UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ

LEANDRO DOS SANTOS

GABIELA ARNEMANN

ROSANE GOMES

BIOTECNOLOGIA NA ATUALIDADE

BIOFÁBRICAS

CURITIBA2011

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LEANDRO DOS SANTOS

GABIELA ARNEMANN

ROSANE GOMES

BIOTECNOLOGIA NA ATUALIDADE

BIOFÁBRICAS

Seminário Biotecnologia – Biofábricas. Disciplina de Fundamentos da Biotecnologia do curso de Biotecnologia – 1o. Período.Professor(a) responsável: Carlos Roberto.

CURITIBA 2011

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INDÍCE

Introdução 4

Conceito de Biofábricas 5

Como funcionam as Biofábricas e Técnicas utlizadas 6

Biotecnologia e Biofábricas – Oportunidades para o Brasil 9

Vantagens e Desvantagens das Biofábricas 10

Conclusão 12

Bibiografia 13

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1. INTRODUÇÃO

A palavra biotecnologia surgiu no século XX, mas desde 1800 a. C. a

técnica já era utilizada para produção de alimentos e bebidas como pão, queijo,

cerveja e vinho, por meio da fermentação, a qual chamamos de biotecnologia antiga.

A biotecnologia moderna surgiu quando o cientista Herbert Boyer introduziu o gene

responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, pesquisas

científicas trouxeram novas técnicas que permitiram a transferência de genes de

uma espécie para outra.

A biotecnologia mais desenvolvida mostra suas múltiplas faces e

efeitos, que se já manifestam tanto no campo da pesquisa em Universidades,

Institutos de Pesquisa, nos laboratórios, na produção de fármacos, Indústrias de

mineração e alimentos e, no agronegócio. No campo da saúde a biotecnologia é

utilizada para produção de hormônios humanos e vacinas. Na agricultura, para a

produção de alimentos geneticamente modificados, tornando-os mais resistentes

contra pragas, doenças e com mais nutrientes e vitaminas. Na área de

biocombustível, que não só substituem a energia fóssil, como também possuem

preços mais acessíveis. Um novo processo que veio para suprir as necessidades

dessas áreas, são as biofábricas, modelo de produção totalmente diferente dos

atuais.

As biofábricas vem com tecnologia da engenharia genética, que

transfere genes de interesse para animais, plantas, bactérias ou fungos que, estes

por sua vez, transformam-se em indústrias de substâncias ou proteínas, usadas

para combater doenças ou como matéria-prima para fabricação de fármacos,

plásticos, tintas e cosméticos, etc.

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2. CONCEITO DE BIOFÁBRICAS

Biotecnologia começa a criar as biofábricas do futuro, da mesma forma

que uma fábrica de microprocessadores de computador atual não lembra em nada a

idéia tradicional que se tem de uma fábrica, com seus telhados em degraus e a

inseparável chaminé, as fábricas do futuro provavelmente serão muito diferentes das

nossas moderníssimas fábricas, tanto em termos de dimensões quanto em princípio

de funcionamento. A nanotecnologia já estabeleceu bem o conceito de nanofábrica e

nanofabricação, nas quais os produtos são fabricados em controles em nível

molecular.

Agora foi a vez da biotecnologia propor seu próprio leiaute para as

fábricas do futuro. As biofábrica como em todas as fábricas de alta tecnologia, tudo é

automatizado, apesar de ser basicamente uma plantação, a biofábrica não lembra

em nada uma lavoura tradicional. No caso, animais e plantas que receberam genes

humanos são analisados em áreas isoladas para essa finalidade ou seja,

dificilmente causarão danos ao meio ambiente e seres humanos.

O fato é que as potencialidades de aplicação da tecnologia do DNA

recombinante, tanto na agricultura, como na saúde humana, entre muitas outras

áreas, são ilimitadas e, os seus benefícios incalculáveis do ponto de vista econômico

e social. Na prática, a corrida da biotecnologia moderna só está começando.

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3. COMO FUNCIONAM AS BIOFÁBRICAS E TÉCNICAS

UTILIZADAS

É um processo biológico transformado em um processo industrial,

plantas, animais, bactérias e fungos, são modificados geneticamente através de

técnicas modernas chamadas de DNA recombinante ou engenharia genética, esta

alteração de material genéticos permite que genes individuais selecionados, sejam

transferidos de um organismo para outro, inclusive entre espécies não relacionadas,

proporcionando uma gama de aplicações voltadas ao benefício da saúde da

sociedade. O processo de biofábrica foi projetado do zero, é rápido, mais barato,

mais seguro, e não exige as sofisticadas culturas ou os processos de fermentação

necessários, nos processos atuais de produção (Pesquisador Americanos - Dr.

Andre Sharon, da Universidade de Boston).

Cientistas estão relatando um avanço importante rumo à criação de

uma biofábrica de Raízes transgênicas. Eles conseguiram fazer com que as chamadas

"raízes em cabeleira" (hairy roots), uma espécie de raiz com uma disfunção

genética, possam ser utilizadas como fábricas naturais para medicamentos,

essências para alimentos e vários outros produtos comerciais.

A “plantação de vacinas” – ou a fábrica de vacinas baseada em

plantas, como os cientistas a chamam – foi desenvolvida por um grupo do Centro

Fraunhofer de Biotecnologia Molecular, da Alemanha, da Universidade de Boston e

da empresa biofarmacêutica IBIO, ambas nos Estados Unidos. A colheita das

vacinas e medicamentos, a retirada da plantas, pode ser feita em poucas semanas,

um processo muito mais simples do que a produção de vacinas em laboratório, o

que torna a tecnologia mais capaz de fazer frente a surtos e epidemias do que as

técnicas atuais.

Cientistas da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia e do

Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética, da Universidade de Campinas

- Unicamp, estão desenvolvendo projetos de pesquisa com variedades de soja

modificadas geneticamente que, contêm genes capazes de produzir proteínas de

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interesse farmacológico, como o hormônio do crescimento humano e a insulina,

empregada no controle e combate a diabetes. Para esta pesquisa, estão sendo

utilizado a soja que deverá funcionar como uma espécie de fábrica de

medicamentos, ou seja, o que os cientistas chamam de biofábrica, de onde serão

extraídas e purificadas as proteínas para a aplicação medicinal.

A Embrapa, desta vez em colaboração com os professores e cientistas

da conceituada Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG, estão também

desenvolvendo, há mais de dois anos, um projeto de pesquisa que visa a produzir e

disponibilizar uma espécie de vacina, a partir de variedades de alfaces modificadas

geneticamente, que, espera-se, permitirá a imunização da doença da leishmaniose.

O antígeno gene que produz o anticorpo da leishmaniose, foi isolado e introduzido

no genoma da alface pelo processo da tecnologia do DNA recombinante.

Outros exemplos desta corrida biotecnológica são os animais

transgênicos, de interesse zootécnico, que estão sendo pesquisados por estes

mesmos cientistas da Embrapa e que também deverão ser transformados em

verdadeiras biofábricas de medicamentos. Estes animais poderão provavelmente, e

num futuro próximo, permitir a cura quem sabe, da AIDS e do câncer, por exemplo.

passou a desenvolver também pesquisas que visam à desenvolver biofábricas de

animais transgênicos.

Universidade Federal de São Paulo – Unifesp, anunciou que pretende,

produzir os primeiros coelhos transgênicos do país. Chamados de ‘biofábricas’, este

animais geneticamente modificados produzem moléculas de interesse comercial. Os

animais receberão um gene humano denominado beta-caseína e a partir daí

produzirão leite com o fator 9 de coagulação, elemento que falta no sangue de

pacientes hemofílicos do tipo B.

Pesquisadores australianos estão um passo mais próximos de

transformar, plantas em biofábricas capazes de produzir óleos que poderão substituir

os derivados do petróleo utilizados na fabricação de plásticos. Ácidos graxos não

usuais, alterando geneticamente uma planta modelo, chamada Arabidopsis, eles

fizeram com que o vegetal acumulasse até 30% dos chamados ácidos graxos não

usuais. Esse tipo de óleo normalmente é retirado de derivados do petróleo, servindo

como matéria-prima para a fabricação de plásticos, tintas e cosméticos.

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Uma empresa britânica Oxitec (Oxford Insect

Tecnologies )desenvolveu a linhagem OX513A do mosquito Aedes aegypiti

(mosquito transmissor da dengue). Onde manipularam geneticamente uma

população de machos, este gene aplicado nesta linhagem produz uma proteína letal

onde os filhotes morrem na fase de larva ou pupa ,isto é, que não irão se

reproduzir,o antídoto para estes geneticamente modificados é a aplicação do

antibiótico tetraciclina ,para assim conseguirem permanecerem vivos ao ambiente.

Os machos não têm a capacidade de transmitir a dengue pois eles não se

alimentam de sangue, apenas as fêmeas,motivo pelo qual os machos foram

escolhidos para este estudo. Agora a técnica está sendo aplicada no Brasil, os

mosquitos foram criados em uma biofábrica chamada Moscamed, localizada em

Juazeiro no interior da Bahia, onde em março deste ano, foram liberados 19 mil

mosquitos machos geneticamente modificados , sob aprovação da Comissão

Técnica de Biossegurança,porém os resultados serão divulgados em seis meses. De

acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS),50 milhões de pessoas

contraem a doença anualmente ,causando 500 mil internações e 20 mil mortes , o

que se espera é que aconteça aqui no Brasil a redução que houve na Malásia e nas

Ilhas Cayman ,onde foi constatado uma redução de 80% da população do mosquito

após estes estudos.

Os animais transgênicos, assim como as plantas, deverão agir apenas

como biofábricas na produção de insumos. Da mesma forma que os vegetais, as

pessoas não vão ingerir o leite diretamente para se curarem ou se prevenirem das

doenças. As proteínas de interesse medicinal serão produzidas no leite, extraídas e

purificadas. Depois de realizados todos os testes e experimentos científicos, além, é

óbvio, de rigorosa avaliação da biossegurança,

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4. BIOTECNOLOGIA E BIOFÁBRICAS – OPORTUNIDADES PARA

O BRASIL

Campo da biotecnologia ainda é muito novo no Brasil, mas já começa

a dar sinais positivos em diversos estados do país. Existem no país algumas

Empresas, Universidades e Institutos com pesquisas avançadas nessa área.

Exemplos da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa (soja e vaca

transgênicos para fabricação de vacinas e Hormônios), Universidades Federal do

Estado de São Paulo - Unifesp (coelhos Transgênicos fabricação do Fator 9 de

coagulação para Hemofilia), Universidade Estadual de Campinas - Unicamp

(bactérias fabricação de insulinas para diabéticos),

O Brasil possui a maior biodiversidade do planeta, o que, sem dúvida

oferece recursos para a solução de muitos problemas que afligem a humanidade.

Doenças consideradas incuráveis, como o câncer e a AIDS, por exemplo, podem ser

erradicadas a partir dos recursos disponíveis na biodiversidade. Só que esse tesouro

precisa ser bem conhecido e conservado para ser utilizado. Preocupada com a

proteção da biodiversidade brasileira, a classe política, elaborou um projeto de lei

para regulamentar o uso e o acesso aos recursos biológicos - Política nacional de

biotecnologia. Na qual ressalta além incentivar crescimento econômico e

tecnológico, preservar entre outros aspectos, o conhecimento dos povos da floresta

e das comunidades indígenas que, é de fundamental importância para a

conservação e o uso sustentado dos recursos biológicos do nosso país.

Segundo uma pesquisa de Instituições da Amazônia, as matérias-

primas da região analisadas, demonstraram viabilidade para o desenvolvimento de

um extenso grupo de insumos e produtos, entre os quais medicamentos

provenientes de plantas medicinais, produtos de higiene pessoal, perfumaria,

insumos, produtos alimentícios, enzimas de interesse industrial, corantes e

conservantes derivados de plantas, animais e microrganismos.

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5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS BIOFÁBRICAS

A utilização de Organismos geneticamente modificados, como

biofábricas constitui uma rota efetiva para a produção de biomoléculas de alto valor

agregado em larga escala e baixo custo, oferecendo vantagens em relação a outros

sistemas de produção, principalmente em relação à possibilidade de produção em

larga escala e reduzido custo de produção comparado à capacidade sistemas

existentes. Técnicas tradicionais de produção de vacinas ou proteínas

recombinantes podem levar meses, tecnologia baseada em organismos

geneticamente modificados oferecem um meio para a produção da matéria-prima de

forma rápida, com custo competitivo e cultivadas conforme a demanda do produto.

( Dr. Vidadi Yusibov, do Instituto Fraunhofer).

Um exemplo dessa eficiência de produção em em larga escala e custo

reduzido, é para a produção de proteínas recombinantes de valor farmacêutico, essa

técnica têm estado baseadas na cultura de células de mamíferos in vitro ou

produção em microrganismos, a capacidade de produção dessa técnica é de no

máximo 1-2 gramas, ou mais tipicamente 100-200 mg por litro por dia. Com a

utilização da glândulas mamárias de animais transgênicos para produção de

proteínas recombinantes pode produzir 10 ou mais gramas por litro de leite ao dia.

Existe um mercado global em crescimento para as diferentes classes de proteínas

recombinantes expressadas no leite, algumas vezes os requerimentos projetados

excedem 100 kg. O mercado anual para antitrombina III, utilizada no tratamento da

deficiência (hereditária) adquirida de antitrombina III, é de aproximadamente 70 kg, a

um custo de US$ 2.000 a 6.000 o grama, segundo a IMS America Ltd. (Plymouth

Meeting, MA).

Uma desvantagem para técnicas de organismos geneticamente modificados,

é que os produtos gerados são de difícil aceitação pela sociedade, isso se da pelo

medo e desconhecimentos dessas tecnologias. “O tema transgênico, atualmente,

tem suscitado muita polêmica, em todo o mundo, mas em breve, o cenário poderá

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não ser este de agora. Acredito que toda a discussão em torno da tecnologia dos

transgênicos e seus aspectos potenciais e hipotéticos impactos que poderão

porventura ocorrer serão efetivamente de um enorme valor para o desenvolvimento

de nossa sociedade” (Pesquisador da Embrapa - Elibio Rech).

Enfim, este assunto OGM-biofábrica (vegetail, animal, bacteria, fungo)

de medicamentos é, sem dúvida, extenso, polêmico e complexo. Envolve aspectos

políticos, ideológicos, econômicos, religiosos, entre muitos outros. Resta esperamos

que esses novos produtos e processos tenham comprovações de segurança

alimentar e ambiental, previamente regulamentadas pelas instituições competentes,

observando todos aspectos da biossegurança e bioética.

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6. CONCLUSÃO

As técnicas de biotecnologia vêm sendo aplicadas desde 1800 a. C. ,

técnicas de fermentação para fabricação de pães, queijos, cervejas e vinhos,

chamada de biotecnologia antiga. A partir da primeira técnica de transferência de

genes, onde uma bactéria conseguiu fabricar insulina, deu-se o primeiro passo para

Biotecnologia moderna, essa inovação afetaria mais tarde todos os meios. Na

saúde: colheita de vacinas e fármacos, nos alimentos: fabricação dos transgênicos,

na agricultura: plantas resistentes a doenças e pragas, na indústrias: biocombustível

e plástico verde, entre outras infinitas soluções advindas da biotecnologia

As biofábricas outro processo nascido da biotecnologia, vem com

inovação, trazendo economia, redução de custo e, uma produção em larga escala

de substâncias e proteínas de interesse comercial. Utilizando-se da engenharia

genética, a técnica de DNA recombinante para fazer mutação de insetos como o

mosquito da dengue, assim eliminar seus descendentes. Plantas e animais que

serão utilizados como fábricas de insumos, como a soja para fabricação de

remédios, coelho que recebe o gene humano beta-caseína e, produz leite com o

fator 9, para hemofílicos, benefícios com estes, tantos na área econômico, saúde e

social estão apenas começando, e o Brasil com sua biodiversidades gigantesca é

um forte candidato para se destacar nessa área.

O que todos esperam é que a biotecnologia continue inovando em suas

pesquisas cada vez mais, não só para melhoria da qualidade de vida dos seres

humanos, mas para preservação do meio ambiente e redução na exploração dos

recursos naturais esgotáveis. Mas acima de tudo queremos transparência, porque

para aumentar a confiança cada vez mais nos transgênicos, essas inovações, sejam

de produtos ou processos, devem sempre ter comprovações rigorosas dos Institutos

competentes de segurança, observando todos aspectos da biossegurança e

bioética.

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7. BIBLIOGRAFIA

Biotecnologia e Recursos Genéticos – Desafio e oportunidades para o Brsil – Organizado por I. Silveira, José Maria Jardim da. II. Dal Poz, Maria Ester. III. Assad, Ana Lucia. - Editora R Vieira Gráfica e Editora Ltda.

Pesquisas realizadas na internethttp://www.cib.org.br/apresentacao/aplic_biotecnologia_area_animal.pdf Pesquisa feita no dia 28.03.2011 as 14:03 hr

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010125071017Pesquisa feita no dia 28.03.2011 as 14:45 hr

http://saude.abril.com.br/edicoes/0283/medicina/conteudo_218920.shtml Pesquisa feita no dia 28.03.2011 as 16:47 hr

http://www.blogonlinedoctor.com.br/index.php?cat=57&paged=2 Pesquisa feita no dia 28.03.2011 as 17:10 hr

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http://www.brasil.gov.br/imagens/sobre/ciencia-e-tecnologia/tecnologia-de-ponta/biotecnologiaPesquisa feita no dia 28.03.2001 as 18:35 hr

http://janelao.net/index.php?option=com_content&view=article&id=869:biofabrica-para-producao-de-mudas-em-larga-escala&catid=41:opiniao&Itemid=105Pesquisa feita no dia 01/04/011 as 08:48 hr.

http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio20/20_1.pdfPesquisa feita no dia 01/04/11 as 9:19 hr.

http://saude.abril.com.br/edicoes/0283/medicina/conteudo_301254.shtmlPesquisa no dia 01/04/11 as 9:32 hr.

http://www.ruralcentro.com.br/noticias/21976/biofabrica-produz-vacinas-a-partir-de-plantas-naturaisPesquisa no dia 01/04/11 as 9:55 hr

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www.biotecnologia.com.br - Repete Fotolito pág. 9 da última edição.Tags: biofábrica, controle biológico, parasitóides, predadores Pesquisa no dia no 01/04/11 as 10:30

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