Transgênicos Dra. Janaina J. de V. Cavalcante

Apresentação em tema: "Transgênicos Dra. Janaina J. de V. Cavalcante"— Transcrição da apresentação:

1 Transgênicos Dra. Janaina J. de V. Cavalcante
Pesquisadora do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia Professora da Universidade Veiga de Almeida

2 O que são os transgênicos?
lei de Biossegurança : Lei nº , de 24 de março de 2005: Regulamenta os incisos II, IV e V do § 1o do art. 225 da Constituição Federal, estabelece normas de segurança e mecanismos de fiscalização de atividades que envolvam organismos geneticamente modificados – OGM e seus derivados, cria o Conselho Nacional de Biossegurança – CNBS, reestrutura a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança – CTNBio, dispõe sobre a Política Nacional de Biossegurança Art. 3o Para os efeitos desta Lei, considera-se: organismo geneticamente modificado - OGM: organismo cujo material genético – ADN/ARN tenha sido modificado por qualquer técnica de engenharia genética § 1o Não se inclui na categoria de OGM o resultante de técnicas que impliquem a introdução direta, num organismo, de material hereditário, desde que não envolvam a utilização de moléculas de ADN/ARN recombinante ou OGM, inclusive fecundação in vitro, conjugação, transdução, transformação, indução poliplóide e qualquer outro processo natural. § 2o Não se inclui na categoria de derivado de OGM a substância pura, quimicamente definida, obtida por meio de processos biológicos e que não contenha OGM, proteína heteróloga ou ADN recombinante.

3 O que são transgênicos??? São organismos cujas características tenham sido alteradas através do uso de técnicas de engenharia genética O termo Organismo Genéticamente Modificado (OGM) é usado para se referir a qualquer organismo, planta ou animal na qual técnicas de engenharia genética tenham sido usadas para introduzir, remover, modificar partes específicas do seu genoma. Alimentos Geneticamente Modificados – São alimentos compostos contendo OGMs ou derivados destes.

4 Transgênicos Uma imagem clássica da engenharia genética: uma planta de tabaco transgênica contendo o gene da luciferase do vaga-lume demonstra o poder e o potencial da manipulação genética (Gene reporter) Science, Nov 1986

5 Cientistas da National Taiwan University criaram porcos fluorescentes verdes (GFP) para uso nas pesquisas com células- tronco (2006). Em 2003, uma companhia de Taiwan começou a vender o primeiro peixe geneticamente modificado

6 Modificando o mundo vivo
Melhoramento clássico Selecionando as características desejáveis por técnicas de cruzamento – seleção artificial Animais domésticos

7 Cavalos, vacas, ovelhas, porcos...

8 A agricultura não surgiu subitamente à 10.000 anos
Plantas... A agricultura não surgiu subitamente à anos Muitos ancestrais silvestres de nossas plantas apresentavam baixo rendimento, difícil cultivo. Na falta de pistolas gênicas esta atividade dependia de seleção artificial Os efeitos da seleção artificial: espiga de milho e seu ancestral silvestre, o teosinto (à esquerda)

9 Um dos engenheiros genéticos mais famosos

10 Um breve histórico Nos anos 60 e 70 nosso conhecimento de biologia celular e molecular atingiu um ponto onde fomos capazes de começar a manipular geneticamente os organismos A biotecnologia “moderna” envolve a transferência de apenas segmentos específicos de DNA que codificam a característica desejável. Estes fragmentos podem provir de um doador de uma espécie diferente. Este processo é mais preciso, rápido e eficiente.

11 Tecnologia do DNA Recombinante
DNA recombinante é feito pela ligação ou recombinação do material genético de duas origens diferentes Na natureza o material genético é constantemente recombinado: Conjugação entre bactérias Durante a fertilização Crossing-over

12 Os primeiros engenheiros genéticos do mundo (humanos)
Nov, 1972 Congresso em Honolulu - Hawaii Altas horas da noite... Stanley N. Cohen Stanford University Herbert Boyer University of California em San Francisco (UCSF) Especialista em enzimas de restrição Pioneiro no estudo com os plasmídeos

13 Inovação: Tecnologia Cohen-Boyer
1970s Experimentos pata a seleção, recombinação e transformação de novos genes em bactérias Técnicas até hoje usadas em laboratórios de biologia molecular Uma das mais importantes descobertas na pesquisa biomédica 1978 – “Genentech” primeira empresa de biotecnologia do mundo Pioneiros na passagem da mentalidade puramente acadêmica para uma mentalidade comercial em biologia – o método foi patenteado e logo em seguida os OGMs Em 1980 ficaram multi-milionários

14 Insulina: primeira droga resultante da tecnologia do DNA recombinante
O controle do diabetes requer injeções regulares dessa proteína, que o corpo não produz (diabetes tipo I) ou produz em quantidade insuficiente (Tipo II) Diabetes tipo I- Letal até 1921 Os seres humanos podem usar a insulina de animais domesticados, de porcos e vacas, que difere ligeiramente da insulina humana  podem provocar efeitos adversos nos pacientes e risco de alergias a estas proteínas Insulina  mina de ouro biotecnólogica 1982: a insulina entra no mercado pela Eli Lilly sob licença da Genentech.

15 Insulina: hormônio que regula os níveis de glicose no sangue por afetar a captação celular de glicose. O diabetes é resultante de uma produção inadequada de insulina

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17 Estudos mostram que 7,6 milhões de brasileiros têm diabetes
Estudos mostram que 7,6 milhões de brasileiros têm diabetes. Destes, cerca de 900 mil dependem exclusivamente do Sistema Único de Saúde para a obtenção de insulina. Dados do governo apontam ainda o alto índice de mortes causadas pela doença: cerca de 50 mil todos os anos. A doença mata quatro vezes mais do que a aids e supera o número de vítimas do trânsito no país.

18 Produção em larga escala de insulina recombinante
Fonte:

19 Cientistas argentinos criaram 4 vacas clonadas e modificadas geneticamente capazes de produzir insulina humana em seu leite,um passo que pode cortar o custo do tratamento do diabetes As vacas chamadas Patagonia 1,2,3 e 4 irão começar a produzir o hormônio humano quando atingirem a idade adulta Custo reduzido O leite extraído da vaca é refinado para a purificação da insulina

20 Proteínas recombinantes já no mercado mundial:
Hormônio do crescimento humano (hGH) Em os médicos começaram a tratar casos de nanismo com HGH, que na época só poderia ser obtido do cérebro de cadáveres O tratamento funcionava bem , embora mais tarde se verificou que havia o risco de se contrair a doença de Creutzfeldt-Jakob/ 1985 a FDA proibiu o uso de hGH de cadáveres Outras aplicações terapêuticas desse produto (envelhecimento, osteoporose, recuperação de fraturas, perda de massa muscular na Aids) estão sendo pesquisadas. Todo o hGH utilizado no Brasil é importado e existe carência no mercado. Doença de Creutzfeldt-Jakob: doença neurodegenerativa

21 Galinha transgênica gera proteína contra o câncer
Pesquisadores britânicos anunciaram a criação de uma linhagem de galinhas geneticamente modificadas que podem produzir ovos com drogas de combate ao câncer. Trabalhando com um grupo de 500 galinhas transgênicas, os cientistas obtiveram de todos os ovos o anticorpo miR24, que tem potencial para tratar melanoma maligno e artrite, e interferon humano beta-1a, proteína do sistema imunológico que ataca tumores e vírus e é matéria-prima de uma droga antiviral que se assemelha bastante com os modernos tratamentos de esclerose múltipla (Sang et al., 2007)

22 Mercado que movimenta bilhões de dólares e envolve patentes
Anticoagulantes vacinas (hepatite B) Anticorpos monoclonais Transplantes (medicamentos recombinantes evitam a rejeição) ainda em estudo: medicamentos recombinantes para esclerose múltipla, artrite reumatoide, etc... As 10 drogas biológicas campeãs de vendas Mercado que movimenta bilhões de dólares e envolve patentes

23 Agricultura transgênica

24 Agrobacterium tumefaciens – bactéria do solo
Galha-de-coroa forma um caroço disforme , um tumor ou galha no caule das plantas

25 Modo de infecção Agrobacterium tumefaciens
A bactéria envia para a célula vegetal um “pacote” do seu material genético que é integrado ao DNA da célula hospedeira

26 Métodos de alteração gênica baseados em Agrobacterium (1983)
Agrobacterium tumefaciens DNA contendo o gene de interesse

27 Biobalística O gene desejado é afixado em minúsculos grânulos de ouro ou tungstênio, que são literalmente disparados contra a célula como balas de revólver O método carece da sutileza de Agrobacterium, mas nem por isso deixa de ralizar o serviço!

28 Plantas transgênicas de Primeira Geração ( 1994):
Tolerância a herbicidas, Resistência a pragas, resistência a vírus, tolerância a doenças, retardo no amadurecimento....

29 Controle Químico Durante a após a II Guerra Mundial (1939–45), DDT se tornou extremamente popular onde o pico de produção alcançou 175 milhões de kilogramas globalmente em Entre 1950 e 1970, 22,204 toneladas de DDT foi usada anualmente na União Soviética. Em 1959, os EUA aplicaram 36 milhões de kilogramas no ambiente

30 Controle Biológico

31 Modo de ação

32 Plantas Bt Graf J mBio 2011; doi: /mBio

33 Frutos com retardo no tempo de amadurecimento
Primeiro alimento transgênico a ser comercializado nos EUA – Tomate Flavr Savr( ou "flavor saver“) em1994 pela empresa Calgene da California – durou apenas 3 anos no mercado Modificados para retardar o amadurecimento pela tecnologia antisense Transgênico Não- transgênico

34 O tomate foi contruído para ser mais resistente ao amdurecimento adicionando um gene antisense que interfere na produção da enzima poligalacturonase. A enzima degrada normalmente pectina na parede celular, tornando o fruto mais sucetível a danos e ataque por fungos Vantagem: levar os frutos ainda maduros ao mercado, ao invés de colhe-los ainda verdes Desvantagem: alta produtividade -baixou o custo para o produto e pouco saboroso – a linhagem de tomate escolhida pela empresa era insossae insípida…não tinha muito sabor…

35 Plantas transgênicas de Segunda Geração ( 1995):
Alimentos enriquecidos, ricos em aminoácidos... Deficiência de vitamina A afeta mais de 200 milhões de pessoas Cerca de crianças cegas 2 milhões de crianças com menos de 5 anos morrem Iniciativa feita pela Fundação Rockefelller (não-lucrativa) Golden rice – arroz dourado Arroz, produz um precursor da vitamina A, o betacaroteno

36 Plantas transgênicas de Terceira Geração ( 1998):
Não tradicional (Vacinas, anticorpos, proteínas farmacêuticas, Fitorremediação, fitosensores....) Plantas transgênicas de Última Geração:Biocombustíveis Cianobactérias engenheiradas, convertem a energia solar e o CO2 a biocombustíveis

37 Fotobiorreatores com microalgas
As algas são cultivadas para a produção ocorrer por um baixo custo, alto rendimento energético, com matéria-prima totalmente renovável. Prevê-se que as algas têm o potencial de produzir mais energia por hectare do que as culturas convencionais. As algas também podem ser cultivadas utilizando terras e água impróprias para a produção de alimentos, reduzindo assim a pressão sobre as fontes de água já esgotadas. Um benefício adicional de biocombustíveis baseados em cultivo de algas é que o combustível pode ser convertido a uma ampla gama de combustíveis como diesel, gasolina e querosene de aviação.

38 CYANOTECH CORPORATION
Cresimento em lagoas ou piscinas abertas Problemas: Contaminação Difícil manter a temperatura controlada Requer trabalhadores para o surpimento de dióxido de carbono Pacific Northwest National Laboratory CYANOTECH CORPORATION

39 Banana vacina contra diarréia
vacinas comestíveis: as plantas poderiam crescer no local onde fossem necessárias, sem muitos custos não necessitam ser refrigeradas, pois o alimento protege as proteínas da degradação. E, dentro das células vegetais, as vacinas encontram-se protegidas do suco gástrico, sendo liberadas gradativamente já no intestino delgado. 1995 – Arntzen,do Texas A&M University, fez plantas de tabaco que produziam o antígeno para o vírus da hepatite B; testou em ratos e estes se tornaram imune à doença. William H. R. Langridge da Loma Linda University obteve tomates e batatas com vacinas para as três principais causas da diarréia. Alimentando animais com estes alimentos conseguiram respostas positivas de imunidade mucosal e sistêmica, e não contraíram a doença quando expostas aos agentes patológicos reais Banana vacina contra diarréia

40 Plantas transgênicas já aprovadas no Brasil

41 APROVAÇÃO DE ORGANISMOS GENETICAMENTE MODIFICADOS NO BRASIL
Basicamente há dois tipos de alimentos transgênicos: os tolerantes a herbicidas e os resistentes a insetos Há dois tipos de herbicida: o glifosato, análogo à glicina, e o glufosinato, análogo à homoalanina. O primeiro ficou famoso porque foi introduzido pela Monsanto (tecnologia RR de round up ready) e o segundo pertence à Bayer (tecnologia LL, Liberty Link). No primeiro transgênico introduz-se um gene que faz uma enzima que resiste ao herbicida RR: todas as outras plantas morrem, exceto o transgênico. O glifosato inibe a enzima que está na via do shikimato, precursor dos aminoácidos aromáticos, que não existe nos vertebrados.

42 Foi descoberto pelo químico da Monsanto John E. Franz em 1970.
Glifosato é um herbicida sistêmico de amplo espectro usado para matar sementes e ervas daninhas que competem com a cultura comercial. Foi descoberto pelo químico da Monsanto John E. Franz em 1970. Foi ao mercado com o nome "Roundup", e a última patente expirou em 2000 Essa molécula era uma glicina com a adição de um fosfato, e por isso foi chamada de glifosato (uma contração de glicina + fosfato) Análogo a glicina: o glifosato é capaz de inibir uma importante enzima presente em plantas. A enzima inibida pelo glifosato (5-enolpiruvoil-shikimato-3-fosfato sintetase – EPSPS), só está presente em plantas e alguns micro-organismos. Ela é fundamental para a síntese de alguns aminoácidos como fenilalanina e tirosina, sem os quais a planta morre.

43 O glifosato é facilmente degradado por bactérias presentes no solo e por isso é difícil que consiga contaminar a reservas subterrâneas de água. Além disso, o fato de que a enzima que ele inibe esteja presente somente em plantas e alguns poucos micro-organismos faz com que o glifosato seja muito mais tóxico para plantas do que para animais.  Por muitos anos o Roundup foi usado para conter ervas daninhas. Mas como mata qualquer planta, sempre existia a possibilidade de, ao aplicar glifosato na plantação, o agricultor acabasse matando também as plantas que ele queria proteger. As aplicações de glifosato tinham sempre que ser feitas em pequenas doses, repetidas vezes. Um processo muito caro principalmente se estivermos falando de grandes latifúndios dedicados a monocultura, onde os produtos químicos são lançados com a utilização de aviões.

44 Monsanto cria as ulturas Roundup Ready, que estavam “prontas para o glifosato”, as tão polêmicas plantas transgênicas. A ideia é muito simples: eles descobriram que alguns microrganismos possuem uma forma EPSPS resistente ao glifosato. A Monsanto isolou esse gene resistente de uma bactéria e o inseriu em diversas plantas. Essas plantas passaram a ser resistente ao glifosato. Agora o agricultor pode usar glifosato para conter ervas daninhas sem medo que ele mate sua cultura. Ao invés de várias pequenas aplicações de herbicida, uma aplicação única é suficiente. No final, a utilização de sementes transgênicas promete reduzir em 30% a utilização de herbicidas. O agricultor economiza na quantidade de glifosato que tem que comprar, e também na aplicação desse glifosato.

45 Polêmica?? Testes de segurança alimentar não mostraram riscos ao consumo humano Porém... São realizados por períodos curtos(max 90 dias) Artigo publicado em 2012 e retirado de circulação em 2013 O artigo investigou se o consumo contínuo de uma certa variedade de milho geneticamente modificado era prejudicial para a saúde.  2 anos 200 animais 9 variações de dieta+controle livre de OGM

46 Resultados publicados:
Animais alimentados com milho modificado apresentavam, após dois anos, enormes tumores!!!!Uma descoberta capaz de alterar totalmente a disposição de pessoas e governos em aceitar as culturas OGM. Alguns erros do desenho experimental: Séralini usou ratos tipo “Sprague-Dawley“. Trata-se de uma estirpe de laboratório que é conhecida pela sua propensão para o desenvolvimento espontâneo de tumores ( Trabalhos mencionam taxas 70-80% de desenvolvimento de tumores nessa população O fato de que estes animais apresentam uma propensão para o desenvolvimento de tumores espontâneos não foi mencionado por Séralini em seu artigo. Usou 10 animais controle x 90 animais tratados...

47 Mas as próprias conclusões trazem novos problemas: os resultados mostram que houve menos mortes entre animais que comeram mais milho geneticamente modificado. Ao mesmo tempo, animais que se alimentaram com pouco milho geneticamente modificado morreram mais. Isso é bem estranho e os pesquisadores deveriam ter tomado estas observações como um aviso de que havia algo de errado com a experiência porque quando uma substância é de fato cancerígena, a mortalidade aumenta de acordo com a dose. O gráfico mostra a dieta controle e três outras, com 11, 22 e 33% de milho transgênico. Em preto,animais que tiveram que ser sacrificados ao longo dos dois anos de experimento. Nas barras sombreadas, animais que morreram de câncer. Repare que animais que se alimentaram com a dieta controle e com 11% de milho geneticamente modificado morreram mais que animais que se alimentaram das dietas com 22 e 33% de milho transgênico. Muito estranho!!!! A retratação do artigo se deu por falhas no desenho dos experimentos. Devido a essas falhas simplesmente não era possível chegar as conclusões que os autores chegaram.

48 Feijão carioquinha

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51 Porquinhos light – contendo ômega-3
Modificação no DNA faz com que a carne desses suínos produza ômega-3, o ácido graxo que faz bem ao coração e previne o câncer (2004) Salmão transgênico A empresa americana de biotecnologia Aqua Bounty criou um salmão geneticamente modificado que cresce 50 vezes mais do que o comum. O resultado foi obtido com a introdução em seu DNA de um gene de outro peixe que atua como promotor de crescimento "Já fizemos de tudo para comprovar que nosso peixe não difere em nada dos outros e não oferece nenhum risco para a saúde. Mesmo assim, a aprovação da FDA não sai", disse a VEJA Joseph McGonigle, vice-presidente da Aqua Bounty.

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53 Gatos hipoalergênicos
Uma companhia da Califórnia criou gatos geneticamente manipulados para impedir que segreguem uma proteína através de sua pele e glândulas salivares, a qual causa a alergia entre os humanos. Este elemento se mantém no ar durante meses e algumas pessoas, com alergias muito severas, não podem nem se relacionar com gente que tem gatos ou entrar em uma casa onde haja um (2006) Custo do gatinho: dólares nos USA/ Japão (não me pergunte por quê)

54 Produtos com Componentes Transgênicos
Em torno de 2 bilhões de pessoas ingerem, direta ou indiretamente, alimentos com componentes transgênicos

55 Impactos Causados pelo Uso de Transgênicos
Situação no Mundo

56 Fonte: http://discovermagazine.com/2013/april/16-seeds-of-conflict

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58 Fonte: http://cjshealthyliving.com/

59 Fonte:ISAAA

60 Desafios em relação ao tema
Dúvidas científicas: Ameaça à saúde? Ameaça ao meio ambiente? Temas Econômicos e políticos relativos às práticas agressivas de empresas multinacionais e aos efeitos da globalização

61 Rotulagem dos transgênicos:
O rótulo da embalagem deve informar que o produto é um alimento transgênico, contém ou foi fabricado a partir de ingrediente transgênico. LEI FEDERAL 8.078/90 O consumidor tem direito de saber qual matéria-prima, corante ou conservante foi utilizado em determinado produto para que, assim, lhe seja garantido o direito de escolha para os alimentos em geral. LEI FEDERAL /05 “Os alimentos e ingredientes alimentares destinados ao consumo humano ou animal que contenham ou sejam produzidos a partir de OGM ou derivados deverão conter informação nesse sentido em seus rótulos PORTARIA 2.658/03 O Ministério da Justiça publicou a portaria definindo que no rótulo dos produtos elaborados com ingrediente transgênico deve constar um símbolo, um triângulo com a letra T.

62 Desafio da década Desenvolvimento métodos (com maior especificidade e precisão), validação de métodos (métodos de detecção e ensaios de toxicidade) Padronização destes métodos (internacional) Produção de Materiais de Referência Para cada alimento transgênico deve ser desenvolvida uma metodologia específica Faltam métodos de detecção para a maioria dos OGMs !!!! Como regulamentar se não conseguimos detectar???

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64 Tecnologia do chip de DNA
Monitora a expressão de milhares de genes simultaneamente

65 Novas tecnologias estão sendo testadas....

66 Muito obrigada pela atenção