Revista - Biotecnologia Ed 07

BATATA TRANSGÊNICA

R$ 5,00 ano II � número 7 � janeiro/fevereiro de 1999

ESPECIALESPECIAL

Análise de Proteomas

BATATA TRANSGÊNICA

Próteses vivas de pele humanaPróteses vivas de pele humana

Metano na AtmosferaMetano na Atmosfera

Análise de ProteomasHepatite BHepatite B

ano II � número 7 � janeiro/fevereiro de 1999R$ 5,00

EM MAIO DE 1997 PLANTAMOS A PRIMEIRA SEMENTEDE BIOTECNOLOGIA NA IMPRENSA BRASILEIRA

AGORA VOCÊ PODE COLHER OS FRUTOS

ASSINE BIOTECNOLOGIA CIÊNCIA & DESENVOLVIMENTO

www.biotecnologia.com.br

ENTREVISTA

Ailton Barcelos, Secretário-Executivo do Ministério da Agricultura

Entrevista concedida aLucas Tadeu Ferreira

Controle sanitário deprodutos agrícolasGarantia de participação no comércio mundial

As micotoxinas são um velho problema para a humanidade. No início do Século XVII, na Grã-Bretanha, cem mil aves (marre-cos e perus) morreram em conseqüência da ingestão de ração de torta de amendoim (procedente do Brasil), contaminadas pelofungo Aspergillus flavus. Identificou-se a presença de aflotoxina produzida por esse microorganismo como o causador dessasmortes.

A partir desse fato, a comunidade científica tomou conhecimento da existência dessa toxina, que é produzida não somente porespécies do gênero Aspergillus como também por outras espécies dos gêneros Penicillium, Giberella, Fusarium, entre outros.

Desde então, pesquisas realizadas em quase todo o mundo já identificaram pelo menos 100 espécies de fungos produtores demicotoxinas, das quais mais de 500 estão catalogadas. Dentre elas, mais de 30 apresentam quadros micotoxicológicos que provo-cam sérios danos às lavouras, à produção de alimentos e à saúde humana e animal.

As micotoxinas são elementos tóxicos desenvolvidos durante o crescimento de fungos. O que mais contribui para a suaprodução são a umidade, o ar e fatores climáticos adversos. Por serem estáveis e termo-resistentes, são muito difíceis de seremeliminadas através de controles de temperatura ou aplicando produtos químicos.

Entre os principais tipos que contaminam os grãos, destacam-se: aflatoxinas (amendoim, milho e trigo); toxinas de Fusarium;(DON) (soja, trigo e cevada); ochratoxina (café e cevada); zearalenona (milho e trigo); patulina (soja, milho e maça); oosporeia(milho e soja); sterigmatocistina (arroz e cevada) e fumonisina (trigo e arroz).

Cientificamente já foi comprovada a vinculação da ação das micotoxinas com inúmeros problemas de saúde, tanto noshomens como nos animais. Sua entrada no organismo comumente se dá pela via digestiva, e sua absorção geralmente causareações sob a forma de hemorragias ou mesmo necroses. Muitas dessas toxinas têm afinidade por um determinado órgão outecido, sendo o fígado, os rins e o sistema nervoso freqüentemente os mais atacados.

A contaminação dos grãos pode se dar antes mesmo da colheita ou durante o transporte, quando os grãos infectados, aoserem armazenados ou transportados, contaminam os sadios.

A propósito deste quadro, a legislação brasileira que regulamenta as condições sanitárias dos produtos agrícolas e alimentos émuito antiga e incompleta. O Ministério da Agricultura e do Abastecimento � MA é o órgão responsável por estabelecer padrõesde produção, comercialização, distribuição, classificação de alimentos de origem vegetal e animal.

O MA, no que diz respeito à fiscalização de micotoxinas em alimentos de origem vegetal, tem atuado quase que somente nocredenciamento de laboratórios, devido à falta de regulamentação, infra-estrutura adequada e pessoal qualificado. Até o presentemomento, o MA dispõe de apenas cinco laboratórios credenciados, sendo um público e quatro privados, que atendem pratica-mente à demanda do mercado de exportação e da Região Sudeste.

Contudo, o MA já dispõe de limites de tolerância para micotoxinas para alguns produtos e subprodutos de origem vegetal, taiscomo: milho, amendoim, ingredientes para produção de ração e leite. Esses limites foram estabelecidos pelos Ministérios da Saúdee Agricultura, e também pelo MERCOSUL.

No âmbito ainda do governo brasileiro, o MA, através da Portaria Ministerial nº 230, de 10-6-97, publicada no Diário Oficial daUnião, de 11-6-97, instituiu o Programa Nacional de Controle de Micotoxinas em Produtos, Subprodutos e Derivados de OrigemVegetal, já que, os dados em nível mundial são alarmantes: segundo estimativas da FAO, 25% de todas as plantações agrícolas sãoafetadas anualmente pela contaminação por micotoxinas.

De outro lado, o comércio internacional impõem barreiras sanitárias e sérios padrões restritivos aos produtos contaminadospor micotoxinas e agrotóxicos, que podem implicar expressivos prejuízos para países exportadores de alimentos, como o Brasil.

Para falar um pouco do Setor Agrícola como um todo, nos últimos quatro anos, período em que a agricultura vem sendoconsiderada a �âncora verde� do Plano Real, e, em particular, do que está sendo feito para melhorar as condições sanitárias dosprodutos agrícolas brasileiros consumidos internamente e exportados, o Secretário-Executivo do Ministério da Agricultura, AiltonBarcelos, concedeu esta entrevista à Revista Biotecnologia, Ciência & Desenvolvimento. Barcelos é especialista em desenvolvi-mento gerencial e organizacional, já foi Secretário-Executivo do Ministério da Indústria e Comércio, executivo da CICA, SHELL,SHARP, SID, entre outras funções que desempenhou ao longo da sua carreira profissional

4 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento

BC&D - O setor agrícola tem sido aponta-do como a �âncora verde� do Plano Real.Qual tem sido a participação da agricultu-ra na formação do PIB e na Balança Co-mercial Brasileira, nos últimos quatroanos do Governo FHC?

Ailton Barcelos - Os efeitos positivos daestabilização da moeda em termos de melhorianos padrões de consumo e bem-estar dasociedade brasileira, principalmente das ca-madas mais pobres da população, constituitalvez uma conquista social sem precedentesna história do país e foram obtidos graças àcontribuição decisiva do setor agrícola. Em-bora muitos acreditem que as importaçõestenham sido responsáveis pela estabilidadeou mesmo pela queda real nos preços dosalimentos (notadamente da cesta básica), aexperiência recente mostra que, devido aotamanho do mercado brasileiro, por maioresque sejam as importações contingenciais ja-mais elas foram decisivas no processo deestabilização de preços. Durante o PlanoCruzado (e durante outros planos posterio-res), o grande volume de importações nãoevitou a falta generalizada de alimentos nasprateleiras dos supermercados. Na realidade,o que garantiu a �âncora verde� do Plano Realfoi o crescimento surpreendente da produçãodoméstica de frangos, suínos, lácteos etc.,sustentado na produção de grãos, que por suavez, foi baseado nos ganhos de produtivida-de. O PIB da Agricultura foi de US$ 88,8bilhões, em 1995; US$ 80,7 bilhões, em 1996,e US$ 81,1 bilhões, em 1997 (cerca de 10,1%do PIB total). Entretanto, o PIB do resto do�agribusiness�, onde existem várias ativida-des incluídas no setor terceário (como trans-portes, restaurantes, mercearias, feiras, açou-gues, padarias e o próprio supermercado)chega a 30% do PIB total, ou seja, a mais deUS$ 240 bilhões. Em 1995, as exportaçõesagrícolas participaram com 29% das exporta-ções totais do Brasil, e, em 1996, com 30%. Em1997, o desempenho da balança agrícola foinotável: os dados indicam que o valor dasexportações alcançaram cerca de US$ 18,8bilhões (cerca de 35,5% do total) e tiveram umsaldo superior a US$ 11,7 bilhões, cerca de26% a mais que em 1996, e 86% a mais do queo saldo comercial agrícola de 1996.

BC&D - O Governo Brasileiro, através doMinistério da Agricultura e do Abasteci-mento, pretende adotar alguma estraté-gia para aumentar essa participação eestimular a exportação de produtos agrí-colas e derivados? Existe alguma metadefinida para curto e médio prazos?

Ailton Barcelos - O governo federal estabe-leceu a meta de dobrar as exportações brasi-leiras, ou seja, passar dos US$ 53 bilhõesexportados, em 1997, para US$ 106 bilhões,até o ano 2002. Dadas as condições privilegi-adas do Brasil em termos de potencial agríco-

la, não resta dúvida que o sucesso dessameta vai depender fundamentalmente dodesempenho do �agribusiness�. A meta des-se setor é passar, no mesmo período, de US$18,8 bilhões para US$ 45 bilhões (perto de140% de aumento).

BC&D - Com a globalização da econo-mia, a competição por exportação deprodutos tem se acirrado cada vez mais.Em relação ao setor agrícola, o senhoracha que o Brasil tem levado vantagensou desvantagens nessa competição?

Ailton Barcelos - Os países com forte voca-ção para o �agribusiness�, como o Brasil,que não precisam de subsídios para expor-tar, eram sistematicamente penalizados porpráticas altamente protecionistas por partede alguns países desenvolvidos. A inclusãoda agricultura nas negociações da Rodadado Uruguai teve duas grandes vantagens. A

primeira foi a possibilidade concreta deampliação de alguns mercados consumido-res tradicionalmente protegidos por eleva-das barreiras alfandegárias; e a segunda foia eliminação gradativa dos subsídios nasexportações, previstas na agenda da Organi-zação Mundial do comércio - OMC. Com asnovas regras da OMC, o mercado internaci-onal de produtos agrícolas deverá desenvol-ver-se com menos distorções e dentro deuma nova perspectiva caracterizada porconsiderável expansão da demanda mundi-al por alimentos, devido à eliminação dasbarreiras alfandegárias e por um ambientecompetitivo mais saudável.

BC&D - Freqüentemente, a mídia temdenunciado que o Brasil está importan-do produtos agrícolas a preços maisbaixos que os nossos, porque esses pro-dutos são fortemente subsidiados emseus países de origem. Como o senhoranalisa essa questão?

Ailton Barcelos � Junto com a eliminaçãoe redução das barreiras alfandegárias, ospaíses participantes das negociações da

Rodada Uruguai (que culminaram com acriação da OMC), notadamente os desenvol-vidos, foram obrigados a promover profun-das mudanças na sua política doméstica desuporte à agricultura, principalmente notocante aos subsídios às exportações. Eracada vez mais evidente que essa políticaestava não apenas prejudicando o esforçoglobal de desenvolvimento, mas tambémtrazendo crescentes doses de sacrifícios paraas populações envolvidas. Na União Euro-péia, por exemplo, os contribuintes eramobrigados a pagar a conta dos subsídios àsexportações, o valor das transferências in-ternas para os produtores, o alto custo demanutenção dos estoques retirados do mer-cado para sustentar preços e, como consu-midores, comprar alimentos a preços muitoacima da paridade internacional. Evidente-mente, todos esses avanços em direção a umcomércio internacional de produtos agríco-las mais livre melhorou sensivelmente aposição de países com vantagem compara-tiva, como o Brasil, inclusive no tocante àsimportações de produtos que erampesadamente subsidiados na origem.

BC&D - O senhor poderia citar quais asprincipais barreiras tarifárias e não-tarifárias que o setor agrícola tem en-frentado para a exportação de seus pro-dutos e derivados?

Ailton Barcelos � Embora se possa dizerque os resultados da Rodada Uruguai cons-tituam um marco definitivo no processo deconsolidação de uma economia globalizada,os resultados na área agrícola ainda sãobastante tímidos em relação ao que pode seralcançado no futuro. Portanto, apesar doscompromissos de redução, ainda persistemvárias barreiras tarifárias, tanto nos EUAcomo na União Européia, contra produtosagrícolas brasileiros. Como exemplo, citam-se as restrições tarifárias ao açúcar, suco delaranja e calçados, nos EUA, e contra ofrango, na União Européia. Todavia, as ne-gociações do Acordo Agrícola da Organiza-ção Mundial do Comércio (OMC) serãoreiniciadas em 1999 e a tendência atual éque todos esses problemas sejam resolvi-dos. Quanto às barreiras não-tarifárias, ape-sar de vários países tentarem usar, de formacada vez mais freqüente, normas sanitáriase fitossanitárias para restringir as importa-ções, e, apesar de outros complicadoresexistentes, também a tendência da OMC éde estabelecer regras cada vez mais claras eprecisas quanto ao uso desse tipo de barrei-ras. Apesar desses problemas existentes, oMinistério da Agricultura considera o con-trole sanitário como o tipo de serviço públi-co que deva ser prestado com qualidade eeficiência aos empresários envolvidos como comércio exterior para garantir, com segu-rança a ampliação da participação do Brasilno comércio mundial tanto como exporta-

Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento 5

dor como importador.

BC&D - Em relação às barreiras não-tarifárias, o Brasil tem tido dificuldadespara a exportação de grãos, sementes,rações e alimentos, de um modo geral, porconta das micotoxinas, resíduos deagrotóxicos e pragas?

Ailton Barcelos � Realmente existem essasbarreiras, mas elas não são tão generalizadascomo muitos imaginam, e ocorrem principal-mente com frutas tropicais que ainda não estãoincluídas no CODEX ALIMENTARIUS. O ma-mão papaya, por exemplo, sofreu restrições naSuécia e Dinamarca, devido a problemas naavaliação da incidência de agrotóxicos. Esseproduto, por não estar ainda no CODEX, foiincluído no mais alto índice da escala decontrole.

BC&D - As autoridades brasileiras do Minis-tério da Agricultura têm dado o mesmotratamento aos produtos agrícolas e deri-vados que são importados?

Ailton Barcelos � Se ocorrer uma situaçãocomo essa, haverá reciprocidade.

BC&D - Segundo dados da FAO, 25% daprodução mundial de grãos estão contami-nadas por esses agentes mencionados. Osenhor poderia citar quais os produtosagrícolas e seus derivados que são os maisafetados?

Ailton Barcelos � Em termos de agrotóxicos,pode ser que realmente ocorra, mas não nessenível. No milho, por exemplo, a probabilidadeé baixa, pois é um produto que usa poucoinseticida. A soja é mais vulnerável. Quanto áincidência de micotoxinas, somente agora oMA está preparando um levantamento minuci-oso sobre o problema.

BC&D - Considerando que as micotoxinasafetam diretamente os alimentos, além derações de animais, a que órgão compete afiscalização e o monitoramento desses pro-dutos: Ministério da Agricultura ou Minis-tério da Saúde?

Ailton Barcelos � Compete ao Ministério daAgricultura e do Abastecimento.

BC&D - Nesse caso, os órgãos de fiscaliza-ção do Governo Brasileiro estão devida-mente equipados, em termos de infra-es-trutura e pessoal técnico, para monitoraras micotoxinas?

Ailton Barcelos � Na realidade, o MA aindanão está completamente aparelhado ouestruturado para executar, com a eficiênciadesejada, essa tarefa, mesmo porque a aberturada economia, fruto da globalização, ocorreu deforma muito rápida e, de certa forma, inespera-

da, e a montagem de uma estrutura altamen-te técnica e especializada para exercer essescontroles exige um esforço muito grande eleva algum tempo. De qualquer, forma o MAestá fazendo tudo que é possível para resol-ver os problemas com a estrutura existentee adotando vários mediadas para ampliar emelhorar os serviços de defesa sanitária efitossanitária do país, entre as quais acriação da Agência de Defesa Agropecuária.

BC&D - O Ministério da Agricultura pre-tende ampliar o quadro de técnicos eproporcionar treinamento para a fisca-lização e o monitoramento demicotoxinas?

Ailton Barcelos - Sim. O MA pretendecontratar 300 técnicos na área veterinária,agronômica, biológica e química, para am-pliar os serviços, inclusive pretende estabe-lecer parcerias com outros órgãos, como oCNPq, para executar as tarefas de fiscaliza-ção e monitoramento de agrotoxinas.

BC&D - Será criado, no âmbito do Minis-tério da Agricultura, algum programa decontrole e prevenção das micotoxinasem nível nacional?

Ailton Barcelos � Já existe o ProgramaNacional de Controle de Micotoxinas Vege-tais (PNCMV), que está operando em todo oterritório nacional.

BC&D - A legislação existente e as nor-mas do Ministério da Agricultura e doMinistério da Saúde são suficientes eadequadas para o controle sanitário dasmicotoxinas?

Ailton Barcelos � Não, isso está previstoem outro programa do Ministério que visa aconsolidar e adequar toda a legislação exis-tente ao novo contexto internacional.

BC&D - É possível estimar as perdasatuais e potenciais que o Brasil está ten-do com a exportação e o consumo inter-no de produtos agrícolas e derivados

por conta de micotoxinas, resíduos deagrotóxicos e pragas?

Ailton Barcelos � Existem algumas perdas. Nocaso do agrotóxico, existe uma espécie de�trade off�, porque o seu uso excessivo podeprovocar a contaminação dos alimentos emníveis prejudiciais à saúde humana, mas seuuso abaixo do necessário pode provocar gran-des perdas na produção. Portanto, é necessá-rio um sistema que defina a quantidade certa,o local certo e o tempo certo para evitarproblemas. Não existe ainda uma estatísticanacional de perdas em termos do uso errado deagrotóxicos. Em termos de micotoxinas, osistemas de monitoramento do PNCMV vaipermitir o levantamento das perdas.

BC&D - O senhor poderia explicar, empoucas palavras, como será o funciona-mento da Agência Nacional de Defesa daAgropecuária, que deverá ser criada noâmbito do Ministério da Agricultura?

Ailton Barcelos � Dentro do princípio de queo Estado deve oferecer bens públicos de boaqualidade para a sociedade, o governo estápromovendo a reformulação do sistema dedefesa agropecuário. A idéia central é reverconceitos ultrapassados e reorientar as açõespara métodos e processos mais modernos aoaperfeiçoamento dos sistema de defesa sani-tária e fitossanitária, com o objetivo de aumen-tar a qualidade dos produtos e serviços quegarantam a satisfação do cliente, tanto internocomo externo. A criação da Agência de Defesainsere-se nesse novo modelo de gerenciamentodo Estado.

BC&D - Hoje, o Brasil está preparado paraimpedir a entrada de novas pragas agríco-las no seu território?

Ailton Barcelos � Atualmente, existe o riscode entrar no Brasil cerca de 40 novas pragas,tanto na área vegetal como animal. Como foidito antes, o MA está se aparelhando e criandomecanismos para exercer um rigoroso controlenas fronteiras para evitar ou protelar a entradadessa pragas. O mal da Sigatoka Negra, queataca a plantação de bananas, por exemplo, jáentrou no Brasil, e está em uma região daAmazônia. O MA já isolou essa região.

BC&D - O que efetivamente mudará com acriação dessa Agência?

Ailton Barcelos � Essencialmente, o sistemade defesa sanitária e fitossanitária brasileiroterá maior flexibilidade administrativa eoperacional. Com isso, poderá executar suastarefas com uma estrutura moderna e eficiente,condizente com a meta governamental deaumentar a participação no comércio interna-cional e exercer maior controle sobre osprodutos de origem animal e vegetal consumi-dos internamente.

"Atualmente, existe o riscode entrar no Brasil

cerca de 40 pragas. O MAestá se aparelhando e

criando mecanismos paraexercer um rigoroso

controle nas fronteiras"


Carta ao Leitor

Nesse final de milênio, os Produtos Transgênicos e osOrganismos Geneticamente Modificados � OGMs, estãoconquistando e consolidando significativo espaço nomercado em nível global, tanto na produção de fármacos,como na agricultura, pecuária e agroindústria.

Na América Latina, a partir de meados desta década,ocorreu um considerável aumento do número de laboratóriospúblicos e privados que desenvolvem pesquisas complantas transgênicas e OGMs. Parece que nenhum paíslatino-americano quer perder essa corrida tecnológica epassar, no futuro próximo, a depender dos outros maisavançados e se tornar dependente e mero compradordessas tecnologias.

A Argentina, por exemplo, segundo dados da Rede deCooperação de Biotecnologia Vegetal � REDBIO, de 1998,está pesquisando batata, girassol, lupinus e trigo. O Chile,batata e pimentão. A Colômbia, arroz e mandioca. CostaRica, arroz e milho. Cuba parece estar liderando: arroz,banana, batata, batata-doce, café, cana-de-açúcar, fumo emamão. No México, o milho e no Peru, a batata. EmTrinidade e Tobago, o cacau e anturium. Na Venezuela e noUruguai, a batata. O Brasil vem pesquisando alface,amendoim, batata, cana-de-açúcar, eucalipto, fumo e soja.

A batata transgênica, resistente ao vírus do mosaico, étema de importante artigo que está publicado nesta ediçãoda revista Biotecnologia, que o leitor não pode deixar de ler.

Na área de saúde, destaca-se �Próteses Vivas de PeleHumana�, cuja pesquisa é desenvolvida nos laboratórios doPrograma Avançado de Biologia Celular aplicado à Medicinada UFRJ, e a importante contribuição do Instituto Butantanao apresentar artigo sobre a Hepatite B e a VacinaRecombinante. O vírus da hepatite B, muito mais infecciosoque o HIV, é a nona causa de mortalidade no mundo.

Apresentamos também nesta edição, o excelente artigo�Análise de Proteomas�, mostrando uma vez mais, que osavanços nos estudos que envolvem a biologia celular eengenharia genética, é progresso conquistado já em diversasáreas e em diversos países, e é com certeza que temos, aqui,cientistas e pesquisadores capazes de fazer com que o Brasilentre na corrida biotecnológica do terceiro milênio, em péde igualdade com qualquer outra nação do mundo.


BIOTECNOLOGIA Ciência & DesenvolvimentoKL3 Comunicação

FundadorHenrique da Silva Castro

Diretor ExecutivoEwald José Drummond

Diretora de PesquisaAna Lúcia de Almeida

Diretor de ArteHenrique S. Castro Fº

Departamento Comercial,Redação e Edição:

SRTV/Sul - Quadra 701Ed. Palácio do Rádio II

Sala 215 - CEP 70340-902Brasília - DF

Tel.: (061) 225-1512 (061) 225-0976Fax: (061) 224-2830

Projeto GráficoAgência de Comunicação IRIS

(034) 217-2244(034) 259-0386

http://www.agenciairis.com.bre-mail: [email protected]

[email protected]

Home-Pagehttp://www.biotecnologia.com.br

Impressão e FotolitoGráfica São Francisco

ISSN 1414-4522

Conselho CientíficoDr. Henrique da Silva Castro - Saúde; Dra. Johanna Döbereiner - Microbiologia de Solos;Dr. Maçao Tadano - Agricultura; Dr. Naftale Katz - Saúde; Dr. Pedro Juberg - Ciências;Dr. William Gerson Matias - Toxicologia Ambiental

Conselho Brasileiro de Fitossanidade - CobrafiDr. Ivan Rud de Moraes - Toxicologia; Dr. Luís Carlos Bhering Nasser - Filopatologia

Conselho Federal de BiologiaDr. João de Deus Medeiros

Fundação Dalmo Catauli GiacomettiDr. Eugen Silvano Gander - Engenharia Genética;Dr. José Manuel Cabral de Sousa Dias - Controle Biológico;Dra. Marisa de Goes - Recursos Genéticos

Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPENDr. José Roberto Rogero

Colaboraram nesta edição:

Novas TecnologiasDetecção automatizada de câncer de mama - pág 20

AgriculturaEmbriogênese somática - pág 36

Batata transgênica - Encarte Especial - pág 74

OpiniãoRumos da biotecnologia - pág 34

SaúdePróteses vivas de pele humana - pág 16

Hepatite B - pág 26

Meio-AmbienteRecuperação de lagos tropicais - pág 30

Metano na atmosfera - pág 40

EntrevistaControle sanitário de produtos agrícolas - Ailton Barcelos, Secretário-Executivo do Ministério da Agricultura - pág 04

PesquisaFungos: ferramentas na saúde pública - pág 10

Análise de proteomas - pág 12

Melhoramento de plantas - Encarte Especial - pág 68

Adriana Teixeira Ferreira, Ailton Barcelos, Aldo v.Wangenheim, Aluízio Borém, Antonio CarlosTorres, Aurea Maria Lage de Moraes, Carlos AndréOrnelas Ricart, Cíntia de Moraes Borba, Cláudio A.Pinheiro Machado Filho, Cristine GobbatoB.Cavalcanti, Damares de Castro Monte, DecioZylbersztajn, Dirk Krechel, Eduardo Romano,Gisela Lara da Costa, Hamilton G. Pavão, JoséAmauri Buso, José Antonio Peters, Kátia Rodrigues,Levi de Moura Barros, Luzia Mitie Ioshimoto,Magnólia Araújo Campos, Marcelo Antônio TeixeiraPinto, Marcelo Valle de Sousa, Maria Inez deMoura Sarquis, Nikolai Granovski, PatríciaSerricella, Paulo Eduardo Melo, Plinio C. Alvalá,Radovan Borojevic, Sandra Cristina Kothe Milach,Sérgio Giovanetti Lazzarini, Volker W.J.H.Kirchhoff,Wagner Fontes.


FUNGOS:Ferramentas na saúde pública

As utilidades de um antigo vilão

PESQUISA

Aurea Maria Lage de MoraesCíntia de Moraes Borba

Gisela Lara da CostaKátia Rodrigues

Maria Inez de Moura SarquisPesquisadores do Departamento de Micologia do Instituto Oswaldo Cruz

Fundação Oswaldo [email protected] cedidas pelos autores

interesse do homem pelosfungos vem desde a Grécia eRoma em sua eterna buscapor alimento. Logo se des-cobriu que eles eram umanova fonte de alimentação,porém vários envenenamen-

tos acidentais ocorreram e estes fungosvenenosos receberam o nome de �fer-mento venenoso da terra�. O estudo maisaprofundado desses �fermentos� só sedesenvolveu com a invenção do micros-cópio e com o advento da imprenssa naIdade Média, onde assim os Herbals (pe-riódicos médicos e naturalistas da época)começaram a ser publicados, seguidospelo primeiro livro dedicado somenteaos fungos , Theatrum fungorum of HetTooneel der campernoelien ,em 1675. Seuobjetivo era a diferenciação de fungosvenenosos dos comestíveis e inofensi-vos, através de uma correta identificação.No século XIX, os micologistas tinhamcomo preocupação principal a taxono-mia e sistemática dos fungos e sua relaçãocom as plantas. Somente no final doséculo com o surgimento da teoria dosgermes como causadores de doenças,criada por Pasteur, Koch e De Bary, osfungos passaram a ser estudados com aajuda da bioquímica e citologia, além depassarem a ser vistos como os agentesetiológicos de doenças humanas e ani-mais, logo após a descoberta do primeirocaso humano de esporotricose e a Blas-tomicose americana. Porém quase 20anos se passaram após essas importantesdescobertas, e a literatura continuavaapenas a aumentar os casos encontrados

dessas doenças e a versar sobre os aspec-tos clínicos e anatomopatológicos, mos-trando assim pouco interesse da parte damaioria dos pesquisadores pela investi-gação dos agentes etiológicos das mico-ses humanas. No Brasil, o estudo dosfungos vinha se desenvolvendo no mes-mo ritmo e modo que na Europa e EUA,porém, com estudos descentralizados eespalhados em várias áreas de atuação, eneste cenário se inclui o Instituto Oswal-do Cruz. Após descobertas importantesfeitas por pesquisadores do Instituto,como por exemplo, novas espécies dedermatófitos e novas enfermidades comoa tinea pulmonar, entre outras. Em 1922,criou-se o Laboratório de Micologia den-tro do Instituto, que tinha como objetivonão só estudar os aspectos clínicos, masprincipalmente os agentes dessas doen-ças.

Dessas épocas idas até os dias dehoje, a Micologia cresceu para uma ciên-cia com numerosas aplicações teóricas epráticas buscando sempre o bem estar dohomem. E é com esse objetivo que osfungos passaram a ser instrumentos im-portantes na Saúde Pública, não só comoobjetos de estudo em busca de cura esoluções eficientes para as doenças poreles causadas, mas também como ferra-mentas em outras áreas como o controlebiológico e a biotecnologia, entre outros.Com esse objetivo é que o Departamentode Micologia do Instituto Oswaldo Cruzdecidiu expandir suas linhas de pesquisa,desenvolvendo também investigações naárea de controle biológico de insetosvetores de doenças tropicais.

Estudos voltados à patogenicidade ainsetos, detectaram os fungos como osmais importantes agentes etiológicos, tor-nando-os assim promissores para o usoem controle microbiano de insetos veto-res de doenças humanas e animais. Infe-lizmente, o uso de fungos no controlebiológico de vetores de doenças de inte-resse em Saúde Pública ainda é conside-rado pouco explorado no Brasil, porémhá concordância sobre o seu potencial nocontrole integrado dos vetores da den-gue, filariose, malária, leishmaniose eDoença de Chagas.

Objetivando a descoberta de novascepas fúngicas entomopatogênicas e/ouentomotoxigênicas, foi iniciado no De-partamento, um levantamento da mico-biota de mosquitos e do trato digestivo debarbeiros. Nesse levantamento foram iso-lados 727 fungos do trato digestivo de 10espécies de barbeiros, num total de 21gêneros e 67 espécies . Em 28 espécies demosquitos coletados de 5 regiões doBrasil foram isoladas 830 cepas, com umresultado preliminar de 18 gêneros e 43espécies. A partir desses isolados, asespécies de fungos que, até agora, apre-sentaram maior ocorrência foram utiliza-das em bioensaios para serem testadasquanto a sua patogenicidade.

Nos bioensaios com barbeiros, foramusadas duas espécies, Panstrongylus me-gistus e Triatoma infestans, adultos eninfas de 4o estádio, três espécies defungos, Aspergillus flavus, Aspergillus gi-ganteus e Penicilllium corylophilum eseguindo duas metodologias diferentes,isca e pulverização. Os resultados obti-


dos foram promissores, havendo emmédia, uma mortalidade de 60%,

principalmente quando foi usadoo método de pulverização da

suspensão de conídios defungos. Já nos bioensaiosrealizados com mosqui-tos foram testadas di-versas cepas de Asper-gillus, Penicillium,Trichoderma, Acre-monium , Fusariume Curvularia em 4espécies de mosqui-tos, Culex quinque-fasciatus, Aedes flu-viatilis, Aedes aegyp-ti e Anopheles aqua-salis, usando-se comometodologia a dilui-ção da suspensão de

conídios na água das cu-bas de criação das larvas.

Nesses bioensaios tambémforam obtidos resultados pro-

missores com as cepas de Aspergi-llus, Penicillium. e Trichoderma, al-

cançando-se uma mortalidade de cercade 70%. Os bioensaios até então efetua-dos, indicaram que a mortalidade dosinsetos ocorria num espaço de tempocurto, raramente chegando a 72 horas. Apartir dessa observação, resolvemos sub-meter essas cepas fúngicas a testes em

ágar-coco, para constatar a produçãode halo fluorescente sob luz UV,

indicação de produção de mico-toxinas e outros tipos de meta-

bólitos secundários. A gran-de maioria dessas cepas

apresentaram produçãode halo fluorescente.

O objetivo agora é aidentificação dessesmetabólitos, atra-vés de testes cro-matograf icospara futurasaplicações di-reta nos inse-tos.

Todas ascepas fungícasprovenientes

das pesquisasdesenvolvidas

no Departamentosão armazenadas na

Coleção de Culturasde Fungos do Departa-

mento de Micologia doIOC, sendo esta filiada à

World Federation for Culture

Collections (WFCC), mantendo colabora-ções com diversas coleções nacionais einternacionais. Essa Coleção abriga 1700cepas de fungos que estão preservadas emsua maioria, sob óleo mineral, blocos deágar em água, solo e mais recentementepelo método de liofilização. Os dados refe-rentes a cada fungo depositado são dispo-nibilizados em Catálogo de cepas do acer-vo, que brevemente estará disponível atra-vés de pedidos diretos e via Internet.

Uma Coleção de Culturas de fungos éum importante depositário e armazenadorde cepas provenientes de diferentes fontes,disponibilizando-as para pesquisas direci-onadas ao estudo da sua patogenicidade,virulência e imunogenicidade, e pesquisasaplicadas incluindo produção de antíge-nos, metabólitos com atividades biológicase produção de enzimas. A manutenção dediferentes grupos taxionomicos de fungosem estado morfologicamente e fisiologica-mente viável, representa o maior desafiopara uma Coleção de Culturas. Portanto,faz-se necessário o desenvolvimento deconstantes pesquisas, a fim de estabelecermeios mais apropriados de preservaçãopor um longo período de tempo, manten-do-os muito próximos às suas condiçõesnaturais quando da época de depósito naColeção. O estudo da viabilidade e dasalterações biomorfológicas ocorridas emalgumas cepas preservadas sob óleo mine-ral, levou à conclusão de que vários fatoresdevem ser considerados quando se preser-va um fungo sob óleo; como o meio decultura; a altura da camada de óleo; ascondições ambientais durante a estoca-gem; a identificação do momento da inter-venção para reduzir a restrição do cresci-mento, e a monitoração periódica. O perí-odo de tempo que os fungos estão preser-vados sob óleo mineral varia de 2 a 41anos, e a viabilidade e a manutenção dascaracterísticas originais dos fungos variamentre grupos taxionomicos e entre cepas deuma mesma espécie. Não existe um méto-do universal para a preservação adequadaa todos os fungos. Com os estudos realiza-dos foi concluído que o método de preser-vação sob óleo mineral, continua sendo ummétodo útil para o uso em laboratórios,principalmente com os recursos orçamen-tários limitados, porém é importante utili-zá-lo em conjunto a outros métodos, comopor exemplo a liofilização. É essencial queColeções de Culturas realizem pesquisas demodo a definir os métodos de preservaçãoapropriados no sentido de obter um siste-ma eficiente para assegurar as característi-cas morfológicas, fisiológicas e genéticasoriginais dos microrganismos durante umlongo período de tempo.

Aspergillus ochraceus e As-pergillus flavus. Fungos pro-missores para o uso emcontrole biológico.


PESQUISA

O despertar da era pós-genômica

ANÁLISE DEPROTEOMAS

Wagner FontesProfessor Adjunto e Pesquisador do CBSPCBSP - Centro Brasileiro de Serviços e Pesquisas emProteinasLaboratório de Bioquímica e Química de ProteínasDepartamento de Biologia CelularUniversidade de Brasí[email protected]

Carlos André Ornelas RicartProfessor Adjunto e Pesquisador do CBSPCBSP - Centro Brasileiro de Serviços e Pesquisas emProteinasLaboratório de Bioquímica e Química de ProteínasDepartamento de Biologia CelularUniversidade de Brasí[email protected] cedidas pelos autores

Marcelo Valle de SousaProfessor Adjunto e Coordenador do CBSPCBSP - Centro Brasileiro de Serviços e Pesquisas emProteinasLaboratório de Bioquímica e Química de ProteínasDepartamento de Biologia CelularUniversidade de Brasí[email protected]

roteínas são polímeros de aminoá-cidos resultantes da tradução dasinformações genéticas contida noDNA das células. O termo proteínavem do grego proteios e significa �amais importante�. De fato, as prote-ínas compõem um conjunto de mo-

léculas indispensáveis para todos os seresvivos do planeta. Elas são as biomoléculasmais abundantes e ocorrem em grandediversidade, podendo agir como enzimas,anticorpos, hormônios, componentes es-truturais, receptores celulares, etc. Devidoa essa diversidade de funções, as proteínasexercem papel fundamental em quase to-dos os fenômenos biológicos, como produ-ção de energia, defesa imunológica, con-tração muscular, atividade neuroquímica ereprodução. Do ponto de vista comercial,bilhões de dólares são gerados anualmentepor indústrias que trabalham com proteí-nas, como as farmacêuticas e alimentícias.Já se discute até o uso de proteínas emeletrônica e computação de maneira roti-neira no futuro.

Genomas e Proteomas

Nos últimos vinte anos, a Bioquímicasofreu uma verdadeira revolução, princi-palmente devido aos espetaculares avan-ços na área de Biologia Molecular, que vemdisponibilizando uma incrível gama deinformações moleculares sobre os sistemasbiológicos. Destaca-se a enorme quantida-de de sequências de DNA fornecida pelosprojetos de sequenciamento total de geno-mas. Hoje já são conhecidas as sequênciascompletas dos genomas de microorganis-mos como Haemophilus influenza, Myco-plasma genitalium, Escherichia coli e Sa-charomyces cerevisiae. Espera-se, para ocomeço do próximo século, a sequênciatotal do genoma humano.

A partir das sequências de DNA dosgenes, pode-se deduzir a sequência deaminoácidos das proteínas por eles codifi-

cadas. Essa informação é de grande impor-tância, já que a sequência de aminoácidosde uma proteína (ou estrutura primária) é acaracterística primordial que define suaforma e função. Por outro lado, o sequen-ciamento de genes revela muito poucosobre como as proteínas de um organismooperam individualmente ou em conjuntopara exercer suas funções. Além disso,sabe-se que, após serem sintetizadas, asproteínas podem sofrer importantes modi-ficações chamadas pós-traducionais, comoglicosilações e fosforilações. Tais informa-ções não podem ser retiradas exclusiva-mente da sequência dos genes, havendonecessidade de estudos diretos das prote-

Figura 1-Eletroforese bidimensional.O gel de IPG é incubado com asolução contendo a amostra e,posteriormente, submetido a umcampo elétrico para a focalizaçãoisoelétrica ou primeira dimensão. Asproteínas focalizadas são, então,submetidas a uma segunda dimensão,que as separará de acordo com suasmassas moleculares. Após coloração,o perfil bidimensional pode servisualizado.


ínas. Do mesmo modo, o estudo do geno-ma não permite saber que proteínas estãoexpressas realmente em uma determinadacélula em um dado momento. Dentro dessecontexto, torna-se importante o estudo emlarga escala das proteínas por meio deprojetos de análise de proteomas.

PROTEOMA é um termo relativamentenovo, que significa o conjunto de PROTE-ínas expressas por um genOMA. O genomade um organismo, como por exemplo o deum ser humano, é praticamente constante,independente de qual das diferentes célu-las (excetuando-se óvulos e espermatozói-des) está sendo analisada ou de variaçõesno meio ambiente. Por outro lado, o prote-oma de um neurônio será bastante diferen-te do proteoma de um linfócito do mesmoindivíduo, já que as diferenças morfológi-cas e funcionais entre as duas células sãoreflexo do conjunto de proteínas produzi-das por cada uma. O mesmo tipo de célulapode apresentar diferentes proteomas emresposta a estímulos externos como a ação

de drogas, poluiçâo ou mesmo estressenervoso. O proteoma é, portanto, o resul-tado da expressão de um conjunto degenes e das modificações pós-traducionaisdas proteínas produzidas em resposta acondições ambientais definidas.

Métodos Utilizados

Nos projetos de proteomas, um dosobjetivos primários é separar e visualizar omáximo de proteínas possível de umafonte, permitindo que sejam catalogadascomputacionalmente e estudadas por téc-nicas analíticas. Atualmente a eletroforesebidimensional em gel de poliacrilamida é ométodo mais eficiente de separação simul-tânea de centenas ou milhares de proteínas(Figuras 1 e 2). Pode-se dizer que a eletro-forese bidimensional é o �coração� daanálise de proteomas. Em qualquer tipo deseparação eletroforética, moléculas quepossuam cargas, migram sob a influênciade um campo elétrico. A velocidade demigração dependerá de fatores como tama-nho, forma e carga elétrica. No caso daeletroforese bidimensional, as proteínassão submetidas a dois processos (duasdimensões) consecutivos de separaçãobaseados em propriedades diferentes dasproteínas. Assim, durante a primeira di-mensão, denominada focalização isoelétri-ca (IEF), as proteínas são separadas em umgel de poliacrilamida que forma um gradi-ente de pH e migram até atingirem umaposição estacionária onde possuam cargalíquida zero (ponto isoelétrico).

Na segunda dimensão, as proteínasseparadas pela IEF são submetidas a umaeletroforese desnaturante em gel de polia-crilamida que separa as proteínas de acor-do com suas massas moleculares. Como osparâmetros usados na primeira dimensão(ponto isoelétrico) e na segunda dimensão(massa molecular) são independentes, umagrande resolução é atingida. Mais de 8.000proteínas podem ser separadas em umúnico gel bidimensional. A eletroforesebidimensional foi desenvolvida há mais de20 anos, porém seu uso em análise deproteomas esteve limitado até há poucotempo devido à baixa reprodutibilidadedos géis obtidos e à inexistência de méto-dos sensíveis o bastante para identificar asproteínas separadas. O surgimento da téc-nica de gradientes imobilizados de pH(IPG) permitiu uma reprodutibilidade mui-to maior nos géis bidimensionais, enquan-to que avanços recentes nas técnicas demicrossequenciamento automático e es-pectrometria de massa de proteínas permi-tiram que proteínas em quantidades daordem de fentomoles (10-15 Mol) pudessemser identificadas.

A identificação de uma proteína é muito

facilitada se sua sequência for conhecida eestiver depositada em bancos de dados desequências, os quais podem ser acessadosvia Internet. A sequência parcial de amino-ácidos proveniente de uma mancha da ele-troforese bidimensional pode ser usada parafazer uma busca nos bancos de dados eidentificar a proteína. Uma abordagem aindamais moderna e sensível faz uso da espectro-metria de massa de proteínas.

A espectrometria de massa é uma meto-dologia que permite a determinação damassa molecular de compostos com altíssi-ma precisão. Apenas no início da década de80, a espectrometria de massa começou a sermais aplicada em determinações de massasmoleculares de proteínas. Com o desenvol-vimento de equipamentos cada vez maisespecializados para proteínas (Figura 3), aespectrometria de massa tornou-se ferra-menta revolucionária na química de proteí-nas moderna. A espectrometria de massavem permitindo a identificação de proteínaspor uma metodologia denominada �peptidemass fingerprinting� (Figura 4). Esta meto-dologia é baseada na digestão da proteína aser identificada por uma enzima proteolítica(por exemplo, a tripsina) produzindo frag-mentos denominados peptídios. As massasdesses peptídios são então determinadascom grande acuidade (0,1-0,5 Da) por es-pectrometria de massa. As massas obtidasformam uma espécie de impressão digital(�peptide mass fingerprinting�) da proteína.Softwares especiais permitem comparar o�peptide mass fingerprinting� da proteínaque queremos identificar com os geradosteoricamente para todas as sequências deproteínas presentes nos bancos de dados. Sea sequência da proteína problema estiver nobanco de dados ela será imediatamenteidentificada.

A espectrometria de massa também podeser usada para sequenciar pequenas regiõesdos peptídios. O uso das pequenas sequên-cias obtidas em conjunto com as informa-ções de massas moleculares constitui umapoderosa técnica de identificação de prote-ínas conhecida como �sequence tag�.

Os dados de análise de proteomas sãoarmazenados na forma de Mapas de Refe-rência ou Mapas de Proteomas, os quais sãoobtidos por �scanning� dos géis bidimensi-onais corados e análise das imagens pormeio de programas especiais. Assim, a posi-ção das manchas e a intensidade dos sinaissão calculadas para quantificação, determi-nação de ponto isoelétrico e massa molecu-lar. Os Mapas de Proteomas indicam tam-bém a descrição das proteínas já identifica-das pelas técnicas descritas anteriormente.Uma lista de Mapas de Proteomas estádisponível na WWW no sítio WORLD-2DPA-GE no endereço URL: http://expasy.hcuge.ch/ch2d/2d-index.html.

Figura 3-Espectrômetro de massa dotipo electrospray triple-quadrupole,dedicado ao estudo de proteínas eproteomas.

Figura 2-Equipamento deeletroforese bidimensional.


Aplicações Biotecnológicas

A existência de Mapas de Proteomasdisponíveis na Internet permite que pes-quisadores de todo o mundo, trabalhandoem diversos assuntos envolvendo expres-são de proteínas, tais como efeito de fárma-cos, condições patológicas, diferenciaçãocelular, comparação de variedades da mes-ma espécie e respostas celulares a estímu-los externos diversos, possam identificarmais facilmente as proteínas expressas oureprimidas, precisando para isso apenasobter o perfil bidimensional das proteínasde seu sistema nas mesmas condições dosMapas de Referência disponíveis.

Hoje, já se vislumbra uma enorme gamade aplicações a partir do conhecimentodetalhado dos proteomas, principalmenteem medicina, agropecuária e biotecnolo-gia. Por exemplo, a comparação de expres-são de cepas patogênicas e não patogêni-cas de microorganismos pode ajudar nodesenvolvimento de métodos diagnósticose de agentes terapêuticos. A análise deproteomas acoplada à técnicas de �kno-ckout� de genes pode demonstrar os efei-tos metabólicos da proteína nocauteada everificar se outros genes são co-regulados.De fato, mais de 1000 proteínas já foram

classificadas em conjuntos de proteínas co-estimuladas (�stimulons�) ou co-reguladas(�regulons�). Torna-se, portanto, muitoimportante o emprego da análise de prote-omas no estudo do efeito de fármacossobre células para verificar que proteínassão afetadas além da proteína-alvo. Outrapossibilidade da análise de proteomas é acomparação de tecidos humanos normais edoentes. No caso de câncer, várias proteí-nas marcadoras já foram identificadas poranálise de proteomas.

Situação no Brasil

Projetos de análise de proteomas estãosendo considerados altamente estratégicosneste momento em que se inicia a �Era Pós-Genômica� e estão recebendo pesadosapoios de governos de países como Esta-dos Unidos, Dinamarca, França, Alemanha,Inglaterra, Japão e Austrália. Centros paraanálise de proteomas foram ou estão sendocriados nesses países. Países emergentescomo Coréia do Sul, Taiwan, Índia, Áfricado Sul e outros já estão também realizandofinanciamentos de projetos proteômicos.

No Brasil, apesar do próprio conceitode proteomas ser pouco conhecido pelacomunidade científica e órgãos financiado-res, projetos proteômicos começam a serrealizados no Laboratório de Bioquímica eQuímica de Proteínas/Centro Brasileiro deServiços e Pesquisas em Proteínas da Uni-versidade (CBSP/LBQP) da Universidadede Brasília (UnB). O CBSP/LBQP vem-sededicando nos últimos anos à identificaçãode proteínas por análise de aminoácidos,sequenciamento automático e espectrome-tria de massa, tendo adquirido o �know-how� necessário para trabalhos em proteo-mas. Atualmente, estão sendo iniciadosprojetos de análise de proteomas do vene-no da aranha marrom (Loxoceles), em cola-boração com a Dra. Katia Barbaro, doInstituto Butantan, e da jararaca da Amazô-nia (Bothrops atrox), em colaboração como Dr. Paulo Buhrnhein e o pesquisadorJorge Luis López Lozano, do Instituto deMedicina Tropical de Manaus (Figura 5).Essas pesquisas, cujos financiamentos es-tão sendo solicitados junto a programas deapoio científico e tecnológico nacionais,objetivam a comparação de proteomas devenenos de populações com diferentestoxidades e a identificação de proteínas deinteresse biotecnológico e farmacológico.Outro projeto do LBQP/CBSP é a análise deproteomas de leucócitos humanos após otrauma, em colaboração com o Dr. BelchorFontes, do Hospital das Clínicas de SãoPaulo. Após o trauma, até mesmo em casospouco graves, alguns pacientes desenvol-vem falência múltipla de órgãos, chegandoà morte quase sempre. Assim, leucócitos de

Figura 4-Identificação deproteínas por espectrometria demassa. Uma mancha protéica deum gel bidimensional (1) écortada e transferida para umtubo onde sofre digestãoproteolítica (2). Os peptídiosresultantes são separados de saise outras micromoléculas (3) eaplicados no espectrômetro demassa (4). As massas dospeptídios são usadas para fazerbuscas em bancos de dados pormétodos computacionais,resultando na identificação daproteína (5).

Figura 5- Aplicação da análise deproteomas no estudo comparativode venenos. A gravidade dosacidentes ofídicos causados porserpentes do gênero Bothropsatrox das regiões de Manaus e daFronteira Brasil-Colômbia sãodiferentes. O mesmo ocorre comdiferentes espécies de aranhas dogênero Loxosceles. O estudocomparativo desses proteomaspode levar à identificação deproteínas de interessebiotecnológico e farmacológico.

pacientes com e sem falência múltipla deórgãos pós-trauma serão comparados anível de proteomas, com o objetivo deidentificar marcadores moleculares relaci-onados com essa condição. Diversas ou-tras idéias já estão sendo discutidas paranovos projetos. Até mesmo coordenado-res de projetos genoma nacionais já de-monstram grande interesse em interagircom a equipe do LBQP/CBSP em futurostrabalhos pós-genômicos.

A análise de proteomas possui muitasoutras aplicações além das citadas nesteartigo e a demanda de trabalhos nessaárea certamente crescerá exponencialmen-te no Brasil nos próximos anos. O atendi-mento dessa demanda vai depender mui-to do apoio continuado a grupos depesquisa em proteínas e proteomas.

Referências BibliográficasWestermeier, R. (1997). Electrophoresis inpractice. VCH, Germany.Roepstorff, P. (1997). Mass spectrometryin protein studies from genome to function.Current Opinion in Biotechnology 8: 6-13.Wilkins, M.R., Williams, K.,L., Appel, R.D.and Hochstrasser, D. (Eds.) (1997).Proteome research: new frontiers infunctional genomics. Springer-Verlag,Germany.


AGREVO

SAÚDE

PRÓTESES VIVAS DE

PELE HUMANARadovan Borojevic

Professor Titular de Histologia e Embriologia,Instituto de Ciências Biomédicas e

Programa Avançado de Biologia Celular Aplicada à Medicina,Hospital Universitário Clementino Fraga Filho,

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Patrícia SerricellaBiotecnóloga

Programa Avançado de Biologia Celular Aplicada àMedicina

Hospital Universitário Clementino Fraga FilhoUniversidade Federal do Rio de Janeiro

Fotos cedidas pelos autores

Próteses contendo as células do próprio paciente no tratamento de lesões cutâneas

Figura 1. Corte histológico da pelehumana. C � a camada córnea. Q �os queratinócitos da epiderme. P � aregião papilar, unindo a derme e aepiderme. D � a derme. H � ahipoderme e o tecido adipososubjacente.

A pele e as mucosas represen-tam a interface do organismo como ambiente externo. A pele, querecobre a totalidade da superfícieexterna do corpo, é um dos mai-ores órgãos, atingindo 16% dopeso corporal. Graças à sua resis-tência física e à constituição quí-mica da camada córnea que areveste, a pele protege o organis-mo contra agentes físicos e quí-micos, assim como contra inva-são de organismos patógenos.Além disso, o tecido cutâneo e asestruturas a ele associadas prote-gem o organismo contra a perdade água por dessecação, garan-tem a homeostasia de líquidos eminerais produzindo o suor, atu-am na secreção e excreção demoléculas endógenas, participamna regulação térmica e atuamcomo receptores para a percep-ção do meio ambiente.

A pele é composta de duascamadas distintas. A superfícieexterna é recoberta porepiderme, camada estratificadacomposta essencialmente dequeratinócitos. A camada basal

de queratinócitos, repousando sobre uma�membrana basal�, é conhecida como acamada germinativa, cujas células se divi-dem garantindo a renovação da epiderme.À medida que as células se separam damembrana basal e avançam para a super-fície, o seu corpo contém cada vez maisfilamentos de queratina, aumentando as-

sim a sua resistência mecânica. A camadamais externa, a camada córnea, é compos-ta de células mortas, que descamam pro-gressivamente, sendo substituídas por no-vas células que migram a partir da camadabasal. Assim, calcula-se que a epidermehumana se renove integralmente a cada 20a 30 dias.

Além dos queratinócitos, junto à mem-brana basal encontram-se os melanócitos,as células responsáveis pela cor da pele.Os melanócitos sintetizam o pigmentonatural da pele, a melanina, que é progres-sivamente transferida aos queratinócitos.As características genéticas do indivíduo ea exposição ao sol determinam a quantida-de da melanina incorporada e,consequentemente, a cor da pele. Os de-feitos de melanócitos e da sua capacidadede produzir a melanina resultam em regi-ões ou manchas claras na pele, tais comoobservadas no albinismo ou vitiligo.

A consistência física da pele é garanti-da pela derme, que é subjacente àepiderme. A derme contém uma densamalha de fibras de colágeno e elastina,produzidas por células específicas, osfibroblastos cutâneos. Essas células parti-cipam também na regeneração da pele ena renovação da trama fibrosa da derme. Amembrana basal que separa a epiderme daderme é produzida por ambas as camadas,e contém as moléculas de adesão e asfibrilas perpendiculares que penetram pro-fundamente na derme, garantido a conti-nuidade física entre as duas camadas. Aderme contém os vasos sanguíneos e lin-fáticos que a irrigam e garantem a nutrição

CQ

P

D

H


Figura 2. Preparação de umaprótese viva de pele.

da pele, assim como os nervos, que infor-mam o organismo sobre a sua interaçãocom o ambiente. A interface entre aepiderme e a derme normalmente não éplana e sim papilar, aumentando a super-fície de contato e permitindo que a pele seestique sem se romper. Dentro da dermeencontram-se também as estruturas quesão derivadas da epiderme, como pêlos,glândulas sudoríparas e sebáceas. Embai-xo da derme encontra-se a hipoderme, acamada frouxa de tecido conjuntivo queune a pele aos órgãos subjacentes. Elapermite, por exemplo, que a pele deslizesobre os músculos.

As lesões extensas de pele e mucosassão seguidas de distúrbios graves,freqüentemente fatais, e requerem inter-venção urgente visando a restituição dasua integridade. O caso de queimadurasgraves, tanto térmicas quanto químicas, éum exemplo típico e freqüente dessaslesões. Quando as queimaduras são deprimeiro ou segundo grau, so-mente as camadas superficiais sãoatingidas. Os restos de célulasepidérmicas sobre a membranabasal, ou as estruturas derivadasda epiderme que se encontramno interior da derme (por exem-plo os bulbos capilares), podemgarantir a regeneração cutânea. Aconduta médica, nesse caso, diri-ge-se essencialmente para o alí-vio da dor, garantia do equilíbriode líquidos biológicos, proteçãoda área queimada contra a infec-ção e o atrito físico. A dificuldadedessa tarefa é proporcional à ex-tensão das lesões. As queimadu-ras mais graves, que destroem aepiderme, a derme e os tecidossubcutâneos representam um pro-blema muito mais complexo, jáque a regeneração espontânea da pele nãoé mais possível. O tecido conjuntivosubjacente envolve-se numa reação exa-cerbada de reparo, conhecida como�granulação�, cuja retração e fibrose pro-gressiva causam extensas cicatrizesdesfigurantes que, freqüentemente, imo-bilizam os movimentos das articulações.Nesse caso, a única solução é a substitui-ção da pele nas regiões queimadas porpele transplantada. Curiosamente, o trans-plante da pele heteróloga (de um outroindivíduo) é muito mais complexo do queo transplante de órgãos internos. Como apele representa a interface do organismocom o mundo externo, as célulasespecializadas que nela se alojam sãoextremamente competentes em induziruma resposta imune de defesa e de rejei-ção a qualquer tecido estrangeiro. O en-

xerto da pele de outro indivíduo (comexceção de irmão gêmeo) é sempre rejei-tado, mesmo na presença de tratamentoimunossupressor. Portanto, a única solu-ção é o transplante autólogo da pele (dopróprio paciente). Quando a lesão é pe-quena, isso é possível, mas quando asuperfície queimada é grande, muitas ve-zes não existe área doadora adequada. Asolução, nesse caso, é recorrer àbiotecnologia de manipulação in vitro decélulas do paciente, visando gerar umaprótese celular viva, que propiciará a rege-neração de tecidos cutâneos destruídos.

A tecnologia do cultivo de célulashumanas está hoje suficientemente apri-morada para obter uma grande massacelular a partir de material inicial exíguo.Por exemplo, a partir de 0,5 a 2 cm2 depele, pode- se obter, em 20 a 30 dias umasuperfície de queratinócitos cultivados,que se aproxima de um metro quadrado.Consequentemente, os ensaios de obten-

ção de próteses vivas de pele cultivada apartir da biópsia do próprio paciente fo-ram feitos, as metodologias aprimoradas, eos tratamentos usando esse tipo de prótesesestão disponíveis no exterior e, mais re-centemente, nos laboratórios do ProgramaAvançado de Biologia Celular Aplicado àMedicina, da Universidade Federal do Riode Janeiro.

O preparo da prótese começa retiran-do-se um fragmento de 1 � 2 cm

2 de pele.

O tecido é fragmentado e digeridoenzimaticamente. As células vivas obtidassão cultivadas em condições que favoreçao crescimento de queratinócitos, ao mes-mo tempo que inibem a proliferação de

fibroblastos. Em condições normais decultivo, os fibroblastos proliferam maisrapidamente que os queratinócitos impe-dindo a expansão dos mesmos. Ao longodo crescimento, a cultura pode ser expan-dida por repiques sucessivos. Após 4 a 10dias de cultivo em confluência celular,remove-se integralmente a epiderme culti-vada dos frascos de cultura com ajuda deenzimas. A epiderme é fixada em gaze, ea prótese pode ser transportada em gelopara a aplicação cirúrgica.

O cultivo e a obtenção das prótesesepidérmicas, tal como descrito, são plena-mente satisfatórios quando a prótese éaplicada sobre uma camada de dermeparcialmente preservada. A membranabasal, indispensável para a integração daprótese com o tecido subjacente é produ-zida por ambas as camadas, a epiderme ea derme, e a sua formação é acelerada napresença dos dois tecidos. Na presença daderme, a camada epidérmica, original-

mente plana, formará a estruturapapilar, aumentando a resistên-cia física e, em um período rela-tivamente curto (semanas ou pou-cos meses), o enxerto terá asqualidade funcionais e estéticasequivalentes à pele original.

Esse tipo de tratamento podeser aplicado também em casosnos quais a assistência médicarequer a ablação de superfíciesmais ou menos extensas de teci-do cutâneo. Essa ablação podeser preventiva ou corretiva, comopor exemplo nos casos de nevusgigante (sinais escuros gigantes),onde a ablação de tecidos anor-mais pode prevenir uma posteri-or deriva para o câncer de pelegrave, o melanoma. É claro quenesses casos os resultados funci-

onais e estéticos são igualmente impor-tantes. De maneira semelhante, as prótesescelulares da epiderme podem ser usadasem tratamento de manchas hipercrômicas,ou hipocrômicas como as encontradas novitiligo. O cultivo de epiderme do frag-mento biopsiado inclui os queratinócitos eos melanócitos. A cor da prótese seráaproximadamente equivalente à cor dotecido doador, já que o equilíbrio quanti-tativo entre os dois tipos celulares e aprodução da melanina é uma propriedadeintrínseca do tecido. O procedimento nes-se caso envolve (a) a retirada de umasuperfície pequena da pele normal dopaciente, (b) o cultivo da epiderme até aobtenção da superfície suficiente para co-brir as regiões hipocrômicas, (c) a abrasãoda pele nessas regiões até a retirada daepiderme, e (d) a sua substituição por


Figura 3. Uma prótese pronta paraser aplicada em um paciente.

epiderme cultivada, que terá a cor natural.Infelizmente, em muitos casos, a derme

não é preservada para receber o transplan-te da epiderme. Além dos casos de quei-maduras graves, que envolvem os tecidossubcutâneos, esse problema ocorre notratamento de lesões cutâneas degenerativascrônicas, como ulcerações extensas asso-ciadas com lesões vasculares, que ocor-rem, por exemplo, na diabete crônica, ouem caso de desenvolvimento de lesõescancerosas profundas, que requerem aablação de tecidos degenerados erestituição da continuidade cutânea.A interação da epiderme transplan-tada com o tecido conjuntivo emáreas recém- descobertas, ou comtecido de granulação jovem forma-do no lugar de queimaduras relati-vamente recentes, é razoável. Entre-tanto, essa interação é muito fracano tecido de granulação crônico ounas ulcerações. A reconstituição deuma pele com as propriedade mecâ-nicas adequadas é difícil e podelevar meses ou anos. Nesses casos, asolução é o preparo de próteses coma estrutura dermo-epidérmica.

A proposta mais simples é oplaqueamento de queratinócitos so-bre um suporte acelular orgânicobiocompatível, tal como as placas deacetato de ácido hialurônico, polímerosglicídicos, ou colágeno, que possa serassociado ou não a outros componentesda derme, como os glicosaminoglicanos,elastina ou fibronectina. Esses substratosoferecem um suporte físico facilitando amanipulação da prótese, que, nesse caso,não requer o tratamento enzimático para

remoção da camada epidérmica dosubstrato de cultivo. A capacidade deadesão da prótese pode ser diminuída pormodificações causadas pelo tratamentoenzimático citado. Após o transplante, osubstrato é lentamente absorvido pelotecido subjacente, e o tecido cicatricialprogressivamente estabelece uma interaçãofuncional com a epiderme. Uma variantedesse método é o uso de pele humanacadavérica, acelular e tratada de maneira aconservar a estrutura e a composição quí-

mica natural.A proposta mais complexa e funcional

é o preparo da prótese dermo-epidérmica,onde a derme também contem células do

próprio paciente. Nesse caso, simultanea-mente com o cultivo de queratinócitos,estabelece-se uma cultura de fibroblastos.Após expansão, os fibroblastos são inocu-lados no interior de um gel de colágeno,formando uma estrutura tridimensionalequivalente à derme. Tendo estabelecidoessa camada, os queratinócitos sãoplaqueados na sua superfície, constituindoem poucos dias uma prótese viva, equiva-lente a um fragmento de pele. Como acamada de fibroblastos pode ter a espessu-

ra desejada, essa prótese pode serusada para restituir o volume dostecidos queimados ou retirados ci-rurgicamente. Após o transplante,os fibroblastos secretam a novamatriz funcional, a camada decolágeno é vascularizada, restabe-lecendo a circulação sanguínea elinfática. Os resultados desse trata-mento são amplamente satisfatórios,tanto do ponto de vista funcionalquanto estético.

Os grandes centros médicos eu-ropeus e norte-americanos já utili-zam rotineiramente a técnica depróteses dermo-epidérmicas. Emnossos laboratórios, a utilização des-sas próteses mais complexas estáainda na fase de experimentaçãolaboratorial. Em termos gerais, uma

das limitações do uso de próteses celularesde pele é o seu alto custo, e o temponecessário para a obtenção da prótese desuperfície extensa (2 a 3 semanas). No casode queimados, o paciente requer umaassistência médica intensiva durante essetempo. A outra é a complexidademetodológica da produção das prótesesvivas.

Os aparelhos modernos demonitoramento e análise de imagens médi-cas ou de análises clínicas moleculares sãosusceptíveis de automação. Caros no mo-mento do investimento inicial, a sua mani-pulação é do domínio de um especialistageral em mecânica e eletrônica modernas,sendo a possibilidade do uso desses apare-lhos quase imediata. A manipulação decélulas humanas in vitro e o preparo depróteses celulares requer uma competên-cia pessoal de biotecnólogos que domi-nem plenamente a biologia celular e atecnologia do manuseio in vitro de célulasvivas. A manipulação é extensa e comple-xa, e deve ser feita em condições detrabalho extremamente rigorosas, já que oproduto final será introduzido e incorpora-do no corpo humano. Essa competência éfruto de um aprendizado necessariamentelongo. Sem um esforço adequado na for-mação de recursos humanos nessa especi-alidade, os progressos serão lentos.

O Programa Avançado de Biologia Celular Aplicada à Medicina (PABCAM)foi implantado na UFRJ, com financiamento específico da PETROBRAS, tendocomo objetivo promover prestação de serviços, desenvolvimento de novastecnologias e formação de recursos humanos para assistência médica queenvolva emprego de conceitos e técnicas de biologia celular e molecular.Atualmente, o PABCAM engloba o Laboratório de Transplante Autólogo deMedula Óssea e o Banco de Células do Rio de Janeiro (BCRJ). O BCRJ é o únicobanco de células humanas e animais da América Latina, funcionando regular-mente desde 1989. Além da manutenção e distribuição de linhagens celulares,o BCRJ oferece serviços em biotecnologia de células humanas e animais, taiscomo desenvolvimento e caracterização de linhagens celulares e hibridomassecretores de anticorpos monoclonais, testes de citotoxicidade, identificação decontaminantes e descontaminação de linhagens celulares, pesquisa e desenvol-vimento de novas tecnologias e formação de recursos humanos na área demanipulação in vitro de células humanas e animais.

O projeto de desenvolvimento de próteses celulares para tratamento delesões cutâneas está sendo desenvolvido no PABCAM em colaboração com oServiço de Cirurgia Plástica do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho,da UFRJ, sob a direção da Professora Dra. Thalita Franco, e com o Centro deTratamento de Queimados do Hospital da Força Aérea do Galeão, sob aresponsabilidade do Dr. Marcos Aurélio Leiros da Silva.


NOVARTIS

Detecção Automatizada deCâncer de MamaNOVAS

TECNOLOGIAS

Detecção automatizada de câncer de mama em exames de ressonância magnéticaAldo v. Wangenheim

Depto.de Informática e Estatística - INEUniversidade Federal de Santa Catarina - UFSC

88049-200 Florianópolis S.C. - [email protected]

http://www.inf.ufsc.br/~awangenhhttp://www.inf.ufsc.br/~cyclops

1. IntroduçãoNeste artigo é apresentado um novo

sistema integrado para análise automatizadade mamografias de ressonância magnéticacom o intento de detectar o câncer de mamano seu estágio inicial. Esse sistema foi desen-volvido pelo Departamento de Informática eEstatística da UFSC em cooperação com aUniversidade de Kaiserslautern, a Gemeins-chaftspraxis für Radiologie und Nuklearmedi-zin, Kaiserslautern, e a Clínica RadiológicaBuddenbrock und Blasinger, Mainz, Alema-nha. O sistema opera em imagens obtidaspelo método de ressonância magnética demama com contraste dinâmico. Regiões comuma absorção de contraste suspeita são auto-maticamente marcadas, dirigindo a atençãodo usuário para as mesmas (Fig.1). Essesistema de auxílio ao diagnóstico é baseadoem um novo algoritmo de adaptação deimagens com base nos mapas auto-organi-zantes (SOM), o qual possibilita ao sistemaoperar também em seqüências de imagensfortemente deformadas por movimentos res-piratórios das pacientes. O controle e a para-metrização do processo de análise das se-qüências de imagens são realizados por umsistema especialista em análise de imagensbaseada em conhecimento, o sistema Cyclops[VW96]. O presente enfoque encontra-se atu-almente em fase de validação, na qual umestudo clínico em larga escala e uma compa-ração de resultados de análise de imagenscom dados de mamografia convencional e debiópsia, estão planejados e serão executadospela UFSC e pela Universidade de Kaiserslau-tern, simultaneamente, no Brasil e na Alema-nha, em cooperação com a Clínica de Diag-nóstico por Imagem � CDPI, do Centro Médi-co Barra Shopping, Rio de Janeiro e a ClínicaRadiológica Buddenbrock und Blasinger,Mainz, Alemanha.

Figura 1: Interface de usuário geral do sistema.

Dirk KrechelArbeitsgruppe Künstliche Intelligenz- Expertensysteme

University of Kaiserslautern67731 Kaiserslautern, Germany

[email protected]://wwwagr.informatik.uni-kl.de/~krechelhttp://wwwagr.informatik.uni-kl.de/~cyclops

2. Background Radiológico

O trabalho aqui descrito, denominadoMAMMALYZER1, é um sistema de análiseautomatizada de imagens para auxílio aodiagnóstico, o qual realiza um pré-processa-mento de imagens de ressonância magnéticade mama com contraste dinâmico (MRM)com a finalidade de possibilitar uma análisemais fácil, rápida, segura e exata por parte deuma equipe médico-radiológica.

A técnica de tomografia de ressonânciamagnética para análise da mama, na qual estetrabalho se baseia, é uma técnica para detec-ção de câncer de mama relativamente recente

[Heyw90] [Kaiser93]. Ela baseia-se na caracte-rística dos tumores malignos, de necessita-rem de uma perfusão muito superior à dotecido sadio. Além de uma perfusão elevada,o tecido canceroso caracteriza-se tambémpor um efeito de �frenagem� no transportesangüíneo, acarretado por malformações erugosidades nas paredes dos vasos, que sur-gem em função do crescimento desorganiza-do do tumor. Através da utilização de umagente de contraste baseado em gadolínio2,como o Gd-DTPA3, é possível quantificar anecessidade de uma perfusão mais elevadaaliada às malfomações dos vasos por meio deuma análise das taxas de acumulação (wash-

1mr-MAMMography anALYZER2Devido às suas propriedades magnéticas.3Magnevist, Schering20 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento

Figura 2: Posicionamento da pacientedurante o exame.

Figura 3: Visão esquemática das dife-rentes opções de processamento ofere-cidas pelo sistema.

Figura 4: Um operador de vizinhançaespecial tolerante a ruído marca regiõesque absorvem Gd-DTPA.

in) e de liberação (wash-out) do agente decontraste através do tempo. A comparaçãodas taxas de absorção do agente de contrastede regiões correspondentes entre diferentesvolumes de ressonância magnética permitepredizer a existência de tecido canceroso. Oexame é realizado com um tomógrafo deressonância magnética convencional, onde apaciente é deitada de bruços e a focalizaçãodos seios é realizada através de uma bobinaadicional, que envolve os seios (Fig. 2).

Durante o exame da paciente são toma-dos diversos volumes de tomografias, um dosquais é o volume de referência (nativo), cujasimagens não contêm agente de contraste.Após a injeção do agente de contraste (Gd-DTPA), volumes subseqüentes são tomadosapós 20 seg., 1 min. e depois em intervalosde 1 min. Uma região suspeita de ser cance-rosa pode ser definida como uma região (ouvolume) de imagem que apresente um acrés-cimo de sinal significante, que, nesse caso, éum acréscimo relativo de sinal de mais de 90%durante o primeiro minuto [Kaiser93].

Para o radiologista, a análise dessas ima-gens é um processo cansativo e sujeito aerros, uma vez que volumes de ressonânciarealizados com equipamento de ressonânciaatual constituem-se de 20 ou mais cortes porvolume e de, dependendo do protocolo deexame utilizado, um total de 5 a 10 volumes.Para um exame acurado, todos os cortesimpregnados de contraste necessitam sercomparados com o corte nativo correspon-dente. A necessidade de se realizar essaanálise com a lupa frente ao negatoscópiotem sido um dos fatores que têm evitado apopularização desse método de diagnóstico.O outro problema tem sido a dificuldade daquantificação visual de fenômenos como owash-in e wash-out. Uma automatização des-se processo reduz significantemente a cargade trabalho e, por conseguinte, os errosdo pessoal médico. Além disso, introduzmecanismos que possibilitam uma quan-tificação adequada do fenômeno da dinâ-mica de agente de contraste, auxiliando oradiologista no processo diagnóstico atra-vés de informação quantitativa.

Durante os estudos para a realizaçãode um sistema para propiciar essa auto-matização, foram constatados dois pro-blemas básicos, os quais dificultam oprocesso de cálculo automatizado dofluxo de agente de contraste: Por um lado,há a existência de disparidades entre asimagens nativas e as posteriores (Gd-DTPA),

acarretadas por deslocamentos de tecido emfunção principalmente dos movimentos res-piratórios das pacientes. Por outro lado existeo problema do elevado nível de ruídoexistente em imagens tomadas por esse mé-todo em ressonâncias convencionais4. Essesproblemas impedem que se utilizem as técni-cas bastante simples da subtração de imagenspara a quantificação da absorção de agentede contraste: os movimentos da paciente efazem com que pontos de iguais coordena-das, em dois volumes subseqüentes distintosnão sejam necessariamente anatomicamentecorrespondentes. A simples subtração deimagens traz falsa informação. O desenvolvi-mento de um processo de análise cuidadosose faz necessário, para proporcionar umadiferenciação entre acréscimos de intensida-de de sinal provenientes de ruído e de

deslocamentos de tecido (denominados arte-fatos de movimento) e acréscimos de intensi-dade de sinal provenientes de uma absorçãopatológica de agente de contraste. Ambos osproblemas não haviam sido adequadamentelevados em consideração em trabalhos reali-zados anteriormente. Trabalhos semelhantesforam realizados nesse campo por outrosautores, mas esses se restringiram a imagensde alta resolução sem disparidades [Maka-be94] ou apresentaram metodologias de cor-reção insatisfatórias [Dalton88].

3. Concepção de um Sistema deSuporte ao Diagnóstico

Uma análise do problema, realizada emconjunto com radiologistas da citada clínica

em Kaiserslautern, levou à definição de umasérie de objetivos a serem satisfeitos pelomodelo:• O sistema deve propiciar suporte ao

diagnóstico, deixando a decisão finalpor conta do pessoal médico.

• Regiões suspeitas da mama (que apre-sentam um acréscimo de sinal superior a90% no primeiro minuto) devem sermarcadas, de maneira a dirigir a atençãodo usuário para esses pontos.

• Uma interface de usuário gráfica devepermitir, ao lado de uma análise automa-tizada, também uma análise interativados volumes de imagens.

• A avaliação automatizada das imagensde uma paciente deve ser possível de serrealizada em, no máximo, meia hora, afim de reduzir a sobrecarga psicológicada paciente à espera do diagnóstico.

Material

Os dados a serem analisados pelo sistemaconsistem de volumes de imagens tetradi-mensionais de uma paciente adquiridos deacordo com o protocolo de exame segundoo padrão europeu desenvolvido por [Heyw90][Kaiser93]. Nesse protocolo, são adquiridosvolumes de ressonância de mama5 completosaos 0 seg. (nativo) e 20 seg., 60 seg. e de 2 até5 min. e um último aos 10 min. após aplicaçãode agente de contraste. As imagens sãocodificadas em tons de cinza, em 8 a 16 bits/pixel e diponibilizadas em forma digital peloequipamento de ressonância através do pro-tocolo DICOM. A utilização de chapas im-pressas digitalizadas não é adequada ao mé-todo em fiunção da perda de acuracidade.

4. Propósito e Estrutura do Sistema

Com o propósito de operar com imagensque apresentem ruído e deformações, foidesenvolvida uma ferramenta semiautomáti-ca de análise de mamografias chamada MA-MALYZER.

O MAMMALYZER é estruturado comouma série de seqüências de diferentes filtrosde processamento de imagens controlada poruma interface gráfica. Esse sistema pode serinterativamente controlado pelo médico, queescolhe uma entre duas seqüências de pro-

cessamento (vide fig. 3). A escolha deuma das duas seqüências de métodos(FAST ou ACCurate) é realizada de-pendente de quão extensas são asdisparidades causadas pelos movimen-tos da paciente entre as imagens aserem comparadas.

A escolha dos parâmetros para aanálise também pode ser realizada inte-rativamente. Alternativamente, o usuá-rio pode escolher o modo Automatic,onde tanto a mensuração dos artefatosde movimento quanto a escolha, para-

metrização e controle dos filtros são realiza-das pelo software de sistema especialista

4Esse problema desaparece quando as imagenssão realizadas com modernos equipamentos de ressonância de alta resolução.5Tipicamente através da utilização de uma seqüência de spin-echo. Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento 21

Figura 5: Artefatos de movimento emMRM. Uma subtração de imagens entrecortes nativo e Gd-DTPA corresponden-tes, mostra que os movimentos respirató-rios da paciente causam disparidadesentre as posições da mama.

Figura 6a: Imagem original.

Figura 6b: Imagem adaptada para com-pensar deslocamentos de tecido.

Cyclops (vide seção 8). Imagens nativa e Gd-DTPA podem ser selecionadas online direta-mente da base de dados DICOM de pacien-tes.

Região de Interesse (ROI)

O módulo de região de interesse (ROI)restringe as regiões da imagem a seremexaminadas àquelas correspondentes às ma-mas, e, por conseguinte, reduzindo o tama-nho das imagens que serão submetidas àsoperações subseqüentes. Este método operaem quatro passos, definindo automaticamen-te o subvolume de ressonância que contém otecido mamário a ser analisado.

Matcher/Adaptador de Imagens

O módulo de casamento de imagens(matcher) compensa disparidades nas ima-gens causadas pelos movimentos da pacien-te. Esse módulo opera em dois modos: bi- etridimensional. Ele toma duas imagens oudois volumes de imagens, dependendo domodo de operação, sendo um o nativo e ooutro um volume-Gd-DTPA ou a imagem-Gd-DTPA correspondente à imagem nativaescolhida e computa uma imagem ou umvolume correspondente através de deforma-ções locais iterativas até que uma alta taxa decorrespondência entre imagem nativa e a Gd-DTPA seja atingida.

Essa imagem �casada� resultante serve,então, para uma comparação pixel-a-pixel afim de detectar o acréscimo de sinal de cadaponto do tecido, uma vez que ela representaa imagem nativa transformada de acordo comos movimentos da paciente. Dessa forma,computações posteriores podem ser realiza-das sem que os movimentos da pacientetenham de ser levados em consideração.

Uma vez que esse módulo representa ocomponente mais importante entre os utiliza-dos nas duas seqüências de análise de mamo-grafias, uma discussão mais detalhada dessemódulo e do algoritmo utilizado será encon-trada na próxima seção.

Marker/Marcador

O módulo marcador realiza o �diagnósti-co� propriamente dito. Esse módulo computao acréscimo relativo de sinal pixel-a-pixel ouvoxel-a-voxel entre os pontos correspon-dentes das imagens nativa e Gd-DTPA. Apresença de ruído é levada em consideraçãopor meio da representação do marcador,basicamente como um operador, sobre umavizinhança local. Ao contrário dos operado-res de vizinhança convencionais em proces-samento de imagens, esse operador trabalhaem duas imagens simultaneamente. O pixel/voxel mais adequado em uma vizinhança éaquele utilizado para o cálculo do acréscimode sinal de acordo com uma regra especial-mente desenvolvida (vide fig. 4). A determi-nação desse pixel/voxel �mais adequado� érealizada através de uma comparação de

similaridades de contextos. Para esse fim éselecionado um ponto na imagem nativa e, navizinhança6 das coordenadas corresponden-tes a esse ponto na imagem Gd-DTPA, éselecionado o ponto �mais similar�. Essamedida de similaridade pode ser definidapelo usuário e, no caso mais simples, épuramente o ponto dentro da vizinhançacom tom de cinza mais próximo. Ela pode serextendida até ser equivalente à definição decontexto de vetores de gradientes utilizadano módulo de casamento de imagens (vide

seção 5 e 6).

Interface de Usuário Gráfica (GUI)

A interface de usuário (vide fig. 1) permiteao médico folhear através da base de dadosde pacientes, anotar históricos, protocolos eanamneses, ver todas as imagens relacionadase controlar o processo de análise de imagens.Existem basicamente dois modos interativosde análise de MRM oferecidos, os quais dife-rem em um ponto. O modo fast omite omódulo de casamento de imagens e é, porconseguinte, somente praticável quando astomografias praticamente não apresentamdisparidades e deslocamentos entre cortesnativos e com contraste. O modo accurateinclui o casamento de imagens e se distinguepor marcar regiões suspeitas de forma confi-ável, mesmo em presença de material distor-cido. O usuário tem a possibilidade de calcu-lar e inspecionar os artefatos de movimento eassim decidir qual seqüência de análise equais parâmetros utilizar. O usuário podetambém delegar a função de escolher a se-qüência mais adequada e os respectivos parâ-metros a um sistema especialista (vide seção8 e [VW96]).

A próxima seção descreve o módulo decasamento de imagens (matcher) em deta-lhes, uma vez que esse representa o aspectomais inovador e importante da funcionalidadedeste enfoque apresentado aqui.

5. Compensação Automática dosMovimentos da Paciente

A definição de problema colocada para omódulo de casamento de imagens (matcher)pode ser resumida como a necessidade dedeformar localmente um corte ou volume decontraste de forma a maximizar a correspon-dência tissular entre essa deformação (ma-tch) com o corte ou volume nativo [HuRa-VW96].

Determinadas premissas podem ser esta-belecidas acerca da natureza das deforma-ções encontradas em MRM:• Deformações são de natureza local,• Deformações preservam a topologia do

tecido,• Deformações podem ser não-lineares.Em razão disso, o módulo de casamento deimagens teve de satisfazer os seguintes obje-tivos:• O matcher deveria encontrar um mapea-

mento pixel-a-pixel (ou voxel-a-voxel)ótimo, o qual não é baseado somente eminformação acerca de bordas de objetos,mas sim, considera toda a superfície desubimagens, levando em conta a texturalocal do tecido a ser mapeado.

• Ele deveria ser tolerante a falhas, nosentido de encontrar uma transformaçãocapaz de preservar a topologia, mesmoem presença de variações inomogêneasde tons de cinza, em função de ruído oude uma absorção desigual de agente decontraste por diferentes tipos de tecido.

6A vizinhança é definida como uma janela de lado ímpar em tornodas coordenadas do ponto enfocado sobre a imagem Gd-DTPA.22 Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento

Figura 7: A nova regra de adaptação(MR-Matching) simula a elasticidade dotecido ao sofrer deformações.

Figura 8a Figura 8b

Figura 8c Figura 8d

Figura 8e Figura 8f

O MAMMALYZER difere deoutros trabalhos realizados até opresente momento, principalmen-te pela realização do módulo decasamento de imagens. Atravésdo uso de uma rede neuronaldensa, baseada nos mapas auto-organizantes de Kohonen (SOM)[Koho90], foi possível criar umatransformação rápida comconservação topológica. A con-sistência do mapeamento é ad-quirida pelo processo iterativo de aprendiza-do da carta. Pares de pontos correspondentessão determinados através de um operadorde interesse e de uma nova regra de apren-dizagem. O casador é inicializado com ummapeamento de um para um de cada pixel/voxel de uma tomografia nativa para umneurônio. Os pesos da rede são inicialmentesetados de maneira a descrever as caracterís-ticas de cada pixel/voxel, tais como seu tomde cinza e seus vetores de gradientes. Em umsegundo passo, cada ponto da imagem comcontraste que não se encontra em um platô(vetores de gradientes não nulos) é apresen-tado à rede em uma ordem arbitrária. Aaplicacão de regras de aprendizagem especi-ais resulta, então, em uma tomografia nativaadaptada (vide fig. 6). O cálculo da absorçãode agente de contraste pode então ser reali-zado.

6. Metodologia de Compensação deDeformações Tissulares

Nova regra de aprendizagem SOM

A característica básica em deformaçõeselásticas de tecidos vivos é o fato de essestecidos apresentarem deslocamentos locaispropagados de forma elástica. Esse processopode ser simulado em redes de Kohonen(SOM) [Koho90] por meio de alterações naregra de aprendizado. A fim de evitar aclusterização (formação de agrupamentos)de pontos de imagem semelhantes, a regra deaprendizado foi modificada para de propiciaruma adaptação dos pesos da vizinhança do�neurônio vencedor� em sentido paralelo àadaptação deste [HuRaVW96] [HuVW96]. Essemétodo simula os deslocamentos e deforma-ções locais que ocorrem em função de movi-mentos respiratórios. A fig. 7 mostra as dife-renças entre o processo de aprendizagemsugerido por Kohonen e o método imple-mentado no módulo de casamento de ima-gens no MAMMALYZER.

Determinação dos pontos de imagem(pixel ou voxel) correspondentes entre

cortes/volumes nativo e Gd-DTPA

Para que o �aprendizado� dos desloca-mentos de tecido fosse possível, foi necessá-rio também que se alterasse a regra propostapor Kohonen para a escolha do �neurôniovencedor� na determinação da vizinhançapara a adaptação dos pesos. O enfoque

extremamente simples de detecção do �neu-rônio vencedor� por meio do cálculo dadistância euclidiana entre um padrão apre-sentado e os pesos de entrada do neurônio foiestendido no MAMMALYZER a fim de repre-sentar contextos locais de imagem. Omódulo de casamento de imagens utiliza umoperador de interesse [HuVW96], quecalcula uma medida de similaridade decontextos tissulares a fim de determinar ovencedor. Esse operador de interesse podeser definido pelo usuário. Experimentos de-monstraram que uma soma ponderada dosseguintes parâmetros de interesse serve comomedida de similaridade de contextos adequa-da [HuVW96]:• Distância de tons de cinza• Distância média de tons de cinza, calcu-

lada por meio da média de todos os tonsde cinza em uma janela centrada, res-pectivamente, nas posições do neurônioenfocado e do ponto enfocado no pa-drão de treinamento.

• Distância espacial. Refere-se à distânciaeuclidiana entre a posição do ponto emquestão no padrão de treinamento e doneurônio x,y observado.

• Distância da norma dos gradientes

• Ângulo entre os vetores degradiente do neurônio e do ponto.Calculado como produto escalardos vetores de gradiente normali-zados.

O neurônio que, dentro deuma determinada janela, apresentedistância mínima do pixel /voxelapresentado como padrão de en-trada, segundo a medida acima, é o�vencedor�. Na figura 8, pode-seobservar os efeitos desse método

quando aplicado a uma imagem de umasimples esfera (fig. 8a), quando �casada� comsi mesma após sofrer uma deformação (fig.8b). A subtração de imagens pode ser obser-vada em fig. 8c. A imagem resultante daadaptação é vista em fig. 8d e o resultado deuma subtração de imagens após a correção nafig. 8e. Na fig.8f, podem-se observar os veto-res de deslocamento de alguns pixel durantea adaptação.

7. Resultados

O MAMMALYZER foi testado em conjun-tos de dados de diferentes pacientes deambos os hospitais e clínica citados, utilizan-do o modo de processamento bidimensional(comparação unicamente de cortes corres-pondentes). Resultados obtidos com MAM-MALYZER corresponderam àqueles obtidospelo pessoal médico. Os dados do HospitalUniversitário de Bonn, por apresentarem 21cortes de 4 mm de espessura por volume,permitiram também uma análise tridimensio-nal. O casamento de imagens, volume avolume, permite uma eliminação mais exatados artefatos de movimento. Os dados deKaiserslautern, por apresentarem somente 10cortes de 7 mm de espessura por volume, nãopermitem esse tipo de processamento, o quelimita o tamanho de tumores detectáveis emimagens dessa qualidade a 3 ou 4 mm.

Um exemplo do resultado de uma se-qüência de análise pode ser encontrado nafig. 9, estando a imagem nativa representadana fig.9a, a imagem com contraste na fig.9b,a subtração de imagens após a correção nafig. 9c, e o resultado de processamento nafig.9d. Neste exemplo, a região suspeita mar-cada é branca. Na interface de usuário (GUI),regiões suspeitas são marcadas de vermelho.O tempo de processamento bidimensionalgira em torno de 20 seg./volume (10 cortes a256x256) com o método FAST e 6 min./volume com ACCurate, em uma estação SunSPARC 5 convencional.

8. Utilização do Sistema EspecialistaCyclops para o Controle do

Processo de Análise

Um dos problemas associados ao presenteenfoque está relacionado com o fato de quea maioria dos parâmetros dos módulos decasamento de imagens e de marcação deabsorção de contraste depende fortemente


Figura 9a

Figura 9b

Figura 9c

Figura 9d

das características das imagens em si, comotempo de eco (TE), tempo de relaxação (TR),espessura de corte, campo de visão e resolu-

ção de imagem. O conjunto de parâmetrosdefinidos para geração de um volume detomografias é chamado de protocolo deaquisição. Nós desenvolvemos um con-junto de parâmetros estandardizados, queopera de forma estável com as seqüênciasconvencionais de MRM efetuadas nos to-mógrafos marca Picker de 1.0 Tesla dacitada clínica em Kaiserslautern. Esses parâ-metros necessitam de ser fortemente modi-ficados se se utilizam imagens efetuadas emaparelhos de características diferentes ouefetuadas com um protocolo de aquisiçãode imagem diferente. Se essa adaptação deparâmetros tem de ser efetuada manual-mente pelo usuário, com a finalidade deprocessar imagens de uma outra clínica,por exemplo, isso pode levar a um demo-rado processo de tentavia e erro, que, alémdisso, ainda pode levar a resultados deprocessamento incorretos. Ademais, não seespera que um sistema desenvolvido paraser utilizado por radiologistas, de formasimples e intuitiva, requeira, para o seu uso,conhecimentos especializados sobre pro-cessamento de imagens. Um outro fatorimportantíssimo na parametrização da aná-lise é também a extensão dos artefatos demovimento. Esses necessitam de seremlevados em conta durante a parametrizaçãodo módulo de casamento de imagens (ma-tcher).

Por essa razão, as seqüências de análisede ressonâncias magnéticas de mama doMAMMALYZER foram modeladas sob osistema de análise de imagens baseado emconhecimento Cyclops [VW96][VW97], oqual é um sistema especialista que vemsendo desenvolvido conjuntamente entre aUFSC e a Universidade de Kaiserslautern eque utiliza técnicas de Inteligência Artificial(IA) de configuração e planejamentopara efetuar uma combinação ótima deoperadores de imagens e de seus conjuntosde parâmetros, para o processamento deum conjunto determinado de imagens, ba-seado:

a) em parâmetros das próprias imagens,b) em conhecimento sobre processamen-

to de MRM ec) em resultados previamente obtidos por

processamentos anteriores.Um dos objetivos principais para a

modelagem da análise de MRM sob osistema especialista supracitado foi o depossibilitar a utilização automatizada dosresultados do cálculo da extensão das dis-paridades inter-volume (quantificação au-tomatizada dos artefatos de movimento,vide fig. 6) e de conhecimentos acerca deinterrelacionamentos entre parâmetros deimagem e parâmetros de módulos (opera-dores de imagens) para uma escolha ótimade sequências de análise de parâmetros deoperadores. Dessa forma, o usuário nãotem de realizar o processo de escolha entreas seqüências de análise FAST e ACCurate

nem tem de se preocupar com a escolha dosparâmetros adequados, uma vez que a se-qüência de análise é planejada, parametriza-da e tem sua execução controlada pelosistema especialista Cyclops,o qual se comu-nica com o MAMMALYZER.

9. Trabalho Futuro

O próximo passo no trabalho futuro é arealização de um estudo de validação exten-sivo do MAMMALYZER por meio de umestudo clínico com um grande conjunto depacientes. Um experimento utilizado MAM-MALYZER no quotidiano radiológico já foiiniciado com a transferência do sistema paraestações DEC Alpha e a instalação a títuloexperimental do sistema na Clínica Radiológi-ca Budenbrook & Blasinger em Mainz, naAlemanha. A instalação do sistema no CDPI,no Rio de Janeiro, está prevista para meadosde fevereiro de 1999.

10. Referências

[Dalton88] Dalton B.L. and Boulay G. (1988).Medical Image Matching. SPIE Vol. 914 Medi-cal Imaging II, 456-464.

[Heyw90] Heywang-Köbrunner, Sylvia H.:Contrast-Enhanced MRI of the Breast. Kärger/Schering, Basel, 1990.

[HuVW96] Huwer, S., v.Wangenheim, A.:MAMMA-LYZER: An Approach for AutomaticDetection of Breast Cancer by AnalyzingContrast-Enhanced MRI-Mamographs. AIM-96 - Symposium on Artificial Intelligence inMedicine. Stanford University, March, 1996.

[HuRaVW96] Huwer, S., Rahmel, J.,v.Wangenheim, A.: Data-Driven Registrati-on for Local Deformations. Pattern Recogni-tion Letters. North-Holland, 1996.

[Kaiser93] Kaiser, Werner, Diedrich, K.,Reiser, M. und Krebs, D.; Moderne Diag-nostik der Mamma. Geburts- u. Frauenhei-lkunde, pp.1-14, 1993.

[Koho90] Kohonen T. The Self-OrganizingMap. Proceedings of the IEEE, Vol. 78, No. 9,1464-1480 (1990).

[Makabe94] Makabe, Manuela; Diagnose-unterstützung in der kontrastmittelverst�rktenMR-Mammo-graphie. Dissertação, Fakult�t fürTheoretische Medizin der Ruprecht-Karl-Uni-versit�t zu Heidelberg, Heidelberg, 1994.

[VW96] v. Wangenheim, Aldo: Cyclops: EinKonfigurationsansatz zur Integration hybri-der Systeme am Beispiel der Bildauswertung.Dissertação, Universität Kaiserslautern, 1996

[VW97] v. Wangenheim, Aldo: Wissensbasi-erte Bildanalyse in der Medizin. DISKI 147,360 pp, Infix Verlag, Bonn, 1997.


MONSANTO

HEPATITE BSAÚDE

SITUAÇÃO ATUAL E PERSPECTIVAS PARA O CONTROLE DA HEPATITE B NO BRASIL

Nikolai GranovskiAssessor técnico-científico do Instituto Butantan, Presidente

da N.G.Biotecnologia Ltda, São Paulo-SP.

Luzia Mitie IoshimotoPesquisadora do Instituto Butantan, São Paulo-SP.


Introdução

O progresso acelerado na área de Bio-logia Molecular, particularmente em rela-ção ao conhecimento da resposta imune eda tecnologia do DNA recombinante, tempossibilitado o desenvolvimento de vaci-nas eficazes e muito mais seguras. Um dosmelhores exemplos, é representado pelavacina recombinante contra a hepatite B,considerada totalmente segura pelo �FDA�,após a aplicação de mais de 12 milhões dedoses em bebês com até doze meses deidade. É recomendada para a vacinaçãoem massa, por ter reduzido drasticamentea doença em vários países.

Um programa global de imunizaçãocontra a hepatite B precisa ser bem carac-terizado e executado, sob supervisão cien-tífica de especialistas, durante todo o lon-go processo, para garantir a sua eficácia. OBrasil deve iniciar um programa baseadono conhecimento científico e na educaçãoda população, e particularmente dos mé-dicos, dos estudantes de medicina e deenfermagem. O conselho �Hepatitis Advi-sory Board�, composto por especialistasem saúde de vários países, após umapesquisa feita em 8 países europeus em1997, descobriu que a hepatite B é umadoença menos conhecida que a AIDS,sendo que 60% dos entrevistados desco-nheciam que a hepatite B é uma doençahepática. Esta Comissão declarou �o vírusda hepatite B é 100 vezes mais infecciosoque o HIV, e no mundo a hepatite B mataem um dia mais pessoas do que a AIDS emum ano.�

Esta revisão simplificada tem comoobjetivo orientar sobre os problemas quepossam surgir no futuro em relação avacinação contra a hepatite B no Brasil, ede contribuir para que a mesma seja feitade uma forma segura e eficaz.

A hepatite B é a doença mais freqüenteentre as hepatites infecciosas . É a nonacausa de mortalidade no mundo (1,5milhões de óbitos por ano), mas pode ser

controlada por medidas profiláticas. Ovírus da hepatite B (VHB) é transmitidopor via parenteral através do sangue e seusderivados, pelo contacto sexual, por mãesinfectadas e seus bebês durante o parto, epela exposição de mucosas a fluidos infec-tados. Há relatos de transmissão através decontatos íntimos por secreções como asaliva, urina, esperma, secreção vaginal e

ainda através de agulhas entre drogados,por acupuntura, �piercing� e tatuagens. Atransmissão é também observada entremembros de uma mesma família ou entrepessoas que convivem aglomeradas, emambientes densamente povoados.

A doença pode-se manifestar de formafulminante, aguda, crônica ou inaparente(sem sintomatologia clínica). A fulminantee aguda (75 % em adultos e 10 % embebês), são severas e causam mortalidadealta, mas a manifestação crônica (90 % embebês) em 25 % dos casos leva o indivíduoà morte por cirrose e câncer de fígado.Mais de um milhão de portadores crônicosmorrem a cada ano no mundo e só noBrasil há mais de três milhões deles, prin-cipais responsáveis pela disseminação dovírus na população.

De uma forma didática o VHB é distri-buído geograficamente em três áreas prin-

cipais. A primeira, onde a prevalência dovírus é a mais baixa e engloba a Américado Norte e o oeste europeu, com menosde 2 % de portadores crônicos e 4-6 % deindivíduos infectados, ou com marcado-res virais presentes no sangue (antígenosou anticorpos). A segunda, de prevalênciamédia, engloba a América do Sul, Rússia,sul e leste da Europa onde 2-7 % sãoportadores crônicos e 20-55 % apresentammarcadores da presença do vírus. A tercei-ra, de alta endemicidade é representadapelo sul e leste da Ásia, África Central eBacia do Pacífico, onde 7-20 % são porta-dores crônicos e 70-90 % da populaçãoestão ou foram alguma vez infectadosdurante sua vida pregressa. No Brasil, háregiões de prevalência baixa, intermediá-ria e alta. Nos estados do sul é da ordem de0,3 % a 1,7 %, em São Paulo e Rio deJaneiro 1,0 a 2,1 % e no nordeste e naregião amazônica 2,8 a 10,3 %. Existem, noentanto, grupos de risco ou regiões espe-cíficas, onde a prevalência é bastante ele-vada. Como exemplo, temos os profissio-nais paramédicos e médicos, dentistas,homossexuais, prostitutas, os usuários dedrogas e habitantes de regiões endêmicasna Bacia Amazônica.

Nos últimos 15 anos a terapêutica dadoença concentrou-se principalmente notratamento com interferon, que tem refre-ado a resposta virológica em 30-40 % doscasos. O avanço mais promissor no trata-mento da hepatite crônica é a terapia comanálogos de nucleosídios, que inibem aDNA polimerase viral pela incorporaçãono DNA viral resultando na terminação daelongação (ganciclovir, famciclovir) oupelo bloqueamento da transcriptase rever-sa na replicação (lamivudine). No entanto,todos têm ação limitada ao período detratamento e não eliminam o vírus doorganismo. A desvantagem da lamivudine(3'-tiacitidine) é ainda devido à existênciade mutantes do VHB observados duranteo tratamento clínico. A terapia da hepatiteB no futuro parece envolver a combinação

Figura 1. Perfileletroforético (SDS-PAGE) das proteínaspresentes no extratocelular de umacultura de leveduraHansenulapolymorpharecombinante,coradas por prata:a) no final doprocesso,b) no meio doprocesso,c) no extrato bruto

A B C


de imunomoduladores e agentes antiviraispara casos de difícil tratamento, e a com-binação de lamivudine com outros antivi-rais para a prevenção contra mutantesresistentes.

A única alternativa eficaz no controleda doença ainda continua sendo atravésda profilaxia com vacinas.

Vacinas recombinantes

A história da imunologia da hepatite Bcomeçou nos anos 60 com a descoberta daatividade do antígeno de superfície dovírus (HBsAg), presente no soro de porta-dores crônicos da doença. Dessa forma, aprimeira vacina contra a hepatite B foidesenvolvida com as partículas de HBsAgisoladas do plasma de portadores crôni-cos do VHB e é comercializada desde1981. Apesar da boa proteção conferida,essa vacina plasmática apresenta algumasdesvantagens: número limitado de doado-res de sangue, alto custo do produto,potencial presença de contaminantes comoo vírus da AIDS , outros vírus adventíciose agentes patogênicos insuspeitos.

Variados sistemas foram estudados como objetivo de produzir uma vacina maissegura e economicamente mais viável ,como a recombinante em bactéria emvaccínica, proteínas sintéticas, etc.(revisãoem Purcell e Gerin Hepatology 5:159-163,1985 ; Ellis e Gerety, J.Med.Virol 31:54-58,1990), mas sem resultados comerciais.

Um sistema que utiliza células de ma-míferos, particularmente as CHO (célulasde ovário de hamster), transformadas porplasmídios geneticamente construídos paraexpressar o HBsAg, tornou-se muito pro-missor por secretar as partículas ativas no

meio de cultura. No entanto, essa tecnolo-gia requer equipamentos e materiais dealto custo, o que tem limitado a sua comer-cialização.

Desde 1987, duas vacinas produzidaspor tecnologia do DNA recombinante,pela Merck Sharp & Dohme e pela SmithKline Beecham, têm sido utilizadas comsucesso no mundo todo . Ambas contêm oHBsAg recombinante, expressão do geneS do VHB, em levedura Saccharomycescerevisiae. Esse tipo de vacina é conside-rado seguro e protetor e por isso recomen-dado para a imunização em massa.

No final dos anos 80, leveduras metilo-tróficas foram adotadas para expressão deHbsAg, devido a sua capacidade e tolerân-cia na síntese de proteínas heterólogas. EmPichia pastoris é observada a síntese de 2-3 % de PCS (proteínas celulares solúveis),5-8 % de PCS em Hansenula polymorphaem comparação a 0,5 % de PCS em Sac-charomyces cerevisiae (tabela). A possívelcausa do alto rendimento de HBsAg nasleveduras metilotróficas, parece estar rela-cionada com o grande número de peroxi-somos, que formam um nicho apropriadopara o rearranjo e acumulação das partícu-las.

A N.G. Biotecnologia Ltda (São Paulo),em cooperação com cientistas russos de-senvolveu um plasmídio recombinante queexpressa o HBsAg em Hansenula poly-morpha, cepa DL-dU. As células transfor-madas com esse plasmídio, quando culti-vadas em condições apropriadas, podemchegar a sintetizar mais do que 50 % desuas PCS e acumular intracelularmente oHBsAg em partículas imunológicamenteativas. Em conseqüência, uma produção acusto bem menor que em Saccharomyces

(Tabela) é gerada. Para es-tar seguro da atividade doHBsAg, foi utilizada na re-combinação, a mesma se-quência codificadora pre-sente em Saccharomyces, jáavaliada clinicamente (Rev.Inst. Med. Trop. S. Paulo39(1):39-42).

A Tabela mostra a van-tagem do cultivo contínuoalimentado especial commetanol, para a cepa deHansenula polymorpha re-combinante, em termos derendimento de HBsAg emcomparação com Saccha-romyces cerevisiae utilizadacomo controle (1) e comdados descritos na literatura(2).

A levedura recombinan-te tem mostrado ser geneti-

camente estável nas 50 gerações de cresci-mento, em meios não seletivos e metanol,como fonte única de carbono. Em segui-mento, o clone selecionado foi analisadoem 5 experimentos independentes por200 horas de fermentação constante emfermentadores de 10 L (100 horas) e 50 L(100 horas) em meio não seletivo. A se-guir, o caldo fermentado foi recolhido, ascélulas lavadas, desintegradas e o antíge-no purificado através de métodos físico-químicos. A produtividade foi ao redor de1 g de HBsAg por kg de biomassa celularúmida, e o grau de pureza protéica, aoredor de 98 %. A figura 1 mostra a purezaeletroforética da proteína S no final doprocesso e a figura 2 as partículas deHBsAg (~20 nm) visualizadas através demicroscopia eletrônica, aumento 170.000X, e coloração negativa. A tecnologia cor-respondente a essa cepa está sendo utiliza-da na produção da vacina no InstitutoButantan, e pode ser adaptada para umaescala de produção suficiente para cobrira demanda nacional e dos países do Mer-cosul.

Os resultados dos testes pré-clínicos eclínicos com a vacina produzida peloInstituto Butantan mostraram a eficácia doHBsAg produzido em Hansenula

A vacina foi testada em voluntários em1997-1998. Três doses de vacina foramadministradas em dois grupos de voluntá-rios adultos (I e II), seguindo dois esque-mas diferentes de imunização: 0, 1, 3 e 0,1, 6 meses. Na seleção dos indivíduos, ocritério utilizado foi a ausência de quais-quer marcadores do vírus da hepatite B.Os efeitos adversos observados nos vaci-nados foram menores do que os relatadospor outros autores após a aplicação de

Tabela . Rendimento comparativo de HBsAg entre leveduras e modo de cultivo.Cepa Cultivo Alimentação Biomassa HBsAg

suplementar (g*/L) (mg/g* cels)

S. cerevisiae1 batch �� 040 0,03S. cerevisiae2 fed batch dextrose 120 0,03H. polymorpha batch �� 040 0,15H. polymorpha batch �� 037 0,40H. polymorpha fed batch metanol 100 0,40H.polymorpha . fed batch** metanol 120 1,30

Batch- cultivo descontínuo alimentado.Fed batch- cultivo contínuo alimentado.* peso úmido** condições especiais.1 dados obtidos com a cepa utilizada como controle nos experimentos.2 dados de literatura.


vacinas recombinantes contra a hepatite B.A imunogenicidade, determinada pelapesquisa de anticorpos contra a hepatite Bno soro dos vacinados, por imunoensaioenzimático, mostrou resultados aproxima-dos aos obtidos com a vacina comercialEngerix B, produzida pela Smith KlineBeecham, e utilizada como controle dereferência.

A importância dos subtipos virais.

A heterogeneidade sorológica do HB-sAg está bem estabelecida. Todos os soro-tipos conhecidos contém um determinan-te comum a e outro de cada determinantemutuamente exclusivo d/y e w/r e/ou q.Assim, nove diferentes subtipos de HBsAgsão conhecidos: ayw1, ayw2, ayw3, ayw4,ayr, adw2, adw4, adrq-

e adrq+

.. Apesarda heterogeneidade genética esorológica do HBV, não hádistinção nas manifestaçõesclínicas da infecção pelos dife-rentes subtipos virais. Uma in-formação de interesse é o dadistribuição geográfica dos sub-tipos. Por exemplo, o subtipoadw4 é encontrado quase queexclusivamente no novo mun-do, e particularmente na Amé-rica do Sul. Os subtipos adw2e adw4 são os predominantesno Brasil (Gaspar & Yoshi-da,1987). É importante obser-var-se que o subtipo adw4apresenta alto grau de diver-gência genômica dos outrosHBVs.

Considerando-se que asvacinas recombinantes hoje comercializa-das contém o HBsAg dos subtipos ayw ouadr, há a possibilidade de ocorrer falha naproteção contra os subtipos adw2 e adw4nos indivíduos imunizados com estas vaci-nas, por exemplo no Brasil. Desta forma,a variabilidade do HBsAg pode ter impli-cações no estabelecimento de um progra-ma de imunização em massa e no desen-volvimento de testes de diagnóstico dahepatite B. As diferenças antigênicas regi-onais dos subtipos virais devem ser consi-deradas na produção de vacinas maisprotetoras.

Eficácia da vacina.

Apesar dos excelentes resultados pro-tetores obtidos com a vacina plasmática,foi observado que 3-10 % dos vacinadoscom o esquema completo de três dosesnão respondiam imunologicamente à va-cina (não respondedores), e que outros10-15 % respondiam mal, com títulos de

anticorpos ≤10 IU/L, considerados níveisnão protetores (mal respondedores). Omecanismo da falha na resposta imunoló-gica nesses indivíduos permanece semexplicação, entretanto, entre os fatoresobservados estão a idade avançada, adesnutrição, o componente genético (HLA),a obesidade, o tabagismo, e o alcoolismo.O tabagismo foi considerado em um artigopublicado na revista �Clinical InfectiousDisease�, em 1998, como fator indicativode bom respondedor ou mal respondedorà vacina HB. Os autores mostram dadosestatísticos de soroconversão em não fu-mantes da ordem de 94-98%, enquantoque em fumantes cai para 66-68 %.

Com a finalidade de superar os proble-mas de falha na resposta imune, a inclusãode epítopos adicionais do HBV na vacinapode ser considerada uma boa perspecti-

va. Sabe-se que a infecção aguda peloHBV gera anticorpos protetores e de longaduração. O espectro de anticorpos nestesindivíduos mostra a presença, não só, deanti-HBs mas também de anti-preS1, anti-preS2 (proteínas de superfície do vírus,ausentes nas vacinas recombinantes), eanti-HBc (proteína do nucleocapsídio vi-ral). A atividade sinérgica desses anticor-pos provavelmente potencia a imunidadeque, em geral, é para toda a vida doindivíduo.

Nos últimos dez anos, várias tentativasforam feitas para inserir os determinantespreS, inclusive por Granovski e colabora-dores no Instituto Butantan. Todos osresultados mostram a ampliação da res-posta imunológica, mas os resultados sãocontroversos com relação à presença de

não respondedores e mal respondedo-res. Em 1997, o hepatologista inglês J.N.Zuckerman e colaboradores publicaramdados muito interessantes, mostrando queapós a aplicação de uma única dose danova vacina, contendo os antígenos preS1,preS2 e S dos subtipos virais adw e ayw,soroconverteram 69 % dos indivíduos,antes não respondedores à vacina co-mum.

Os resultados obtidos por Granovskie colaboradores, mostraram uma poten-ciação da resposta em mal respondedo-res. Este projeto foi feito somente emescala experimental devido ao baixo ren-dimento de HBsAg modificado. O objeti-vo futuro é de utilizar células hospedeirasmais produtivas como a Hansenula poly-morpha.

Esquema de vacinação,dosagem e vias de

imunização.

Basicamente, dois esque-mas de vacinação são reco-mendados para as vacinasrecombinantes. O primeiropara recém-nascidos e gruposde risco: 0, 1, 2 e um reforçoapós 12 meses, e o segundopara crianças e adultos nor-mais: 0, 1 e 6 meses. O esque-ma não é considerado ideal,devido ao longo período quedistancia a segunda e a tercei-ra injeção. Para melhorar oesquema atual de vacinação,existem estudos que mostramuma eficácia similar utilizando

um período bem mais curto de 0, 7 e 21dias. Outra alternativa pode ser a demelhorar a resposta através do uso denovos adjuvantes.

Em relação à dosagem, há uma de-pendência individual, considerando-se aidade, as condições de saúde , a imuno-deficiência e o fabricante. A companhiaSmith Kline Beecham formula em 20 µg,a Merck Sharp & Dohme em 10 µg e aCheil Jedang em 3 µg. Em geral, a doserecomendada para crianças é a metade daadulta. A quantidade de antígeno porvacina depende também da via de admi-nistração.

A via de administração consideradaideal é no músculo deltóide em adultos ecrianças maiores, ou no músculo do qua-dríceps da coxa em crianças menores. Avia subcutânea é utilizada por vacinalicenciada na Europa. O principal interes-se na utilização da via intradérmica residena redução da concentração protéica econseqüentemente, na redução do custo

Figura 2. Partículas de HBsAgpurificadas e visualizadas porcoloração negativa e pormicroscopia em aumento de170.000 X


das vacinas. Entretanto, estudos estatísticosmuito bem elaborados ainda são necessári-os para confirmar a eficácia e duração daresposta imune induzida por esta via alter-nativa de inoculação.

Vacina recombinantecom HBsAg mutante.

Devido à ampliação da vacinação contraa hepatite B no mundo todo, nos últimoanos, um novo problema emergiu com oocorrência de casos isolados de mutantes doVHB, capazes de escapar da imunidadeinduzida pela vacinação. O primeiro casodescrito ocorreu na Itália, com uma criançanascida de mãe portadora crônica do VHB,e que foi imunizada com a vacina plasmáti-ca. A paciente apresentava alto nível deanticorpos e, no entanto, tornou-se positivapara marcadores virais e desenvolveu hepa-tite crônica. A mãe era portadora do víruscontendo a seqüência normal do HbsAg,enquanto que a criança era portadora de umvírus com uma seqüência alterada, com umasubstituição do amino ácido arginina porglicina na posição 145 do HBsAg. Estaalteração protegia o VHB mutante de serneutralizado pelos anticorpos induzidos atra-vés da vacinação. Em 1990, vários casossemelhantes foram relatados em Cingapura,Japão, EUA, Alemanha, Reino Unido e ou-tros, todos originados após a vacinação.

Foi demonstrado por experimentos detransmissão, que o VHB mutante é capaz dese replicar como um vírus competente.Acredita-se, portanto, que as semelhançasantigênicas não são tão singulares como seimaginava. O acúmulo de vírus mutantepode acarretar problemas e invalidar a estra-tégia vacinal existente.

Nossos estudos hoje dirigem-se à cons-trução de mutantes artificiais de HBsAg e àanálise de suas capacidades antigênicas,imunogênicas e protetoras. Genes sintéti-cos, que codificam para HBsAg mutantes,serão clonados e expressados em leveduras.O antígeno purificado será testado em chim-panzés (o único animal suceptível ao VHB),em experimentos de desafio, para verificar aproteção contra o vírus selvagem e mutante.Este projeto está sendo desenvolvido emcolaboração com o Centro de Controle deDoenças (CDC) de Atlanta-GA, EUA.

O papel dos adjuvantes napotenciação das vacinas.

Proteínas purificadas, como a vacinacontra a hepatite B, precisam ser formuladascom adjuvantes para potencializar a respos-ta imunológica. O adjuvante mais comu-mente utilizado com o HBsAg é o hidróxidode alumínio e, com menos freqüência, ofosfato de alumínio. Alguns estudos têm

mostrado a eficácia de outros novos adju-vantes. Entre eles estão as proteínas ativa-das por choque em temperatura alta, �heatshock proteins� (HSPs), que quando com-plexadas com uma variedade de antígenosestimulam várias vezes a resposta imune.Além disso, como as HSPs são produtosnaturais, nenhuma toxicidade foi associadaapós sua administração. A Smith KlineBeecham , fabricante da vacina Engerix B,já utiliza comercialmente o lipídio A mono-fosforil (MPL), que induz proteção em trêsmeses com apenas duas doses, enquantoque com a Engerix/hidróxido de alumínioa mesma proteção só é obtida com trêsdoses da vacina e após sete meses. Recen-temente foi publicado que o adjuvanteMF59, uma emulsão contendo um lipídiobiometabolizável (�microfluidized squale-ne�) e surfactantes, soroconverte em 100 %,após duas aplicações combinadas com oHBsAg, gerando títulos de anticorpos 100vezes maiores do que os obtidos com oadjuvante hidróxido de alumínio.

Vacinas de DNA

A mais recente e promissora tecnologiapara aplicação em vacinologia, a vacina deDNA, introduziu um novo princípio quepode revolucionar a prática de vacinação.DNA plasmidial, que codifica para as se-qüências da proteína antigênica, sob ocomando de um promotor viral, são inocu-ladas no organismo para que suas célulassintetizem naturalmente o antígeno. A van-tagem consiste em não inocular um agenteinfeccioso ou patogênico e/ou em se tra-tando de uma proteína, a de não correr orisco de alterar a sua estrutura ou a organi-zação molecular. Elas representam, pelomenos teoricamente, a forma mais aproxi-mada de uma infecção natural sem expres-são de genes que controlam a reproduçãodo patógeno, e possuem uma grande chan-ce de induzir proteção. Informações adici-onais podem ser encontradas no volume 5de 1998 da Revista Biotecnologia Ciencia edesenvolvimento, volume 5 de 1998, sob otítulo: Vacinas de DNA, e em Virus Rev &Res.2 (1,2), 1997.

A vacina é administrada experimental-mente em camundongos, por via intramus-cular, em doses ao redor de 100 µg de DNA.Assim, no homem será necessário injetarmiligramas de DNA, contendo seqüênciasvirais e bacterianas. Atualmente, as vacinasrecombinantes comercializadas são con-troladas e contêm menos que 100 pg deDNA celular residual por dose, por reco-mendação da Organização Mundial de Saú-de.

Além disso, toda nova vacina desenvol-vida apresenta algumas especificidades quedevem ser consideradas. No caso da hepa-

tite B, que é combatida com sucesso atravésde vacinas recombinantes seguras, eficazes,e hoje produzidas a custo bem menor, seráa vacina de DNA uma candidata séria parasubstituí-las? A segurança da vacina de DNApoderá somente ser comprovada váriosanos após sua utilização, devido à presençade elementos reguladores da transcriçãoprovenientes de vírus oncogênicos. A repli-cação sem controle do vetor, que é poten-cialmente capaz de se integrar no DNAcelular, pode acarretar danos irreversíveisao organismo e além disso, se houversíntese contínua de HBsAg intracelularmen-te, a hiper indução pode causar umaantigenemia.

No entanto, alguns aspectos podem serconsiderados prospectivos em se tratandode hepatite B: 1) utilizar a vacina de DNA emnão respondedores à vacina normal, 2)como vacina terapêutica com múltiplosepitopos (S, preS, núcleocapsídio, etc) ex-pressos por um único vetor.

Vacinas combinadas.

Resultados promissores têm sido obti-dos pela Smith Kline Beecham através doensaio para avaliar a vacina combinada dehepatite A e B. As vacinas combinadas sãobem toleradas e induzem títulos altos deanticorpos neutralizantes contra o vírus A eB. Essa forma de vacina pode ser muito útilna vacinação de viajantes, militares dasforças armadas, trabalhadores da área desaúde e outros grupos de risco.

A Organização Mundial de Saúde reco-menda a integração da vacinação contra ahepatite B no programa geral de vacinação,na maioria dos países, inclusive no Brasil. Acombinação da vacina contra a hepatite Bcom a tríplice bacteriana difteria-tétano-pertussis (DTP), pode simplificar o proces-so de integração, visto que ambas sãoformuladas no mesmo adjuvante, o hidróxi-do de alumínio e são aplicadas por viaintramuscular nos primeiros anos de vida.Várias estratégias estão sendo investigadascom a finalidade de produzir uma combina-ção de vacina DTP-HB eficaz para todos oscomponentes, e bem tolerada como as duasvacinas aplicadas separadamente.

Recentemente, a Merck Sharp & Co.desenvolveram uma vacina com a combina-ção entre a proteína meningocócica e oHBsAg. A desvantagem desta vacina é queela é recomendada para vacinação de bebêsapós os dois meses de idade, enquanto quea vacina HB é recomendada para imuniza-ção precoce de recém- nascidos, com afinalidade de evitar a hepatite crônica.

Outra combinação promissora é da va-cina BCG com a HB, podendo inclusiveocorrer um efeito potenciador da respostaimune.


RECUPERAÇÃO DELAGOS TROPICAISMEIO-AMBIENTE

Biotecnologia no controle da eutrofização em lagos tropicais - A experiência do lago Paranoá

Marcelo Antônio Teixeira PintoEngenheiro Químico, M.Sc, Superintendente

de Operação e Tratamento de Esgotos daCompanhia de Água e Esgotos de Brasília

[email protected]

Cristine Gobbato B.CavalcantiBióloga da Superintendência de Recursos

Hídricos da Companhia de Água e Esgotosde Brasília � CAESB


utrofização é um processonatural e gradativo de ferti-lização das águas superfi-ciais, com conseqüenteaumento da produtividade

biológica, que, entretanto, pode ser forte-mente acelerado pelas atividades humanas.Esse processo pode acarretar problemasque vão desde a estética até o comprome-timento da possível utilização dessa águapara recreação e/ou abastecimento, devidoa grande concentração de algas e plantasaquáticas

O fósforo tem sido apontado como fatorlimitante para o controle desse processo emlagos e rios, enquanto o nitrogênio limitariao fenômeno em estuários e águas costeiras.As principais fontes de fósforo estão relaci-onadas com produtos oriundos do desen-volvimento da sociedade moderna, comoos detergentes sintéticos, os fertilizantes eos conservantes e alimentos consumidos, oque vem acelerando a ocorrência desseproblema em todos os países do mundo.

Para o controle do processo deeutrofização, diversos países têm promul-gado recomendações e políticas que visamà redução do aporte de nutrientes noscorpos hídricos. Uma das mais importantesmedidas de controle é a remoção dessesnutrientes durante o tratamento dos esgo-tos. Essa operação era realizada , até adécada de 70, Com a aplicação de produtosquímicos, o que tornava o processo bastan-te caro. Entretanto, o desenvolvimento deprocessos mais baratos, que possibilitassema remoção de nutrientes dos esgotos pelarota biológica era uma necessidade paraenfrentar o crescimento do problema deeutrofização. Essa tecnologia vem sendoutilizada na recuperação do lago Paranoáem Brasília, em caráter pioneiro na AméricaLatina.

O processo de eutrofizaçãono lago Paranoá

O lago Paranoá foi formado em 1959,junto com a construção de Brasília, paraservir como moldura paisagística para anova cidade e propiciar alternativas delazer e recreação para seus habitantes.

A cidade, planejada para abrigar cercade 500 mil habitantes, superou todas suas

expectativas de crescimento. Milhares depessoas, atraídas pela possibilidade demelhores condições de vida, vieram para aregião nas décadas de 60 e 70, fazendocom que a cidade alcançasse hoje quase 2milhões de habitantes.

Como geralmente acontece, as estrutu-ras de esgotamento sanitário, concebidasna época de sua construção, não acompa-nharam esse crescimento, e fizeram comque o lago Paranoá se tornasse receptor deesgotos sem tratamento. Esse fato, aliado aincapacidade das duas antigas estações de

tratamento de esgotos, erguidas nas mar-gens do lago, em remover nutrientescomo o fósforo e o nitrogênio e a falta decuidado com o uso do solo na bacia,levaram o lago Paranoá a um aceleradoprocesso de eutrofização, contaminaçãode suas águas e assoreamento (Altafin etal., 1995).

Desde 1993, duas novas estações detratamento de esgotos, utilizando pro-cesso biológico para remoção de nitro-gênio e fósforo chamado Phoredox, es-tão em funcionamento, trazendosignificante melhoria na qualidade desuas águas (Figura 1).

O processo Phoredox pararemoção biológica de nutrientes

A remoção biológica de nitrogêniono tratamento de esgotos é obtida pormeio de duas rotas. A primeira estárelacionada com a assimilação para ocrescimento da biomassa e correspondea não mais de 30%. A segunda é obtidapor uma série de reações bioquímicasque transformam o nitrogênio amoniacalem nitrogênio gasoso, que é liberadopara a atmosfera.

Essas reações são processadas pormicroorganismos específicos, que colo-cados em determinadas condiçõesambientais, são capazes de executaressas transformações, conforme descritoabaixo.

• Nitrificação � Conversão deNH4

+ para NO2

- efetuado pelas bactéri-

as Nitrosomonas sp., e deste para NO3-,

pelas bactérias Nitrobacter sp.• Desnitrificação � Na ausência

de oxigênio, as bactérias facultativasutilizam o NO3

- como aceptor de elé-

trons, convertendo-o em N2 gasoso.

Figura 1: ETE Brasília Sul

Dal

mi


Diferentemente do nitrogênio, nãoexiste forma gasosa de fósforo.Consequentemente, o fósforo precisa serconvertido à forma sólida para, então, serremovido do sistema.

A assimilação biológica de fósforo parao crescimento bacteriano e aumento dabiomassa não necessita absorver mais que

2% desse elemento. Entretanto, sob deter-minadas circunstâncias, certas bactérias,como a Acinetobacter sp., podem acumu-lar fósforo no interior de sua célula, atravésdo fenômeno chamado �luxury uptake�,chegando a cerca de quatro vezes mais quesuas necessidades nutricionais. Para tanto,é necessário que esses microorganismospassem por alternância de condiçõesambientais com respeito a presença eausência de oxigenação.

Em condições anaeróbias, essesmicroorganismos são capazes de transpor-tar substratos simples (ácidos orgânicosvoláteis) para dentro de sua célula e estocá-los, usando como fonte de energia asreações bioquímicas ATP-ADP, liberandofosfato para o meio. Essa capacidade lhespermite uma competitiva vantagem paraseu crescimento, necessária para sua so-brevivência, em virtude de sua baixa taxade reprodução nas condições normais doprocesso. A fase anaeróbia serve aindapara gerar os substratos simples que, juntocom os existentes no esgoto afluente, per-mitirão o desencadeamento do processo.

Em condições aeróbias, os substratosestocados no interior do microorganismosão então consumidos e, o fósforo, assimi-lado e estocado na forma de grânulos depolifosfato em seu interior (Figuras 2 e 3).

Assim, o processo Phoredox prevê trêsdistintos ambientes operacionais, confor-me mostrado na Figura 4.

O primeiro estágio é anaeróbio, ondeentra o esgoto afluente (pré decantado) ea recirculação do lodo dos decantadoressecundários. Nessa fase, as P-bactérias trans-portam e estocam o substrato sem a pre-sença de oxigênio. No segundo estágio,em ambiente anóxico (sem oxigênio livre,mas com oxigênio combinado na forma denitrato), ocorre a desnitrificação, receben-do a recirculação da zona aerada, rica emnitratos, para que seja convertido em nitro-gênio gasoso. O último estágio, aeróbio,ocorre a nitrificação, cujo nitrato formadoserá recirculado para a zona anóxica, alémda assimilação e estocagem do fósforopelos microorganismos.

Esse processo consegue atingir remo-ções acima de 90% de nutrientes e vemconseguindo modificar o estado trófico dolago Paranoá.

Os modelos de estado trófico

Bernhardt (1982) propôs uma conexãoentre o uso desejado pela comunidade deum determinado reservatório e o nível detrofia máximo que ele poderia atingir. Olago Paranoá é principalmente usado paralazer e esportes aquáticos, o que requerum estado mesotrófico.

Existem diversos parâmetros que po-

dem ser utilizados para classificar um lagono nível trófico. Um dos mais usados é ofósforo, pela sua facilidade de modelagematravés de um balanço de massa.

Alguns estudos da Organização Euro-péia para a Cooperação Econômica e De-senvolvimento � OECD apontaram que, paraáguas de lagos temperados, concentraçõesde fósforo na ordem de 27 mg/m3 teriam65% de probabilidade de ser um lagomesotrófico (Bernhardt, 1982). Por outrolado, o Centro Pan-americano para Enge-nharia Sanitária e Ciências do Meio Ambien-te � CEPIS tem proposto para lagos tropicais,que concentrações de fósforo de 40 mg/m

3

teriam 70% de chance de atingir esse estado(Sallas, 1991). Isso é devido ao fato de quea maior temperatura da água e a radiaçãosolar permitem uma maior absorção denutrientes, um mais rápido metabolismo dosmicroorganismos e uma maior velocidadede sedimentação, o que acarreta aumento nacapacidade de retenção do fósforo no reser-vatório.

Conhecendo-se os usos que foram pro-postos para o lago e a concentração defósforo que manteria o estado trófico ade-quado àqueles usos, podemos estimar acarga máxima tolerável que poderia serlançada em suas águas. É importante salien-tar que devem ser consideradas todas asfontes pontuais e difusas, como as descargasde esgotos, as galerias de águas pluviais, ostributários, o escoamento superficial e ou-tros que cheguem de alguma maneira àque-las águas.

Assim, Sallas e Martino (1991) propuse-ram uma ferramenta de controle e planeja-mento da qualidade de água de um lagotropical, baseada no balanço de massa mos-trado pela seguinte equação:

[P] = concentração de fósforo (mg/m3)Pin = carga de fósforo (g/m2.ano)Tw = tempo de retenção (anos)Z = profundidade média (m)Aplicando-se o modelo aos dados físicos

do lago Paranoá, podemos estimar que acarga máxima tolerável de fósforo que podeser lançada em suas águas é de, aproxima-damente 175 kg/d.

A evolução da qualidade daságuas do lago Paranoá

O monitoramento limnológico do lagoParanoá é feito em 11 pontos, distribuídosnas cinco áreas (braços) do lago. As amos-tras são coletadas quinzenalmente, a ummetro de profundidade, e mensalmente comperfis verticais em 5 pontos. Os dados dostributários são medidos mensalmente e usa-dos para o cálculo das cargas afluen

Figura 2: Grânulos de polifosfato esto-cado dentro dos microorganismos nofinal da fase aeróbia - Aumento de1000 X

Figura3: Grânulos de substrato(Polihidroxibutirato) armazenado nosmicroorganismos no final da faseanaeróbia - Aumento de 1000 X


tes. O efluente das estações de tratamentosão analisados diariamente. As fontes difu-sas, ligações clandestinas e descargas deáguas pluviais são estimadas, de acordo comAnjos (1991).

Por intermédio de um amplo programade esgotamento sanitário da bacia do lagoParanoá e da construção das novas estaçõesde tratamento de esgotos com remoçãobiológica de nutrientes, foi possível reduziro aporte de fósforo ao lago de 519 kg/d, em1989, para 128 kg/d, em 1998. Consequen-temente, as concentrações de fósforo eclorofila mostraram significantes reduções,conforme mostrado nas figuras 5 e 6 seguin-tes. Pereira e Cavalcanti (1996) mostraramtambém significativas melhorias em outrosparâmetros como oxigênio dissolvido, ni-trogênio e transparência da água.

As condições de balneabilidade do lago

são avaliadas semanalmente, através de 40pontos distribuídos por todo o lago, prefe-rencialmente nas margens de maior acessode público. A análise é baseada na determi-nação das concentrações de coliformes fe-cais e os pontos são classificados de acordocom a Resolução CONAMA 020/86.

Em termos de balneabilidade, apenas65% do lago era considerado próprio paracontato primário, em 1990. Atualmente, 95% está apropriado para lazer e recreação,restando hoje as áreas próximas às estaçõesde tratamento, que são interditadas porrazões de segurança.

Os programas complementares

O programa de balneabilidade, além deinformar ao público as condições bacterio-lógicas da água, serve ainda como indicaçãode possíveis lançamentos clandestinos de

esgotos. Esses dados são ava-liados semanalmente e, emcaso de apresentarem algu-ma alteração na qualidade daágua, entram em cena as equi-pes de pesquisa de ligaçãoclandestina. Por meio demétodos modernos de filma-gem e televisionamento, alémde testes de fumaça e coran-te, identifica-se a origem doproblema para que possamser tomada as medidas neces-sárias para sua correção.

Outras informações rele-vantes a respeito do ecossis-tema do lago Paranoá vêmsendo obtidas através dosestudos sobre biomanipula-ção. Esse projeto tem comoobjetivo o manejo da cadeiaalimentar daquele ecossiste-ma, de maneira a auxiliar namelhoria da qualidade daágua. Os resultados aponta-ram a possibilidade de redu-zir a biomassa algal pela re-dução do aporte interno defósforo, com o controle doestoque pesqueiro e/ou a in-trodução de peixes filtrado-res, como a carpa prateada(Starling, 1998). Isso tem le-vado a considerar a possibili-

dade de liberar a pesca em grande escala (usode tarrafas) no lago, como forma de reduzir oestoque pesqueiro, o qual encontra-se emfase de negociação com o IBAMA.

Conclusão

O uso de biotecnologia na recuperaçãodo Lago Paranoá tem sido fator relevantepara que se alcancem os objetivos de tornaro lago mais útil para a comunidade. Aspesquisas efetuadas vão desde o desenvolvi-mento de tecnologias de tratamento de esgo-tos, capazes de fazer com que pequenosmicroorganismos alterem seu padrão meta-bólico e passem a absorver quantidadesmaiores de nutrientes que suas necessidadesnutricionais, até a possível introdução detécnicas de biomanipulação no reservatório.

Referências

1. Altafin,I.G.;Mattos,S.P.; Cavalcanti,C.G.B.;Estuqui,V.R.(1995) Paranoa Lake- Limnology and Recovery Programm inLimnology in Brazil.

2. Anjos,E.F.; Borges,M.N.; Ferreira, V.P.(1991). Uso do solo e cargas de nutrien-tes na bacia hidrográfica do lago Para-noá. Internat. Conf. On Eutrophicationand Water Supply � Brasília.

3. Bernhardt,H. (1982).Thoughts on usingthe results of of the OECD examinationprogram in lake protection. IWSASpec.Conf. in Eutrophication.

4. Pereira, C.E.B. e Cavalcanti, C.G.B.(1996) Lago Paranoá a caminho da recu-peração. XXIII Encontro dos ServiçosMunicipais de Águas e Esgotos � ASSE-MAE.

5. Sallas,H.J. e Martino,P.(1991). A simpli-fied phosphorus trophic state model forwarm water tropical lake. Water Resear-ch, 25(3), 341-350

6. Starling,F.L.R.(1998) Development ofbiomanipulation strategies for the re-mediation of eutrophication problem ina urban reservoir � lago Paranoá. Thesisof doctorate in the University of Stirling.

Figura 4: Processo Phoredox.

Figura 7: Lago Paranoá.

Figura 5�Concentração de fósforo no lago

Figura 6 � Concentração de clorofila no lago


AGREVO

RUMOS DABIOTECNOLOGIAOPINIÃO

A INTRODUÇÃO DA SOJA ROUND UP READY E ALGUMAS QUESTÕES POLÊMICAS

Decio ZylbersztajnProf. Dr. do Depto de Administração da FEA/USP

Coordenador Geral do PENSA

Sérgio Giovanetti LazzariniPhd candidate - Washington University/E.U.A

Pesquisador do PENSA

Cláudio A. Pinheiro Machado FilhoDoutorando do Depto de Administração da FEA/USP

Pesquisador do PENSA

Apresentação

Em geral, nas discussões em torno dos impactos da biotecnologia, ocomum é observar somente os impactos trazidos para o segmento agrícola,e as implicações para a organização da indústria de insumos. Pouco se temanalisado sobre os efeitos que a biotecnologia pode trazer para o sistemaagroindustrial como um todo, até os consumidores finais.

Durante o VIII Seminário Internacional PENSA de Agribusiness, realiza-do em outubro de 1998, foi apresentado um tema para discussão em tornodos rumos da Biotecnologia e seus impactos para os Sistemas Agroindus-triais Brasileiros. O objetivo do tema apresentado foi justamente de imprimiruma visão mais sistêmica a esta discussão, enfocando também os potenciaisimpactos da biotecnologia para os setores à jusante do segmento agrícola,até o consumidor final. Neste ensaio, procuramos elaborar uma síntese dotema apresentado no Seminário, destacando especialmente algumas consi-derações sobre 3 questões polêmicas que em geral envolvem as discussõessobre o desenvolvimento da biotecnologia nos agronegócios.

Dentro do enfoque sistêmico, não podem ser desconsiderados osimpactos decorrentes da biotecnologia para a sociedade em geral. Algumasprojeções indicam que a população mundial cresce a um ritmo de 90milhões de pessoas/ano. Estima-se que em 2020, a população atinja 9bilhões de habitantes, dos quais 7 bilhões estarão nos países em desenvol-vimento1. A produção de alimentos, para acompanhar o aumento dademanda terá que ser equacionada em um contexto de escassez de fatoresde produção (solo e água), considerando-se ainda os efeitos ao meioambiente que o crescimento de áreas para agricultura poderá acarretar2. Abiotecnologia surge como um importante fator que permite ganhos deprodutividade e aumento de oferta de alimentos, ao mesmo tempo em quepode reduzir o ritmo de exploração de novas áreas agricultáveis, gerandocom isto externalidades positivas para o meio ambiente e a sociedade comoum todo.

Se, na qualidade de uma nova tecnologia, a engenharia genética permiteo desenvolvimento de técnicas de menor impacto ambiental e menor usode defensivos com base química, existe grande desinformação a respeitodos impactos da engenharia genética sobre os atributos de qualidade doproduto final, para uso humano.

Entretanto, os debates sobre a evolução da biotecnologia em geral, e ocaso do lançamento da Soja Round up Ready em particular, suscitam aindauma série de questões polêmicas. A seguir, procuraremos tratar algumasdestas questões a partir de percepções existentes na sociedade em geral,procurando trazer alguns elementos novos para debate.

Três Questões Polêmicas:

A introdução de materiaiscom genes modificados pode

gerar entraves à comercializaçãoexterna da soja brasileira

Ao invés de se gerar restrições ao desenvolvimento tecnológico,o mais recomendado é estruturar mecanismos adequados decoordenação, com base no suprimento de bens públicos ecoletivos, incentivos e controles.

Aspecto crucial diz respeito à articulação de órgãos depesquisa e associações nacionais com instâncias internacionais deregulação de GMO�s. A CTNBio é composta por especialistas ecientistas, com notório saber em biotecnologia, que participam dosfóruns internacionais que debatem e propõem normas pararegulamentar o tema, tendo uma equilibrada representação no seuconselho, de agentes públicos e privados. Dessa forma, a melhormaneira para se garantir a necessária agilidade para lidar comquestões de cunho comercial, será dando agilidade à CTNBio, paraque cumpra a sua função de modo rápido.

A recente situação criada com o obstáculo à importação de sojamodificada pela indústria de esmagamento, indica que a CTNBiodeverá, no futuro, lidar com essas questões com a rapidez que asnecessidades impõem, sob pena de não conseguir cumprir o seuobjetivo que, em última análise, é de prover um bem coletivo desegurança para a sociedade. A indústria pode importar matériaprima sempre que houver vantagens comerciais, mas deve fazê-lode acordo com a lei, o organismo designado para autorizar aoperação deve ser acionado e responder em tempo adequado.

Do lado das exportações de soja, o Brasil está defasado emrelação aos seus principais competidores, os EUA e a Argentina.Isso implica que no mercado internacional será cada vez maisdifícil encontrar uma partida de soja que não tenha conteúdos deGMO�s, assim sendo para outros produtos. Tendo sido autorizadosnos seus países de origem e com a difusão dessas tecnologias, ocomércio de GMO�s não será mais novidade dentro de poucosanos.

O desenvolvimento de materiais modificados pode gerarganhos monopolísticos à indústria de P&D e sementes

A idéia é que a inovação trazida com a biotecnologia poderiafavorecer algumas poucas multinacionais ofertantes de tais genes,em um mercado que tende a ser cada vez mais concentrado,abrindo espaço para uma conduta anti-competitiva.

1 Este foi basicamente o tema da reunião do Grupo Consultivo sobrePesquisa Agrícola Internacional - CGIAR, maio de 1998.2 Segundo especialistas do Instituto Hudson (EUA), cerca de 2/3 dasáreas de preservação ambiental no planeta estarão ameaçadas pelanecessidade de incremento da oferta de alimentos, caso as práticasagrícolas de baixa produção persistam no futuro próximo.

PENSA


Há que se fazer algumas ressalvas nestesentido. Primeiro, o processo de P&D embiotecnologia envolve pesados investimen-tos que, por serem tipicamente irrecuperáveis(sunk)3, acabam determinando elevados cus-tos de saída de empresas que se aventurem ainvestir em biotecnologia (sobre este ponto,ver Baumol et al., 1982). O resultado é,justamente, uma estrutura de mercado maisconcentrada. Mais isto não implica que, ne-cessariamente, deva ocorrer uma condutamonopolística dos agentes, mesmo porquevárias multinacionais vêm realizando investi-mentos nesta área, concorrendo por merca-dos similares4.

Segundo, o gene modificado deve neces-sariamente ser embutido em �veículos� ade-quados às condições regionais no Brasil, quesão dominados por empresas nacionais depesquisa com seus bancos de germoplasma(ex. EMBRAPA, COODETEC, UniversidadeFederal de Viçosa). As empresas multinacionaisvão ter necessariamente que concorrer entresi para realizar parcerias, a fim de introduzira sua �família� de genes modificados emvariedades regionalmente adaptadas.

Terceiro, mesmo que possam existir mar-gens com os novos genes, é de se esperar quea situação final (isto é, com a presença de taisgenes) resulte em resultado superior emtermos de eficiência alocativa (ou ganho debem-estar), em comparação com a situaçãosem a nova tecnologia5. Em outras palavras,existem benefícios que suplantam os eventu-ais custos com a sua adoção. Vale lembrarque a Argentina já regulamentou o uso dealguns genes modificados, já existindo por-tanto uma defasagem tecnológica do Brasilem relação àquele país, tendo sido, inclusive,verificada a entrada de materiais�contrabandeados� da Argentina.

Devem ser considerados, também, oslimites impostos pela existência de varieda-des substitutas de domínio público, às quaiso consumidor, no caso o produtor agrícola,poderá recorrer sempre que as margens fo-rem excessivas, ou mesmo a reutilização dasemente em novos ciclos. Sob esta ótica, ouso do material modificado será uma escolhasuperior em face da variedade existente nomercado. Ainda para reforçar o argumento, areal margem a ser recolhida pelas empresasde biotecnologia será associada à sua capaci-dade de prover uma família de genes aolongo do tempo, o que dará um caráterdinâmico ao tema da apropriação de mar-gens.

Finalmente, existe um órgão habilitadono Brasil para lidar com a defesa da concor-rência: o Conselho Administrativo de DefesaEconômica (CADE), que pode e deve seracionado para lidar com eventuais práticasanti-competitivas que possam vir a ocorrer.

Não há garantias de que o produtor iráse beneficiar com a biotecnologia

Os genes modificados que devem seriminentemente introduzidos no Brasil, comoo �RR�, trazem benefícios diretos ao produtorpor resultarem em melhorias no manejo dacultura. Há indícios de uma elevada aceitaçãodos produtores pela nova tecnologia, se estaefetivamente resultar em ganhos de eficiênciana produção agrícola.

No caso de genes direcionados a aprimo-rar atributos qualitativos do grão, o benefícioao produtor só será efetivado se existireminstrumentos de incentivos pela adoção datecnologia específica, com destaque para opagamento de �prêmios� por qualidade. Umentrave a essa questão é, sem dúvida, aescassez de infra-estrutura de armazenagemapta a lidar com diferentes padrões qualitati-vos do grão sob altos volumes.

Considerações Finais

Este ensaio procurou discutir alguns dosimpactos da introdução da biotecnologia nosistema agroindustrial (SAG) da soja no Brasil.Muito embora exista no Brasil uma tradiçãoem discutir questões de agribusiness apenascom foco no segmento agrícola, há que seimprimir uma visão mais sistêmica a estedebate, a fim de avaliar os impactos espera-dos sobre o SAG como um todo e delinearinstrumentos de coordenação necessários paraaumentar a eficiência do uso da biotecnologia.

Existem duas linhas de abordagem sobreos benefícios trazidos por tal tecnologia: a) apossibilidade de aumentar a produtividadeagrícola e reduzir custos de produção, resul-tando em ganhos de eficiência; e b) a possi-bilidade de dotar as commodities de atributosqualitativos de acordo com as exigências deconsumidores finais ou de etapas intermedi-árias do processo produtivo. Genes já desen-volvidos para a soja, com destaque para o�RR�, são baseados na primeira linha deabordagem, porém existe a possibilidade desurgimento de uma futura �família� de genesque caminham para a linha de diferenciaçãoda soja. Em ambos os casos, existem benefí-cios evidentes ao longo do SAG da soja comoum todo.

Porém, existem custos associados especi-almente: a) a restrições internacionais ao usode organismos geneticamente modificados(GMO�s); b) à falta de infra-estrutura dearmazenagem para lidar com diferentes pa-drões de qualidade da soja; c) ao possívelsurgimento de rendas monopolísticas associ-adas à aplicação comercial de tais genes.Contudo, tais entraves devem ser dirimidoscom um aumento da coordenação do SAG �definida como uma melhoria do suprimento

de bens públicos e coletivos (infra-estruturaqualitativa de armazenagem), incentivos econtroles (�rotulagem� e �rastreamento� daprodução de GMO�s, de acordo com padrõesregulamentares internacionais) � ao mesmotempo em que devem ser acionados órgãosespecíficos (CADE) para monitorar os pa-drões de concorrência na indústria.

Avaliando-se conjuntamente esses doislados da questão, parece haver mais benefí-cios do que custos, especialmente se conside-rarmos que a biotecnologia já faz parte de umnovo paradigma competitivo do agribusiness.Este ponto deveria ser cuidadosamente ob-servado por órgãos de regulamentação noBrasil, controlando a liberação de genesmodificados.

REFERÊNCIAS

BAUMOL, W. J.; PANZAR, J. C.; WILLIG,R. D. Contestable Markets and IndustryStructure. Harcourt Brace Jovanovich, NewYork, 1982.

CHUNG, C. & BUHR, B. Market leveleconomic impacts of modified soybeans.Agribusiness, 13(5):469-82, 1997.

MUKHERJEE, K. D. Fats and oilsbiotechnology: present and futureapplications. Anais do 6

o Congresso Latino-

Americano sobre Processamento de Óleos eGorduras. Campinas, 1995.

ROESSING, A. C. & SANTOS, A.B. Avali-ação do componente tecnológico da safra desoja 1996/97. EMBRAPA-CNPSo, Londrina,1998 (mimeo).

SWANN, P. & GILL, J. Corporate Visionand Rapid Technological Change � TheEvolution of Market Structure. Routledge,1993.

TEECE, D. J. Profiting from technologicalinnovation: implication for integration,collaboration, licensing, and public policy.Research Policy, 15:285-305, 1986.

VARIAN, H. Microeconomic Analysis.W.W. Norton & Company, New York, 1992.

ZYLBERSZTAJN, D. �Estruturas deGovernança e Coordenação do Agribusiness: Uma aplicação da Nova Economia dasInstituições�. Tese de Livre Docência apre-sentada ao Departamento de Economia, Ad-ministração e Contabilidade/USP. São Paulo,1995, pp 238.

ZYLBERSZTAJN, D. & FARINA, E. M. M.Q. Agri-system management: recentdevelopments and applicability of the concept.First Brazilian Workshop on Agri-ChainManagement, Ribeirão Preto, 1997.

ZYLBERSZTAJN, D. & LAZZARINI, S. G.On the continuity of contracts: an analysis ofthe Brazilian seed industry. InauguralConference of the International Society ofNew Institutional Economics, St. Louis, 1997.

3 Investimentos irrecuperáveis (sunk) são aqueles nos quais ocorre perda do seu valor quando direcionados a outros usos ou usuários. Amodificação de um gene deve ter um propósito específico e, portanto, se não houver retorno com a sua exploração comercial a empresa nãopoderá recuperar o investimento realizado.4 Na área de genes focados em melhorias do manejo agrícola, várias empresas já têm buscado entrar no mercado, além da Monsanto como gene "RR": Dow, DuPont, Novartis, etc.5 Este é um dos casos onde uma situação monopolística pode ainda assim ser eficiente (ver Varian, 1992).


AGRICULTURA

Pré-requisito para o emprego de algumas técnicas de biotecnologia no melhoramento genético de plantas perenes

EMBRIOGÊNESESOMÁTICA Levi de Moura Barros

Doutor em Genética e Melhoramento de PlantasEmbrapa - Agroindústria Tropical

Fotos cedidas pelo autor

O MELHORAMENTO DEPLANTAS PERENES

A agricultura moderna encontra-senuma encruzilhada: ao mesmo tempo quetem o papel de suprir as necessidadesalimentícias mínimas de bilhões de pesso-as carentes e as exigências seletivas daparte da população de maior poder aqui-sitivo, em produtos alimentícios especiais,vestuário e habitação, vem-se tornandoeconomicamente insustentável, por causados elevados custos dos insumos e dosserviços associados aos fatores de produ-ção; e impopular, por ser mais agressiva aomeio ambiente, pela dependência cadavez maior de petroquímicos. Nessas cir-cunstâncias, cabe ao melhoramento deplantas a importante tarefa de aumentar aprodutividade e melhorar a qualidade dosprodutos, a mais baixo custo, sem agressãoao ambiente. Será isso possível por meiodos processos convencionais, desenvolvi-dos e aperfeiçoados ao longo da históriaagrícola do homem, ou serão necessáriosnovos procedimentos?

O melhoramento de plantas, conceitu-ado por muitos como a arte e a ciência dealterar geneticamente as plantas em bene-fício da humanidade, tem sido uma dasferramentas mais extraordinárias na lutapela melhoria da qualidade de vida dohomem, notadamente contra a fome, aindapersistente em todos os continentes. ARevolução Verde é o maior exemplo daação positiva do melhoramento genéticode plantas no aumento da produtividade,tendo resultado, inclusive, no Prêmio Nobelda Paz para o Engenheiro AgrônomoNorman Ernest Borlaug, responsável peloprograma que possibilitou triplicar a pro-dução de alimentos na década de 60.

A importância do melhoramento está

diretamente relacionada com a dependên-cia que o homem tem das plantas para usona alimentação, vestuário, habitação, saú-de, educação e lazer, que torna a atividadeagroindustrial a maior empregadora demão-de-obra do planeta, não obstante so-mente cerca de 150 espécies serem larga-mente cultivadas entre as 10.000 plantashistoricamente utilizadas pelo homem. Nãoapenas a produção dos principais cultivostem aumentado extraordinariamente, mas

também a resistência a doenças e a adap-tabilidade a ambientes adversos têm me-lhorado o desempenho de muitas espéci-es.

Como arte, o melhoramento vem sen-do praticado desde os primórdios da civi-lização, quando os primitivos passaram doestágio de simples colhedores para o desemeadores das espécies e tipos de inte-resse, sendo possível a seleção dos melho-res indivíduos graças à variação que éinerente aos seres vivos. A conceituação demelhoramento como arte deveu-se, então,à importância da habilidade do homem noprocesso que, inquestionavelmente, resul-tou em ganhos extraordinários, sendo as

plantas mais cultivadas hoje muito diferen-tes, sob diversas características, dos seusancestrais primitivos.

Posteriormente, com o estabelecimen-to da genética e a incorporação de algumasciências relacionadas, como estatística eexperimentação, botânica, fisiologia, bio-química, fitopatologia, solos e nutrição deplantas, entre outras, métodos e técnicasforam desenvolvidos, permitindo maiorsegurança na manipulação das caracterís-ticas herdáveis das plantas, de forma que omelhoramento passou a ser ciência, funda-mentada em princípios científicos quepermitem a predição de ganhos e a avali-ação precisa de resultados, superando oempirismo e a dependência exclusiva dahabilidade do melhorista, que caracteriza omelhoramento praticado apenas como arte,no estabelecimento de novas cultivares.

Diversos métodos e técnicas são utili-zados no melhoramento genético de plan-tas, todos dependendo basicamente dociclo de vida - anual ou perene - e do modode reprodução da espécie, se deautofecundação ou de fecundação cruza-da. Especificamente com plantas perenes,o emprego das técnicas convencionais demelhoramento é dificultado por diversosfatores, destacando-se o longo período dafase juvenil, a demora para a estabilizaçãoda produção, a alta heterozigosidade dosmelhores indivíduos, a falta de informa-ções genéticas sobre as característicashorticulturais de interesse e a ineficiênciadas técnicas de melhoramento em suplan-tar o mascaramento imposto pelas influên-cias do ambiente. Some-se a isso o tempoe a área necessários para a obtenção devariedades melhoradas, com as decorren-tes implicações de custos no processo.

A incorporação de genes/complexosgênicos, tanto nas variedades comerciais

Figura 1 - Massa proembriônica


em cultivo como nas novas obtenções,também é dificultada por causas naturaisdiversas na etapa de hibridação entre espé-cies e, em muitos casos, pela necessidadede enfoques diferenciados para a copa eporta-enxerto. Em decorrência, nãoobstante o consenso de que as técnicasconvencionais sejam indispensáveis, ficaclaro que novos procedimentos necessi-tam ser incorporados como complementopara que os avanços ocorram mais rapida-mente, a menor custo e com maior eficiên-cia, razão pela qual devem-se concentraresforços na aplicação de técnicas alterna-tivas no melhoramento genético das plan-tas perenes.

TÉCNICAS AUXILIARES DOMELHORAMENTO DE PLANTAS

Apesar da extraordinária contribuiçãodos métodos convencionais no melhora-mento de plantas, atualmente já é consen-so que não se pode mais esperar ganhossignificativos de seleção nos principaiscultivos utilizando-se esses processos, emrazão por que novos enfoques são neces-sários para que aumentem as chances deocorrência de nova revolução verde.

Nesse contexto, a aplicação de técnicasde biotecnologia em auxílio dos métodosconvencionais de melhoramento, pode con-tribuir para a sustentabilidade da agricultu-ra pela produção de cultivos melhorados emais compatíveis com o ambiente, especi-almente em países não desenvolvidos,onde há necessidade de tecnologias paraproblemas específicos em cultivos tropi-cais (Thorpe, 1994). Como exemplo, cita-se a uniformidade dos cultivos, resultantedo melhoramento continuado que aumen-ta a vulnerabilidade dos cultivos a insetose patógenos, com o decorrente acréscimoda dependência de produtos químicos esuas implicações. Reduz-se, então, a umamáxima do melhoramento: �as exigênciasdo mercado levam à uniformidade doscultivos. E a uniformidade leva ao risco dedesastre, pela vulnerabilidade genética�.

Especificamente com plantas perenes,a maior dificuldade na aplicação das técni-cas convencionais de melhoramento resi-de no desconhecimento do controle gené-tico das características de interesse, resul-tante do menor esforço de pesquisa comesse grupo de plantas.

A partir do desenvolvimento de técni-cas para aproveitamento de marcadoresmoleculares, ampliou-se o potencial deidentificação dos marcadores genéticos e,consequentemente, as possibilidades desucesso com o melhoramento de plantasperenes. Com as modernas técnicas debiologia molecular, foram incorporadosnovos conhecimentos sobre a estrutura

genética dos indivíduos, notadamente noque se refere aos marcadores moleculares,alargando-se os horizontes para os ganhosde seleção em todos os níveis.

Diversos procedimentos relacionados

com a biotecnologia têm sido adotados,com maior ou menor grau de sucesso, nomelhoramento de diversas espécies deinteresse econômico. Entre esses relacio-nam-se: 1) a micropropagação; 2) a rege-neração de híbridos somáticos, tantointergenéricos como interespecíficos, pelafusão de protoplastos; 3) a obtenção dehaplóides; 4) a seleção in vitro de variantessomaclonais; e 5) a transformação (Litz,1994; Mehlenbacher, 1995; Mourão Filho &

Grosser, 1992; Pearl et al., 1996; Thorpe,1994). Entretanto, o uso da biotecnologiano melhoramento genético das plantasdepende de protocolos de regeneração invitro a partir da cultura de células e/ou detecidos, incluindo a embriogênese somática(Litz & Gray, 1992).

EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA

1 - Aspectos gerais - Entre os proces-sos de regeneração, a embriogênesesomática, que é o processo pelo qualcélulas ou tecidos somáticos (não sexuais)se desenvolvem até a formação completade uma planta através de uma série deestágios, característicos do desenvolvimento

de embriões zigóticos (aqueles obtidospelo processo de fusão de gametas) (Wann,1988), é, teoricamente, a melhor opçãopara a propagação in vitro de fruteiras(Merkle, 1995), por apresentar algumasvantagens, como: 1) alta taxa de multipli-cação comparada a qualquer outro proces-so de propagação; 2) escalonamento daprodução pela manutenção da cultura emmeio líquido, o que elimina a dependênciade períodos específicos de disponibilida-de de material propagativo, permitindoestabelecer o período desejado para asobtenções; 3) plantio direto da muda obti-da via embriogênese somática sem neces-sidade de enxertia, com menor custo deprodução, além da planta ser genetica-mente igual à planta mãe, sem as influên-cias do porta-enxerto, como acontece comas plantas obtidas por métodos de propa-gação vegetativa convencionais; e, maisimportante para o melhoramento per si; 4)possibilita a transferência de genes, razãopela qual tem sido utilizada como ferra-menta em estudos de desenvolvimento dasplantas (Zimmerman, 1993), propagaçãoclonal e melhoramento, tanto pela fusãode protoplastos como pela transformaçãogenética.

Diversas angiospermas, incluindo al-gumas espécies frutíferas lenhosas, têm acapacidade de produzir naturalmente em-briões adventícios a partir de tecidos doóvulo, sendo mais comum na forma depoliembrionia nucelar, embora se registrea ocorrência, também, de monoembrionia(Litz et al., 1984; Litz, 1984). A regeneraçãopela embriogênese somática também ocorresob condições controladas, podendo serexplorada tanto para a propagação emmassa de indivíduos desejáveis, como parao melhoramento, na obtenção de plantastransgênicas. Entre as frutíferas tropicais, amanga, planta da família anacardiácia, temsido contemplada, no emprego de técnicasde biotecnologia, com protocolos para aregeneração através da embriogênesesomática (DeWald, 1989 a e b) e transfor-mação (Subramanian, 1995). A indução invitro de embriões somáticos na manga dá-se a partir de tecido nucelar, tecido quegarante a identidade genética desejada, e épossível, tanto em cultivarespoliembriônicas como emmonoembriônicas, com a resposta sendogenótipo dependente (Litz & Lavi, 1997),ou seja, varia com a variedade utilizada,razão pela qual o protocolo empregadoem uma variedade nem sempre funcionaem outra, não obstante os componentesbásicos serem os mesmos. É difícil, porém,a obtenção de plantas em cultivo, pordificuldades no processo de aclimatação,que é a etapa de adaptação das plantas emcampo.

Figura 3 - Embriões somáticos

Figura 2 - Calos embriogênicos emmeio líquido


A importância do estabelecimento deprotocolos para a regeneração de plantas apartir de embriogênese somática éenfatizada pelo interesse em incrementar aparticipação do Brasil como exportador nomercado internacional de frutas tropicais,atividade geradora de emprego e de renda,e alternativa de peso na recomposição daeconomia de diversas regiões do País.

2 - A técnica - Nesta oportunidade sãorelatados os procedimentos, com métodose técnicas aplicadas na regeneração deplantas de mangueira por embriogênesesomática, no Tropical Research andEducation Center - Universidade da Flórida,em Homestead, Flórida. O protocolo utili-zado foi o descrito por Litz et al.(1982) emodificado por DeWald et al. (1989 a).

2. 1 - Materiais utilizados comoexplantes - Foram utilizadas sementes defrutos imaturos de diferentes tamanhos(estimados em 30 a 60 dias após a floração),das cultivares Keitt, que é monoembriônica,e Hindi que é poliembriônica, da coleçãode germoplasma do Tropical Research andEducation Center - Universidade da Flórida,em Homestead, Flórida. Como fonte deexplante, ou material propagativo, utili-zou-se tecido nucelar, que tem a mesmaconstituição genética da planta mãe, ouseja, as novas plantas que se originam apartir desse tecido constituem um clone damesma forma que na propagação vegetativaconvencional.

2. 2 - Meios de cultura - Foram utiliza-dos meios de cultura para indução, manu-tenção, crescimento e maturação dos em-briões somáticos obtidos. O meio deindução foi uma composição do meio B5+

de Gamborg (Gamborg et al., 1968) com aadição de micronutrientes e substânciasorgânicas (Murashige & Skoog, 1962),suplementado com L-Glutamina, 2,4 - D,sacarose, e adição final do agente gelificanteGel-Gro. Os demais meios de cultura fo-ram variantes do meio de indução, comretirada ou alteração na concentração dealguns componentes.

2. 3 - Tratamento pré-cultivo e pre-paração do explante - Os frutos foramdesinfetados superficialmente por lava-gem em água corrente, por 15 minutos,seguida de imersão por 20 minutos numasolução de hipoclorito comercial a 20%,com 5,25% de cloro ativo, três gotas doespalhante Tween 20 e, finalmente, emcondições assépticas, três lavagens emágua destilada e esterilizada.

As sementes foram retiradas intactasdos frutos e seccionadas longitudinalmen-te dando origem a duas metades. Essasmetades, após retirado o embrião zigótico,foram cultivadas em placas de Petri (100mmx 15mm), contendo meio de indução. Asplacas foram seladas com fita Parafilm para

prevenir contaminações e armazenadas atemperatura controlada entre 23° e 25°C,na ausência de luz. Também os frascosErlenmeyer, nas fases em que se utilizoumeio líquido, foram selados com fitaParafilm.

2. 4 - Condução - Os explantes foramsubcultivados para outros pontos da placajá no terceiro dia, quando surgiram osprimeiros sinais de compostos fenólicosno meio. Seguiram-se subcultivos, paraoutros pontos da placa em uso ou paraoutra placa, sempre que necessário.

Observada a presença de massaproembriônica nos explantes, foi feita aseparação por meio de uma malha de 1000µm. A parte retida na malha foi transferidapara o meio de manutenção para a prolife-ração de novos calos. A parte menor foitransferida para o meio de multiplicaçãopara a formação de embriões. Na cultivar

monoembriônica (Hindi) verificou-se apresença de calos aos 31 dias e napoliembriônica aos 28 dias após o cultivo.(Figura 1); aos 40 dias observou-se a pre-sença de calos em 38% das placas cultiva-das com �Hindi�, o que reflete a sua capa-cidade natural de formação de embriões e,aos 50 dias, em apenas 4% da cultivar Keitt(Figura 2). A transferência da massa pré-embriônica para meio de manutenção ini-ciou-se aos 70 dias.

As culturas em meio líquido forammantidas em mesa agitadora (�shaker�) a125 rpm. à temperatura e luz ambientes(aproximadamente 23° a 25°C, sem luzsuplementar) e os subcultivos para meiofresco foram efetuados em intervalos regu-lares de cinco dias.

Os embriões formados, tanto em meiolíquido como em meio sólido (dependen-do da variedade), foram transferidos paraplacas de Petri de 100mm x 20mm conten-do o meio de maturação I (MMI), ondepermaneceram até a germinação e forma-ção de raízes, sendo transferidos depoispara o tubos de cultura com o meio de

maturação II (MMII).No meio de maturação I (MMI), os

embriões foram preservados nas mesmascondições em que eram mantidos no meiode crescimento: na ausência de luz e atemperatura ambiente. No meio dematuração II, as plantas foram conservadasem câmara de crescimento, com tempera-tura e luz controladas.

Com relação ao desenvolvimento doscalos no meio de manutenção e no meio demultiplicação, verificou-se que a cultivarHindi se comporta bem tanto em meiolíquido como em meio sólido, enquanto acultivar Keitt não suporta o meio líquido,com a morte dos calos. Entretanto, a op-ção, nos genótipos em que seja possível,deve ser pelo meio líquido, onde a proli-feração da massa proembriônica é muitomais acelerada. Essa capacidade de proli-feração contínua da massa proembriônica,com formação de proembriões somáticossecundários a partir da protoderme, deve-se à presença do 2,4-D no meio de cultura(Litz et al., 1995), residindo aí o potencialda técnica para uso como método depropagação vegetativa de mais baixo custoque a micropropagação.

2. 5 - Maturação dos embriõessomáticos - Os proembriões somáticosque se individualizaram da massaproembriônica inicial na fase de manuten-ção, separados pela malha de 1000 mm,foram transferidos para o meio de cresci-mento (MC), onde se observou a formaçãode embriões já ao fim de 20 dias (Figura 3)e de cotilédones diferenciados e radículasvisíveis aos 50 dias. A diferenciação doscotilédones em embriões somáticos for-mados a partir dos proembriões dependedo genótipo e varia, normalmente, entre30 e 60 dias (Litz et al., 1993). Os embriões,quando atingiram cerca de 1 cm, foramcultivados no meio de maturação (MMI),onde o crescimento foi bastante rápido,com alguns embriões atingido até 5 cm jáaos 15 dias após a transferência (Figura 4).

2. 6 - Germinação - Pela dificuldadede observação visual do estágio deelongação do hipocótilo, que caracteriza agerminação, utilizou-se a formação daradícula como o estágio para a transferên-cia dos embriões para o meio de maturaçãoII (MMII), na presença de luz (60 µmol/m

2/

s1). É importante salientar que os embriões,

em geral, só germinam quando completa-mente maduros (Litz & Lavi, 1997). Nemtodos os embriões somáticos desenvolve-ram rebentos, talvez devido às raízes teremse partido durante as transferências para omeio fresco. A fragilidade das raízes dosembriões de manga é um problema dessafase. Após 30 dias em meio MMII, asplantas já se encontravam bem desenvolvi-das (Figura 5) e próximas da fase de

Figura 4 - Embriões somáticos emgerminação


aclimatação, ressaltando o sucesso na ob-tenção e germinação de embriões somáticoscom o protocolo utilizado.

3 - Problemas com a técnica - Nemsempre a formação de calos resultou naobtenção de plantas. Na maioria das placasos calos foram perdidos ou por contamina-ção ou simplesmente por morte. Alémdisso, outros problemas ocorreram nasfases de germinação e crescimento dosembriões.

3. 1 - Contaminação - Além das per-das por contaminação endógena, tanto porfungos como por bactérias, houve o pro-blema, sempre presente, das contamina-ções exógenas. Estas são, teoricamente, demais fácil controle por serem decorrentesda execução do processo.

3. 2 - Vitrificação - É comum a hiper-hidricidade ou vitrificação de embriões demanga na fase de maturação. Esse fenôme-no foi bem estudado por Monsalud et al.,(1995), que verificaram a viabilidade dereversão por meio da secagem parcial dosembriões somáticos quando se encontramcom 2-3 mm de comprimento, sob umida-de relativa elevada (100%) durante 24horas ou por meio da cultura dos embriõesem meio solidificado com 6 g/l de GelGro.

3. 3 - Outros - Observou-se também aocorrência de fasciação e fusão de embri-ões, anomalias que podem aparecer quan-do as divisões das células em áreasmeristemáticas acontecem antes da dife-renciação da gema apical e dos cotilédones(Litz & Gray, 1992). Essas anomalias nãosão inerentes aos embriões somáticos, ocor-rendo também em embriões zigóticosimaturos cultivados in vitro.

PERSPECTIVAS DEAPROVEITAMENTO DA

EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA NAPROPAGAÇÃO E MELHORAMENTO

DE OUTRAS ESPÉCIES

A extraordinária quantidade de embri-ões obtidos de cada explante na experiên-cia realizada demonstra o potencial datécnica, sobretudo para uso como métodode propagação, além de possibilitar oemprego de técnicas não convencionaisde melhoramento, enfatizando a possibili-dade de uso em outras espécies, principal-mente as mais relacionadas. Como exem-plo prático, cita-se a necessidade de obten-ção de clones de cajueiro, planta da famíliaAnacardiaceae como a mangueira, adap-tados tanto para as condiçõesagroecológicas do cerrado, para onde ocajueiro vem-se expandindo rapidamentecomo cultivo comercial, como para o semi-árido, onde vivem cerca de 15 milhões depessoas e onde as alternativas econômicassão limitadas.

A existência de diversas espécies deAnacardium nativas do cerrado (Barros,1995) induz, de imediato, a expectativasde seu aproveitamento em programas demelhoramento para adaptatividade, tan-to às condições do cerrado, especialmen-te tolerância ao alumínio, como às dosemi-árido, caracterizado pela escassez eirregularidade na distribuição das chu-vas. Entretanto, as espécies relacionadasconstituem, no momento, apenas umagrande fonte de germoplasmainexplorado. Além das barreiras naturaisà obtenção de híbridos interespecíficospor meio de cruzamentos convencionais,há o problema da adaptação das espéciesde cerrado às condições edafo-climáticasdo litoral e transições com outros

ecossistemas do Nordeste, dificultando asua conservação em banco degermoplasma e, consequentemente, oseu emprego nos programas de melhora-mento genético. Fica claro que novosprocedimentos necessitam ser incorpo-rados como complemento para que osavanços ocorram mais rapidamente, amenor custo e com maior eficiência,razão pela qual se devem concentraresforços na aplicação de algumas dastécnicas pertinentes à biotecnologia nomelhoramento genético do cajueiro.

Uma experiência inicial realizada tam-bém no TREC/Universidade da Flórida,para avaliação de: 1) efeito de diferentesconcentrações de 2,4-D no meio de

indução descrito por DeWald (1989 a)

para a mangueira, em ovários de floreshermafroditas, em frutos de diferentesidades do genótipo CCP 76 de cajueiroanão-precoce; e 2) efeito, direto ou emcombinação, de diferentes auxinas ecitocininas em diferentes genótipos decajueiro anão precoce na indução decalos de diferentes materiais genéticos docajueiro, demonstrou que o comporta-mento da cultura foi surpreendentemen-te diferente do observado na mangueira,com baixa intensidade de compostosfenólicos no meio de cultura, o que fezcom que o primeiro subcultivo ocorresseaos sete dias, porém em apenas 10% dasplacas cultivadas. As demais apenas tive-ram o primeiro subcultivo aos 21 dias.

Em abacate, Witjaksono (1997) apre-sentou um protocolo para isolamento,cultura e regeneração de embriõessomáticos a partir de protoplastos, quepoderá ser útil no melhoramento daespécie por hibridização somática, pelatransferência de genes entre espécies,técnica que vem sendo utilizada no me-lhoramento genético de citros (Grosser &Gmitter Jr., 1990).

É necessário chamar a atenção, noentanto, para o fato de, apesar do poten-cial teórico, o número de exemplos desucesso com a embriogênese somáticaem plantas lenhosas ainda é muito baixoquando comparado com as plantas her-báceas (Wann, 1988; Litz, 1994; Merkle,1995). As principais limitações daembriogênese somática em plantas pere-nes, especialmente frutíferas tropicais são:1) o baixo número de plantas efetivamen-te desenvolvidas e em condições decampo, não obstante ser possível o pro-cesso de embriogênese, e,consequentemente, a obtenção de em-briões somáticos, em diversas espécies;2) dificuldades de obtenção de embriõesa partir de partes maduras/adultas dasplantas, com a maioria dos exemplosconhecidos sendo com tecidos da se-mente ou de seedlings. Em alguns casos,tem sido possível a clonagem de embri-ões, ou embriogênese repetitiva. Entre-tanto, a fonte para a obtenção das cópiassão embriões zigóticos, o que quasesempre não é desejável por ser desco-nhecido o valor genético desses indivídu-os. Há necessidade de esforços de pes-quisa que viabilizem protocolos para aregeneração de plantas através deembriogênese somática, o que possibili-tará o emprego de algumas técnicas debiotecnologia na obtenção de novas cul-tivares especialmente adaptadas a condi-ções específicas de ambiente, bem comoa multiplicação das plantas obtidas amenor custo e maior confiabilidade.

Figura 5 - Plantas de mangueiraoriundas de embriões somáticos


METANO NA ATMOSFERAPRODUÇÃO DE METANO EM REGIÕES DE QUEIMADAS E ÁREAS ALAGADAS

MEIO-AMBIENTE

Plinio C. AlvaláPesquisador adjunto do Laboratório deOzônio, do Departamento de GeofísicaEspacial do INPE. Doutor em CiênciaEspacial pelo INPE, 1995. Especialista emobservações de metano em ecossistemasnaturais.

Volker W.J.H.KirchhoffPesquisador sênior, chefe do Laboratório deOzônio do INPE. PhD em Ciência Espacialpela Pennsylvania State University, 1975.Especialista em estudos da camada deozônio e de gases do Efeito Estufa.

Hamilton G. PavãoDoutor em Ciência Espacial pelo INPE, 1994.Professor adjunto do Departamento de Físicada Universidade Federal do Mato Grosso doSul, UFMS.

Fotos: Plinio Alvalá

Introdução

O metano (CH4) é o hidrocarbonetomais abundante na atmosfera terrestre,com uma concentração média global de1,72 ppmv (partes por milhão por volume)em 1994. Medidas sistemáticas da suaconcentração na atmosfera tiveram iníciona metade da década de 70, quando foramidentificadas atuações importantes dessegás na química atmosférica e no clima. Apartir dessas observações, determinaram-se várias de suas características na atmos-fera, como um acentuado gradiente deconcentração em função da latitude, comos maiores valores ocorrendo no Hemisfé-rio Norte, uma variação sazonal nos doishemisférios e uma taxa de crescimentoglobal anual da ordem de 0,6%.

Análises de bolhas de ar aprisionadasem geleiras permanentes revelaram que aconcentração média de metano era de 0,8ppmv entre 200 e 2.000 anos atrás e queum crescimento mais rápido teve início hácerca de 150 anos até dobrar esse valor naatmosfera atual (Khalil e Rasmussen, 1987).Essa tendência de aumento é atribuída aocrescimento da população humana, que,por sua vez, acarreta uma maior demandade alimentos, levando ao incremento, porexemplo, da criação de gado, de planta-ções de arroz e de utilização de combus-tíveis fósseis, principalmente gás natural ecarvão, atividades geradoras de metano.

O metano e o monóxido de carbono(CO) são os sumidouros majoritários doradical OH, que, por sua vez, é responsá-vel pela remoção de diversas espéciesquímicas da atmosfera terrestre. Assim, umaumento na concentração de um dessesdois gases traços pode reduzir a concen-tração do radical OH e, portanto, a capaci-dade de oxidação em toda a atmosfera.Outra participação importante do metanoestá no ciclo de produção do ozônio emáreas de queimadas.

Além da sua participação na químicada atmosfera, o metano apresenta umabanda de absorção para a radiaçãoinfravermelha na região entre 7 e 8 mm doespectro eletromagnético, região onde aatmosfera apresenta uma maior transpa-rência à radiação terrestre. Gases que pos-suem bandas de absorção nessa região doespectro podem alterar o balanço de radi-ação no sistema Terra-atmosfera, já queparte da energia absorvida é reirradiadapara a superfície, contribuindo para umaquecimento secundário adicional, conhe-cido como efeito estufa. O metano é,depois do CO2, o gás que mais contribuipara o efeito estufa de origemantropogênica, tornando-se um dos gasesimportantes no estudo das alterações cli-máticas induzidas pelo homem.

A produção de gás metano na naturezaocorre pela degradação de material orgâ-nico por bactérias em meios livres deoxigênio (meios anaeróbicos), tais comosedimentos aquáticos, trato gastro-intesti-nal de alguns animais e nos esgotos. Váriosfatores químicos e biológicos influenciama produção de metano em determinadomeio, destacando-se a temperatura, o pHe a disponibilidade de alimento. As bacté-rias produtoras de metano ou tambémconhecidas como metanobactérias, po-dem processar apenas um pequeno nú-mero de compostos para o seu crescimen-to. Entre os substratos utilizados tem-se oformato, o acetato, o metanol e o dióxidode carbono (Cicerone e Oremland, 1988).

A degradação de material orgânico emmeios livres de oxigênio envolve umacadeia complexa de processos, que seinicia com o ataque de micróbios tambémanaeróbicos sobre os substratos, sejameles biopolímeros (celulose, proteínas epectinas) ou biomonômeros (aminoácidos,açúcares, álcoois), resultando na formaçãodos alimentos para as metanobactérias.Estas, por sua vez, vivem por meio de

Passarela de coleta de dados, mostrando ao lado e ao fundo a lagoa no Passo do Lontra

interações com outros microorganismos,podendo ocorrer de forma complementarou mesmo competitiva (Cicerone eOremland, 1988). Nas interações comple-mentares, organismos realizam a fermen-tação de um dado composto e os produtosdesse metabolismo são consumidos pelabactéria produtora de metano. Algumasinterações podem assumir a forma desimbiose, como a existente no rúmen dosherbívoros. As interações competitivasexistem em geral, nos meios onde ocor-rem as bactérias redutoras de sulfato emconjunto com as metanobactérias. Nessassituações, as bactérias redutoras de sulfatoirão competir com as bactérias produtorasde metano pelo hidrogênio e/ou acetato,restringindo a disponibilidade dessessubstratos.

Fontes e Sumidouros

O metano é liberado para a atmosferaa partir da superfície terrestre, onde osprocessos biológicos são responsáveis poraproximadamente 80% da emissão global,e os restantes 20% devem-se aos processosde extração e distribuição de gás natural ecarvão, e à queima de combustíveis fós-seis.

Embora atualmente seu balanço globalseja determinado a partir de uma grandebase de dados, até recentemente as fontese sumidouros de metano não eram bemconhecido e incertezas importantes aindapermanecem nos fluxos individuais. ATabela 1 (Watson, et al., 1990, Amstel,1998)) apresenta o balanço global demetano, onde a emissão global é estimadaem 515 Tg (= 10

12 gramas) de metano por

ano. O principal sumidouro na atmosferaocorre pela reação com o radical oxidrila(OH) na troposfera, a qual é responsávelpela remoção de mais de 90% do metanoemitido. Além desse, existem mais doissumidouros menores, a absorção pelossolos aerados e o transporte para a estra-tosfera. No balanço global, observa-se umexcedente de emissão em relação ao re-movido anualmente de 32 Tg de metano,o que corresponde ao crescimento anual(0,6%) desse gás na atmosfera.

Entre as principais fontes de CH4 paraa atmosfera, três são de especial importân-cia para as regiões tropicais, onde o Brasiltem a sua maior área:

1. As áreas alagadas, as quais respon-dem individualmente por mais de 22% daemissão global no balanço do metano. Sãoespecialmente importantes durante a épo-ca das chuvas, quando grandes áreas doBrasil são alagadas, como a região amazô-nica e o Pantanal Mato-grossense.

2. Fontes urbanas relacionadas com a

queima de combustíveis fósseis e os depó-sitos de lixo urbano (lixeiras).

3. A queima de biomassa (matériavegetal), especialmente durante a épocaseca, como as queimadas que ocorrem naregião do cerrado, no Brasil central, e emalgumas áreas da região amazônica.

O INPE, por intermédio do Laboratóriode Ozônio, vem estudando duas das trêsfontes destacadas acima; as áreas alagadase a queima de biomassa. Para o estudo daemissão de metano pela queima debiomassa, foram realizadas duas campa-nhas na região do cerrado e na borda daregião amazônica, durante a época deseca, nos anos 1992 e 1995. Nestas campa-nhas foram obtidos perfis verticais dadistribuição de metano na baixa troposfera,cujos resultados evidenciaram a importân-cia dessa fonte para a atmosfera, incluindoefeitos na química do ozônio troposférico(Kirchhoff et al., 1996). O Laboratóriotambém mantém coletas sistemáticas naregião de Natal, RN, onde as amostras dear são coletadas para análise dos gases CO,desde 1987, N2O, desde 1991 e CH4,desde 1993. Nesse caso, como o local decoleta está situado no litoral, e este recebemassas de ar vindas do Oceano Atlântico,é portanto, livre de influênciasantropogênicas, como as queimadas e apoluição urbana. Devido às baixas con-centrações encontradas, esta localidadetornou-se uma referência no estudo dosgases-traço (Kirchhoff e Marinho, 1989).

A Figura 1 apresenta a comparaçãoentre as concentrações médias de metanoobtidas para a localidade de Natal, no anode 1995 (losango cheio), de 1690 ± 26ppbv, a qual se ajusta muito bem à curvaformada pelas concentrações determina-das em 37 estações oceânicas da NationalOceanic and Atmospheric Administration(NOAA) distribuídas em várias latitudes.

Os efeitos das queimadas na concentraçãodo metano podem ser observados nessegráfico, onde são apresentados os resulta-dos para o experimento Smoke, CloudsAnd Aerosols - Brazil (SCAR-B) realizadonos meses de agosto e setembro de 1995(Alvalá, 1995; Alvalá et al., 1996), na áreado cerrado e na borda da floresta amazô-nica (⊕), cuja concentração média foi de1739 ± 20 ppbv, cerca de 4 vezes a variaçãosazonal para a mesma latitude.

Áreas Alagadas Tropicais

As áreas alagadas naturais e as usadaspara a agricultura, tais como os cultivos dearroz irrigado, são fontes importantes demetano, pois fornecem o hábitat necessá-rio para a bactéria produtora desse gás.Essas bactérias necessitam de um meiolivre de oxigênio, o que é fornecido pelacoluna d´água, e de matéria orgânica,também disponível em abundância nessesmeios.

Em termos globais, as áreas alagadasestão concentradas nas regiões de altaslatitudes do Hemisfério Norte e nas regiõestropicais, entre 20°N e 30°S. Embora asáreas tropicais compreendam somente 35%das áreas alagadas, sua contribuição anualé estimada em 42 Tg CH4/ano (Bartlett eHarris, 1993), o que corresponde a 36,5%do total emitido por essa fonte, sendo orestante dividido entre as áreas alagadasnas regiões subtropical, temperada e boreal,evidenciando assim a sua grande impor-tância no balanço global desse gás.

Uma das principais característi-cas das áreas alagadas na região tropical éa variação da área inundada em função daprecipitação, a qual varia de ano para ano.Nessas áreas, as taxas de produtividadeprimária são relativamente altas, com asaltas temperaturas e insolação, bem como

Parte do procedimentode coleta de dados


as taxas de decomposição. Muitas dasáreas alagadas compreendem áreas deflorestas próximas aos rios, ou em planíci-es, como ocorre na região do pantanalmato-grossense.

O estudo da emissão de metano nasáreas alagadas tropicais teve um grandeavanço no final da década de 80, quandovários experimentos avaliaram a sua emis-são na região amazônica e nas florestasequatoriais africanas. Os resultados dessesexperimentos ressaltaram a importânciadas regiões tropicais como fontes de metanoem relação às florestas temperadas e aospântanos do hemisfério norte. As áreasalagadas nas regiões tropicais foram divi-didas em três tipos de hábitat: florestasalagadas, corpos d´água sem vegetação ecorpos d´água cobertos por vegeta-ção. Os fluxos individuais encon-trados apresentaram grande varia-bilidade, com valores entre 7,5mgCH4/m

2/dia e 967 mgCH4/m

2/

dia, onde as regiões alagadas comcobertura vegetal registraram osmaiores fluxos médios, de 200mgCH4/m

2/dia (Bartlett e Harris,

1993). Essa variabilidade está rela-cionada principalmente com os pro-cessos de produção e de transportedo metano na coluna d´água, nosdiferentes hábitats.

As regiões de pântanos de papi-ros na África e a do pantanal mato-grossense, no Brasil, compreendemáreas consideráveis, mas estão en-tre as que têm muito pouca ounenhuma informação sobre a emis-são de metano. A região do panta-nal cobre uma área de, aproxima-damente, 140.000 km

2, com sua

maior parte dentro do territóriobrasileiro. A uniformidade de suatopografia, com pequeno gradien-te de altitude, levam o Pantanal ainundações periódicas, de maiorou menor intensidade, dependen-do dos ciclos anuais das precipita-ções pluviométricas. A grande extensão deáreas alagadas que são formadas duranteas inundações, bem como as lagoas evárzeas que permanecem nos períodos deseca naquela região constituem hábitats degrande potencial de produção de metano,ainda muito pouco explorados (Alvalá,1995).

Com o objetivo de diminuir as incer-tezas com relação à emissão de metanopelas áreas alagadas, em especial na áreado Pantanal, o Laboratório de ozônio doINPE, em conjunto com a UniversidadeFederal do Mato Grosso do Sul (UFMS),vem desenvolvendo, desde 1994, um pro-grama de experimentos na Base de Estu-

dos do Pantanal da UFMS, na região doPasso do Lontra. Nesses experimentosmede-se a emissão de metano em umalagoa perene da região. Para esse estudo,utiliza-se uma câmara estática e flutuante,onde são coletadas amostras de ar emtempos regulares (ver fotografias docu-mentando o processo de coleta), em cilin-dros especiais de aço inoxidável. Essasamostras retornam ao INPE para análiseatravés da técnica de cromatografia gasosaem conjunto com um detetor de ionizaçãode chama (Oliveira et al., 1993). A utiliza-ção da técnica de câmara estática é bastan-te difundida, não só para o estudo dometano, mas também de outros gases-traço emitidos para a atmosfera, como oN2O e outros hidrocarbonetos.

A Figura 2 apresenta os fluxos médiosde metano obtidos na lagoa, a partir dascampanhas mensais realizadas nas épocasde verão e de inverno, nos anos de 1997 e1998. Nota-se que uma das barras é bemmaior que a outra. Para a época de verão,nos meses de janeiro, fevereiro e março,ocorre o período de inundação na área doPantanal, trazendo para a lagoa uma maiorquantidade de nutrientes. O fluxo médioobtido nesse período é de 101,2 ± 116,0mgCH4m

-2 dia

-1, valor dentro do esperado

para uma área alagada, com pouca ounenhuma cobertura vegetal, como é alagoa em estudo. A variabilidade observa-da nos fluxos é grande, uma vez que a

emissão de metano para a atmosfera de-pende, entre outros fatores, dos mecanis-mos de transporte através da coluna d´água,além da própria produção pelas bactérias,a qual, por sua vez, depende das condi-ções do substrato. Como a temperaturaótima para a atividade da maioria dasmetanobactérias está entre 30 e 50°C (Thielee Zeikus, 1988) e a temperatura da água,nesse período, teve um valor médio de33°C, essa pode ser um dos principaisfatores que contribuíram para os fluxosobservados. Esses fluxos mais altos duran-te o período de inundação evidenciamcomo aquela área pode ser uma importan-te fonte de metano para a atmosfera.

Já no período de inverno, nos mesesde maio, junho e julho, o fluxo médio

obtido apresentou uma considerávelredução para 1,0±0,6 mgCH4m

-2 dia

-1,

com uma diminuição também nasua variabilidade. Com o fim doperíodo de inundação, nos mesesde abril/maio tem início a vazante,quando, então, ocorre uma dimi-nuição na entrada de material paraa lagoa, a qual está conectada como rio Miranda por pequenos canais,por onde a água acaba escoandolentamente. Observou-se uma vari-ação de aproximadamente 1 metroda profundidade, no ponto de co-leta entre os períodos de cheia eestiagem. A temperatura da águatambém foi menor nesse período,apresentando um valor médio de23°C, com alguns dias chegando a21°C. Acredita-se que essa quedana temperatura ambiente teve gran-de influência na atividadebacteriana, contribuindo para aqueda no fluxo médio observado.Nossos resultados revelam uma for-te variação sazonal (de 1 para 100)na emissão de metano pela lagoa, oque pode ser importante se as de-mais áreas alagadas da região tive-rem o mesmo comportamento.

Conclusão

O Laboratório de Ozônio do INPEverificou in loco a emissão de metano paraa atmosfera terrestre pelas queimadas. Osresultados dos experimentos na região dequeimadas mostraram como essa fontepode alterar a concentração de metano naatmosfera, produzindo concentrações maisaltas em toda a troposfera por ocasião daestação da seca. Verificou-se que o efeitoda queimada representa uma variação emmagnitude de 4 vezes a variação sazonalmédia esperada.

A emissão de CH4 por uma lagoa típica

Fontes NaturaisÁreas alagadasCupinsOceanosRiosHidratos de metanoFontes AntropogênicasCombustíveis fósseis (carvão, gás natural, petróleo)Cultivo de arroz irrigadoFermentação entéricaQueima de biomassaDejetos de animaisTratamento de esgotos domésticosLixeirasSumidourosRemoção na atmosferaRemoção pelos solosExcedente anual

TgCH4/ano115201055

85608040255530

4703032

Tabela 1 - Fontes e sumidouros de metano


da região do pantanal mato-grossense foitambém avaliada. O estudo do fluxo demetano da lagoa natural mostrou que estarepresenta uma fonte considerável demetano, principalmente no período deverão. Nessa época,ocorrem as cheias naregião de coleta e também temperaturasmais altas, propícias para a atividadebacteriana. Já durante o período de inver-no, quando ocorre a estiagem no Pantanale uma queda na temperatura média daágua, observou-se uma diminuição consi-derável no fluxo médio de metano para aatmosfera, de um fator de 100 para1. Essa forte tendência sazonalpode ser representativa para todaa região, o que deve ser confirma-do em experimentos já programa-dos para futuro próximo.

Agradecimentos

Os autores agradecem a cola-boração do Prof. Amaury de Sou-za, vice-Reitor da UFMS, e deMassao Vetanabaro, responsávelpela unidade de pesquisa do Pas-so do Lontra, e dos técnicos WaldeirMoreshi Dias e JorgeA.D.Gonçalves pela excelente co-laboração que têm prestado aoProjeto.

Referências

Alvalá, P. C., V. W. J. H. Kirchhoff, F.Zamorano B., C. Casiccia S., Atmospheric

methane observations in Brazil: SCAR-BMission. Proceedings of the Smoke/Clouds and Radiation-Brazil (SCAR-B)Science Symposium, Fortaleza, CE, Brazil,pp.1-4, 1996.

Alvalá, P. C., Observações do metanoatmosférico no Brasil, Tese de Doutorado,Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais(INPE), INPE-5969-TDL/573, 1995.

Amstel, A. V., Global anthropogenicmethane emission comparisons. IGACAtivities Newsletter, 12, 11-17, 1998.

Bartlett, K.B., R.C. Harris, Review and

assessment of methane emission fromwetlands, Chemosphere, 26, 261-320,1993.

Cicerone, R. J. and R. S. Oremland,Biogechemical aspects of atmophericmethane, Global Biogeochemical

Cycles, 2, 299-327, 1988.Khalil, M. A. K., R. A. Rasmussen,

Atmospheric methane trends over the last10,000 years. Atmospheric Environment,21, 2445-2452, 1987.

Kirchhoff, V. W. J. H., E. V. A. Marinho,A survey of continental concentration of COin the Southern Hemisphere. AtmosphericEnvironment, 23, 461-466, 1989.

Kirchhoff, V. W. J. H., P. C. Alvalá, Y.Sahai, Ozone measurements from na aircraftplatform during the SCAR-B fieldExperiment, Proceedings of the Smoke/

Clouds and Radiation-Brazil (SCAR-B) Science Symposium, Fortaleza,CE, Brazil, pp 109-112, 1996.

Oliveira, M. A. S., V. W. J. H.Kirchhoff, P. C. Alvalá, Performanceof a monitor for atmosphericmethane measurements. RevistaBrasileira de Geofísica, 11, 57-64, 1993.

Thiele, J. H., J. G. Zeikus,Interactions between hydrogen- andformate producing bacteria andmethanogens during anaerobicdigestion in: Handbook onAnaerobic Fermentations, Ed. L.E. Erickison, D. Yee-Chak Fung,Marcel Dekker Inc., N.Y., 537-595,1988.

Watson, R. T., H. Rode, H. Oeschger, V.Siegenthaler, Greenhouse gases andaerosols. In: Houghton, J. T., J. Jenkins, J.J. Ephrauns. Intergovernmental Panelon Climate Change (IPCC), Cambridge,MA, Cambridge University Press, 1990.

Fig. 1: Variação latitudinal da concentração do metano para oExperimento SCAR-B, Natal e para as estações da rede NOAA/CMDL. Todos os dados são para o ano de 1995.

Fig. 2: Variação do fluxo de metano para os meses de verão(janeiro a março) e de inverno (maio a julho), determinados apartir de amostras de ar coletadas em câmara estática sobre umalagoa na região do Pantanal (ver foto).

Parte do equipamento usado para coletar amostrasde metano na lagoa


www.biotecbrCARTAS

Solicito informar sobre a revistaBiotecnologia Ciência & Desenvolvimentopara citação em Bibliografia:1) o nº 2 é de que mês?2) o artigo �Vacinas no Limiar do Século�está em que página da revista?

Roberto VandesteenCel Med Era, Adjunto da FA-43(Seção de Saúde do EMFA)

Prezado Dr. Vandesteen,A edição nº2 é do Ano I � Julho/Agosto de1997 � �Vacinas no Limiar do Século�encontra-se na página 40 da edição nº2 �a revista é bimensal.Os artigos também estão disponíveis emnossa Home-page, em �Matérias porAssunto�.

Sou estudante de biotecnologia daUniversidade de Mogi das Cruzes e gostariade informações de como obter a assinaturada revista, uma vez que tenho acompanhadoos artigos pela Web.Também gostaria de parabenizá-los pelotrabalho que vem sendo realizado. Abiotecnologia não é muito conhecida noBrasil e necessita ser mais divulgada.Marlene Lunardi

Prezada Marlene,Informamos que, para assinar a revistabasta acessar a nossa home-pagewww.biotecnologia.com.br ou por fax: 061224 2830 � ou carta para: SRTV/Sul � Qd.701, Ed. Palácio do Rádio II, sala 215,Cep � 70340-902 � Brasília-DF.

Caros amigos editores.Primeiramente gostaria de elogiar o trabalhoque vem sendo desenvolvido pela equipeda revista, e também gostaria de ver nopróximo exemplar uma matéria relacionadaa genética animal (Javalis � se há algum

trabalho relacionado com o assunto).Fernando Guarezi

Prezado Fernando,Não temos conhecimento de trabalho comjavalis, mas na edição nº4 obtemos excelenteartigo entitulado �Transgênese Animal�,da Dra. Mônica Pereira. Basta acessar nossaHome-page.

...Gostaria de parabenizá-los pela qualidade,imparcialidade e pluralidade dos artigospublicados por vocês.Acompanho a revista pela Biblioteca daFaculdade. Excelente!!!!. Gostaria desolicitar-lhes todos os artigos relacionadoscom vacinas, que vocês publicaram, masgostaria, se possível, não fossem xerox,pois, necessito das gravuras/figurascoloridas que estes artigos tenham.Marcelo Guimarães TorresMestrando em Estomatologia � JoãoMonlevade � MG.

Prezado Marcelo,Poderá ter acesso à todos os artigos copiadosde suas respectivas fotografias, porintermédio da home-page:www.biotecnologia.com.br

Prezados editores,Primeiramente gostaria de parabenizar pelaqualidade das matérias publicadas na revistade Biotecnologia. Na seção de cartas darevista nº5, uma leitora estava requisitandoas referências bibliográficas de umamatéria... Também gostaria de conseguiras referências da matéria �Compostosnaturais biologicamente�, de autoria daDra. Márcia Pletsch. Se for possível, gostariade receber estes dados via e-mail, pois, osmesmos não se encontram disponíveis nahome-page da revista. No entanto, comoseria interessante para várias pessoas,também sugiro a publicação destes dados

na home-page.Grata,Elizabete Catapan

Prezada Elizabete,Providenciamos o envio por correio, poishouve algum problema com o seu e-mail.

A coordenação do Curso de Biosse-gurança em Biotérios da Escola Poli-técnica de Saúde, Unidade Técnicada Fundação Oswaldo Cruz, informao lançamento do livro �Biosseguran-ça em Experimentação Animal: UmEnfoque Microbiológico�, de autoriado Professor Jonas Borges da Silva. Apublicação contou com o apoio e opatrocínio da Academia Brasileira deCiência � ABC, do Colégio Brasileirode Experimentação Animal � CO-BEA, da Financiadora de Estudos eProjetos � FINEP e da UniversidadeFederal Fluminense � UFF.

Para aquisição do livro �MarcadoresMoleculares em Plantas�, de autoriada Profª. Sandra Milach, informamosque o e-mail correto é:[email protected](Universidade Federal do RioGrande do Sul, DepartamentoPlantas de Lavoura.)

SEÇÃO DE

CARTASPara entrar em contato com Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento você pode enviar sua corres-pondência via Internet, fax ou carta para esta seção. A critério do editor, as mensagens poderão serpublicadas resumidamente. Nossos endereços são:Redação de Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento: SRTV/Sul � Quadra 701 � Ed. Palácio do Rádio II,sala 215 � Cep 70340-902 � Brasília �DF Tel: (061) 225-1512 Fax: (061)224-2830Home-page: http://www.biotecnologia.com.br Email: [email protected]


cnologia.com.Senhores Editores da Revista Biotecnologia Ciência &Desenvolvimento

O presidente da CTNBio, Dr. Barreto de Castro, afirmaem entrevista publicada no número 6 de sua revista que,"em 25 anos de pesquisa com organismos geneticamentemodificados - OGM´s, não há registro de nenhumacidente com produtos desenvolvidos por engenhariagenética". Ele atribui ao mercado de inseticidas a pressãocontrária aos transgênicos.Como professora de genética e pesquisadora, e tambémcomo cidadã, considero vital ter o conhecimento decomo e com que finalidades um OGM será produzido eutilizado antes de emitir uma opinião favorável oudesfavorável. A entrevista concedida pelo presidente daCNTBio não traz esclarecimentos satisfatórios nessesentido. Ao afirmar a inocuidade dos OGM´s, ignorapesquisas que têm revelado efeitos nocivos de algunsprodutos transgênicos, por exemplo, as observações doDr. Pusztai, do Rowett Research Institute (Escócia) emratos alimentados com batatas geneticamente modifica-das, assim como os achados de reações alérgicas associ-adas ao consumo de OGM´s.Além disso, causa estranheza a alegação de que o uso detransgênicos traria como vantagem a redução no uso depesticidas, uma vez que o primeiro produto liberado paracomercialização no Brasil é a soja resistente ao herbicida"Round Up", que permitirá justamente a utilização emmaiores concentrações desse agrotóxico.A Revista Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento temuma excelente apresentação de novidades científicas epode atuar como um instrumento de atualização edivulgação científica se mantiver também um alto grau defidedignidade.No sentido de colaborar com esse espírito, solicito quea CTNBio disponha de um espaço para estas colocaçõese para uma resposta esclarecedora por parte da CTNBio.Atenciosamente,Professora Nadir FerrariDoutora em GenéticaDepartamento de Biologia Celular, Embriologia eGenética - Centro de Ciências BiológicasUniversidade Federal de Santa Catarina -Florianópolis.

Senhores Editores da Revista Biotecnologia Ciência &Desenvolvimento

A professora Nadir Ferrari, Doutora em Genética daUniversidade de Santa Catarina, comenta em desacordo,afirmações que fiz como Presidente da CTNBio. Afirmeie confirmo que desde o advento da engenharia genética,nenhum OGM foi liberado que provocasse danos aohomem ou ao ambiente em Países que exercitam regrasde biossegurança, como o Brasil. No Japão, onde umaempresa japonesa liberou um derivado de tirosina, que

provocou efeitos prejudiciais inclusive com casos deletalidade em várias pessoas, não tinha na ocasião leinem Comissão de biossegurança, o que somente aconteceurecentemente. O exemplo que a professora cita do Dr.Pusztai confirma o que disse, porque a batatatransformada com lectina nunca foi comercialmenteliberada por razões de biossegurança. Não conheçonenhum caso de alergenicidade provocado por produtosda engenharia genética, embora existam pessoas, comodemonstrou Steve Taylor, meu contemporâneo na UCDavis, que são alérgicas a castanha do Pará, o que levoua Pioneer a interromper seu projeto de expressão daproteína 28 de castanha em soja, expressão esta com aqual trabalhei no Cenargen desde 1983 em feijão (muitomenos problemático do que a soja) e que considero umexcelente projeto, mas que foi pela mesma razãointerrompido, embora tivesse a perspectiva extremamenteútil de corrigir a desnutrição proteica de populações donordeste, um problema histórico, vide Geopolítica daFome do Josué de Castro.Nunca disse que os OGMs são inócuos. Se fosse assim nãoteria havido, em 1973, forte reação da Academia deCiências dos Estados Unidos, logo após a expressão deinsulina em E.coli, feita pelo professor Boyer da Califórnia,que provocou uma moratória de 2 anos com respeito aouso de atividades de engenharia genética com organismosdo Grupo II. Se fosse assim não teria o NIH, e a partir destainiciativa todos os países, estabelecido regras e leis debiossegurança, que exercitadas corretamente, impediramque produtos como os citados acima fossem liberados eproduzissem efeitos maléficos à sociedade.Disse também que a engenharia genética produzirá, como tempo, uma agricultura biológica oposta à agriculturaquímica, que constitui hoje um mercado de trinta bilhõesde dólares e que produziu como consequência centenasde insetos pragas e fungos fitopatogênicos resistentes ainseticidas e fungicidas respectivamente. É verdade queos primeiros produtos vegetais da engenharia genéticaincorporam resistência à herbicidas. Entretanto, já estãosendo cultivados no mundo dez milhões de Ha de plantasresistentes à insetos que reduzirão, rapidamente, 2 a 3bilhões de dólares do mercado de inseticidas. Não possoentender como organizações, como o GRENPEACE,lideram uma campanha contra transgênicos que vãoreduzir um mercado de inseticidas de 10 bilhões dedólares no mundo. Não tenho simpatia pela agriculturaquímica que se pratica na Europa, nos EUA e também noBrasil, mas vejo pela engenharia genética uma saídabiológica desejável, inevitável e irreversível. Identifico atéa possibilidade de que plantas sejam engenheiradas coma capacidade de superar ervas daninhas, seja pelo vigorde seu crescimento, seja pela expressão de substânciasantagônicas específicas. Quem viver verá. Qual é aalternativa? Continuar com soluções químicas?

Dr. Barreto de Castro, Ph.D.Presidente CTNBio


Revista - Biotecnologia Ed 07

Documents

Transcript of Revista - Biotecnologia Ed 07