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Por ser uma ciência multidisciplinar, a Biotecnologia pode trazer benefícios e inovações para as mais diversas áreas, desde a agricultura à robótica. Nós do Profissão Biotec acreditamos que a colaboração entre áreas só traz benefícios e, por isso, listamos as principais inovações que a biotecnologia trouxe para a indústria farmacêutica.
1 – Biossensores
Os biossensores baseados em biotecnologia combinam diferentes componentes biológicos (como antígenos, enzimas, anticorpos e células de micro-organismos), componentes eletro-químicos (na maioria das vezes) e estruturas de sensores comuns, com o objetivo de sinalizar ou quantificar a presença de uma determinada substância. No Brasil, por exemplo, existem pesquisas para o desenvolvimento de biossensores para a detecção de doenças infecciosas (como dengue e zika vírus) e também de tumores.
Estes dispositivos podem se tornar aparelhos portáteis e baratos, semelhantes aos utilizados para medir taxas de glicose no sangue, tanto na clínica quanto por pacientes diabéticos em casa [1]. Estima-se que o mercado de biossensores foi avaliado em cerca de US$ 16 bilhões em 2016, de acordo com a Markets and Markets, empresa de pesquisa e consultoria norte-americana na área de tecnologia da informação. A previsão é que alcance US$ 27 bilhões até 2022. Deste total, os biossensores médicos detêm 66% do mercado [2]!
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Confira mais sobre biossensores no texto: Biossensor: um insight em um mundo de possibilidades. Além de sua aplicação na indústria farmacêutica, eles podem ser utilizados em biorremediação e em investigações forenses.
2 – Biofármacos
Biofármacos são medicamentos obtidos por meio de técnicas biotecnológicas que utilizam células geneticamente modificadas para a produção de proteínas terapêuticas. O exemplo mais clássico é a produção de insulina recombinante para pacientes diabéticos. Mas há outros exemplos bem famosos de biofármacos, como os anticorpos monoclonais para o tratamento de câncer: Trastuzumabe (comercialmente Herceptin®, utilizado no tratamento de câncer de mama) e Rituximab (comercialmente Rituxan® ou Mabthera®, utilizado no tratamento de linfomas e leucemias).
O mercado global de biofármacos é estimado em US$ 160 bilhões ao ano [3]. No Brasil, existem algumas farmacêuticas nacionais com projetos de desenvolvimento de biofármacos, como a Libbs, a Cristália, a Recepta e a BioNovis (joint venture criada pelos laboratórios Aché, EMS, Hypermarcas e União Química).
3 – Antibióticos
Você sabia que os antibióticos também são produzidos por intermédio da biotecnologia? Eles são compostos do metabolismo secundário de micro-organismos, geralmente produzidos durante a fase tardia de crescimento de bactérias e fungos. Na Medicina, os antibióticos são utilizados para controlar doenças infecciosas, pois inibem o crescimento de micro-organismos mesmo em concentrações baixas.
A produção biotecnológica de antibióticos é focada em processos fermentativos de alguns micro-organismos, como Penicillium spp e Streptomyces spp. Antibióticos semissintéticos, por sua vez, são primeiramente produzidos por fermentação, purificados e depois sofrem alterações graças a reações de química orgânica.
O surgimento de superbactérias resistentes aos antibióticos disponíveis é um tópico muito importante dentro da Medicina e da indústria farmacêutica. Pesquisadores do Brasil e do mundo estão trabalhando para o desenvolvimento de novos tipos de antibióticos para o tratamento de infecções por bactérias resistentes aos medicamentos tradicionais. Por exemplo, pesquisadores do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) em Campinas-SP estão desenvolvendo um antibiótico para bloquear a formação da parede celular de bactérias do tipo bacilo. PB alerta: É muito importante o uso de antibióticos apenas após prescrição médica para evitar o surgimento das superbactérias.
4 – Humano-no-chip
Ao ler o título deste tópico você logo pensou em chips implantados no corpo? Calma! A tecnologia de humano-no-chip (ou human-on-a-chip em inglês) na verdade é uma plataforma que pode ser utilizada para o teste de novos medicamentos, substituindo o uso de animais e buscando reproduzir a complexidade de interações que existem entre os órgãos do corpo humano [4].
A biotecnologia permite o cultivo de tecidos humanos em três dimensões, criando arranjos que simulam a morfologia e a funcionalidade dos órgãos. Diferentes tecidos podem ser cultivados num mesmo chip, que tem um tamanho de um smartphone, e computadores controlam a circulação de um fluido que cumpre parcialmente as funções do sangue [4].
Essa tecnologia permitirá que a indústria farmacêutica crie remédios e tratamentos mais seguros, sem precisar recorrer a testes em animais. No Brasil, a tecnologia Human-on-a-chip já está presente no LNBio em Campinas e integra o portfólio de projetos da Rede Nacional de Métodos Alternativo ao Uso de Animais (RENAMA).
Para saber mais sobre essa tecnologia, confira o texto do Profissão Biotec Lab-on-a-chip: a biotecnologia na palma da sua mão. Outras revistas publicaram recentemente sobre o assunto: a Piauí e a Scientific American Brazil.
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5 – Impressão de órgãos
Atualmente, a lista de espera para o transplante de órgãos é muito longa, e existem problemas relacionados à imunossupressão (provocada para evitar problemas de incompatibilidade entre o doador e o transplantado). Pensando nisso, pesquisadores uniram a medicina, a biotecnologia e a engenharia e estão desenvolvendo órgãos humanos com o uso de impressoras 3D.
Nas próximas décadas, com a bioimpressão, órgãos poderão ser desenvolvidos a partir de células do próprio paciente, evitando o problema de rejeição e encurtando o tempo de espera para um transplante.
No Brasil, a pesquisa em bioimpressão 3D de órgãos vem sendo desenvolvida por pesquisadores da Divisão de Tecnologias Tridimensionais (DT3D), do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI), uma das unidades de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, localizada em Campinas (SP).
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Saiba mais com o texto do Profissão Biotec: Biofabricação de Órgãos: Um Campo Multidisciplinar, escrito por uma especialista do CTI.
6 – Medicina Personalizada
Pensadores e guias espirituais já consideravam há bastante tempo que “cada ser humano é único”, mas agora a Medicina está enxergando por este lado também. Com o avanço das técnicas de sequenciamento de DNA, as informações genéticas estão facilmente disponíveis para os médicos, que vão poder escolher o tratamento/remédio adequado para cada doença de acordo com as particularidade do genoma do paciente [5].
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Terapia tradicional x Medicina de Precisão. Imagem traduzida pela autora do post Medicina de Precisão: futuro para os tratamentos de doenças, para original, link na imagem.
Iniciativas de Medicina de Precisão e de criação de banco de dados (biobancos) se espalharam pelo mundo. As informações coletadas, com dados genéticos, biópsias de amostras e registros médicos ajudam os cientistas a entender as particularidades de cada indivíduo e a definir qual o tratamento melhor se adequa a cada condição e paciente [6]. No Brasil, por exemplo, surgiu a iniciativa do BIPmed, o primeiro banco de dados genômicos com dados da América Latina.
A medicina de precisão (ou medicina personalizada) já é uma realidade para a escolha do tratamento de alguns tipos específicos de câncer. Por exemplo, o tratamento com o biofármaco Trastuzumabe (comercialmente Herceptin®) só é indicado para pacientes com câncer de mama cujos tumores expressam um oncogene específico, o HER2.
Para conhecer mais sobre o assunto, acesse Medicina de Precisão: futuro para os tratamentos de doenças, um texto do Profissão Biotec escrito por uma especialista da Unicamp.
7 – Terapia gênica
Utilizando técnicas de biotecnologia, pesquisadores buscam “consertar” ou “engenheirar” genes que possuam defeitos e provoquem doenças, na chamada terapia gênica [7]. Algumas dessas terapias já foram aprovadas para o uso clínico e já foram destaques no portal de notícias do Profissão Biotec.
Em 2017 foram aprovadas duas terapias utilizando células imunes geneticamente modificadas coletadas do próprio paciente (terapia CAR T-cell): tisagenlecleucel (Kymriah™) — para crianças e adultos com leucemia avançada, da Novartis; e axicabtagene ciloleucel (Yescarta™) — para pacientes com linfoma difuso de grandes células B, da Kite pharma. Também em 2017, uma vacina contra câncer, chamada mRNA-4157 entrou na fase I de testes clínicos [8].
Em relação à técnica de edição gênica CRISPR, que trouxe avanços em diversas áreas de pesquisas biológicas, dois testes clínicos foram anunciados para avaliar a tecnologia para o tratamento de câncer [9]. No Brasil, diversos centros já realizam pesquisa com CRISPR, como, por exemplo, o LNBio em Campinas.
Se liga nas 10 coisas incríveis que a CRISPR nos proporcionou (até agora) em 2017.
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Como vimos, a Biotecnologia também está presente no setor farmacêutico, trazendo inovação em diversos produtos e serviços. Alguns deles, como os biofármacos, antibióticos, biossensores e algumas das terapias gênicas, já estão disponíveis para auxiliar no tratamento e diagnóstico de pacientes.
Acompanhe o Profissão Biotec nas redes sociais para ficar por dentro das próximas inovações em biotecnologia!
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Revisado por Elaine Latochesky e Mariana Pereira
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Referências:
[1] Mehrotra, P. ‘Biosensors and their applications – A review’, Journal of Oral Biology and Craniofacial Research, 6(2), pp. 153–159, 2016. doi: 10.1016/j.jobcr.2015.12.002.
[2] Andrade, R. L. Biossensores na medicina., Pesquisa FAPESP, ed. 258, a. Agosto 2017. Disponível em <http://revistapesquisa.fapesp.br/2017/08/18/biossensores-na-medicina/>. Acessado em: 14/03/2018
[3] Vasconcelos, Y. Foco nos Biofármacos. Pesquisa FAPESP, ed. 249. Novembro 2016. Disponível em <http://revistapesquisa.fapesp.br/2016/11/18/foco-nos-biofarmacos/>. Acessado em: 14/03/2018
[4] Nogueira, P. Chips salvam bichos de teste. Scientific American Brasil, n162, November 2015. Disponível em: <http://lnbio.cnpem.br/human-on-a-chip/>. Acessado em: 14/03/2018
[5] Collins, H. et al. ‘Information Needs in the Precision Medicine Era: How Genetics Home Reference Can Help’, Interactive Journal of Medical Research, 5(2), p. E13, 2016. doi: 10.2196/ijmr.5199.
[6]Olson, J. E. et al. ‘Biobanks and personalized medicine’, Clinical Genetics, 86(1), pp. 50–55, 2014. doi: 10.1111/cge.12370.
[7] Linden, R. Terapia gênica: o que é, o que não é e o que será. Estud. av., São Paulo , v. 24, n. 70, p. 31-69, 2010 . Disponível em <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142010000300004&lng=en&nrm=iso>. Acessado:14/03/2018. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142010000300004.
[8] Clinical trials. Safety, Tolerability, and Immunogenicity of mRNA-4157 Alone in Subjects With Resected Solid Tumors and in Combination With Pembrolizumab in Subjects With Unrespectable Solid Tumors. 2018.
[9] Lindsay-Mosher, N. and Su, C. (2016) ‘Cancer gene therapy: innovations in therapeutic delivery of CRISPR-Cas9’, Drug Discovery Today: Disease Models, 21, pp. 17–21. doi: 10.1016/j.ddmod.2017.02.009.
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