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USO DA BIOTECNOLOGIA NO COMBATE A PARASITOSES Tópicos em Biotecnologia Coordenadores: Juliana Aguiar e Victor Flores Tutores: Cristina Ferreira, Roberta.

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1 USO DA BIOTECNOLOGIA NO COMBATE A PARASITOSES Tópicos em Biotecnologia Coordenadores: Juliana Aguiar e Victor Flores Tutores: Cristina Ferreira, Roberta Ribeiro, Natalia Bernardes, Raphael Rodrigues, Giliani Souza, Leonardo Cunha e Filipe Berçot. Outubro/ Novembro de 2011

2 Protozooses PRINCIPAIS PARASITOSES QUE ACOMETEM O HOMEM Doença de chagas:Agente etiológico: Trypanosoma cruzi Malária: Agente etiológico predominante no Brasil: Plasmodium falciparum Leishmaniose: Agente etiológico: Leishmania braziliensis Hemácias infectadas pelo Plasmodium falciparum Fonte: U.S. Centers for Disease Control and Prevention Trypanosoma cruzi presente no sangue de paciente Fonte: Bern et al., 2007

3 Helmintoses PRINCIPAIS PARASITOSES QUE ACOMETEM O HOMEM Esquistossomose: Agente etiológico: Schistosoma mansoni Filariose: Agente etiológico: Loa loa, Wuchereria bancrofti Teníase: Agente etiológico: Taenia solium e Taenia saginata Ascaridíase: Agente etiológico: Ascaris lumbricoides Fonte: Barsoum, et al., 2006 S. Mansoni Macho (maior) Fêmea (menor) Fonte: CDC image library Microscopia de L. Loa Microscopia de T. saginata Fonte: CDC image library

4 Pesquisas em novas formas de combate a parasitoses. Motivo: Parasitas e insetos resistentes aos fármacos e inseticidas Várias técnicas que usam a biotecnologia na ajuda ao combate são: Vacinas recombinantes Transgenia Produção de fármacos Uso de produtos bioativos Controle biológico BIOTECNOLOGIA NO COMBATE DE PARASITOSES

5 Malária Ratos geneticamente modificados: utilizados para produzir o parasita P. falciparum, no leite. A proteína é reconhecida como um antígeno estimulando produção de anticorpos contra agente estranho. BBC, 2001 Testes em humanos: previne que o parasita infecte, amadureça e se multiplique no fígado e que entre novamente na corrente sanguínea, atacando as hemácias. The RTS,S Clinical Trials Partnership, 2011 VACINAS RECOMBINANTES Fonte: Revista Istoé, Out. 2011

6 Vacinas: Ação no fígado Antígeno-recombinante da superfície do parasita ou superfície da célula infectada DNA com informação antigênica Parasitos atenuados Vacinas: Ação no sangue Redução de parasitas no sangue - antígenos na superfície de hemácias. Vacinas: Bloqueio de transmissão Interrupção do ciclo de vida Evitar transmissão para novos hospedeiros. Malária VACINAS RECOMBINANTES Esquema do bloqueio do ciclo de vida do Plasmodium com uso da vacina Fonte: The PATH Malaria Vaccine Initiative, 2007

7 Vacinas: 1ª Geração Antígeno bruto (atenuação do Leishmania spp): redução das lesões Vacinas: 2ª Geração Estudos com antígenos recombinantes. Vacinas: 3ª Geração Codificação de genes do parasito Estabilidade, baixo custo, imunização com DNA, expressão de antígenos nativos. resposta imune celular e humoral prolongada. Fonte: SaBios: Rev. Saúde e Biol., v.4, n.1, p.1-11, 2009 Leishmaniose VACINAS RECOMBINANTES

8 Primeira vacina de combate à esquistossomose Proteína SM antígenos:fase de testes para comercialização (OMS) Técnica de DNA recombinante: isolamento do gene codificador da proteína SM 14 Vantagem: uma molécula específica é utilizada como antígeno. Eficácia: 75 a 90% (coelhos e camundongos) Vacina Anti-helmíntico bivalente (Butantã/Fiocruz) Esquistossomose VACINAS RECOMBINANTES

9 Mosquito transgênico (2001) - do gênero Anopheles incapazes de transmitir o parasita da malária (EUA). Mosquito transgênico (2007) - com transgene que codifica um peptídeo (SM1): inibe o desenvolvimento do Plasmodium (Parceria Internacional e Brasileira). Fonte: Agência Fiocruz de Notícias TÉCNICAS DE TRANSGENIA Malária

10 Fungo transgênico - Inserção de dois genes no fungo Metarhizium anisopliae. Produz um anticorpo específico e o outro, uma toxina obtida de escorpiões. Morte do Plasmodium falciparum e do Trypanosoma cruzi. Fonte: Frang et al., 2011 TÉCNICAS TÉCNICAS DE TRANSGENIA Malária

11 Escherichia coli transgênica - produz uma imunotoxina que leva à morte os oocistos de Plasmodium berghei (em ratos) Poderá ser utilizada contra o Plasmodium falciparum, causador da malária humana. Molecular and Biochemical Parasitology, 2001 TÉCNICAS DE TRANSGENIA Malária

12 Proteínas específicas, essenciais para a sobrevivência do Plasmodium. Desenvolvimento de moléculas que se ligam a ele alterando a sua função natural. (USP) Estudo a triagem de plantas nativas da Amazônia com atividade larvicida e antimalárica.(INPA) Fármaco: Artesunato-lumefantrina (Coartem®, Riamet®) PRODUÇÃO DE FÁRMACOS Malária

13 Estudo prévio da atividade de Kalanchoe pinnata (KP) na leishmaniose: Estudo: Paciente com leishmaniose cutânea recebeu voluntariamente tratamento oral com KP pelo período de 14 dias. Tratamento: ingestão de 15 g de folhas de KP trituradas, duas vezes ao dia (Muzitano, 2006) USO DE PRODUTOS BIOATIVOS Leishmaniose Kalanchoe pinnata

14 Em estudo com o óleo de Copaifera multijuga (óleo de copaíba) foi capaz de matar 100 % dos parasitas de Trypanossoma cruzi. Testes mostram-se promissores. Extração do óleo de Copaifera multijuga USO DE PRODUTOS BIOATIVOS Doença de Chagas Fonte: Journal of etnopharmacology, 2007

15 Cephaelis ipecacuanha Fármaco extraídos da ipecacuanha (Cephaelis ipecacuanha), a emetina é base de vários medicamentos para diarreia e amebíase. A emetina é potente amebicida, utilizado durante cinquenta anos contra a disenteria amebiana (Lener et al., 1998) USO DE PRODUTOS BIOATIVOS Amebíase

16 Bioinseticidas Embrapa: bioinseticida à base de Bacillus sphaericus. Fonte: Agronet, 2004 Sphaerus SC INPA: Larvicida à base de Bacillus thuringiensis. Aplicado nos lagos (larva do mosquito). Fnte: CONTROLE BIOLÓGICO Malária

17 Predatismo Insetos dos gêneros Telenomus e Ooencyrtus), formigas, micro-ácaros e aranhas. Fungos em inseto Telenomus CONTROLE BIOLÓGICO Doença de Chagas

18 Parasitismo O fungo Beauveria bassiana infecta (Triatoma infestans) Vetor da doença de chagas Bactérias isoladas de barbeiros (Serratia marcescens) que não carregam o T. cruzi podem ser usadas para impedir que o microrganismo entre no barbeiro (Luz et al., 1998). T. cruzi infectado com a bactéria Serratia marcescens Fonte: Garcia et al., 2010 CONTROLE BIOLÓGICO Doença de Chagas

19 Biolarvicida a partir de substância encontrada em árvores tropicais nativa das regiões Sul e Sudeste do Brasil. A substância inibe o crescimento das larvas do vetor (Lutzomyia longipalpis) 80% das larvas alimentadas com a substância morreram antes do terceiro estágio e não chegaram à fase adulta. Lutzomyia longipalpis CONTROLE BIOLÓGICO Leishmaniose

20 Utilizando nematóides Nematóide da família Steinernematidae Mata os mosquitos antes que eles se reproduzam. Utilizado como controle biológico do vetor da leishmaniose em áreas endêmicas. CONTROLE BIOLÓGICO Leishmaniose

21 Utilização de Tambaqui da Amazônia e Tilápia Africana Alimentam do caramujo hospedeiro das larvas do Schistosoma. Fonte: (Santos e Ribeiro, 2010) Tambaqui da Amazônia Tilápia Africana CONTROLE BIOLÓGICO Esquistossomose

22 Bioinseticida Bactéria B. thuringiensis - atividade larvicida contra Aedes, Simulium, Culex e Mansonia; B. sphaericus Controle de larvas Produtos já disponíveis (Skovmand & Bauduin,1997) B. sphaericus Culex CONTROLE BIOLÓGICO Filariose

23 Parasitismo Fungos: Paecilomyces lilacinus e Pochonia chlamydosporia consideradas ovicidas, pois apresentam colonização interna dos ovos parasitados e por consequência seu rompimento. Fonte: (Braga et al, 2008) Paecilomyces lilacinus Pochonia chlamydosporia CONTROLE BIOLÓGICO Teníase

24 Parasitismo Fungos: Duddingtonia flagrans, Verticillium chlamydosporium e Manacrosporium thaumasium Atividade ovicida sobre os ovos de Ascaris lumbricoides. Fonte: (Braga et al, 2007) Interação do fungo Verticillium chlamydosporium com ovos de Ascaris lumbricoides CONTROLE BIOLÓGICO Ascaridíase

25 Instituto Oswaldo Cruz (IOC-Fiocruz) – Profº Elói Garcia Escola de Saúde Pública John Hopkins, nos EUA Universidade Federal de Goiás (UFG) – Profº Christian Luz Centro de Pesquisa René Rachou (Fiocruz-MG) – Profº Marcelo Lorenzo Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) – Profº Alfredo Martins Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) – Profº Wilson Mayrink Depto. De Protozoologia/IOC (Fiocruz) – Profº Sergio Mendonça Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) – Profª Clarisa Palatnik de Sousa Depto de Parasitologia/ICB/UFMG – Profª Evaldo Nascimento NPPN/UFRJ – Profª Sonia Soares Laboratório de Imunofarmacologia (UFRJ) – Profª Bartira Rossi PESQUISAS QUE ENVOLVEM A BIOTECNOLOGIA NO COMBATE AS PARASITOSES

26 COMO EVITAR PARASITOSES

27 CUIDADO COM OS ALIMENTOS

28 Fang W, et al., (2011). Development of transgenic fungi that kill human malaria parasites in mosquitoes. Science 331 (6020), Porhtil, A.M. (2004) Triagem de plantas nativas do Amazonia, que tenham atividade larvicida contra o Aedes Aegypti. ACTA Amazônica (Revista Inpa). Vol 34 (1) p Garcia, E. S.; et al., (2010) Immune homeostasis to microorganisms in the guts of triatomines (Reduviidae) - A Review. Mem Inst Oswaldo Cruz, Vol. 105(5): Bern, C.; et al., (2007) Evaluation and Treatment of Chagas Disease in the United States A Systematic Review. JAMA, Vol 298, No. 18. Barsoum RS et al. (2006) Parasitic infections in transplant recipients. Nat Clin Pract Neprol nº. 2, p The RTS,S Clinical Trials Partnership. First results of phase 3 trial of RTS,S/AS01 malaria vaccine in African children. N Engl J Med Fang, W. et al., (2011) Development of Transgenic Fungi That Kill Human Malaria Parasites in Mosquitoes. Science. Vol. 331 no pp


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