo custo.

O diagnóstico de malária depende de observações clínicas confirmadas por microscopia, uma técnica que, apesar de ser relativamente econômica, exige pessoal treinado. Apesar da existência de testes genéticos, os testes imunológicos rápidos resultam mais convenientes nas regiões remotas, onde não há laboratórios nem equipamentos apropriados. A um custo menor, estes reconhecem o Plasmodium falciparum, resistente a cloroquina, dentre as espécies que podem causar a doença, facilitando a escolha do tratamento.

Os países emergentes precisam também de testes de diagnóstico adaptados às doenças que os afetam como, por exemplo, a doença de Chagas, a Leischmaniose, a malária, a leptospirose, a dengue, as infecções por rotavírus etc.

Várias empresas latino-americanas desenvolvem tecnologias avançadas e comercializam kits de diagnóstico em vários países (Argentina, Brasil, Chile, Colômbia, Cuba, Venezuela e Uruguai). Alguns produtos são inovadores como, por exemplo, os kits para diagnóstico de hidatidose, de doença celíaca e da doença de Chagas de três empresas argentinas.

A TIPIFICAÇÃO DE TECIDOS

SANGUE

A tipificação das hemácias classifica as pessoas em quatro grupos para os marcadores ABO (A, B, AB e O) e dois para o sistema Rh (Rh+ e Rh-). A caracterização rotineira deste último durante a gravidez permite tomar medidas em caso de incompatibilidade sanguínea mãe-feto.


114

Também é necessária a tipificação dos sistemas ABO e Rh antes de uma transfusão sanguínea. Esta intervenção salva vidas em pacientes que sofreram uma hemorragia (acidente, cirurgia, doenças digestivas etc.) ou que apresentam um quadro de anemia séria (quimioterapia, câncer, doenças hematológicas).

Nem sempre basta a tipificação dos antígenos ABO e RH da superfície das hemácias, porque existem vários outros sistemas de grupos sanguíneos que podem desencadear uma reação grave. Em pacientes que tenham passado por uma gravidez ou uma transfusão prévia, os anticorpos a esses sistemas são pesquisados mediante kits de hemácias específicas. A palavra final corresponde aos testes de compatibilidade, em que se coloca o soro do receptor em presença das hemácias do doador. Indispensáveis na rotina de um banco de sangue, estes testes personalizados são realizados por pessoal médico ou técnico.

Nos centros hospitalares que processam um número alto de amostras de sangue, os testes sorológicos clássicos em tubos de vidro estão sendo substituídos por novas tecnologias, em estações de trabalho automatizadas: Gel Tests para tipificação de hemácias, ACT (do inglês affinity column technology) para identificar subclasses de imunoglobulinas em hemácias sensibilizadas, tecnologia para pesquisa de anticorpos em placas de microtitulação.

OUTROS TECIDOS E ÓRGÃOS

A rejeição de um órgão transplantado de uma pessoa a outra se deve à incompatibilidade entre os respectivos tecidos. Além dos antígenos do grupo sanguíneo (ABO), outros marcadores de identidade também se expressam nas células de um organismo. O sistema imune os utiliza para diferenciar as células que fazem parte do organismo (“eu”) das que não pertencem a ele (“não eu”).

Esses antígenos de identidade são codificados por um conjunto de genes estreitamente ligados, localizados no cromossomo 6. Os genes HLA, HLB e HLC determinam os antígenos de classe I, presentes em todas as células, excetuando as hemácias. Já o locus HLD determina outros três antígenos (DR, DQ e DP), denominados de Classe II, que são encontrados em algumas células (macrófagos, monócitos, células dendríticas e células endoteliais). Os de maior importância clínica são os antígenos de classe I codificados pelos alelos de HLA e HLB e os de classe II, relativos a DR.

A herança do sistema HLA segue um padrão de codominância, ou seja, ambos os alelos se expressam nas células. Quando uma pessoa é caracterizada como HLA - A1 A3 B8 B14 DR2 DR10, isto significa que, em um cromossomo, leva os alelos A1 B8 DR2 herdados de um dos pais, e, no outro, A3 B14 DR10, herdados do outro. Por estarem estreitamente ligados, esses genes se transmitem em blocos, denominados haplótipos (Figura 18.8).

Como esses genes contam com mais de 450 alelos, milhões de combinações seriam possíveis e cada pessoa teria uma identidade única. Contudo, alguns haplótipos são mais frequentes que outros, especialmente em diferentes grupos raciais.

Figura 18.8: o sistema HLA

Herança dos haplótipos

O cromossomo 6


115

Para tipificar os tecidos, os antígenos celulares devem ser identificados mediante baterias de anticorpos e instrumentação laboratorial. A incompatibilidade entre os linfócitos ou tecidos do doador e os linfócitos do receptor é evidenciada pela proliferação celular in vitro (reação mista). Utiliza-se também a PCR para caracterizar os genes HLA-DP do doador e do receptor (testes de DNA).

Antes de um transplante, também é estudada a compatibilidade entre o soro do receptor e os tecidos do doador, para verificar a ausência de anticorpos contra o órgão a transplantar (crossmatch), que podem aparecer devido a gravidezes, transplantes anteriores ou transfusões.

A PRÁTICA FORENSE

Com exceção dos gêmeos idênticos, nenhuma pessoa é geneticamente idêntica à outra. Durante quase um século, a identificação das pessoas dependeu das impressões digitais. E muitos crimes foram resolvidos graças a estudos bioquímicos e imunológicos, apesar das enormes dificuldades em encontrar uma quantidade suficiente de material em estado de conservação adequado.

A análise do DNA para a identificação das pessoas é utilizada a partir da década de 1980, quando A. Jeffreys idealizou a técnica do Fingerprint, estabelecendo uma relação única entre um indivíduo e sua sequência gênica. A identificação recorre a pequenas sequências não codificadoras dispersas no DNA, denominadas VNTRs ou vinters (do inglês, variable-number tandem repeats). Essas sequências polimórficas repetem-se um número de vezes que pode variar de um cromossomo ao seu homólogo, de modo que os fragmentos de restrição terão tamanhos diferentes (Figura 18.9).

Figura 18.9: O polimorfismo de uma sequência de vinters (VNTRs)

A. Número de VNTRs presentes no mesmo

fragmento de restrição, em 3 indivíduos B. Separação dos fragmentos de restrição (eletroforese)

Sondas genéticas específicas identificam até 20 tipos diferentes de sequências VNTRs. No gel de eletroforese aparecerá um padrão de bandas individual, parecido com os códigos de barras usados no comércio. Como a probabilidade de duas pessoas escolhidas ao acaso terem o mesmo perfil de DNA é menor a um em um trilhão, o resultado é praticamente único para cada indivíduo. Os VNTRs também podem ser amplificados por PCR.

Na determinação da paternidade, os estudos de grupos sanguíneos e de proteínas do soro têm sido complementados ou substituídos pelos testes de DNA, que se transformaram no eixo de varias investigações muito comentadas na mídia.


116

No Brasil, o jogador de futebol Pelé teve que reconhecer a paternidade de Sandra Regina, e o menino Pedrinho, sequestrado na maternidade logo após seu nascimento pôde, anos mais tarde, reencontrar sua verdadeira família.

Apesar das críticas levantadas em relação às possibilidades de erros laboratoriais devidos à contaminação de amostras, ao risco da participação de pessoal treinado inadequadamente e às dificuldades de interpretar estatisticamente os dados, em poucos anos a análise de DNA se transformou em uma ferramenta indispensável na prática forense.

Depois de anos de mistérios e rumores, os cadáveres enterrados em uma fossa comum perto de Jekaterinburg foram reconhecidos, em 1994, como sendo os do tzar Nicolau II, sua família e servidores, assassinados durante a Revolução Russa (1918). Em 1992, os ossos encontrados, anos antes, em uma tumba no Brasil, foram identificados como pertencentes ao comandante do campo de extermínio de Auschwitz, Joseph Mengele, um dos homens mais procurados após a Segunda Guerra Mundial. Mais recentemente, nos Estados Unidos, uma mancha no vestido azul de uma estagiária se transformou em uma peça essencial para solicitar o impeachment do Presidente Clinton.

A análise de DNA é a única forma de reconhecer as vítimas de catástrofes, conflitos bélicos e atentados como o do World Trade Center (Nova York, 2001) ou da estação de Atocha (Madrid, 2004). E, anos mais tarde, de seu instigador, Osama Bin Laden.

Quando as amostras estão muito degradadas, analisa-se o DNA mitocondrial. Transmitido por via materna, esse DNA conta com uma região muito variável, apta para identificar pessoas. Esta metodologia tem sido aplicada na Argentina.

Durante o regime militar que governou o país entre 1976 e 1985, foram exterminadas (desaparecidas) de 9.000 a 30.000 pessoas. Muitas crianças foram então separadas de suas famílias e entregues para adoção, sob uma nova identidade. A comparação entre o seu DNA e o de suas avós maternas possibilitou a muitos filhos de desaparecidos recuperarem sua identidade.

O DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS DE ORIGEM GENÉTICA

AS LIMITAÇÕES DOS TESTES

As doenças de origem genética representam um grupo heterogêneo de patologias que obedecem a causas diversas: alterações no número e na estrutura dos cromossomos, ação de um gene determinando a síntese de uma proteína ou sua ausência, ação de vários genes interagindo com fatores ambientais, tais como o fumo, a dieta, o estresse etc. (Tabela 18.2).

O diagnóstico das doenças genéticas está baseado em observações clínicas e testes laboratoriais (metabolismo, cromossomos, DNA). A localização e o sequenciamento dos genes responsáveis pelas principais doenças monogênicas possibilitaram o desenvolvimento de testes genéticos. Contudo, devido à própria heterogeneidade do determinismo genético, esses testes apresentam algumas limitações: o Algumas mutações são inócuas para a saúde do portador (polimorfismos).

o Mutações em genes diferentes podem causar a mesma doença.

o Mutações diferentes dentro de um mesmo gene podem causar a mesma doença.

o Mutações diferentes dentro do mesmo gene podem causar doenças parecidas, mas com prognóstico diferente (benigno ou grave).

Um teste genético pode não detectar todas as mutações capazes de causar uma doença. Por outro lado, sua sensibilidade depende da inclusão da informação mais recente resultante da pesquisa genética.

Existem doenças genéticas que aparecem em uma família devido a mutações em algum gene desconhecido, de modo que não é possível sua identificação. O caso não pode ser resolvido, a não ser que se encontre uma ligação com outro gene próximo e bem conhecido, que funcionará como um marcador. A transmissão do gene marcador permite inferir como é transmitido o gene desconhecido.


117

Um estudo desenvolvido por 50 grupos de pesquisa (Wellcome Trust Case Control Consortium) identificou recentemente 24 regiões do genoma humano fortemente relacionadas com 7 doenças diferentes (Doença de Crohn, diabete tipo 1 e 2, doença cardiovascular, hipertensão, artrite reumatoide e doença bipolar).

Também é difícil determinar qual a contribuição dos genes para doenças que apresentam um padrão de herança complexo, com vários genes interagindo com fatores ambientais. A não ser que haja um gene com um efeito muito maior que os restantes, os testes genéticos são de difícil elaboração.

A presença de determinados alelos, como BRCA1 e BRCA2, está associada a uma predisposição familiar ao câncer de mama. Contudo, esses alelos não são detectados na maioria dos outros casos da mesma doença. Em outros termos, nem todas as doenças de origem genética são familiares, podendo aparecer devido a mutações ou alterações cromossômicas ocorridas ao longo da vida.

Tabela 18.2: Algumas das mais de 8.000 doenças genéticas descritas.

Nas doenças monogênicas, a transmissão mostra um padrão claro de herança que não é sempre fácil de

evidenciar nas doenças esporádicas ou multifatoriais. Os exemplos que figuram na tabela correspondem a mutações no genoma nuclear. Fonte: Issues in Human genetics (EIBE).

TIPO DE

DOENÇA HERANÇA EXEMPLO CARACTERÍSTICAS APARIÇÃO

DOS

SINTOMAS

Cromossômica

Esporádica

Síndrome de Down Grau variável de atraso

mental etc. Nascimento

Síndrome de Turner Alterações da diferenciação

sexual (mulheres) Nascimento

Síndrome de

Klinefelter

Alterações da diferenciação

sexual (homens) Nascimento

Monogênica

Autossômica

recessiva

Fibrose cística Diversas complicações

devidas à secreção de muco excessivamente espesso

1-2 anos

Fenilcetonúria Deficiência mental Nascimento

Anemia falciforme Anemia crônica, infecções,

crises dolorosas ou hemolíticas

A partir dos 6

meses

Doença de Tay-Sachs Surdez, cegueira,

contraturas, espasticidade 3-6 meses

Talassemias Anemia severa,

deformações esqueléticas.

A partir dos 6

meses

Autossômica

dominante

Hipercolesterolemia

familiar

Nível de colesterol alto

causando doença coronária juvenil

20-30 anos

Doença de

Huntington

Movimentos involuntários,

demência 35-45 anos

Rim policístico Cistos no fígado, no

pâncreas, no baço e no rim 40-60 anos

Ligada ao X

Hemofilias Alterações da coagulação sanguínea, sangramento

excessivo dos ferimentos

A partir de 1 ano

Distrofia muscular de

Duchenne Degeneração muscular 1-3 anos

Síndrome de Lesch-Nyan

Atraso mental, automutilação

Nascimento

Multifatorial

Contribuição

genética variável

Asma Dificuldade em respirar Nascimento

Doença

cardiovascular

Entupimento das artérias,

ataques cardíacos Idade adulta


118

AS ESTRATÉGIAS SEGUIDAS

Apesar de suas limitações, os testes genéticos representam um avanço significativo do ponto de vista médico e individual. Aplicados em qualquer momento da vida de uma pessoa, respondem a diferentes objetivos.

O rastreio de portadores é realizado quando um casal planeja ter filhos e deseja saber se tem ou não um determinado alelo. Geralmente, é solicitado quando há casos de doença na família ou quando o casal pertence a uma população em que a frequência da doença é alta. Nas famílias afetadas, os testes genéticos identificam os indivíduos portadores de um gene ou de uma alteração cromossômica que possa trazer problemas para eles ou para sua descendência.

Rastreio de portadores e aconselhamento genético são duas medidas que conseguiram diminuir a incidência de várias doenças em algumas comunidades: a anemia falciforme entre os afro-americanos, a doença de Tay-Sachs entre os judeus ashkenazim, a fibrose cística entre os irlandeses.

O rastreio de erros inatos do metabolismo no recém-nascido possibilita o tratamento de algumas condições hereditárias, evitando danos e lesões irreparáveis. Aproximadamente 5% das crianças nascem com problemas congênitos ou hereditários, alguns dos quais podem ser previstos mediante testes genéticos de rastreio.

A partir da década de 1960, diminuíram as deficiências mentais causadas pela fenilcetonúria, graças à implantação do Teste de Guthrie ou “do pezinho”, que mede a quantidade de fenilalanina no sangue. Uma técnica nova, derivada da espectrometria de massa, é capaz de detectar 20 transtornos metabólicos em um único teste.

O diagnóstico pré-natal é realizado quando há algum risco ou indício de doença genética no feto. Por exemplo, uma concentração elevada de -fetoproteína no sangue materno, entre a 15a e a 20a semana de gravidez, indica a possibilidade de o feto apresentar anomalias, como a síndrome de Down. Neste caso, a mãe poderá ser aconselhada a fazer uma amniocentese, extraindo-se uma pequena quantidade de líquido amniótico e estudando as células do feto para confirmar ou excluir vários diagnósticos. A mãe poderá optar também por uma biopsia de vilosidades coriônicas, em que se retiram algumas células da placenta (córion) para análise.

Em uma fecundação in vitro, o diagnóstico pré-natal pode preceder a implantação do embrião. Após três divisões celulares, quando o embrião se encontra num estado de oito células, uma delas é removida para a determinação do sexo e das características genéticas. O procedimento não causa dano ao embrião.

No adulto, os testes genéticos são feitos a partir de alguma evidência clínica, para confirmar ou descartar um diagnóstico. Realizam-se também para prever se uma pessoa que não apresenta sintomas irá desenvolver uma doença da qual já existem casos na família (doença de Huntington, doença de Alzheimer) ou para detectar a presença de algumas mutações gênicas associadas à predisposição a alguma doença.

DIAGNÓSTICO PREVENTIVO E PREDITIVO

Ao associar um gene a uma doença, os testes genéticos marcam o início de um tratamento apropriado, que trata os sintomas ou retarda sua aparição (hemofilia, distrofia muscular de Becker-Duchenne, fibrose cística etc.). Mas nem sempre resultam claras quais as vantagens do diagnóstico de uma alteração gênica para a qual não existe nem cura nem alívio. Neste caso, a existência de um teste de diagnóstico pode exigir escolhas muito complexas.

Consideremos, por exemplo, a Coreia de Huntington, uma doença de difícil tratamento, que se manifesta tardiamente e se transmite de modo autossômico dominante. A decisão de fazer o teste depende da própria pessoa, mas atinge seus familiares, porque um diagnóstico pode ser informativo sobre a constituição genética dos outros integrantes da família. Outro exemplo é o da transmissão familiar da doença de Alzheimer, em que algumas pessoas querem saber se vão a desenvolver os sintomas e outras não.


119

Os avanços tecnológicos recentes abrem caminho para o estudo das doenças que resultam da interação de fatores genéticos e ambientais. Já não se trata de prever uma doença, mas de calcular qual a probabilidade de vir a desenvolvê-la. A função de um diagnóstico preditivo é de dar ao paciente a possibilidade de fazer escolhas saudáveis, eventualmente modificando seu modo de vida e aumentando a vigilância frente a determinados sintomas. Hoje existem testes para a predisposição a doenças cardiovasculares, doença periodontal, predisposição ao câncer de mama, de ovário, de cólon e de endométrio. E estão sendo desenvolvidos testes preditivos de resposta a medicamentos.

A predição tem suas limitações. Por exemplo, as mulheres com o gene BRCA1 têm 80% de chances de desenvolver câncer de mama aos 65 anos de idade; um risco que é considerado alto, mas sem que exista uma certeza absoluta. Graças ao diagnóstico preditivo, elas poderão aumentar as medidas preventivas, isto é, mamografias, controles médicos, etc. Mas do ponto de vista preventivo, não se pode ignorar que a predisposição familiar responde só por 5 a 10% dos casos de câncer, sendo os 90 a 95% restantes devidos a mutações adquiridas ao longo da vida.

Calcula-se que em 20 anos, nos países desenvolvidos, a expansão do mercado dos testes genéticos e dos medicamentos relacionados possibilitará os tratamentos de saúde pré-sintomáticos. Quantos destes serão necessários? Quantas pessoas se sentirão erroneamente seguras em relação ao estilo de vida que adotarem?

A implementação da medicina preditiva deve ser analisada criteriosamente por todos os setores da sociedade. Quem controlará a aplicação dos testes genéticos? Como garantir que a decisão de se submeter a um teste obedeça exclusivamente a uma escolha pessoal? Quem teria acesso à informação resultante? Seria possível formar uma subclasse de indivíduos sem seguros de saúde nem empregos, discriminados em função de seus genes?


120

BIOTECNOLOGIA / Bibliografia

i

BIBLIOGRAFIA

CAPÍTULOS 10 E 11

1. ACEVEDO F. Present and future of bioleaching in developing countries. EJB - Electronic Journal of

Biotechnology. Vol.5:2, 2002 http://www.ejb.org/contrnt/vol5/issue2/issues/01/index.html

2. AGROBIO Colombia. www.agrobio.org 3. ALMEIDA LIMA U. et al. (Coord) Biotecnologia industrial. Processos fermentativos e enzimáticos.

Vol.3. São Paulo, Editora Edgar Blucher Ed. Ltda, 2001. 4. ANCIÃES W. & J.E. CASSIOLATO Biotecnologia: seus impactos no setor industrial. CNPq, Conselho

Nacional de Desenvolvimento Tecnológico, 1985. 5. ANDRADE G. Biotecnologia e meio Ambiente. Disponível em http://www.cib.org.br

6. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE QUIMICA FINA (ABRIFINA) http://www.abrifina.org.br 7. AVELLAR L.H.N. et al. Geração de eletricidade com biogás de esgoto: uma realidade. Disponível em

http://www.biotecnologia.com.br/bio29/geração.html

8. BADGER P.C. Ethanol from cellulose: a general review. Disponível em J.Janick & A.Whipkey (eds) Trends in new crops and new uses. Alexandria, ASHS Press, 2002.

9. BANCO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL (BNDES) & CENTRO DE GESTÃO E ESTUDOS ESTRATÉGICOS. Bioetanol de cana-de-açúcar – Energia para o desenvolvimento

sustentável. Rio de Janeiro, 2008. Disponível em http://www.bioetanoldecana.org

10. BANCO MUNDIAL. El problema de la administración de residuos sólidos (SWM). Disponível em

http://bancomundial.org.ar/lfg/gas_expo2005_es.htm 11. BELGO BIOTECH. Bioprocesses. Disponível em http://www.belgobiotech.be

12. BHATTACHARYYA B.C. & R.BANERJEE. Environmental biotechnology. New Delhi, Oxford University Press, 2007

13. BIODIESLBR.COM. http://www.biodieselbr.com/biodiesel/biodiesel.htm 14. BIOPLANET. http://www.bioplanet.net

15. BIOPORTAL BIOPOLYMERS AND BIOPLASTICS. http://www.bioportal.gc.ca 16. BIOTECHNOLOGY AND BIOLOGICAL SCIENCES RESEARCH COUNCIL (BBSRC).

http://www.bbsrc.ac.uk 17. BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY ORGANIZATION (BIO). Industrial and environmental

applications. Disponível em http://www.bio.org 18. BIOTECHNOLOGY INDUSTRY ORGANIZATION (BIO) Guide to Biotechnology 2008 http:www.bio.org

19. BIOTECNOLOGIA, CIÊNCIA E DESENVOLVIMENTO. http://www.biotecnologia.com.br 20. BIOTIMES. http://www.biotimes.com

21. BIO-WISE – BIOTECHNOLOGY AT WORK http://www.dti.gov.uk/biowise 22. BORÉM A & DOS SANTOS F.R. Biotecnologia Simplificada. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa,

Minas Gerais, 2001. 23. BOM E.P.S., PEREIRA Jr N. Tecnologia Enzimática. Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1999.

24. BTHEK BIOTECNOLOGIA. http://www.bthek.com.br 25. BULLOCK J., KRISTIANSEN B. Basic Biotechnology. London, Academic Press, 1987.

26. BUD R. The Uses of Life: a history of Biotechnology. Cambridge, Cambridge University Press, 1993. 27. BULL A.T. et al. Biotechnologie: Tendances et perspectives internationales. Organisation de

Coopération et de Développement Economiques (OCDE), 1982. 28. CAMPOS FERREIRA O. Avaliação preliminar do potencial de produção de etanol da cana de açúcar,

2002. http://ecen.com/eee34/limites_alcool.htm 29. CECAE - Disque tecnologia da Universidade de São Paulo. Biodigestores.

http://www.cecae.usp.br/Aprotec/respostas/RESP64.htm

30. CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA (CENBIO). http://www.cenbio.org.br

31. CEVALLOS D. De gas invernadero a estrella de mercado. Disponível em http://www.tierramerica.net/2004/1218/articulo.shtml

32. CHECKBIOTECH http://www.checkbiotech.org 33. CLAYTON M. Now, bioengineered trees are taking root. 10/03/2005 .Disponível em

http://www.checkbiotech.org 34. COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL (CETESB). A produção mais limpa no

setor sucroalcooleiro. Câmara Ambiental do Setor Sucroalcooleiro. http://www.cetesb.sp.gov.br 35. COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL (CETESB). Opções para tratamento de

esgotos de pequenas comunidades. São Paulo, Secretaria do Meio Ambiente, 1990. 36. CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE (CODELCO) http://www.codelco.com

37. COUNCIL OF THE EUROPEAN UNION. A Knowledge-based-Bio-economy in 2030. En route to the

knowledge-based bio-economy. Cologne paper, 2007. http://www.bioeconomy.net 38. DE ARAÚJO S.C. A inoculação de leguminosas. Disponível em

http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio03/3hp_2.asp 39. DELLOMONACO C. et al. The path to next generation biofuels: successes and challenges in the era

of synthetic biology. Microbial cell factories 9:3, 2010 Disponível em http://www.microbialcellfactories.com/content/9/1/3

40. DEMAIN A.L. The business of biotechnology. Industrial Biotechnology 3:3, 2007

http://www.ejb.org/contrnt/vol5/issue2/issues/01/index.html

http://www.biotecnologia.com.br/bio29/geração.html

http://www.belgobiotech.be/

http://www.bioplanet.net/

http://www.codelco.com/

http://www.bioeconomy.net/

http://www.microbialcellfactories.com/content/9/1/3


ii

41. DI CLERO L., AMARAL W. Árvores geneticamente modificadas na silvicultura intensiva.

Biotecnologia, Ciência e Desenvolvimento 29: 92-98 42. EL FANTROUSSI S, AGATHOS S.N. Is bioaugmentation a feasible strategy for pollutant removal and

site remediation? Current Opinion in Microbiology 8: 268-275, 2005. 43. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). http://www.epa.gov

44. ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY (ES&T). http://pubs.acs.org/journals/esthag/

45. EUROPABIO. White Biotechnology: Gateway to a more Sustenaible Future. Disponível em

http://www.europabio.org

46. EUROPEAN BIOPLASTICS. Bioplastics at a glance. Disponível em http://www.european-bioplastics.org

47. EUROPEAN COMISSION. Biofuels in the European Union – A vision for 2030 and beyond. Final report of the Biofuels Research Advisory Council, Bruxelas, 2006.

48. EUROPEAN FEDERATION OF BIOTECHNOLOGY. Environmental Biotechnology. Task Group on Public Perceptions of Biotechnology. Briefing Paper 4, 1999.

49. EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY ORGANIZATION (EMBO). White biotechnology. EMBO Reports 4:9, 2003

50. FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO (FAPESP). http://www.fapesp.br 51. FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO (FAPERJ).

http://www.faperj.br 52. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS (FAO). The state of food and

agriculture. Biofuels: prospects, risks and opportunities. Roma, 2008. Disponível em http://www. fao.org

53. GALPERIN M.Y & A.J.M.BAKER. Environmental Biotechnology. From biofouling to bioremediation: the good, the bad and the vague. Current Opinion in Microbiology 15:167-169 (2004)

54. GOLDENBERG J. Support Report for THE BRAZILIAN ENERGY INITIATIVE. WORLD SUMMIT ON SUSTAINABLE DEVELOPMENT. Johannesburg, South Africa, 26 August to 4 September 2002.

55. GOLDENBERG J. The Brazilian biofuels industry. Biotechnology for biofuels 1:6, 2008. 56. GRAINGER J., BRINKMAN F. Biotechnology and the environment. Unit 16. European Initiative for

Biotechnology Education (EIBE), 2000. 57. GRANT W.D., LONG P.E. Microbiologia ambiental. Zaragoza, Editorial Acribia S A, 1989.

58. GREER C.W. et al. Genomics technologies for environmental science. Environmental Science and Technology 35:17, 2001.

59. GRANT B. Future oil. The Scientist 23:2, 2009 60. GUPTA M.N. & S. RAGHAVA. Relevance of chemistry to white biotechnology. Chemical Central

Journal 1:17, 2007 Disponível em http://journal.chemistrycentral.com/content/1/1/17 61. HARRIS P. Beginners Guide to Biogas. The University of Adelaide. Disponível em

http://www.roseworthy.adelaide.edu.au/~pharris/biogas/beginners.html 62. HAZELL P. & R.K.PACHAURI. Bioenergy and Agriculture: promises and challenges. International

Food Policy Research Institute, 2006. Disponível em 63. HENRIKSON R. Biofuels from Algae? How ventures can harvest from the third great algae boom,

2009. Disponível em http://www.spirulina.com 64. HILBERT J.A. Biomasa. La columna del especialista. Disponível em

http://www.oni.escuelas.edu.ar/2004/GCBA/444/bio/bio_029.htm 65. HOLDING K. Finding promise in white rot. 05/05/2004. Disponível em

http://www.biomedcentral.com/news/ 66. INDUSTRY AND ENVIRONMENT. http://www.unep.fr/media/review/ie_home.htm

67. INDUSTRIAL AND ENVIRONMENTAL BIOTECHNOLOGY: IMPLICATIONS FOR TRADE AND DEVELOPMENT. Informal note by the UNCTAD Secretariat. Disponível em

http://r0.unctad.org/trade_env/docsbio/note.PDF. 68. INTERNATIONAL SERVICE FOR THE ACQUISITION OF AGRI-BIOTECH APPLICATIONS (ISAAA).

Biotech plants for bioremediation. Pocket 25. Disponível em

http://www.isaaa.org/resources/publications/pocketk/25/default.asp

69. JEREZ GUEVARA C. ¿Has oído hablar de biolixiviación? Disponível em

http://explora.cl/otros/biotec/biolixi.html 70. LARPENT-GOURGAUD M., SANGLIER J.J. Biotechnologies, Principes et Méthodes. Paris, Doin

Editeurs, 1992. 71. LEMOS M V F. Novas tecnologias: controle biológico por Bacillus thuringiensis. Disponível em

http://www.biotecnology.com.br/bio/hp_5.htm 72. LEUNG M. Bioremediation: Techniques for cleaning up a mess. Bio Teach Journal 2: 18-22, 2004

73. LIFE SCIENCE online review on the enzyme market. Disponível em http:// www.lifescience-online.com

74. LIPPEL SANTÁNNA JR, G. Produção de enzimas microbianas. En Biotecnologia industrial. Processos fermentativos e enzimáticos. Vol.3. São Paulo, Editora Edgar Blucher Ed. Ltda, 2001.

75. LEHMAN V. Bioremediation: a solution for polluted soils in the south? Biotechnology and Development Monitor 34, 1998.

76. LEVY M. Tópicos em Química Fina. São Paulo, Editora Edgar Blucher Ltda, 1987. 77. LORENZ P. & H. ZINKE. White biotechnology: differences in US and EU approaches? Trends in

Biotechnology 23:12, 2005.

http://www.europabio.org/

http://www/

http://www.roseworthy.adelaide.edu.au/~pharris/biogas/beginners.html

http://www.biotecnology.com.br/bio/hp_5.htm

http://www.lifescience-online.com/

http://www.lifescience-online.com/


iii

78. LORENZO V. de. Cleaning up polluted environments: how microbes can help. Research on safety of

genetically modified organisms – a review of results. EUROPEAN COMISSION. Disponível em http://ec.europa.eu/research/quality-of-life/gmo/05-bioremediation/05-intro.htm

79. MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, INDÚSTRIA E COMÉRCIO EXTERIOR. Papel e celulose. Disponível em

http://www.desenvolvimento.gov.br/arquivo/sdp/proAcao/forCompetitividade/impZonLivComercio/

12papelceluloseresumo.pdf

80. NATIONAL SCIENCE AND TECHNOLOGY COUNCIL (NSTC). Biotechnology for the 21st century: new

horizons. 3. Opportunities in Environmental Biotechnology. Biotechnology Research Subcommittee, 1995. http://www.nal.usda.gov/bic/bio21/

81. NOTICIASDOT.COM. Argentinos inventan sistema biológico para eliminar pilas usadas. 16/09/2003 http:// www.noticias.dot

82. NOVOZYMES. Discover the magic of enzymes. Disponível em http://www.novozymes.com 83. OECD OBSERVER. Biotechnology and industry: a union of promise, March 1,1999.

http://www.oecdobserver.org 84. OFFICE OF TECHNOLOGY ASSESSMENT, U.S. CONGRESS (OTA). The Chemical Industry.

Biotechnology in a global economy. Chapter 7. Washington, DC: U.S. Government, OTA-BA-494, October 1991 http://wws.princeton.edu/cgi-bin/byteserv.prl/~ota/disk1/1991/9110/911002.pdf

85. ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT (OECD). Industrial Sustainability through Biotechnology, 2001 http://www1.oecd.org/publications/e-

book/9301061e.pdf 86. ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT (OECD) / INTERNATIONAL

ENERGY AGENCY (IEA). From 1st to 2nd generation Biofuel Technologies. November 2008 87. PACKAGING DIGEST STAFF. Bioplastic industry defies economic crisis. Packaging Digest, February

11, 2010. Disponível em www.packagingdigest.com/.../448926-Bioplastic_industry_defies_economic_crisis.php

88. PETROBRAS. www.petrobras.com.br 89. PARK Y. K. Produção de enzimas industriais de origem animal. Em Biotecnologia industrial.

Processos fermentativos e enzimáticos. Vol.3. São Paulo, Editora Edgar Blucher Ed. Ltda, 2001. 90. PARK Y. K. Produção de enzimas industriais de origem vegetal. Em Biotecnologia industrial.

Processos fermentativos e enzimáticos. Vol.3. São Paulo, Editora Edgar Blucher Ed.Ltda, 2001. 91. PASTER M & al. Industrial bioproducts: today and tomorrow. Energetics incorporated. Columbia,

Maryland 2003 92. PLANT BIOTECHNOLOGY INSTITUTE – NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADÁ (PBI). The

environment: Plants and Microrganisms to control Pollution, September 1998. 93. PELLON J.R. La Ingenieria Genética y sus aplicaciones. Zaragoza, Editorial Acribia, S A, 1986.

94. PORTAL DO BIODIESEL. http://www.biodiesel.gov.br/ 95. PRENTIS S. Biotechnology: A New Industrial Revolution. New York, George Braziller, Inc., 1984.

96. PROGRAMA NACIONAL DE USO DO BIODIESEL http://www.biodiesel.gov.br/ 97. RAVENSTIJN J. The state of the art on bioplastics, January 2010. Disponível em

http://beheer.lifetecvision.com/upload/Report/Summary/f8ee23e0-f446-42fa-b26c-fa689fa8754b.pdf

98. REDBIO/FAO. Biotechnology:biofuels. Disponível em http://www.redbio.org/newsredbio.asp?id=231

99. Rehm H.-J.& G. Reed. Microorganisms and Bioremediation. Biotechnology, Volume 11b (Second Edition) WILEY-VCH Verlag GmbH, 2000. Disponível em

http://www.wiley-vch.de/books/biotech/pdf/v11b_gene.pdf 100. REVISTA EXAME. Uma nova corrida do ouro. 04/06/2004. Disponível em http://www.cib.org.br

101. REVISTA MINERIA CHILENA. http://www.editec.cl/mchilena/ 102. RIESE J. White Biotechnology. McKinsey & Company Press Briefing, 2009

103. ROYAL BELGIAN ACADEMY COUNCIL OF APPLIED SCIENCE. Industrial biotechnology and

sustainable chemistry. Bruxelles, January 2004. Disponível em

http://www.massey.ac.nz/~ychisti/IndBiotech.pdf

104. ROYAL DSM N.V. Industrial (White) Biotechnology DSM. Position document on industrial biotechnology in Europe and the Netherlands www.europabio.org/positions/DSM-WB.pdf

105. SASSON A. Industrial and Environmental Biotechnology: achievements, prospects and perceptions. UNU-IAS Report, 2005. Disponível em www.ias.unu.edu

106. SAVIOTTI P.P. Biotechnology. A report for the key technologies expert group appointed by the European Commission, 2005

107. SCHACHTER B. Slimy business-the biotechnology of biofilms. Nature Biotechnology 21 (4) 361-364 108. SCRAGG A. Biotecnologia Medioambiental. Zaragoza, Editorial Acribia S A, 1999.

109. SOLLOD A, PROULX D. Global Contamination, Wildlife Health and Biotechnology, 1998. Disponível em http://biotech.icmb.utexas.edu/pages/wildlife.html

110. SORIMA NETO J. et al. A revolução da cana. Revista Época 24/10/2005 http://revistaepoca.globo.com/Epoca/0,6993,EPT1057925-3771,00.html

111. STANFORD ENCYCLOPEDIA OF PHILOSOPHY. Environmental Ethics. http://plato.stanford.edu/entries/ethics-environmental

112. SUTHERLAND I. A sticky business; microbial polysaccharides: current products and future trends. Microbiology Today 29(5):70-71, 2002

113. TEIXEIRA ALVES R. Controle biológico de insetos-praga na agropecuária do Brasil. Portal do

Agronegócio, 28/08/2009. http://www.portaldoagronegocio.com.br/conteudo.php?id=31940

http://www.noticias.dot/

http://www1.oecd.org/publications/e-book/9301061e.pdf

http://www1.oecd.org/publications/e-book/9301061e.pdf

http://www.oecd.org/

http://www.biodiesel.gov.br/

http://www.europabio.org/positions/DSM-WB.pdf

http://www.ias.unu.edu/

http://plato.stanford.edu/entries/ethics-environmental


iv

114. THE COUNCIL FOR CHEMICAL RESEARCH.Technology Vision 2020: The U.S. Chemical Industry,

2002. Disponível em http://www.ccrhq.org/vision/. 115. UNIÃO DA AGROINDÚSTRIA CANAVIEIRA DE SÃO PAULO. http://www.única.com.br

116. UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA Biolixiviación y biorremediación. Disponível em http://ar.geocities.com/biolixiviacion

117. UNIVERSITY OF PRINCETON. Bioremediation. Disponível em

http://www.princeton.edu/~chm333/2004/Bioremediation/index.html

118. US DEPARTMENT OF ENERGY. http:// www1eere.energy.gov

119. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). A Citizen’s Guide to Bioremediation. Disponível em http://www.epa.gov/swertio1/products/citguide/biorem.htm

120. U.S. DEPARTMENT OF ENERGY (DOE). Office of Biological and Environmental Research. http://www.er.doe.gov/production/ober/ober_top.html

121. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). http://www.epa.gov/epahome/educational.htm

122. U.S. GEOLOGICAL SURVEY. Bioremediation: Nature´s way to a cleaner environment. Disponível em http://water.usgs.gov/wid/html/bioremed. html

123. VAN DER LELIE D. et al. Assessing phytoremediation´s progress in the United States and Europe, ES & T 35, 446-52A, 2001.

124. VANHEMELRIJCK J. Biotechnology: based on life science – the invisible revolution. Cordia Opening Plenary, 2005. Disponível em http://www.europabio.org/documents/CORDIA2005speech.pdf

125. VAZOLLER R.F. Microbiologia e Saneamento ambiental. Disponível em http://www.bdt.org.br/publicações/padct/bio/cap9/3/rosana.html

126. VERSTRAETE W. Energy and the entropy business. Nature 17 Supplement 1999. 127. VIDALI M. Bioremediation. An overview. Pure Appl.Chem. 73:7, 2001

128. WALL L. Plantas, bacterias, hongos: mi mujer, el cocinero y su amante. Buenos Aires, Siglo XXI Editores, 2002.

129. WHITFIELD J. Vital signs, 2001. Disponível em http://www.nature.com/nsu/010705/010705-2.html

130. WISEMAN A. Principios de biotecnología. Zaragoza, Editorial Acribia S A, 1986. 131. ZENDER A J. B., WULFF H. Business and the environment. Nature Biotechnology vol 17 Supplement

1999. Disponível em http://biotech.nature.com

CAPÍTULOS 12, 13 e 14

1. ACTION BIOSCIENCE. Biodiversity. http://www.actionbioscience.org/biodiversity/ 2. ADAMS W.M. et al. Biodiversity conservation and the eradication of poverty. Science 306:1.146-

1.149, 2004. 3. AGRICULTURAL AND BIOTECHNOLOGY STRATEGIES. http://www.agbios.com

Crop biotechnology: an overview. Issue paper:1, 2002.

Public attitude to agricultural biotechnology. Issue paper:2, 2002. The environmental impact of agricultural biotechnology. Issue paper:3, 2002.

4. AGROLINK. http://www.agrolink.com.br 5. ALCAMO I.E. DNA Technology: The awesome skill. Dubuque, Wm.C.Brown Publishers, 1996.

6. ALTMAN A. Biotechnology in the 21st century: the challenges ahead. EJB 2 (2), 1999. Disponível em http://www.ejb.org/content/vol2/issue2/full/1/

7. AMÂNCIO M.C. Legislação de biossegurança no Brasil. Disponível em http://www.cib.org.br 8. ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE BIOSEGURANÇA (Anbio) http://www.anbio.org

9. ASSOCIATION FRANÇAISE DES BIOTECHNOLOGIES VÉGÉTALES (AFBV). http://www.biotechnologies-vegetales.com/

10. AZEVEDO V. Aplicações da Biotecnologia na área animal. Disponível em http://www.cib.org.br 11. BENTO FARAH, S. DNA, segredos e mistérios. São Paulo, Sarvier Ed., 1997.

12. BIOPLANET. www.bioplanet.net 13. BIOTECH KNOWLEDGE CENTER. 17 popular myths about GM which were busted by the Royal

Comission on genetic modification, 2001. Disponível em http://www.biotechknowledge.com 14. BIOTECH KNOWLEDGE CENTER. http://www.biotechknowledge.com

15. BIOTECHNOLOGY INDUSTRY ORGANIZATION (BIO) http://www.bio.org 16. BIOTECNOLOGIA, CIÊNCIA E DESENVOLVIMENTO. http://www.biotecnologia.com.br

17. BODNAR A. Risk Assessment and Mitigation of AquAdvantage Salmon. ISB News Report Special Issue. Agricultural and environmental Biotechnology, October 2010. Disponível em

http://www.aquabounty.com/documents/corporate/Risk_Assessment_Mitigation_of_AAS.PDF 18. BORÉM A. (Ed). Biotecnologia e meio ambiente. Viçosa, Editora Folha de Viçosa, 2005.

19. BORÉM A. Cultivares e genes. Biotecnologia, Ciência & Desenvolvimento 32 - janeiro-junho, 2004. 20. _____ . Escape gênico e transgênicos. Viçosa, 2002. Disponível em http://www.cib.org.br

21. BORLAUG N. Is there enough food? 2000. Disponível em http://www.whybiotech.com 22. BRADFORD K.J. Methods to maintain genetic purity of stocks. Publication 8189. University of

California, Division of Agriculture and Natural Resources, 2006. http://anrcatalog.ucdavis.edu

http://ar.geocities.com/biolixiviacion

http://biotech.nature.com/

http://www.agbios.com/

http://www.anbio.org/

http://www.biotecnologia.com.br/

http://www.whybiotech.com/


v

23. BRAUN R. & AMMANN K. Biodiversity: the impact of biotechnology. Encyclopedia of Life support

systems. Oxford, EOLSS Publishers, 2002. http://www.colby.edu/biology/BI131/Lab/Unesco-Biodiv-Biotech.pdf

24. BROOKLYN BOTANICAL GARDEN. http://www.bbg.org 25. BUTZEN, S. Preserving Bt effectiveness by managing insect resistance. Crop insights 11(20) ,2002

http://www.pioneer.com/usa/agronomy/corn/1120.htm

26. CABINET OFFICE. Weighing up the costs and benefices of GM crops, 2003.

http://www.strategy.gov.uk

27. CAMPBELL, N.A. Biology. 4th Ed. The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1996. 28. _____ . Biology. 8th Ed. San Francisco, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 2008.

29. CANOLA COUNCIL OF CANADA. http://www.canola-council.org 30. CARPENTER J.E & GIANESSI L.P. Agriculturalbiotechnology: updated benefit estimates, National

Center for food and Agricultural Policy, 2001. http://www.ncfap.org 31. CAVITTE P. Une histoire de l'agriculture française. Bulletin de l'Association des Professeurs d'Histoire

et de Géographie de l'Enseignement Agricole Public. Hiver 2000-2001. Disponível em http://www.educagri.fr/pedago/supports/histagri/sommaire.htm

32. CENTRO INTERNACIONAL DE LA PAPA (CIP). http://www.cipotato.org 33. CENTRO PARA AVALIAÇÃO DE RISCO AMBIENTAL (CERA). http://www.cera-gmc.org

34. CHEVASSUS-AU-LOUIS, N. La bataille non terminée de terminator. La Recherche 327:80-81, 2000. 35. COMISSÃO TÉCNICA NACIONAL DE BIOSSEGURANÇA (CTNBIO) http://bch.ctnbio.gov.br/

36. CONNER A. J. et al. The release of genetically modified crops into the environment. Part.II. Overview of ecological risk assessment. The Plant Journal 33:19-46, 2003.

37. CONSELHO DE INFORMAÇÕES SOBRE BIOTECNOLOGIA (CIB). http:www.cib.org.br 38. CONSULTATIVE GROUP ON INTERNATIONAL AGRICULTURAL RESEARCH (CGIAR).

http://www.cgiar.org 39. CONVENTION ON BIOLOGICAL DIVERSITY http://www.cbd.int/

40. COOK, J.R. Science-based risk assessment for the approval and use of plants in agricultural and other environments. In: Agricultural biotechnology and the poor: an international conference on

biotechnology. Consultation group on international agricultural research, 1999. Disponível em http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

41. CORPORATE WATCH. GM crops industry overview, 2003. http://www.corporatewatch.org 42. COUNCIL FOR BIOTECHNOLOGY INFORMATION. Golden Rice: a background, 2001.

http://www.whybiotech.com 43. CUBERO J.I. Panorâmica de la agricultura a comienzos del siglo XXI. La agricultura del siglo XX.

Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 1993. 44. DIAMOND, J. Evolution, consequences and future of plant and animal domestication. Nature

418:700-707, 2002 45. DICKSON D. The case for science-based agriculture. 08/02/2006. Disponível em

http://www.scidev.net 46. ELLSTRAND N.C. Genetic Engineering and pollen flow. Publication 8182. University of California,

Division of Agriculture and Natural Resources, 2006. Disponível em http://anrcatalog.ucdavis.edu 47. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA (Embrapa). http://www.embrapa.br

48. ENVIRONMENTAL MEDIA SERVICES. Reporter's guide: genetic engineering in agriculture. Edition 1 2001-2001. Disponível em http://www.ems.org

49. ESQUINAS-ALCAZAR J.T. La diversidad genética como material básico para el desarrollo agrícola. La agricultura del siglo XXI. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 1993.

50. EUROPABIO. http://www.europabio.org 51. EVENSON R.E. From the green revolution to the gene revolution. Economic and social issues in

agricultural biotechnology. CAB International, 2002. 52. FEDERATION OF ANIMAL SCIENCE SOCIETIES (FASS). http://www.fass.org/index.asp

53. FLORIGENE. The world´s first molecular breeder. Disponível em http://www.florigene.com.au

54. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO) Preliminary review of biotechnology in forestry,

including genetic modification. Forestry Department, 2004. Disponível em

www.fao.org/docrep/008/ae574e/ae574e00.htm 55. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO) Selected Issues in agricultural technology. World

Agriculture: towards 2015/2030, 2003. Disponível em http://www.fao.org/DOCREP/005/Y4252E/Y4252E00.HTM

56. FREW E. et al. The politics of plants. Food Sec.:1, 2009 57. FULTON M., GIANNAKAS K. Agricultural Biotechnology and industry structure. AgBioForum

4(2):137-151, 2001 58. GARCIA M.A. & ALTIERI M.A. Transgenic crops: implications for biodiversity and sustainable

agriculture. Bulletin of Science, Technology & Society 25:4, 2005 59. GAY,J.P. Le maïs. La Recherche 18(187):456-466

60. GENETICALLY ENGINEERED ORGANISMS: PUBLIC ISSUES EDUCATION PROJECT. http://www.geo-pie.cornell.edu/educators/educators.html

61. GEPTS P. Where did agriculture start? PLB143 - LECTURE 10, 2002. Disponível em http://agronomy.ucdavis.edu/gepts/pb143/lec10/pb143l10.htm

62. GM WATCH. http://gmwatch.org 63. GMO SAFETY http://gmo-safety.eu

64. GMO-COMPASS. http://www.gmo-compass.org/eng/home/

65. GNIS (GROUPEMENT NATIONAL INTERPROFESSIONNEL DES SEMENCES ET DES PLANTES). Les

OGM, une ambition pour lÉurope. Fiche 4, 6(1), 2003. Disponível em http://www.gnis.fr

http://www.canola-council.org/about/Facts.html

http://www.ncfap.org/

http://www.ncfap.org/

http://www.cipotato.org/

http://www.cbd.int/

../../Configurações%20locais/Temp/COOK,%20J.R.%20Science-based%20risk%20assessment%20for%20the%20approval%20and%20use%20of%20plants%20in%20agricultural%20and%20other%20environments.%20In:%20Agricultural%20biotechnology%20%20and%20the%20poor:%20an%20international%20conference%20on%20biotechnology.%20Consultation%20group%20on%20international%20agricultural%20research,%201999.%20%20Disponível%20em%20http:/www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm




http://www.fao.org/docrep/008/ae574e/ae574e00.htm

http://www.fao.org/DOCREP/005/Y4252E/Y4252E00.HTM

http://gmwatch.org/

http://www.gmo-compass.org/eng/home/

../../Configurações%20locais/Temp/Les%20OGM,%20une%20ambition%20pour%20lÉurope.%20Fiche%204:%206(1),%202003.%20Disponível%20em%20http:/www.gnis.fr

../../Configurações%20locais/Temp/Les%20OGM,%20une%20ambition%20pour%20lÉurope.%20Fiche%204:%206(1),%202003.%20Disponível%20em%20http:/www.gnis.fr


vi

66. GOULD C. GM crops are compatible with sustainable agriculture. 08/02/2006. Disponível em

SciDevNet. http://www.scidev.net 67. GREENPEACE http://www.greenpeace.org

68. GROUPEMENT NATIONAL INTERPROFESSIONNEL DES SEMENCES ET PLANTS (GNIS). http://www.gnis.fr

69. HAILS, R.S. Assessing the risks associated with new agricultural practices. Nature 418: 685-687,

2002.

70. HARLANDER, S.K. The evolution of modern agriculture and its future with biotechnology. Journal of

the American College of Nutrition, 21(3):161S-165 S, 2002. 71. ILLINOIS FARM BUREAU. http://www.ilfb.org

72. INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRICOLE (INRA). http://www.inra.org.fr Dossier: Les plantes transgéniques, 1998.

Dossier: OGM et agriculture, 1998. Dossier: OGM et environnement, 1998.

73. INSTITUTO DE DEFESA DO CONSUMIDOR (Idec). http://www.idec.org.br 74. INSTITUTO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL MAMIRAUÁ. http://www.mamiraua.org.br

75. INTERNATIONAL FORUM ON GLOBALIZATION. Fast facts on the corporate consolidation of industrial agriculture. Disponível em http://www.ifg.org

76. INTERNATIONAL LIFE SCIENCES INSTITUTE (ILSI Brasil). http://brasil.ilsi.org/ 77. ISAAA http://www.isaaa.org

78. JAMES, C. Global Status of Commercialized Transgenic Crops: 2009. ISAAA Briefs n. 41. ISAA: Ithaca, NY. Disponível em http://www. isaa.org

79. KANNENBERG, L.W. Corn Breeding in the 20th century, 1999. http://www.ontariocorn.org 80. KOURILSKY P. & VINEY G. Le principe de précaution. Paris, Éditions Odile Jacob, 2000.

81. LATOUR B. Principe de precaution. Disponível em www.bruno-latour.fr/presse/presse_art/028-TECREV-BEBEAR-4.pdf

82. LEBUANEC B. A evolução da indústria sementeira durante os últimos 40 anos. Revista SEED News 12:4, 2008.

83. LEMAUX P. How does Biotechnology differ from classical Genetic manipulation? Disponível em http://ucbiotech.org/resources/biotech/slides/02genetics/genetics.html

84. LEMAUX P. Agricultural Biotechnology: it’s past and future. Asilomar 25th Anniversary Meeting, 2000. Disponível em http://ucbiotech.org/resources/biotech/talks/pipeline/asilomar.html

85. _____ . Genetically Engineered plants and foods: a scientist analysis of the issues (Part I). Ann. Rev.Plant Biol. 59:771-812, 2008.

86. _____ . Genetically Engineered plants and foods: a scientist analysis of the issues (Part II). Ann. Rev.Plant Biol. 60:511-559, 2009.

87. LEWCOK A. Down on the biopharm, 2007. Disponível em http://www.in-pharmacologist.com/content/view/print/121943

88. MANTELL, S.H. et al. Princípios de biotecnologia em plantas. Sociedade Brasileira de Genética, 1994. 89. MARTÍNEZ-GHERSA M.A., GHERSA C. Consecuencias de los recientes cambios agrícolas. Ciencia Hoy

15:87, 2005. 90. MAYR E. Populações, espécies e evolução. São Paulo, Companhia Editora Nacional, 1977.

91. Mc HUGHEN A. Genetic Engineering and testing methodologies. Publication 8190. University of California, Division of Agriculture and Natural Resources, 2006. http://anrcatalog.ucdavis.edu

92. McCALLA A.F., BROWN L.R. Feeding the developing world in the next millennium: a question of science? Agricultural biotechnology and the poor: an international conference on biotechnology.

Consultation group on international agricultural research, 1999. Disponível em http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

93. MENDONÇA-HAGLER, L.C.S. 2001. Biodiversidade e Biossegurança. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento, 18:16-22.

94. Ministry of Research, Science and Technology of New Zealand. Future-Watch / Biotechnologies to

2025, 2005. Disponível em http://www.morst.govt.nz/Documents/work/biotech/FutureWatch-

Biotechnologies-to-2025.pdf

95. MISSISSIPPI STATE UNIVERSITY. Lessons on agribusiness in a global environment, 1998. Disponível em http://www.ais.msstate.edu/age/lessons.html

96. MONSANTO. http://www.monsanto.com.br 97. NATIONAL SUSTAINABLE AGRICULTURE INFORMATION SERVICE (NCAT). Transgenic crops.

Disponível em http://www.attra.ncat.org 98. ODA R. Biodiversidade: a biotecnologia é prejudicial? Disponível em

http://www.anbiojovem.org.br/biosseg05.htm 99. _____ , DA SILVA FAUSTINO, V. Criterios para la Evaluación de Riesgo de Los OVGMs.

International Journal of Biosafety and Biosecurity, North America, 1, oct. 2010. Disponível em http://www.seer.ufu.br/index.php/intbiosafetybiosecurity/article/view/2268

100. OGM.ORG. http://www.ogm.org 101. PATEL R.P et al. Protein Production. Drug Delivery Technology 7(4), 2007

102. PERSLEY G.J. Agricultural biotechnology and the poor: promethean science. Agricultural biotechnology and the poor: an international conference on biotechnology. Consultation group on

international agricultural research (1999). Disponível em http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

http://www.gnis.fr/

http://www.ilfb.org/

http://brasil.ilsi.org/

http://www.isaaa.org/

http://www.ontariocorn.org/

http://ucbiotech.org/resources/biotech/slides/02genetics/genetics.html

http://ucbiotech.org/resources/biotech/slides/02genetics/genetics.html

http://www.in-pharmacologist.com/content/view/print/121943

http://www.in-pharmacologist.com/content/view/print/121943

http://www.ais.msstate.edu/age/lessons.html

http://www.anbiojovem.org.br/biosseg05.htm

http://www.seer.ufu.br/index.php/intbiosafetybiosecurity/article/view/2268


vii

103. _____ . Agricultural biotechnology: global challenges and emerging science. Agricultural

biotechnology: country case studies. CAB International, 2002. http://www.agrbiotech.org 104. PEW INITIATIVE ON FOOD AND BIOTECHNOLOGY. Feeding the World. A look at biotechnology &

world hunger. 2004. Disponível em http://www.pewagbiotech.org 105. PIERIK, R.L.M. Cultivo "in vitro" de las plantas superiores. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 1990.

106. PORCEDDU E., TANZARELLA O.A. Perspectivas y papel de la mejora genética en la agricultura del

siglo XXI. La agricultura del siglo XXI. Madrid, Ediciones Mundi-Prensa, 1993.

107. Public attitude to Agricultural biotechnology. Issue paper 2, 2002.

108. RECH E. A agricultura familiar e a biotecnologia como contribuição para o avanço social e econômico. http://www.cib.org.br

109. REISS. M.J. et al. Improving nature? The science and ethics of genetic enginering. Cambridge, Cambridge University Press, 1996.

110. RISCH O.A. O setor de floricultura e plantas ornamentais no Brasil e no mundo. Disponível em http://www.floresta.ufpbr.br~paisagem/plantas/mercado.htm

111. RIZZINI C.T., MORS W.B. Botânica econômica brasileira. 2a ed. Rio de Janeiro, Âmbito Cultural Edições Ltda., 1995.

112. ROSSET P.M. Transgenic crops to address third worlds hunger? Critical analysis. Bulletin of Science, Technology & Society 25(4), 2005.

113. RURAL ADVANCEMENT FUND INTERNATIONAL (RAFI). De donde vienen las semillas...Y adónde van? Mas allá de la revolución verde. Barcelona, Editora Lerna, 1987.

114. SASSON A. Biotechnologies and development. Paris, Unesco, 1988. 115. SASSON A. Food and Nutrition Biotechnology: achievements, prospects and perceptions. UNU-IAS

Report, 2005. Disponível em www.ias.unu.edu 116. SCHIFINO-WITTMANN et al. Poliploidia e seu impacto na origem e evolução das plantas silvestres e

cultivadas. R. bras. Agrociência 10(2), 2004. 117. SCIDEVNET. Dossier: Biodiversity. http://www.scidev.net

118. SEED WORLD. http://www.seedworld.com 119. SERAGELDIN I. et al. Promethean Science: Agricultural biotechnology, the environment and the

poor. Consultative Group on International Agriculture Science, 2000. Disponível em http://www.cgiar.org

120. SERAGELDIN I. The challenge of poverty in the 21st century: the role of science. Agricultural biotechnology and the poor: an international conference on biotechnology. Consultation Group on

International Agricultural Research, 1999. Disponível em http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

121. SNOW A. A. Transgenic crops – why gene flow matters. Nature Biotechnology, 20, 2002. 122. SOMMER S. Por que las vacas se volvieron locas? Buenos Aires, Editora Biblos, 2001.

123. STRAUGHAN, R. et al. Ethics, morality and crop biotechnology. Biotechnology and Biological Sciences Research Council, 1996.

124. SWAMINATHAN M.S. Genetic Engineering and Food Security: Ecological and Livelihood Issues. Agricultural biotechnology and the poor: an international conference on biotechnology. Consultation

group on international agricultural research, 1999. Disponível em http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

125. TAMAYO G. et al. Biodiversity for bioindustries in Biotechnology and plant genetic resources: conservation and use. Biotechnology in Agriculture Series, n.19, 1997.

http://www.agbiotechnet.com/books/available.asp 126. TEICHERT PESKE S. & TILLMANN M. A. A. Limites de Tolerância para Sementes Adventícias. Seeds

news XII(5), 2009. 127. THE GLYPHOSATE, WEEDS AND CROPS WEB SITE. http://www.glyphosateweedscrops.org/

128. VAN EENENNAAM A.L. Genetic Engineering and animal feed. Genetic Engineering Fact Sheet 6, Publication 8183. Division of Agriculture and natural Resources, University of California. Disponível

em http://anrcatalog.ucdavis.edu

129. VAN EENENNAAM A.L. Marker-assisted selection in beef cattle. Disponível em

http://animalscience.ucdavis.edu/animalbiotech

130. _____ . What is the future of animal biotechnology. California Agriculture 60(3), 2006. 131. WILSON E.O. Naturalista. Rio de Janeiro, Editora Nova Fronteira, 1997.

132. WORLD RESOURCES INSTITUTE. Agriculture and genetic diversity. http://www.wri.org/biodiv/agrigene.html

CAPÍTULOS 15 E 16 1. ACCESS EXCELLENCE (THE NATIONAL HEALTH MUSEUM). About Biotech: Biotech applied.

Disponível em http://www.accessexcellence.org 2. ADAM D. GM cropped. Nature Science Update 01/04/2000. Disponível em

http://www.nature.com/nsu/nsu_pf/000330/000330-6.html 3. ASSOCIAÇÃO NACIONAL DE BIOSSEGURANÇA (Anbio). http://www.anbio.org.br

4. AQUARONE E. Generalidades sobre bebidas alcoólicas. Em: Biotecnologia Industrial. Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

5. AQUARONE et al. (coord). Biotecnologia Industrial. Biotecnologia na produção de alimentos. Vol. 4.

São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

http://www.ias.unu.edu/

http://www.scidev.net/

http://www.cgiar.org/

http://www.cgiar.org/biotech/rep0100/contents.htm

http://www.agbiotechnet.com/books/available.asp



http://www.glyphosateweedscrops.org/

http://animalscience.ucdavis.edu/animalbiotech

http://www.wri.org/biodiv/agrigene.html

http://www.wri.org/biodiv/agrigene.html


viii

6. AUER C.A. Tracking genes from seed to supermarket: techniques and trends. Trends in Plant

Science, 2003 / Biomednet. 7. AVERY D.T. FDA tests show genetically altered corn hasn´t triggered allergies. Dayton Daily News,

18/06/2001. 8. BEEVER, D.E., KEMP, C.F. Safety Issues Associated with the DNA in Animal Feed Derived from

Genetically Modified Crops: A Review of Scientific and Regulatory Procedures. Nutrition Abstracts

and Reviews, Series B: Livestock Feeds and Feeding, 70(3): 1-8, 2000. Disponível em

http://www.biotech-info.net/BeeverKemp1.pdf

9. BERGER R.G. Fermented foods: Colours/flavours derived by fermentation. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. Disponível em

http://www.academicpress.com/companions/0122270703/ 10. BIOPLANET. www.bioplanet.net

11. BIOTECHNOLOGY INDUSTRY ORGANIZATION (BIO) http://www.bio.org 12. BIOTECNOLOGIA, CIÊNCIA E DESENVOLVIMENTO. http://www.biotecnologia.com.br

13. BISSON L.F. et al. The present and future of the international wine industry. Nature (418): 696-699, 2002.

14. BOSCH X. Genetic secrets of a good wine. The Scientist 5(1), 2004. Disponível em http://www.the-scientist.com/2004/5/

15. BROOKES G., BARFOOT P. GM crops: The global economic and environmental impact; the first nine years 1996-2004. AgBioForum 8(2&3): 187-196, 2005.

16. CAMPBELL-PLATT G. Fermented foods: origins and applications. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. Disponível em

http://www.academicpress.com/companions/0122270703/ 17. CASTRO J. de. Géographie de la faim. Paris, Editions du Seuil, 1964.

18. CENTURY WINE. http://www.centurywine.8m.com/picture.html 19. CHAPLIN M. Enzyme technology, 2003. Disponível em

http://www.lsbu.ac.uk/biology/enztech/index.html 20. CHASSY B.M. Food safety evaluation of crops produced through Biotechnology. Journal of the

American College of Nutrition, 21:3, 2002. 21. CHECKBIOTECH. http://www.checkbiotech.org

22. COHEN J.I. Poorer nations turn to publicly developed GM crops. Nature Biotechnology 23(1): 27-33, 2005.

23. CONSELHO DE INFORMAÇÕES SOBRE BIOTECNOLOGIA (CIB). http://www.cib.org.br 24. CONSTABLE A. et al. Histórico de utilização segura aplicado à avaliação de segurança de novos

alimentos ou de alimentos derivados de organismos geneticamente modificados. ILSI, 2008. 25. DÍAZ A. Biotecnología en Industrias de Alimentos. CEPAL, ONU, Buenos Aires, 2003.

26. DUVAL-IFLAH Y. Y a-t’il des risques liés à la consommation de produits frais contenat des bactéries transgéniques? Em: Les OGM à l´INRA: OGM et alimentation, 1998. Disponível em

http://www.inra.gov.fr 27. ESTEVES VIEIRA L.G. Organismos geneticamente modificados: uma tecnologia controversa. Ciência

Hoje 34 (203): 28-32, 2004. 28. EUROPEAN FEDERATION OF BIOTECHNOLOGY (EFB). Allergies from GM food. Task group on public

perceptions of biotechnology, 2000. Disponível em http://www.efb-central.org/ 29. EUROPEAN FOOD INFORMATION COUNCIL (EUFIC). http://www.eufic.org

30. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO). Food Processing, Summary Document. Disponível em http://www.fao.org/biotech/logs/C11/summary.htm

31. FOOD STANDARDS AGENCY. Genetic modification and food. http://www.food.gov.uk 32. GASTONE VENTURINI FILHO W., PASCOLI CEREDA M. Cerveja. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4,

São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001. 33. GLOBAL KNOWLEDGE CENTER ON CROP BIOTECHNOLOGY. São alimentos derivados de cultivos

transgênicos seguros? Disponível em http://www.isaaa.org

34. GMO-COMPASS. http://www.gmo-compass.org

35. GRANDI J.G. Leites fermentados. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar

Blücher Ltda., 2001. 36. GREENBERG D., M.GRAHAM. Improving communication about new food technologies. Issues on

Science and Technology, Summer 2000. Disponível em http://www.nap.edu/issues/16.4/greenberg.htm

37. GREENPEACE. http://www.greenpeace.org 38. HAILS R., KINDERLERER J. The GM public debate: context and communication strategies. Nature

Genetics (4): 819-825, 2003. 39. HARVESTPLUS. http:// www.harvestplus.org

40. HASHIZUME T. Tecnologia do vinho. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

41. HOBAN T. Tacogate: there is barely a kernel of truth. Washington Post, 26/11/2000. 42. INTERNATIONAL LIFE SCIENCES INSTITUTE. http://www.ilsi.org

43. JOHANSEN E. Genetic engeneering: modification of bacteria. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. http://www.academicpress.com/companions/0122270703/

44. JOHANSEN E. Challenges when transferring technology from Lactococcus laboratory strains to industrial strains. Genetics and Molecular Research 2(1): 112-116, 2003.

45. KIMBRELL E. What is Codex Alimentarius? AgBioForum 3(4): 197-202, 2000.



http://www.lsbu.ac.uk/biology/enztech/index.html

http://www.cib.org.br/

http://www.comciencia.br/reportagem/transgenicos/frames/trans14.htm


http://www.isaaa.org/

http://www.nap.edu/issues/16.4/greenberg.htm


ix

46. KIU W., KOVACS L. Do we need to be concerned about genetically modified grapevine? Vineyard

and vintage view 18(4), 2003. 47. KOUBA M. Qualité des produits biologiques d´origine animale. Productions animales (15): 161-169,

2002. 48. LA PLANÈTE-VIN / LE PRODIGE DU VIN. http://www.abrege.com/lpv/prodig.htm

49. LA RECHERCHE. Le risque alimentaire. Numéro spécial, Février 2001.

50. LAJOLO F. Alimentos transgênicos: riscos e benefícios. Ciência Hoje 34 (203): 36-37, 2004.

51. LAJOLO F.M., NUTI M.R. Transgênicos: Bases científicas de sua segurança. Sociedade Brasileira de

Alimentação e Nutrição. São Paulo, 2002. 52. LEMAUX P. G. Genetically engineered plants and foods: a scientist’s analysis of the issues (Part I).

Annual Review of Plant Biology 59: 771-812, 2008. 53. LERAYER A.L.S. Biotecnologia na indústria de alimentos. Disponível em http://www.cib.org.br

54. LEVANON Y., OUVINHAS ROSSETINI S.M. Cacau. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

55. LUCO R. et al. La acuicultura en Chile. Disponível em http://bibliotecnica.upc.es/bib280/cursmari/parte3.pdf

56. MANSOUR M., BENNETT J.B. Codex Alimentarius, biotechnology and technical Barriers to trade. Agbioforum 3(4): 213-218, 2000.

57. MARRIS E. Winning the wine war. Disponível em http://www.bioedonline.org/news/news.cfm?art=1655

58. MILLS C. Could genetically modified foods be a new source of allergens? Disponível em http://www.scidevnet

59. NATIONAL CENTRE FOR BIOTECHNOLOGY EDUCATION (NCBE) http://www.nvbe.reading.ac.uk/NCBE/GMFOOD/issues.html

60. NIGAM P. Single cell protein: mycelial fungi. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. http://www.academicpress.com/companions/0122270703/

61. NOVOZYMES http://www.novozymes.com 62. NUTTI M.R. A Biofortificação como ferramenta para combate a deficiências em micronutrientes.

Palestra no Workshop Internacional de Biologia Médica (2005). Disponível em www.cprm.gov.br/publique/media/Palestra10.pdf

63. ODA L.M. Alimentos transgênicos: riscos à saúde, 2001. Disponível em http://www.mct.gov.br/ctnbiotec/leila.htm

64. OGM.org http://www.ogm.org 65. OGM et consommateurs. Disponível em http://ww2.creaweb.fr/bv/ogm/risques2.html

66. PASCAL G. Comment évaluer la sécurité dês aliments issus de plantes transgéniques? Em: Les OGM à l´INRA: OGM et alimentation, 1998.

67. PASTORE G.M. Production and use of enzymes in food processing. Workshop – Industrial Enzymes for food production: Past, present and future perspectives. Brasília, 2002 Disponível em

http://www.anbio.org 68. PERSLEY G.J. New genetics, food and agriculture: Scientific discoveries - Societal dilemmas. The

Doyle Foundation for the International Council of Science (ICSU), 2003. Disponível em http://www.doylefoundation.org/icsu/ICSU_2003_20Full_20Report.pdf

69. PHILLIPS P.W.B., CORCKINDALE, D. Marketing GM foods: the way forward. AgBioForum, 5(3): 113-121, 2002.

70. PHILLIPS P.W.B., McNEILL, H. Labelling for GM foods: theory and practice. Em: Market Development for genetically modified foods. CAB International, 2002.

71. PLANT BIOTECHNOLOGY INSTITUTE (PIB). Biotechnology and Developing countries: the potential and the challenge. PBI Bulletin (2), 2004.

72. RIBEIRO E.P. Queijos. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

73. ROBERFROID M.B. Prebiotics and probiotics: are they functional foods? American Journal of Clinical

Nutrition 71(suppl), 2000.

74. ROYAL COMMISSION ON GENETIC MODIFICATION. 17 popular myths about GM which were busted

by the Royal Commission on genetic modification, 2001. Disponível em http://www.checkbiotech.org

75. SAN DIEGO CENTER FOR MOLECULAR AGRICULTURE (SDCMA). Foods from genetically modified crops. Disponível em http://www.sdcma.org

76. SANDIR R. et al. Genetic engeneering: modification of yeasts and moulds. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000.

http://www.academicpress.com/companions/0122270703/ 77. SASSON A. Nourrir demain les hommes. Paris, Sextant / UNESCO, 1986.

78. _____. Food and Nutrition Biotechnology: achievements, prospects and perceptions. UNU-IAS Report, 2005. Disponível em www.ias.unu.edu

79. SATO S. Alimentos orientais. In: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

80. SciDevNet. http://www.scidev.net 81. SCOTT C. Angola rejects GM food aid. 2/04/2004. Disponível em http://www. checkbiotech.org

82. SINGHAL R.S, KULKARNI,P.R. Bread: bread from wheat flour. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. Disponível em

http://www.academicpress.com/companions/0122270703/

83. SITE INTERMINISTERIEL SUR LES OGM. http://www.ogm.gouv.fr


http://www.novozymes.com/

http://www.mct.gov.br/ctnbiotec/leila.htm

http://www.ogm/

http://www/

http://www.ogm.gouv.fr/


x

84. SYBESMA W. et al. Safe use of genetically modified lactic acid bacteria in food. Bridging the gap

between consumers, green groups, and industry. Electronic Journal of Biotechnology 9:4, 2006 85. THE AMERICAN DIETETIC ASSOCIATION. Biotechnology and the future of food. J Am Diet Assoc. 95:

1.429-1.432, 1995. 86. THE EUROPEAN ASSOCIATION FOR BIOINDUSTRIES (EUROPABIO). http://www.europabio.org

87. THE PEW INITIATIVE ON FOOD AND BIOTECHNOLOGY. http://www.pewagbiotech.org

88. THOMPSON L. Are bioengeneered foods safe? FDA consumer magazine, January-February 2000.

Disponível em http://www.fda.org

89. UNITED STATES FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA). Enzyme preparations: chemistry recommendations for food additive and GRAS affirmation petitions, 1993. Disponível em

http://www.cfsan.fda.gov/~dms/opa-cg7.html 90. _____ . Statement of policy: foods derived from new plant varieties. Federal Register. 57: 22.984-

23.005, May 29, 1992. 91. _____. Statement of policy: foods derived from new plant varieties. Federal Register. 57: 22.984-

23.005, May 29, 1992. 92. VITTI P. Pão. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

93. VITTOLO M. Aplicações das enzimas na tecnologia de alimentos. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 2001.

94. WAL J-M. Les aliments transgéniques néntraînent-ils pas des problèmes dállergie? En: Les OGM à lÍNRA: OGM et alimentation, 1998.

95. WALKER G. M. Microbiology of wine-making. Em: Academic Press Encyclopedia of Food Microbiology, Online Version, 2000. Disponível em

http://www.academicpress.com/companions/0122270703/ 96. WELCH R. M. e BOUISS. H. E. Biofortification – a sustainable agricultural strategy for reducing

micronutrient malnutrition in the global south. Disponível em 97. http://www.scienceforum2009.nl/Portals/11/2WelchBouisBiofortification.pdf

98. WINE INTERNATIONAL. http://www.wineint.com/ 99. WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). 20 questions on genetically modified (GM) foods.

Disponível em http://www.who.int 100. _____. Modern food biotechnology, human health and development: an evidence-based study,

2005 Disponível em http://www.who.int 101. ZANCANARO Jr. O. Vinagres. Em: Biotecnologia Industrial, Vol. 4, São Paulo, Editora Edgar

Blücher Ltda., 2001. 102. ZINNEN T.M. Wholesome, Holistic and Holy: Controversies over Biotechnology and Food,

http://www.accessesxcellence.org/RC/AB/IE/wholesome.html

CAPÍTULOS 17, 18, 19 e 20 (Lista provisória)

1. ABBOTT´S DIAGNOSTIC DIVISION. http://www.abbottdiagnostics.com 2. ABDULLA S. Phytotherapy – good science or big business? Nature Science Update, 1999. Disponível

em http://www.nature.com/news/1999/990513/full/990513-8 3. ACCESS EXCELLENCE (THE NATIONAL HEALTH MUSEUM) http://www.accessexcellence.org

4. ACTION BIOSCIENCE. http:actionbioscience.org 5. ADAMS A. Cancer immunotherapy inches forward. The Scientist 18(14):37, 2004. Disponível em

http://www.the-scientist.com/article/display/14841/ 6. AIDS: ETIOLOGIA, CLINICA, DIAGNÓSTICO E TRATAMENTO. Testes diagnósticos. Disponível em

http://www.aids.gov.br/assistencia/etiologia_diagnostico.htm

7. AIDS: ETIOLOGIA,CLINICA, DIAGNÓSTICO E TRATAMENTO. Testes diagnósticos.


8. ALCAMO I.E. DNA Technology: The awesome skill. Dubuque, Wm. C.Brown Publishers, 1996. 9. ALDHOUS P. The bioweapon is in the post. NewScientist.com, 9/11/2005. Disponível em

http://www.newscientist.com/channel/opinion/mg18825252.900.html 10. ALONSO D.F., GÓMEZ D. ADN y cáncer: del origen de la enfermedad a su tratamiento. Em ADN: 50

años no es nada. Buenos Aires, Siglo XXI Editores Argentina, 2004. 11. ALONSO D.F. El desafío del cangrejo. Buenos Aires, Siglo XXI Editores, 2002.

12. ALZOGARAY R.A. Una Tumba para los Romanov. Buenos Aires, Siglo XXI Editores, 2004. 13. AMBION. RNA interference and gene silencing – History and overview, 2002. Disponível em

http://www.ambion.com/hottopics/rnai 14. AMERICAN ACADEMY OF PEDIATRICS (Work group on Cord Blood Banking). Cord Blood Banking for

potential future transplantation: subject review. Pediatrics 104:1: 116-118, 1999. 15. AMERICAN CHEMICAL SOCIETY (ACS) The Pharmaceutical Century: ten decades of drug discovery,

2000. Disponível em http://www.acs.org 16. AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION (AMA) Pharmacogenomics. Disponível em http://www.ama-

assn.org 17. ANTLER C. Antisense RNA. Disponível em

http://www.bioteach.ubc.ca/MolecularBiology/AntisenseRNA/




xi

18. APPLIED BIOSYSTEMS. http://www.appliedbiosystems.com

19. ASSOCIATION OF REPRODUCTIVE HEALTH PROFESSIONALS. Human cloning and genetic modification: The basic science you need to know. Disponível em http://www.arhp.org/genetics/

20. AVENTIS PASTEUR – Erradication de la poliomyélite. Disponível em http://www.polio-vaccine.com 21. AZEVEDO V., COSTA OLIVEIRA, S. Vacinas de DNA: o paradigma das vacinas gênicas.

Biotecnologia, Ciência e desenvolvimento 5:5, 1998.

22. BAJORATH J. Integration of virtual and high –throughput screening. Nat. Ver.Drug Discov.1(11):

882,894, 2002.

23. BAMBINI S., RAPPUOLI R. The use of genomics in microbial vaccine development. Drug Discovery Today March 1, 2009.

24. BARRETT J.F. Can biotech deliver new antibiotics? Current Opinion in Microbiology 8:498-503, 2005. 25. BATES C. Nicotine vaccine tests launched. Disponível em

http://news.bbc.co.uk/1/hi/health/1535852.stm 26. BENTO FARAH S. DNA, segredos e mistérios. São Paulo, Editora Sarvier, 1997.

27. _____________ DNA, segredos e mistérios, Segunda Edição. São Paulo, Editora Sarvier, 2007. 28. BERNARD S. The 5 myths of pharmacogenomics. October 1, 2003. Disponível em

http://www.pharmexec.com 29. BIERMANN C.A, SARINSKY, G.B.. Xenotransplants. The American Biology Teacher (60) 1: 14-18,

1998. 30. BIOMÉRIEUX. http://www.biomerieux.com

31. BIONET. A quem pertencem nossos genes? http://www.bionetonline.org 32. BIORESEARCH ONLINE. http://www.bioresearchonline.com

33. BIOTECHNOLOGY INDUSTRY ORGANIZATION (BIO). http://www.bio.org 34. BIOTECNOLOGIA, CIÊNCIA E DESENVOLVIMENTO. http://www.biotecnologia.com.br

35. BIOWORLD TODAY. http://www.bioworld.com 36. BORÉM A, DOS SANTOS, F.R. Biotecnologia Simplificada. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa,

Minas Gerais, 2001. 37. BOROJEVIC R. Biotecnologia na área de saúde humana e animal: Bioengenharia e biomimética.

http://www.mct.gov.br/Temas/biotec/ Tendencias_Radovan_Final_.pdf 38. BRANCA M. The new pharmacogenomics. Bio-ITWorld, 2002. Disponível em http://www.bio-

itworld.com/archive/090902/pharma.html 39. BREEKVELDT J., JONGERDEN J. Transgenic animals in Pharmaceutical production Biotechnology and

Development monitor 36:19-22, 1998. Disponível em http://www.biotech-monitor.nl/3609.htm 40. BRICKLEY P. The 21st Century war on cancer. The Scientist 17, Issue Supplement 2: S46, 2003.

Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/14132/ 41. BRITISH MEDICAL ASSOCIATION. BMA position on human cloning. Disponível em

http://www.bma.org.uk 42. BUSINESS COMMUNICATIONS COMPANY, INC. http://www.bccresearch.com

43. BUSSINESS WEEK ONLINE. http://www.businessweek.com 44. CAMPOS DE CARVALHO A C. Células-tronco: a medicina do futuro. Disponível em

http://www.educaçãopublica.rj.gov.br/biblioteca/biologi/bio10b.htm 45. CANCER REASEARCH UK. http://www.cancerhelp.org

46. CARDIFF AND VALE NHS Trust Tissue typing. Disponível em http://www.cardiffandvale.wales.nhs.uk 47. CASE C. Discover a new antibiotic. Strategies for success workshop, 1998. Disponível em

http://smccd.accounts/case/antibiotics 48. CDF Compatibilidade HLA e transplantes. Disponível em http://www.fhdf.gov.br

49. CENTER FOR GENETIS AND SOCIETY. http://www.genetics-and-society.org 50. CENTERS FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION (CDC). http://www.cdc.org

51. CENTRO INFORMAÇÃO BIOTECNOLOGIA (CIB). http://www.cib.org.br 52. CHAPMAN A.R et al. Stem cell Research and applications. Monitoring the frontiers of biomedical

research. American Association for the advancement of Science, 1999.

53. CHAPMAN T. Lab automation and robotics. Nature 421: 661-666, 2003.

54. CHARROW J. Tandem mass spectrometry in newborn screening. Genetics in Medicine (2) 4: 267-

269, 2000. 55. CHERFAS J. Antibiotics explained. Biotechnology and Biological Sciences Research Council, 1995.

56. CHILDREN’S HEALTH SYSTEM AND UNIVERSITY OF WASHINGTON (SEATTLE). GeneTests. Educational Materials: About Genetic Services, 2003.

57. CITÉ DES SCIENCES DE PARIS LA VILLETTE. Les médicaments génériques. Disponível em www.cite-sciences.fr/actu/2001/03medicaments/html

58. CLARKE T. Malaria vaccine gets a boost. Disponível em http://www.nature.com/nsu/nsu_pf/030519/030519-11.html

59. COCHLOVIUS B. et al. Therapeutic antibodies. Ameriucan Chemical Society. Modern Drug Discovery, October 2003.

60. COHEN H. Gene therapy marches forward. The Scientist 16 (20), 2002. 61. COLLEGE OF BIOLOGICAL SCIENCES(CBS) After 15 million years, Sleeping Beauty awakes.

Disponível em http://www.cbs.umn.edu/lab_cbs/frontiers1_sleepingbeauty.html 62. COMCIÊNCIA. Os medicamentos anti-AIDS e a quebra de patentes. Disponível em

http://www.comciência.br 63. CONSELHO REGIONAL DE FARMÁCIA DO RIO DE JANEIRO (CRFRJ). O terceiro milênio e a história

da farmácia. Disponível em http://www.crf-rj.org.br/revista/42/12_42.html

64. CONSTANS A. Making medicine personal. Disponível em http://www.the-

scientist.com/yr2002/sep/1cprofile_020930.html

http://www.businessweek.com/


xii

65. CONSTANS A. A Body by science. The Scientist (19) 34, October 6, 2003.

66. CORPORATE WATCH. http://www.corporatewatch.org.uk 67. COUNCIL OF AGRICULTURAL SCIENCE AND TECHNOLOGY (CAST) Vaccine development using

recombinant DNA technology. CAST Issue paper 38, 2008 68. DAAR A. S. et al. Top ten biotechnologies for improving health in developing countries. Nature

Genetics 32: 229-232, 2002.

69. DECODE GENETICS. http://www.decode.com

70. DEGOS L. Les Greffes d´Organes. Paris, Flammarion, 1994.

71. DELUDE C.M., BOUGHMAN J. Genetic Research: mining for medical treasures. Breakthroughs in Bioscience,2002. Disponível em http://www.faseb.org/opar/break/

72. DENNIS C. Special section on human genetics: the rough guide to the genome. Drug Discovery @ Nature. Disponível em http://www.nature.com

73. DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES. Stem Cells: Scientific Progress and Future Research Directions. June 2001. Disponível em http://www.nih.gov/news/stemcell/scireport.htm

74. DESNOTTES J.F. Quels anti-bactériens pour après-demain. La Recherche 314: 70-73, 1998. 75. DIAMOND J. Armas, germes e aço: os destinos das sociedades humanas. 2a Edição. Rio de Janeiro,

Editora Record, 2001 76. DOHMAN H. Terapia Celular, entrevista concedida a Edmilson Silva. Disponível em

http://www.biotecnologia.com.br/bio29/entrevista.asp 77. DOWNWARD J. RNAi and Cancer Research. The path to cure? The Biochemist, 2004. Disponível em

http://www.biochemist.org/bio/02605/0012/026050012.pdf 78. DOWNWY J. RNAi: The gentle art of shredding genes. National Institute for Medical Research. Mill

Hill Essays. Disponível em http://www.nimr.mrc.ac.uk/millhillessays/2003/rnai/ 79. DUFOUR V. DNA vaccines: new applications for veterinary medicine. Veterinary Sciences Tomorrow:

2, 2001 80. EISENSTEIN M. Gene transfer: it’s all in the delivery. Nature Methods. http://www.nature.com

81. ELOIT M. Vaccins traditionnels et vaccins recombinants. INRA, Productions animales 11: 5-13, 1998. 82. EMANUELLI G., RIPOLL, G. Bases moleculares del cáncer: nuevas estrategias antitumorales. Serie

Digital Ciencia y Tecnología, Universidad Nacional de Quilmes. http://www.unq.edu.ar 83. EPSTEIN A. De cómo tratar una enfermedad grave utilizando vectores virales, sin necesariamente

matar a los pacientes en el intento. En ADN: 50 años no es nada. Buenos Aires, Siglo XXI Editores Argentina, 2004.

84. ETHICAL, LEGAL AND SOCIAL IMPLICATIONS PROGRAM (ELSI). http://www.nhgri.nih.gov 85. EUROPEAN DIAGNOSTIC MANUFACTURERS ASSOCIATION (EDMA). http://www.edma-ivd.be

86. EUROPEAN NANOTECHNOLOGY GATEWAY. http://www.nanoforum.org 87. EUROPEAN FEDERATION OF PHARMACEUTICAL INDUSTRIES AND ASSOCIATIONS (EFPIA).

http://www.efpia.org 88. EXTRACTA MOLÉCULAS NATURAIS. http://www.extracta.com.br

89. FEDERATION OF AMERICAN SOCIETIES FOR EXPERIMENTAL BIOLOGY (FASEB). Breakthroughs in bioscience, 2003. Disponível em http://www.faseb.org

90. FERRO BRICKS L. Vacina contra a poliomielite: um novo paradigma. Rev. paul. pediatr. 25:2 São Paulo, 2007

91. FIERCE BIOTECHNOLOGY. http://www.fiercebiotech.com 92. FISHER WILSON J. 21st century antibiotics. The Scientist 16(5), 2002

93. FITZGERALD G.A. Anticipating change in drug development: the emerging era of translational medicine and therapeutics. Nature Reviews/Drug Discovery 4, 2005.

94. FLIGHT C. Smallpox: eradicating the scourge. Disponível em http://www.bbc.co.uk/history 95. FLOWER D.R. Vaccines in silico: the growth and powr of bioinformatics. The Biochemist (8): 17-20,

2004. 96. FOGARTY M. The reality of targeted therapies. The Scientist 16 (20), 14/10/02.

97. FRASER C.M., DANDO, M.R. Genomics and future biological weapons: the need for preventive

action by the biomedical community. Nature online, 2001. Disponível em

http://genetics.nature.com

98. FREDERICKSON R.M. A gene therapy primer. Disponível em http://www.bio.com 99. FUNDAÇÃO ATAULFO DE PAIVA. www.bcgfap.com.br

100. FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE RIO DE JANEIRO (FAPERJ). http://www.faperj.br

101. FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO (FAPESP). http://www.fapesp.org.br

102. GALLAGHER R. Vaccines are back. The Scientist 2005, 19(22):6. Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/15888/

103. GARMORY H.S et al. DNA vaccines: improving expression of antigens. Genetic vaccines and Therapy 1:2, 2003.

104. GARWIN W. et al. Issues in human genetics (Unit 4). European Initiative for Biotechnology Education. Disponível em http://www.eibe.info/

105. GENESICA http://www.genesica.com.ar 106. GENETIC ENGINEERING BIOTECHNOLOGY NEWS. http://www.genengnews.com

107. GENETIC INTEREST GROUP. Genetic predisposition to common diseases. Disponível em http://www.gig.org.uk/education4.htm

108. GENETIC SCIENCE LEARNING CENTER (GSLC). http://gslc.genetics.utah.edu

../../../Users/Tonica/Tonica%20personal/Trabalho%20em%20andamento/Atualização%20maio%202011/Vacinas/ELSI).%20http:/www.nhgri.nih.gov

http://www.the-scientist.com/

http://www.genesica.com.ar/


xiii

109. GENEWATCH UK. Regulating Human Genetic Tests: Ten Key Questions, April 2003. Disponível em

http://www.genewatch.org. 110. GOMEZ D., ALONSO, D.F. Herramientas moleculares aplicadas al diagnóstico del cáncer. En ADN:

50 años no es nada. Buenos Aires, Siglo XXI Editores Argentina, 2004. 111. GOMEZ, D. Avance en la investigación oncológica. Disponível em http://www.perspectiva

sur.com/nota3.htm

112. GOMEZ, D. Estrategias biotecnológicas para desafiar el cáncer. Entrevista; en Innovación en el

campo de la Biotecnología, Informe UNQ, octubre 2004. Disponível em

http://www.unq.edu.ar/servlet/ShowAttach?idAttach=4402 113. GOODWIN W. et al. DNA profiling: the forensic magic bullet. The Biochemical Society / Golden

Jubilee, The Biochemist (4): 12-14, 2003. 114. GRAHAM S. Synthetic peptide may succeed where antibiotics have met with resistance. Scientific

American.com, July 26, 2001. Disponível em http://www.sciam.com 115. GRAY N. Untying the Gordian knot, Pharmaceutical Executive, May 2005. Disponível em

http://www.pharmexec.com 116. GREY S. Genetic Engineering & Xenotransplantation, 2000 Disponível em

http://www.actionbioscience.org/biotech/grey.html 117. GRUPO EMPRESAS FARMACEUTICAS SIDUS. http//www.sidus.com.ar.

118. GWYNNE P., HEEBNER, G. Genomic revolution. Science, January 26, 2001. Disponível em http://www.sciencemag.org/feature/e-market/benchtop/fungen.shl

119. HARDIMAN G. Applications of microarrays and biochips in Pharmacogenomics. Methods in Molecular Biology, vol.448, 2005. Disponível em

www.springer.com/cda/content/document/.../9781588298874-c1.pdf?... 120. HEALTH A TO Z. Tissue typing. Disponível em

http://www.healthatoz.com/healthatoz/Atoz/ency/tissue_typing.html 121. HENDERSON J.M. Bioterrrorism: are we prepared? Disponível em

http://www.actionbioscience.org 122. HISS H. Produção de vacinas. En Biotecnologia Industrial Vol. 3: Processos fermentativos e

enzimáticos, São Paulo, Editora Edgar Blucher Ltda., 2001. 123. HISTORY OF BIOWARFARE. http://www.pbs.org/wgbh/nova/bioterror/hist_nf.html

124. HISTORY OF VACINES http://history of vacines.org 125. HOFFMAN A. RNA interference therapies – A risky business? Disponível em

http://www.beremans.com/pdf/RNA_interference_ therapies_a_RISCy_business.pdf 126. HOLLAND C.A., KIECHLE F.L. Point-of-care molecular diagnostic systems – past, present and

future. Current Opinion in Microbiology 2005,8: 504-509. 127. HOLLON T. The biodefenders. Signals Magazine. Disponível em http://www.signalsmag.com

128. HOLLON T. The current status of cancer treatment. The Scientist 17 Issue supplement 2: S34, 2003 Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/14129/

129. HOMEDES N. Se puede hablar de políticas de genéricos en América Latina? RESPYN 5(1), 2004. Disponible em http://www.uanl.mx/publicaciones/respyn/v/1/editorial/

130. HOMMA. A. A História da Medicina: vacinas e soros nacionais. CREMESP / Revista Ser Médico – Edição 20 – Julho 2002

131. HOUDEBINE L. M. La production de médicaments par les OGM. Conférence donnée à Agropolis-Museum, 04/10/01

132. HUMAN GENOME PROJECT INFORMATION. Pharmacogenomics. Disponível em http://www.ornl.gov

133. HUMAN GENOME RESOURCES. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide/human/ 134. IMMUNECENTRAL http://www.immunecentral.com

135. IMMUNOLOGY COURSE OUTLINE. http://pleiad.umdnj.edu/pathology_course/webpath/immunol/immunidx.htm

136. INDUSTRIE CANADA (DIRECTION GÉNÉRALE DES SCIENCES DE LA VIE). http://strategis.ic.gc.ca

137. INFORMATION ON CLINICAL TRIALS AND HUMAN RESEARCH. http://www.clinicaltrials.gov

138. INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (INRA). Les applications de la

biotechnologie, 2003. Disponível em http://www.inapg.inra.fr 139. INSTITUTO BUTANTAN. http://www.butantan.gov.br

140. INSTITUTO DE TECNOLOGIA DE PARANA (TECPAR). http://www.tecpar.br 141. INSTITUTO DE TECNOLOGIA EM IMUNONOBIOLÓGICOS / BIOMANGUINHOS.

http://www.bio.fiocruz.br 142. INSTITUTO DO MILÊNIO EM BIOENGENHARIA TECIDUAL. http://www.imbt.org.br

143. INSTITUTO LELOIR. http://www.leloir.org.ar 144. INSTITUTO NACIONAL DE BIODIVERSIDAD (INBIO). http://www.inbio.com

145. INTERNATIONAL DIABETES FEDERATION (IDF). http://www.idf.org 146. INTERNATIONAL HAPMAP PROJECT.http://www.hapmap.org

147. KANSAON M. Transplantes e respostas imunes. Disponível em http://www.infomed.hpg2.ig.com.br/transplante.html

148. KIDSHEALTH. An introduction to genetics and genetic testing. Disponível em http://www.kidshealth.org

149. KIMBALL´S BIOLOGY PAGES. http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/ 150. KUSCHEL M. Lab-on-a-chip technology – Applications for Life Sciences. Agilent Technologies.

http://www.chem.agilent.com/Library/articlereprints/Public/59883035.pdf

151. LA RECHERCHE (DOSSIER). Les xénogreffes ont-elles um avenir? La Recherche 320: 57-68,1999

http://www.pbs.org/wgbh/nova/bioterror/hist_nf.html

http://history/


xiv

152. LA RECHERCHE (DOSSIER). Thérapie génique: une nouvelle frontière pour la recherche médicale.

La Recherche 315: 51-66,1998. 153. LA VILLETTE / CITÉ DES SCIENCES ET DE L' INDUSTRIE http://www.cite-sciences.fr

154. LAB TESTS ONLINE. http://www.labtestsonline 155. LANZA R., ROSENTHAL N. The Stem cell challenge. Scientific American, 2004. Disponível em

http://www.sciam.com

156. LAWSON M., A L. LAWSON. Investigating the antibiotic resistance problem. The American Biology

Teacher (60) 6: 412-417, 1998.

157. LECLERC C. Des vaccins d’un nouveau type à l’ assaut du cancer. La Recherche 364:2003, 38-44. 158. LEMA M. Guerra biológica y bioterrorismo. Buenos Aires, Siglo XXI Editores, 2002.

159. LEMONICK M.D, PARK A. Vaccines stage a comeback. Time, 21/1/2002- 27/1/2002 Disponível em http://www.time.com/time/covers/1101020121/vaccine.html

160. LESNEY M. Gene therapy. Modern Drug Discovery, January 2003: 23-27. 161. LEVINE M.M. Immunogenicity and efficacy of oral vaccines in developing countries: lessons from

a live cholera vaccine. BMC Biology 8, 2010 162. LEVITT M. The ethics and impact on behaviour of knowledge about one’s own genome. British

Medicine Journal (319), 1999. 163. LEWIS C. Home diagnostic tests: the ultimate house call? Disponível em http://www.fda.gov

164. LEWIS R. Porcine possibilities The Scientist 14(20):1, Oct 16, 2000. 165. _______ DNA expression profiling: a new lens on cancer The Scientist 17 Issue supplement 2:

S22, 2003. Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/14125/ 166. _______ Genetic testing timeline. The Scientist, October 20, 2003.

167. _______ Stem cells…An emerging portrait. The Scientist 19(13):14, 2005 www.the-scientist.com/article/display/15592/

168. _______ Vaccines: victims of their own success? The Scientist 18(14):15, 2004. Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/14828/

169. _______ Human genetics: Concepts and applications 4th edition, New York, The Mc Graw Hill Higher Education, 2001.

170. LITTLE S. Personalized medicine: seven keys to sucess. The Scientist 20(1): 75 Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/18849/

171. LIU M.A., J.B.ULMER. Plasmid DNA technology. The Biochemist, 4 :21-24, 2003 172. LOMBARDINO J.G., LOWE III J.A. The role of the medicinal chemist in drug discovery – then and

now. Nature Reviews / Drug Discovery 3 (10) 853-862 173. LOPEZ M. et al. Microarrays y biochips de DNA. Fundación Española para el Desarrollo de la

Investigación en Genómica y Proteómica, 2002. Disponível em www.gen-es.org/12_publicaciones/docs/pub_67_d.pdf

174. LUCENTINI J. Antibiotics Arms Race heats up. The Scientist 17(29), 2003. 175. LYALL S. A country unveils its gene pool and debate flares. February 16, 1999. Disponível em

http://www.nytimes.com 176. LYNCH M. God’s signature: DNA profiling, the new gold standard in forensic science. Endeavour

27:2, 93-97, 2003 177. MADIGAN

178. MAGGON K. Biotech segment: moving ahead of pharma industry, 2005. Disponível em http://www.expresspharmapulse.com/20050428/edit02.shtml

179. _________ Rise of Biologicals. Disponível em http://www.expresspharmapulse.com/20040205/editorial02.shtml

180. MAHER B.A. Vaccines on trial:HIV The Scientist 18(11),2004 Disponível em www.the-scientist.com/article/display/14734/

181. MANCINELLI L. et al. Pharmacogenomics: the promise of personalized medicine. AAPS Pharmsci 2000; 2(1) article 4. Disponível em

http://www.pharmsci.org/ScientificJournals/pharmsci/journal/4.html

182. MAPPING THE ICELANDIC GENOME http://sunsite.berkeley.edu/biotech/iceland/

183. MARSHALL S. & G.ARENAS. Antimicrobial peptides: a natural alternative to chemical antibiotics

and a potential for applied biotechnology. Electronic Journal of Biotechnology, 2003. Disponível em http://www.ejbiotechnology.com

184. MARX G. Cuba cutting “world class” trail in biotechnology research 19/12/2005. Disponível em http://www.checkbiotech.org

185. McCOOK A. Hwang faked results, says panel.The scientist news. Disponível em http://www.the-scientist.com/news/20051223/02/

186. McMICHAEL A.J. Paleoclimate and bubonic plague: a forewarning of future risk? BMC Biology 2010, 8: 108

187. MEDLINE PLUS http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/medlineplus.html 188. MEEUSEN E.N.T et al. Current status of veterinary vaccines. Clinical Microbiology Reviews 20:3,

2007 189. MERCK. http://www.merck.com

190. MILES S. Inhibiting HIV gene expression with RNAi: a cure for AIDS? 191. MILLER STACY K. Therapeutic Mabs: saving lives and making millions. The Scientist 19 (3):17,

2004 Disponível em http://www.the-scientist.com/2005/02/14/17 192. MIT Technology Review. www.technologyreview.com

193. MITRA J. Pharmaceutical industries: do they prefer treatment to cure? The Biochemist, 6, 2005.

http://www.fda.gov/

http://www.the-scientist.com/article/display/14828/

../../../Users/Tonica/Tonica%20personal/Trabalho%20em%20andamento/Atualização%20maio%202011/Vacinas/MARSHALL%20S.%20&%20G.ARENAS.%20Antimicrobial%20peptides:%20a%20natural%20alternative%20to%20chemical%20antibiotics%20and%20a%20potential%20for%20applied%20biotechnology.%20Electronic%20Journal%20of%20Biotechnology,%202003.%20Disponível%20em%20http:/www.ejbiotechnology.com




xv

194. MOIR D.T. et al. Genomics and antimicrobial drug discovery. Genomics and antimicrobial drug

Discovery 43 (3): 439-446, 1999. 195. MOREAUX C. Autour des biotechnologies: des enjeux sociaux, économique, éthiques.

Pharmaceutiques n0 67, 1999. 196. MOREIRA-FILHO C. A. e VERJOVSKI-ALMEIDA S. Genoma Clínico. Biotecnologia, Ciência e

desenvolvimento 3:16, 2000. Disponível em

www.biotecnologia.com.br/revista/bio16/16_especial.pdf

197. MOREL C.M. Neglected diseases: under-funded research and inadequate health interventions.

EMBO reports vol.4, special issue, 2003. 198. NATIONAL CANCER INSTITUTE Understanding cancer series. Disponível em

http://www.cancer.gov/cancertopics/understandingcancer 199. NATIONAL CENTER FOR BIOTECHNOLOGY INFORMATION. Pharmacogenomics factsheet.

Disponível em http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/pharm.html 200. NATIONAL CENTRE FOR HUMAN GENOME RESEARCH. http://www.nchgr.nih.gov

201. NATIONAL HEALTH SYSTEM (NHS). Genetics. Disponível em http://www.nhsdirect.nhs.uk 202. NATIONAL INSTITUTE FOR GENERAL MEDICAL SCIENCES (NIGMS). Medicines by design: The

Biological Revolution in Pharmacology, 1997, 2003. Disponível em http://www.nigms.nih.gov 203. NATIONAL INSTITUTE OF ALLERGY AND INFECTIOUS DISEASES (NIAID). Understanding

vaccines, 2003. Disponível em http://www.niaid.nih.gov 204. NATIONAL INSTITUTE OF ALLERGY AND INFECTIOUS DISEASES.

http://www.niaid.nih.gov/Pages/default.aspx 205. NATIONAL INSTITUTE OF HEALTH (NIH). Stem cells information, 2005. Disponível em

http://stemcells.nih.gov/info/basics/ 206. NATIONAL INSTITUTE ON DRUG ABUSE (NIDA). Nicotine vaccine shows promise for combating,

1999 tobacco addiction. Disponível em http://www.drugabuse.gov/MedAdv/99/NR-1217.html 207. NATIONAL MARROW DONOR PROGRAM. http://www.marrow.org/PATIENT/match_process.html

208. NATURE Biotechnology. Xenotransplantation. Vol. 18 - Supplement, 2000. http://biotech.nature.com

209. NATURE GENOME GATEWAY. http://www.nature.com/genomics/links/ 210. NATURE REVIEWS. RNAi collection, 2003. Disponível em http://www.nature.com

211. NATURE. http://www.nature.com 212. NEW SCIENTIST. http://www.newscientist.com

213. NOVO NORDISK. http://www.novonordisk.com 214. NUFFIELD COUNCIL ON BIOETHICS. http://www.nuffieldbioethics.org

215. OFFICE INTERNATIONAL DES EPIZOOTIES (OIE). http://wwwoie.int 216. OGIHARA N. Drawing out Drugs. Modern Drug Discovery, September 2003.

217. OLIVEIRA DINIZ M., SOUZA FERREIRA L.C. Biotecnologia aplicada ao desenvolvimento de vacinas. Estudos Avançados 24 (70), 2010

218. OLIVEIRA W. A pele multiplicada e guardada em um banco, 2002. Disponível em http://galileu.globo.com/edic/91/saude1.htm

219. ONLINE MENDELIAN INHERITANCE IN MAN. McKusick-Nathans Institute for Genetic Medicine, Johns Hopkins University (Baltimore, MD) and National Center for Biotechnology Information,

National Library of Medicine (Bethesda, MD), 2000. http://www.ncbi.nlm.nih/gov/omim 220. OPTIMAL RAPID MALARIA TEST. http://www.malariatest.com

221. ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT (OECD).Tests génétiques: espoirs et enjeux. Disponível em http://www.oecd.org/document/12/

0,2340,en_2649_201185_2013644_119690_1_1_1,00.html 222. PAES DE CARVALHO A. Extracta pesquisa 30 mil compostos naturais brasileiros. Revista Brasil

Sempre. http://www.insightnet.com.br/brasilsempre 223. PAGON R.A. Genetic testing: the clinical interface of the Human Genome Project. An approach for

biology teachers. Disponível em http://www.genetests.org

224. PAK J.W. Immunotherapy Cancer Treatment. Disponível em

http://www.cancersupportivecare.com/immunotherapy.htm

225. PALESE P. Influenza: old and new threats. Nature Medicine - Supplement 10:12, 2004 226. PALLARITO K. Fueling the fires of RNA interference. The Scientist 2004, 18(17):18. Disponível em

http://www.the-scientist.com/article/display/14924/ 227. PARRY J. From SARS to avian flu: vaccines on the scene. The Scientist 19 (5): 34, 2005.

Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/15315/ 228. PAVLOU A.K., REICHERT, J.M. Recombinant protein therapeutics – success rates, market trends

and values to 2010. Nature Biotechnology News 6/12/2004. Disponível em http://www.nature.com/news/2004/041206/pf/nbt1204-1513_pf.html

229. PAYNE D., TOMASZ, A. Antimicrobials. The challenge of antibiotic resistant bacterial pathogens: the medical need, the market and the prospects for new antimicrobial agents. Current Opinion in

Microbiology 2004, 7: 435-438. 230. PECORINO L. Stem cells for cell-based therapies. Disponível em

http://actionbioscience.org/biotech/pecorino2.html 231. PELCZAR M. J. et al. Microbiologia: conceitos e aplicações. Vol. 2. Segunda Edição. São Paulo,

Makron Books, 1996. 232. PENA S.D. A vida na era pós-genômica (entrevista). Jornal da ANBio (1): 5, Rio de Janeiro, 2002.

233. PENCHASZADEH V.B. Del genoma a la salud. En ADN: 50 años no es nada. Buenos Aires, Siglo

XXI Editores Argentina, 2004.

http://wwwoie.int/

http://www.nature.com/news/2004/041206/pf/nbt1204-1513_pf.html


xvi

234. PHARMACEUTICAL RESEARCH AND MANUFACTURERS OF AMERICA (PHRMA)

http://www.phrma.org 235. PHARMACORAMA http://www.pharmacorama.com

236. PHILIPS T. Genetically modified organisms (GMOs): transgenic crops and recombinant DNA technology. Nature Education 1:1, 2008

237. PITOSSI F., PODHAJCER O. Terapia génica En ADN: 50 años no es nada. Buenos Aires, Siglo XXI

Editores Argentina, 2004.

238. PITTSBURG TISSUE ENGINEERING INITIATIVE http://www.ptei.org

239. PLAYFAIR J. Infection and Immunity. London, Oxford University Press, 1995. 240. POLIO ERADICATION. http://www.polioeradication.org

241. POLITI P.M. Vacunas en la terapia del cáncer, 03/2005. Disponível em http://www.cancerteam.com.ar/poli150.html

242. POLLACK A. Europe rejects genetically engineered drug, 25/02/2006. Disponível em http://www.checkbiotech.org

243. PRESTON R. The bioweaponeers. The New Yorker, March 9, 1998. 244. _________ The demon in the freezer. The New Yorker, July 12, 1999.

245. PROJAN S.J. Why is big Pharma getting out of antibacterial drug Discovery? Current opinion in Microbiology 6:1-4, 2003.

246. PRWB PRESS RELEASES. http://www.prweb.com 247. PUBLIC BROADCASTING SERVICES (PBS). http://www.pbs.org

248. RABINOVITCH L. Saúde pública: situação atual e necessidade de pesquisa de controle biológico de vetores de importância para a saúde pública. Disponível em

http://www.biotecnologia.com.br/bio01/1hp_14.asp 249. RAMACHANDRA R. Vaccines: the path to immunity. Evolutions 13:1, 2009

250. RANDERSON J. Scientists raise spectre of gene-modified athletes. New Scientist 2001 Disponível em http://www.newscientist.com

251. RASKIN I. et al. Trends in Biotechnology (20) 12: 522-531 252. RAW I. Entrevista. Disponível em http://www.drauziovarella.com.br

253. REICHERT J., PAVLOU A. Monoclonal antibodies market. Nature Reviews/ Drug discovery, 3: 383, 2004

254. REINACH F. O dilema das vacinas transgênicas. O Estado de São Paulo 30/11/2005. 255. REVISTA RIOPHARMA http://www.crf-rj.org.br/revista/index.htm

256. REZAIE R et al. Brazilian health biotech – fostering crosstalk between public and private sectors. Nature Biotechnology 26:6, 2008

257. RIBEIRO E., RICCI, M. Insulina, classificação. Disponível em http://www.hu.usp.br/farmacia/BOLETIM_4_1999.htm

258. RILEY D.E. DNA testing: An introduction for non-scientists / an illustrated explanation. Disponível em http://www.scientific.org/tutorials/articles/riley/riley.html

259. RIOS S. Crearon una piel artificial que libera proteínas terapéuticas. Disponível em http://wwwprodiversitas.bioetica.org/prensa39.htm

260. ROBERTS P. Gene therapy’s fall and rise (again). The Scientist 2004, 18(18):22. Disponível em www.the-scientist.com/article/display/14947/

261. ROCHA, K.B. et al. Novas drogas e patentes. 02/2003. Disponível em http://www.abifarma.com.br

262. ROCHE DIAGNOSTICS – ROCHE MOLECULAR DIAGNOSTICS – PCR applications. Disponível em http://www.roche-diagnostics.com/ba_rmd/pcr_applications.html

263. ROCHE http://www.roche.com 264. ROSLIN INSTITUTE. http://www.roslin.ac.uk

265. RUFFIÉ J. Naissance de la médecine prédictive. Paris, Editions Odile Jacob, 1993. 266. RUMSEY D.H. & D.J.CIESIELSKI. New protocols in serologic testing: a review of techniques to

meet today´s challenges. Immunohematology 16:4, 2000.

267. SAMSON C. Systems biology in the pharmaceutical industry. The Biochemist, 6/2005.

268. SANDEL M.J. Embryo ethics- The moral logic of stem-cell research. N.Engl.J.Med 351(3):207,

2004. Disponível em http://www.nejm.org 269. SANGER INSTITUTE. El projecto HapMap. Disponível em

http://www.sanger.ac.uk/Users/mdc/hapmapes.html 270. SANOFI-PASTEUR. http://www.sanofipasteur.com

271. SASSON A. Medical Biotechnology: achievements, prospects and perceptions. Tokyo, United Nations University Press, 2005.

272. SCHATZMAYR H.G. Vacinas no limiar do século. Disponível em http://www.biotecnologia.com.br/bio02/hp_14.asp

273. SCHMID P. New anti-infective drugs. Disponível em http://agriculture.de/acms1/cong6/ws5bdrugs.htm

274. SCHMIDT C.W. Therapeutic interference. Modern Drug Discovery, July 2003 37-42. 275. SCIENCE & DECISION. L’ industrie des biotechnologies: biotechnologies et diagnostic medical.

Disponível em http://www.science-decision.net 276. SCIENCE NEWS FOCUS. Polio: the final assault? Science 303 (3): 1960-1971, 2004

http://www.sciencemag.org 277. SCOTT A. The human genome on a chip. Disponível em

http://www.biomedcentral.com/news/20031003/07

http://www.pharmacorama.com/

http://www.current-opinion.com/

http://www.current-opinion.com/

http://www.pbs.org/

http://www.newscientist/

../../../Users/Tonica/Tonica%20personal/Trabalho%20em%20andamento/Atualização%20maio%202011/Vacinas/ROCHE%20http:/www.roche.com


xvii

278. SELLERS L.J. The push for generics. Pharmaceutical Executive, October 2002.

279. SELLERS L.J. The year 2001 will stand out in any historical accounting. Pharmaceutical Executive, May 2002.

280. SHINE B. Nicotine vaccines moves toward clinical trials. Disponível em http://www.drugabuse.gov/NIDA_Notes/NNVol15N5/Vaccine.html

281. SHONE C. Protection against covert releases: preparing for the worst. The Biochemist (4): 23-25,

2004.

282. SIMON E. Human gene therapy: genes without frontiers? The American Biology Teacher 64(4):

264-270, 2002. 283. SMITH A. Screening for drug. Discovery Nature 118453-459, 2002.

284. SMITH R., RENAUD R.C. Vaccines of the future. Nature (2): 767-768, 2003. 285. SOCIEDADE BRASILEIRA DE DIABETES (SBD) http://www.diabetes.org.br

286. SOLÈRE B. Immunologie. Paris, Presses Universitaires de France, 1997. 287. SOMMER S. De la Cigueña a la Probeta. Buenos Aires, Editora Planeta, 1994.

288. SOMMER S. Genética, clonación y bioética. Buenos Aires, Editora Biblos, 1998. 289. SPAR D. The business of stem cells. N.Engl.J.Med 351(3):211-213, 2004. Disponível em

http://www.nejm.org 290. STANGLE-CASTOR N. The past, present and future of genetic testing for disease, 2000.

Disponível em http://www.office.com 291. STIX G. What clones? Disponível em http://www.sciam.com 24/12/2001

292. STROKES T. Human experiment guidelines reviewed. The Scientist News 13/01/2006. Disponível em http://www.the-scientist.com/news/display/22946/

293. SURADHAT S. Biotechnology in veterinary vaccine development. Disponível em www.micro.vet.chula.ac.th/.../51-biotechnology-in-veterinary-vaccine- development

294. TEIXEIRA D. Segundo Movimento (19/11/03) Disponível em http://www.terra.com.br/istoedinheiro?/325/negocios/325_segundo

295. TEMPLE L. et al. Defining disease in the genomic era. Science 293: 807-808, 2001. 296. THE CITY OF NEW YORK, DEPARTMENT OF HEALTH, TUBERCULOSIS CONTROL PROGRAM.

Diagnosis: rapid diagnostic tests for tuberculosis. Disponível em http://www.nyc.gov/health 297. THE GLOBAL ALLIANCE FOR VACCINES AND IMMUNIZATION (GAVI)

http://www.vaccinealliance.org 298. THE INSTITUTE FOR GENOMIC RESEARCH (TIGR). http://www.tigr.org

299. THE INTERNATIONAL DEVELOPMENT RESEARCH CENTRE (IDRC) Assessing the benefits of bioprospecting in Latin America. Disponível em http://web.idrc.ca

300. THE INTERNATIONAL HAP MAP CONSORTIUM. A haplotype map of the human genome. Nature 437 (27): 1299-1320, 2005.

301. THE INTERNET PATHOLOGY LABORATORY FOR MEDICAL EDUCATION. Immunology Course Outline, Florida State University College of Medicine. Disponível em

http://www.bibl.liu.se/etj2/webpath/immunol/immunidx.htm 302. THE NATIONAL ACADEMIES PRESS. Stem cells and the future of regenerative medicine, 2002.

http://books.nap.edu/books/0309076307/html/index.html 303. THE SCIENTIST. http://www.the-scientist.com

304. THE TISSUE ENGINEERING SHOW. http://ptei-brains.cfa.cmu.edu/grad/index.php 305. THE WELLCOME TRUST SANGER INSTITUTE. http://www.sanger.ac.uk

306. THE WELLCOME TRUST. http://www.wellcome.ac.uk 307. THE WHITAKER FOUNDATION. Tissue engineering. Annual report, 1995. Disponível em

http://www.whitaker.org/95_annual_report/tissue 95.html 308. THOMSON C.J. et al. Antibacterial research and development in the 21st century – an industrial

perspective of the challenges. Current Opinion in Microbiology 7: 445-450, 2004. 309. TULP M., BOHLIN L. Unconventional natural sources for future drug discovery. DDT 9 (10), 2004.

Disponível em http://www.drugdiscoverytoday.com

310. U.S. FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA) http://wwwfda.gov

311. UK BIOCHEMISTRY SOCIETY. Biological Welfare. The Biochemist volume 26 Nº 2, April 2004.

312. UK VACCINE INDUSTRY GROUP http://www.uvig.org/faqsheets/index.asp 313. UNDERSTANDING HUMAN GENETIC VARIATION.

http://science.education.nih.gov/supplements/nih1/genetic/guide/genetic_variation1.htm 314. UNDERSTANDING VACCINES. http://www.niaid.nih.gov/publications/vaccine/pdf/undvacc.pdf

315. UNICEF. Communiqué de presse: LÚNICEF affirme que lápprovisionnement em vaccins de lénfance est menacé. Disponível em

http://www.unicef.org/french/newsline/pr/2002/02pr15capetownfr.htm 316. UNIVERSITY OF ROCHESTER. New “DNA chip” rapidly detects, identifies dangerous pathogens.

Press releases. Disponível em http://www.rochester.edu. 317. UNIVERSITY OF WISCONSIN-MADISON. Embryonic stem cells. Disponível em

http://www.news.wisc.edu/packages/stemcells/index.html 318. VEIGA JUNIOR V.F. et al. Plantas medicinais: cura segura? Quim.Nova Vol.28(3):519-528,2005.

319. VEIGA PEREIRA L. Clonagem: Fatos & Mitos. São Paulo, Editora Moderna, 2002. 320. VERITAS MEDICINE Diabetes current tratment: overview. Disponível em

http://www.veritasmedicine.com 321. VETERINÁRIA ATUAL. http://www.veterinaria-atual.pt/homepage.aspx?menuid=1

322. VOELTER-MAHLKNECHT S., MAHLKNECHT, U. Darwinism and pharmacogenomics: from “one

treatment fits all” to “selection of the richest”. Disponível em

http://mendel.ugr.es/genysoc/pdfs/pharmacogenomic.pdf.

../../../Users/Tonica/Tonica%20personal/Trabalho%20em%20andamento/Atualização%20maio%202011/Vacinas/SBD)%20http:/www.diabetes.org.br

http://books.nap.edu/books/0309076307/html/index.html

http://books.nap.edu/books/0309076307/html/index.html

../../../Users/Tonica/Tonica%20personal/Trabalho%20em%20andamento/Atualização%20maio%202011/Vacinas/UNDERSTANDING%20VACCINES.%20http:/www.niaid.nih.gov/publications/vaccine/pdf/undvacc.pdf


xviii

323. WALKER M. Is modifying genes playing God? 18/03/2004. Disponível em

http://www.checkbiotech.org 324. WALLIS G. The genetic basis of human disease. Manchester, The Biochemical Society, 1999.

325. WARNER S. The return of vaccines. The Scientist 19(22), 2005. Disponível em http://www.the-scientist.com/article/display/15883/

326. WARNER S. The tribulations of clinical trials. The Scientist 18(8):20, 2004 Disponível em

http://www.the-scientist.com/yr2004/apr/feature_040426.html

327. WASI S. RNA interference: the next genetics revolution? Understanding the RNAissance. Nature,

May 2003. 328. WEINER D.B. & R.C.KENNEDY. Genetic Vaccines. Scientific American 0799 issue

329. WESTON D. http://www.biohouston.org/uploads/dweston72403.pdf 330. WILLIS R.C. What is phase zero? The Scientist 19(20)38, 2005. Disponível em http://www.the-

scientist.com/article/display/15806/ 331. WINKLER K.E. Killing the messenger. Nature reviews /Drug Discovery (3): 823-824, 2004.

332. WORLD HEALTH ORGANISATION (WHO). http://www.who.int 333. WULFKUHLE J et al. Proteomic applications for the early detection of cancer. Nature Reviews (3):

267-275, 2003. 334. YARRANTON G. The dawn of molecular medicine. MRC news 76, winter 1997.

335. ZATZ M. Contribuições da Biologia Molecular para a compreensão e prevenção dos problemas genéticos. Ciência e Saúde Coletiva (7):1, São Paulo, 2002.

336. ZATZ M. O que é célula-tronco? Notícias, 2001. Disponível em http://anbio.org.br/noticias/celula-tronco

337. ZILLI A Terapia Gênica. Disponível em http://www.cib.org.br

59152764 Biotecnologia o Impacto Na Sociedade

Documents

Transcript of 59152764 Biotecnologia o Impacto Na Sociedade