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biotecnologiaPor Julia Baruque.
Matéria escrita na disciplina de extensão de integração acadêmica do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas: Microbiologia e Imunologia.

Em tempos de avanços científicos e tecnológicos, a biotecnologia tem sido objeto de discussões e polêmicas ao redor do mundo e em diferentes setores industriais, gerando dúvidas e curiosidades sobre o assunto. Mas afinal, o que seria a biotecnologia? Segundo a Organização das Indústrias de Biotecnologia (BIO), a maior associação mundial que representa as empresas desse ramo, biotecnologia é a tecnologia baseada em biologia. Em outas palavras, biotecnologia seria qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica, como define a ONU.

Apesar de se apresentar como um ramo desconhecido à parte da população, a área apresenta um mercado global crescente, estando o Brasil ocupando o 5º lugar entre os países que mais empregam no setor de biotecnologia, seja em empresas privadas, públicas ou em institutos de pesquisas.
Os microrganismos, seres necessários para essa tecnologia, em geral apresentam uma grande diversidade genética e metabólica, além de desempenharem papéis cruciais na manutenção de ecossistemas. Tais características fazem com que esses organismos atualmente se tornem grandes alvos em potencial para uso em processos biotecnológicos e desenvolvimento sustentável, buscando soluções nas áreas alimentícia, de saúde, têxtil, entre tantas outras da indústria, sendo essas soluções muitas vezes por meio da tecnologia enzimática.
Nesse contexto, os fungos, microrganismos eucarióticos, pertencentes ao domínio Eukarya e classificados no reino Fungi, se destacam por serem grandes produtores dessas moléculas. Eles são encontrados de forma abundante no solo e apresentam importância nos ecossistemas terrestres, incluindo na decomposição da matéria orgânica por meio de enzimas extracelulares que são secretadas pelos mesmos. A capacidade desses organismos de secreção enzimática é o que os torna fonte de enzimas de interesse biotecnológico, como holocelulases, amilases, lipases, entre outras.
Essas e outras enzimas, por apresentarem papéis cruciais para as reações químicas, são consideradas elementos chaves na biotecnologia, pois sua utilização como método alternativo em indústrias leva a uma tecnologia mais limpa, consumindo pouca energia e causando mínimo impacto ambiental. Como 60% do mercado enzimático é representado por enzimas industriais, exemplos da aplicação enzimática são encontrados nas indústrias têxtil (para lavagens do jeans e de tecidos envelhecidos), alimentícia (enzima quimosina importante para a coagulação do leite), farmacêutica (enzima lipase é indicada para casos de deficiência em enzimas pancreáticas) e de papel e celulose (enzimas xilanases utilizadas no branqueamento da polpa).
Dessa forma, é possível compreender o motivo de tanta discussão acerca da biotecnologia enzimática, atualmente vista como um instrumento poderoso para que pesquisadores e indústrias encontrem soluções de tantos problemas vividos hoje pela sociedade.

Referências:

http://www.sjc.unifesp.br/biotec_ict/?page_id=46
https://www.bio.org/
http://www.ppge.ie.ufu.br/node/242
http://www.senaigo.com.br/repositoriosites/repositorio/senai/download/Publicacoes/Revista_Cientifica_Processos_Quimicos_/2010/processosquimicos_052009.pdf

odontoPor Lélia Araújo
Matéria escrita na disciplina de extensão de integração acadêmica do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas: Microbiologia e Imunologia.

A cárie é uma das doenças bucais mais comuns. Mesmo ela sendo bastante conhecida, poucos sabem as suas causas. Apenas entendendo o porquê ela ocorre é que se conseguirá combatê-la. Além da cárie, existe outra doença que afeta grande parte da população e é menos conhecida: a doença periodontal.
Cárie
A cárie é uma doença infecto-contagiosa multifatorial, isto é, depende de vários fatores para se instalar. Para se desenvolver, a cárie precisa de uma microbiota específica, uma dieta rica em carboidratos, e uma higiene precária. A cárie é uma doença bacteriana cujo agente principal é o Streptococcus mutans que produz um ácido capaz de desmineralizar o esmalte dentário. Existem também o Lactobacillus sp e a Actinomyces sp que juntos ao Streptococcus mutans danificam as estruturas dentárias. Sem a higiene adequada, essas bactérias invadem as estruturas mais internas do dente (dentina e polpa) e causam a necrose (morte) do dente. Sabendo disso, é preciso optar por uma dieta mais saudável, evitando alimentos que contenham açúcares e escovar os dentes adequadamente removendo todo acúmulo bacteriano.

Doença periodontal (periodontite)
Assim como a cárie, a periodontite também é uma doença multifatorial que precisa de uma microbiota específica e uma má higiene oral. As principais bactérias da doença periodontal são Prevotella intermédia, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Porphyromonas gingivalis. Essas bactérias em desequilíbrio com a microbiota da gengiva sinalizam inflamação para o sistema imune inato (neutrófilos e o sistema complemento). Com a não remoção dessas bactérias, elas continuam danificando o tecido e o sistema imune adaptativo (linfócitos) é recrutado para tentar combater a invasão bacteriana. Esses patógenos produzem enzimas que danificam as estruturas de sustentação do dente (ligamento periodontal, cimento, osso alveolar), o que pode levar a perda dentária. Inicialmente, ocorre a gengivite que é apenas uma inflamação da gengiva, que pode ser revertida. Alguns indivíduos progridem para um quadro de periodontite que é quando ocorre a perda das estruturas de sustentação do dente. A periodontite é uma doença crônica que precisa de acompanhamento odontológico, caso contrário ela pode levar a perda do elemento dentário. 

gengiviteConclusão
Seja cárie ou periodontite, a boa higiene oral é essencial para prevenir ambas as doenças. Existirão, contudo, pacientes mais susceptíveis a apresentar um ou outro tipo de doença, mas uma vida desregrada, sem bons hábitos alimentares e uso de cigarro agravam essas condições. A melhor forma de promover a saúde é ensinando como prevenir as doenças e incentivar bons hábitos tanto alimentares quanto de higiene. Com a escovação adequada e uso do fio dental é possível eliminar boa parte das bactérias patogênicas e diminuir os riscos dessas doenças. A qualquer sinal de alteração na cavidade bucal, a melhor opção é procurar um cirurgião-dentista e manter a rotina de uma vez por ano visitar o dentista, mesmo que não haja sintomas. Dessa forma, a sociedade se tornará um lugar de sorrisos mais saudáveis.

Referências

http://www.usc.br/biblioteca/salusvita/salusvita_v25_n2_2006_art_09.pdf acesso: 17 de junho de 2016.

http://revodontolunesp.com.br/files/v33n3/v33n3a06.pdf acesso: 17 de junho de 2016.

http://periodicos.unitau.br/ojs-2.2/index.php/biociencias/article/viewFile/105/79 acesso: 17 de junho de 2016.

 

Por Matheus Fernandes Werner
Matéria escrita na disciplina de extensão de integração acadêmica do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas: Microbiologia e Imunologia

soldadinhos.fwEm um tempo finito no passado, ocorreu uma grande explosão chamada “Big Bang”, que proporcionou o desenvolvimento inicial do universo. Estima-se que o planeta Terra tenha cerca de 4,5 bilhões de anos e que a origem da vida se deu há 3,5 bilhões de anos atrás, no momento em que o planeta começou a esfriar, formando uma crosta terrestre. A vida na Terra começou de maneira microscópica e os organismos vivos foram se adaptando e evoluindo diante de todas as transformações que ocorreram no planeta. Por isso, hoje, desde os organismos mais simples até os mais complexos, eles compartilham características como a capacidade de se reproduzir e gerar hereditariedade. Esta última característica gerou a necessidade de armazenamento dessas informações que são carreadas e, por isso, esses organismos possuem uma organização celular com material genético.

Os microrganismos (organismos vivos microscópicos) foram os primeiros organismos a habitar a Terra. As bactérias estão em um Reino que se ramifica em diferentes gêneros e espécies refletindo a existência de milhares de tipos diferentes que apresentam uma heterogeneidade gigantesca. Por exemplo, algumas conseguem resistir a condições que nós, humanos, não suportaríamos, como as temperaturas superiores a 100°C. Os vírus também possuem uma vasta heterogeneidade e conseguem suportar diferentes condições ambientais dependendo das características de cada espécie. Por exemplo, vírus não envelopados suportam um pH ácido, enquanto que os vírus envelopados não suportam e são mais susceptíveis as condições ambientais.

Os microrganismos são classificados com menor ou maior nível de complexidade de acordo com seu material genético. Entretanto, se considerarmos que esses microrganismos continuam evoluindo e interagindo com outros organismos até hoje, esse tipo de classificação pode ser equivocada. Muitos desses microrganismos interagem com os seres humanos, seja de maneira positiva ou negativa. Os microrganismos que interagem de forma positiva são, por exemplo, os que compõem a chamada microbiota (conjunto de microrganismos associados a tecido). No nosso trato digestivo há diversas bactérias que ajudam na digestão, convertendo substâncias para uma forma na qual o corpo consegue absorver e, sendo assim, existe uma extrema necessidade de contê-las no corpo. Esses microrganismos também podem se associar de forma negativa quando há um desbalanço da homeostasia do corpo humano. Com o desbalanço ficamos doentes, pois pode ocorrer uma interação desses microrganismos com o nosso sistema de defesa, chamado sistema imunológico, também conhecido como o exército de soldadinhos protetores. Somando a resposta do sistema imunológico (que pode variar de individuo para indivíduo), com os microrganismos e outros fatores externos ocorrerá a doença.

Os soldadinhos do sistema imunológico também são heterogêneos: existem diferentes tipos de célula que compõem o sistema imunológico, que também vem evoluindo ao longo do tempo. Há um sistema imunológico mais primitivo, mas não por isso menos importante, chamado sistema imune inato. Esse sistema é composto por diferentes células que são capazes de reconhecer os microrganismos, como os patogênicos. O sistema imune inato reconhece moléculas padrões presentes nas bactérias assim como moléculas padrões de fungos e de demais microrganismos. Essas células são os macrófagos, dendríticas e neutrófilos entre outras. Estas são células mais flácidas, que conseguem abraçar e capturar o patógeno por um mecanismos chamado de fagocitose. Uma vez dentro da célula, eles podem ser digeridos por enzimas provenientes de uma organela. Mas, não somente por essas enzimas, eles podem ser eliminados por outros mecanismos como por espécies reativas de oxigênio (ROS), ou também por outros componentes que possuem características microbicidas. As células conseguem reconhecer esses patógenos através de receptores na sua membrana, chamados receptores de reconhecimento de padrão (PRR), que reconhecem porções dos patógenos que foram conservadas na luz da evolução. Essas porções que são reconhecidas são chamadas de padrões moleculares associadas a patógenos (PAMPs). A ativação dos PRRs pelos PAMPs resulta na ativação das células com produção de mediadores inflamatórios e moléculas microbicidas. A ativação de alguns PRRs pode levar fagocitose e, consequentemente, a eliminação do microrganismo. Entretanto, novamente considerando o contexto de constante evolução a que estão submetidos nas suas interações com seus hospedeiros, sabemos que alguns microrganismos conseguem escapar dos mecanismos microbicidas produzindo enzimas que degradam as proteínas que lhe causariam o dano.

Mais recentemente no processo evolutivo, modificações no material genético levaram a geração de um novo tipo de receptor, mais específico contra pequenas sequencias de aminoácidos chamadas de antígeno, deram origem ao sistema imune adaptativo. Esse sistema, que apareceu pela primeira vez em peixes mandibulados chamados Lampréias, é composto por dois tipos celulares: os linfócitos T e os linfócitos B. Essas células são ativadas por algumas células da imunidade inata através de um evento denominado apresentação de antígenos. O linfócito T, ao reconhecer especificamente um antígeno apresentado pela célula dendrítica numa condição excelente, será ativado e produzirá substâncias que atuam nas células da imunidade inata levando ao aumento na produção de compostos microbicidas, ajudando na resposta imunológica. Por isso, os linfócitos T são considerados células auxiliadoras. Os linfócitos B são os soldados conhecidos como produtores dos anticorpos, que ficam no organismo por longos período de tempo. Em caso de re-infecção pelo mesmo patógeno, eles podem atuar rapidamente. Uma das formas pela qual os anticorpos podem combater um patógeno é através do mecanismo de opsonização. A opsonização consiste na ligação do anticorpo à superfície do patógeno permitindo que células da imunidade inata, ao reconhecer esses anticorpos, realize a fagocitose e elimine o patógeno.

Como vimos, a resposta imune envolve a ativação de muitas células que secretam muitas substâncias que são microbicidas mas podem acabar por lesionar os tecidos do hospedeiro. Com isso, há a necessidade do reparo tecidual. A resolução da inflamação ocorre no final da resposta imune e é realizada por alguns tipos de células, tanto da imunidade inata como da imunidade adaptativa, que são uma subpopulação específica dos macrófagos (chamados de M2) células reguladoras, respectivamente. Essas são células capazes de secretar substâncias que auxiliam na cicatrização, reconstituindo os tecidos lesionados e levando o corpo de volta à uma condição de homeostasia após a batalha contra o patógeno.

A vida dos soldadinhos não é fácil, é uma constante batalha para nos proteger. Mas, existem maneiras de ajudarmos. Com uma boa alimentação, higiene e cuidado, conseguimos ajudar nosso corpo no combate. Uma boa alimentação e um exercício físico são indispensáveis para uma vida melhor, com batalhas menores e com mais tempo para se divertir, brincar e ser feliz!

Fontes:
FLAJNIK, M., & DUPASQUIER, L. (2004). Evolution of innate and adaptive immunity: can we draw a line? Trends in Immunology, 25(12), 640–644. http://doi.org/10.1016/j.it.2004.10.001

Cooper, M. D., & Alder, M. N. (2006). The Evolution of Adaptive Immune Systems.Cell,124(4),815822. http://doi.org/10.1016/j.cell.2006.02.001

Iwasaki, A., & Medzhitov, R. (2015). Control of adaptive immunity by the innate immune system. Nature Immunology, 16(4), 343–353. http://doi.org/10.1038/ni.3123

Martin Flajnik and Masanori Kasahara. (2010). NIH Public Access. Nat Rev Genet, 11(1), 47–59. http://doi.org/10.1038/nrg2703.Origin

Matsunaga, T., & Rahman, A. (1998). What brought the adaptive immune system to vertebrates? - The jaw hypothesis and the seahorse. ImmunologicalReviews,166(2),177186. 
http://doi.org/10.1111/j.1600-065X.1998.tb01262.x

Medzhitov, R. (2008). Origin and physiological roles of inflammation. Nature, 454(7203), 428–435. http://doi.org/10.1038/nature07201

Rinkevich. (1999). Invertebrates versus Vertebrates Innate Immunity: In the Light of Evolution (“Nothing in biology makes sense except in the light of evolution” T. Dobzhansky, Amer Biol Teacher 1973;35:125–9). Scandinavian Journal of Immunology, 50(5), 456–460. http://doi.org/10.1046/j.1365-3083.1999.00626.x

Chaisson, E. J. (2014). The Natural Science Underlying Big History, 2014. http://doi.org/10.1155/2014/384912

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