Todo ano temos a divulgação da lista dos ganhadores do prêmio Nobel. Esse prêmio, considerado o “Oscar” da ciência, premia não as pesquisas que foram feitas no ano da premiação, mas pesquisas que foram feitas e se mostraram fundamentais para o progresso da ciência e avanço nas fronteiras do conhecimento.
Por isso, o Profissão Biotec demonstra neste artigo como os pesquisadores ganhadores dos prêmios de Química e Medicina deste ano auxiliaram no desenvolvimento da biotecnologia. Confira!
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 1″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/1_ok.jpg” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”http://www.brasnutri.org.br/arquivos/numeros_setor/2017_atualizado.pdf” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]
Medalha concedida aos ganhadores do prêmio. Fonte: Jonathunder/Wikipédia
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Prêmio Nobel de Química: utilizando a evolução para criar e melhorar proteínas
O prêmio Nobel de Química de 2018 foi dividido entre três pesquisadores que desenvolveram duas maneiras de manipular geneticamente proteínas que o ser humano possui em seu corpo.
Metade do prêmio foi para a pesquisadora americana Frances H. Arnold, que conduziu a primeira evolução dirigida de enzimas. Sua pesquisa ajudou a desenvolver biocombustíveis e remédios. A outra metade do prêmio vai ser dividida entre os pesquisadores George Smith e Gregory Winter, que utilizaram proteínas produzidas a partir de bactérias, contribuindo para o desenvolvimento de tratamentos para doenças autoimunes e câncer em fase de metástase.
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 3″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]A técnica desenvolvida pela pesquisadora Frances Arnold se baseia em provocar várias mutações e, como resultado, obter várias proteínas diferentes a partir daí. O segundo passo é escolher a proteína que cumpre os objetivos. No fundo, é como ter um computador a criar frases aleatórias e depois escolher a melhor. O interessante é que as alterações são feitas no código genético e não diretamente na proteína.
Esta técnica, que cria mutações aleatórias, também pode ser um bom recurso para criar novas moléculas, com possível aplicabilidade em diversas áreas, como as de biocombustíveis e de fármacos.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 2″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/2.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://unsplash.com/photos/tr1po6kOWEc” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]Processo de modificação das enzimas baseadas em evolução dirigida. Fonte: Traduzido de The RoyaSwedish Academy of Sciences – Johan Jarnestad
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 4″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]Os outros dois pesquisadores que dividiram o prêmio com Frances Arnold trabalharam com bacteriofagos, que, são estruturas bastantes simples: uma quantidade pequena de material genético rodeada de uma cápsula de proteínas. Tão simples que nem sequer são capazes de se multiplicar. Para isso, infectam bactérias, introduzem o seu material genético no seu interior e usam a maquinaria celular bacteriana para se replicar e produzir proteínas. Os vírus, que não são seres vivos, obrigam assim a bactéria a produzir novos vírus.
Depois, é esperar que o vírus infecte a bactéria e que esta produza as proteínas que vão estar na cápsula do vírus, incluindo a proteína que teve origem no gene introduzido pelo pesquisador. Para encontrar essa proteína, são usados anticorpos que se liguem especificamente a essa proteína.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 3″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/3.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://unsplash.com/photos/tr1po6kOWEc” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]Produção dos fagos. Fonte: Traduzido de The RoyaSwedish Academy of Sciences – Johan Jarnestad
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 5″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]
Só com a pesquisa citada acima, que colocou as proteínas em exposição nos fagos, outro pesquisador Gregory Winter pode desenvolver uma técnica para desenvolver anticorpos que pudessem ser usados para tratar doenças humanas.
A ideia era a mesma: colocar um gene humano no material genético do vírus e ver a proteína produzida ser incorporada na cápsula do fago. No caso de Winter, as proteínas que usava eram anticorpos (ou, mais especificamente, a parte do anticorpo que se liga à molécula que pretende atacar).
Na sopa de bacteriófagos com anticorpos à superfície, o pesquisador poderia colocar diversas proteínas e ver que anticorpos se ligam melhor a que tipo de proteínas. Se essas proteínas fossem específicas para determinadas doenças, tornavam-se alvos perfeitos para os anticorpos. Isso ocorre porque quando os anticorpos se ligam a uma proteína, sinalizaml ao sistema imunitário que deve atacar aquele “agente estranho”.
Os bacteriófagos podem, assim, ser usados de duas maneiras: ou mostram uma proteína-alvo que é “atacada” por um anticorpo; ou mostram o anticorpo que se vai ligar à proteína que estiver no meio envolvente. Em qualquer um dos casos, a proteína-alvo pode ser uma proteína específica de determinado tipo de doença, como de uma célula tumoral. O anticorpo, ao ligar-se a ela, vai indicar ao sistema imunológico o que deve atacar.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 4″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/4-1.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://unsplash.com/photos/tr1po6kOWEc” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]Processo de seleção dos anticorpos para alvo de fármacos. Fonte: Traduzido de The RoyaSwedish Academy of Sciences – Johan Jarnestad
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 5″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]
Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia: Imunoterapia contra o câncer
O prêmio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 2018 foi atribuído ao norte-americano James P. Allison e ao japonês Tasuku Honjo por descobrirem dois tipos de imunoterapia que tentam tirar as travas que ocorrem no sistema imunitário e que o impedem de combater o cancêr.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 4″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/5.jpg” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://unsplash.com/photos/tr1po6kOWEc” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]James P. Alisson, à esquerda, e Tasuku Honjo, à direita. Fonte: The RoyaSwedish Academy of Sciences – Johan Jarnestad
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 5″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]O pesquisador James P. Allison desenvolveu em sua pesquisa uma abordagem inovadora. Ele focou em soltar a trava do sistema imunológico conhecido, um receptor presente na célula T, que é responsável por reconhecer as células que não são normais no organismo, como as células cancerosas.
James criou um anticorpo que se liga nessa trava do sistema imunológico e impede que ele seja ativado. Resumindo: James colocou uma “tampa” nesse receptor chamado CTLA-4.
Já o pesquisador Tasuko lidou com outra trava molecular: o bloqueio do PD-1. A boa notícia é que os anticorpos monoclonais usados contra o PD-1 podem ser utilizados para vários tipos de câncer .
A importância dessa pesquisa é muito expressiva pois desde 2011 medicamentos de imunoterapia são aprovados e estão possibilitando a cura de diversos tipos de câncer. No mercado farmacêutico existem drogas que agem no funcionamento do sistema do PD-1, um exemplo é a Nivolumab, que foi aprovada em 2014.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image 4″ src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/12/5.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://unsplash.com/photos/tr1po6kOWEc” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Legenda” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” saved_tabs=”all”]
1- Superior esquerdo: A ativação de células T requer que o receptor de células T se ligue a estruturas de outras células imunológicas reconhecidas como “não-próprias”. Uma proteína funcionando como um acelerador de células T também é necessária para a ativação de células T. O CTLA-4 funciona como um freio nas células T que inibe a função do acelerador. 2 – Parte inferior esquerda: Anticorpos (verdes) contra CTLA-4 bloqueiam a função do freio, levando à ativação de células T, que atacam as células cancerígenas. 3 – Superior à direita: PD-1 é outro freio de células T que inibe a ativação das células T.4 – Inferior direito: Os anticorpos contra o PD-1 inibem a função do freio, levando à ativação das células T e ao ataque altamente eficiente às células cancerígenas. Fonte: Traduzido de The Nobel Committee for physiology or Medicine – Mattias Karlén
[/et_pb_text][et_pb_text admin_label=”Text 5″ background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]
Como podemos perceber, as pesquisas que os ganhadores do prêmio Nobel 2018 desenvolveram usaram inúmeras técnicas biotecnológicas como engenharia genética, evolução dirigida, imunoensaios…
Logo, baseado nas recentes técnicas de biotecnologia desenvolvidas nesses últimos anos, qual seu palpite para os ganhadores do próximo ano?
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