Desenvolvimento da biotecnologia na saúde

Antibióticos

O melhoramento genético possibilitou o desenvolvimento de mais de 5.000 tipos diferentes conhecidos de antibióticos, empregados no combate às infecções causadas por microrganismos, como as bactérias, no ser humano, animal e vegetal, usado inclusive no controle de infecções em determinados processos fermentativos. Atualmente os antibióticos possuem grande valor econômico entre os produtos obtidos por fermentação. A maior contribuição comercial vem das penicilinas e cefalosporinas.

Proteínas reguladoras do metabolismo

Com o desenvolvimento do DNA recombinante possibilitou a produção dessas macromoléculas por microrganismos, sendo a principal a insulina humana, interferon, hormônio de crescimento humano, peptídios neuroativos e outros.

Transformação de esteroides

Descoberta a cortisona, no inicio da década de 30, esta foi utilizada para artrite reumática. A partir daí, foram descobertos muitos compostos similares. No inicio a síntese da cortisona era química depois microbiana, barateando-se os custos de produção. Há inúmeros produtos comercializados como hidrocortisona, testosterona, albumina humana, gamaglobulina, fator anti-hemofílico, dentre outros.

Vacinas

Contribuem em muito para o controle de doenças infeciosas, podendo ser de origem viral, bacteriana, protozoária e mesozoária. Pela biotecnologia, as técnicas do DNA recombinante possibilitam o desenvolvimento de novos agentes imunizantes como, por exemplo, o vírus da influenza tipo A e B, herpes, pólio e hepatite A e B.

As vacinas de origem bacteriana, em especial para meningite, são produzidas por meio de fermentação, como a pertussis (coqueluche) da vacina tríplice.

2.4.5 Desenvolvimento da Biotecnologia nos Processos Fermentativos

Com a descoberta da fermentação e consequente utilização nos processos industriais, formou um crescimento em setores chaves da economia. Muitas empresas fazem uso desses

processos, iniciados a partir da Primeira Guerra Mundial, existindo uma centena de produtos variáveis obtidos através da via fermentativa.

Enzimas

As enzimas são substâncias orgânicas, geralmente proteínas, responsáveis pela catálise de reações biológicas.

Apenas na primeira metade do século XIX as evidências científicas demonstraram que os microrganismos possuem substâncias químicas capazes de catalisar reações químicas (Payen Persaz em 1883). Toda enzima é uma proteína, mas nem toda proteína é uma enzima, onde possuem várias classificações como oxidorredutases, trasnferases, hodrolases, liases, isomerases e ligases, sendo que a principal fonte para obtenção das enzimas são os microrganismos.

Na indústria utilizam como aplicação as enzimas de origem nos tecidos animal, como a renina, obtida do estômago de bezerros e a papaína, de origem vegetal, obtida através do mamão. Atualmente, o maior comércio das enzimas são as proteases, glucoamilase, α-amilase e glicose isomerase, onde o quadro 5, na próxima folha, mostra os principais tipos de enzimas mais utilizadas em processos biotecnológicos e aplicações principais.

Quadro 5 - Indicação dos principais tipos de enzimas e suas aplicações.

ENZIMA APLICAÇÃO

Protease quebra de moléculas de proteína amilase e amiloglucosidase

sacarificação do amido Catalase eliminação da água oxigenada no _{processamento de alimentos} glicose isomerase produção de isoglicose

Invertase inversão da sacarose

Lactase desdobramento da lactose Lipase quebra de óleos e gorduras Celulase desdobramento da celulose glicose oxidase remoção da glicose

Fonte: Adaptação elaborada pelo autor de Villen.59

59 _{VILLEN, R. A. Biotecnologia - Histórico e Tendências. Centro Universitário do Instituto Mauá de}

Tecnologia. Revista de Graduação da Engenharia Química, ano V n. 10, jul/dez. 2002. Disponível em: <http://www.hottopos.com/regeq10/rafael.htm>. Acesso em: jun. 2014.

Ácidos Orgânicos

Produzidos por processos fermentativos destacam-se: o ácido acético, o ácido cítrico e o ácido láctico, os três de largo uso industrial, principalmente na área de alimentos, com a função de acidulantes.

Aminoácidos

São as unidades básicas das proteínas, onde o ser humano necessita basicamente de 20 aminoácidos para suas necessidades de metabolismo e desenvolvimento orgânico, onde oitos não são sintetizados pelo organismo, necessitando serem ingeridos através de alimentos. Atualmente existem 22 aminoácidos, o selênio e a pirrolisina, descobertos em 2002.

Dois aminoácidos a metionina e a lisina, não são encontrados em cereais, mas a primeira não é obtida por processos fermentativos. A lisina é produzida por via microbiana, com uma proporção de 80%. Há outros aminoácidos importantes sintetizados por via fermentativa: ácido glutâmico, ácido aspártico e triptofano.

Vitaminas

São sintetizadas quimicamente e bastante utilizadas como suplemento alimentar para o homem e animais. Algumas vitaminas como as do complexo B, notadamente a B2, são produzidas por biossíntese microbiana.

Biopolímeros

São encontradas no mercado as gomas xantana e as dextranas. Comercialmente os biopolímeros são entendidos como determinados polissacarídeos excretados por microrganismos. As primeiras representam a maior parte do mercado, sendo aplicadas como aditivos em alimentos: estabilizantes de suspensão líquidas e generalizantes.

Solventes

Os principais solventes orgânicos produzidos por microrganismos são: etanol, butanol e acetona, sendo o primeiro de importância impar no contexto brasileiro pelo seu destaque no segmento da economia.

Bebidas alcoólicas

As bebidas alcoólicas remontam desde os povos antigos como fenícios, assírios, babilônios, hebreus, egípcios, chineses, germanos, gregos e romanos, onde cada um possui a sua particularidade, com o uso de fontes naturais próprias de açúcares e de outros produtos amiláceos como: frutas, cana-de-açúcar, milho, trigo, arroz, batata, centeio, aveia, cevada e folhas.

Os produtos de fermentação alcoólica antigamente eram relativos a processos espontâneos de fermentação. Apenas com a industrialização e descobertas científicas, os métodos modernos da Biotecnologia foram empregados na indústria para produção em larga escala.

As bebidas alcoólicas podem ser classificadas em: - fermentadas: cerveja, vinho saquê, sidra, etc.

- fermento - destiladas: aguardente, rum, uísque, conhaque, vodca, gim, entre outros.

Microrganismos

A utilização de proteínas unicelulares – SPC (single cell protein) tem-se mostrado mais atraente para a nutrição dos animais do que para o homem, por gerar alguns problemas de digestibilidade, devido a grande quantidade de ácidos nucleicos.

Um dos primeiros processos industriais utilizando a produção de microrganismo foi o uso de levedura para a panificação. Na Europa, Estados Unidos e Japão existem diversas indústrias para a produção de proteínas unicelulares.

Alimentos

Diversos produtos alimentícios são produzidos e modificados por processos fermentativos, como queijos, iogurte e outros, datados de mais de 2.000 anos. Inúmeros outros produtos alimentícios como picles, azeitonas, pão, chucrute são alimentos que tem a participação de processos biológicos para sua obtenção.