Bioconversão

A bioconversão consiste na utilização de células, ou da sua maquinaria enzimática, para a transformação de um substrato num produto estruturalmente relacionado.

A bioconversão apresenta vantagens na obtenção de produtos, relativamente aos processos de síntese química tradicional:

• diminui o número de reacções necessárias para a obtenção do produto - produção mais rápida
• permite realizar transformações dificeis de realizar por síntese química
• economicamente rentável
• aumento do grau de pureza/especificidade

Alguns exemplos de produtos da bioconversão são os antibióticos, os esteróides, as vitaminas, insulina, etc.

Anticorpos monoclonais

A Biotecnologia é uma área de conhecimento que pode ser considerada como resultante da reunião entre a engenharia e as ciências da vida, de forma a manipular os seres vivos ou os seus componentes, de forma a obter produtos úteis. Deste modo, a Biotecnologia constitui um dos expoentes da integração entre a ciência e tecnologia.

Para tratar doenças, na imunização passiva, eram utilizados anticorpos policlonais. No entanto, estes apresentavam alguns riscos. Através da Biotecnologia, foi possível criar anticorpos monoclonais, os quais acarretam muito menos riscos.



Anticorpos Monoclonais
Isolando um único linfócito B, produzindo clones seus, e fundindo-os com células tumorais - mieloma - é possível mantê-los em cultura prolongada, uma vez que os mielomas se dividem indefinidamente. Desta fusão resulta uma célula denominada hibridoma que reúne as caracteristicas das células parentais.

• Os hibridomas formam culturas permanentes
• Os hibridomas produzem anticorpos específicos para um só tipo de determinante antigénico

Então, realiza-se uma selecção dos hibridomas. Aqueles que produzem o anticorpo pretendido são isolados e, após a sua clonagem, obtêm-se os anticorpos monoclonais.

Os anticorpos monoclonais têm inúmeras utilizações:

• detectar a presença de uma molécula numa mistura em reduzida quantidade
• utilizados em testes diagnósticos
• tratamento de alguns cancros
• controlar algumas doenças auto-imunes

No entanto, estes também apresentam algumas limitações, ainda que muito menores quando comparados com os anticorpos policlonais: riscos de alergias, etc.

Doenças auto-imunes e Imunodeficiências

Doenças auto-imunes ocorrem quando o sistema imunitário se torna hipersensível a antigénios especifícos das células ou dos tecidos do próprio organismo.

Normalmente esta resposta traduz-se por uma inflamação crónica que causa graves danos nos tecidos.

Imunodeficiências
As imunodeficiências podem ser inatas ou adquiridas.
As imunodeficiências inatas resultam de malformações no timo, das quais resultam uma produção deficiente ou uma total ausência de linfócitos.
Na imunodeficiência adquirida, temos o exemplo da Sida. É causado por um vírus, que faz com que não haja estimulação dos linfócitos B e T, de modo a que estes não sejam activados e não protejam o nosso organismo. Assim, este fica vulnerável a infecções oportunistas, cancro, etc.

Alergias

As alergias são respostas exageradas a determinados alergénios, resultantes de uma hipersensibilidade do sistema imunitário relativamente a alguns elementos como o pólen, os ácaros, partículas de pêlos e penas, pó, etc.

• No primeiro contacto, geralmente não se produzem sinais ou sintomas.
• No entanto, alguns dos anticorpos produzidos especificos para esse antigénio, ligam-se a células que ficam sensibilizadas para ele.
• Se ocorrer uma nova exposição ao alergénio, este entra em contacto com as células sensibilizadas, que desencadeiam uma reacção alérgica.

Nota: A imagem serve apenas para ver a ligação dos anticorpos às células, para perceber a sequência lógica.

Alguns tipos de alergia não resultam da produção de anticorpos, mas são resultado de uma hipersensibilidade mediada por células. Normalmente, esta reacção alérgica está associada ao contacto directo e repetido com determinadas substâncias.

Desequilíbrios e Doenças

Por vezes, o equilíbrio que envolve os mecanismos de regulação do funcionamento do sistema imunitário é rompido, surgindo doenças imunitárias.

Essas doenças podem ser reacções demasiado violentas - hipersensibilidade - ou respostas insuficientes - imunodeficiências.

Os mais frequentes tipos desta doença são:

• Alergias
• Doenças auto-imunes
• Imunodeficiências

Vacinas e Soros

Vacinas

As vacinas são substâncias que contêm agentes patogénicos mortos ou atenuados de forma que sejam capazes de estimular o sistema imunitário sem se desenvolverem. No entanto, este risco não é nulo.

Actualmente, estão a ser produzidas vacinas que apenas possuem actividade antigénica, de modo a que a doença não se desenvolva de certeza. Além disso, tentam-se produzir alimentos transgénicos capazes de produzir moléculas que funcionem como vacinas.

Além do facto de se poder desenvolver a doença, existe outro problema: o desaparecimento da imunidade, o que faz com que por vezes seja necessário mais do que uma inoculação. Isto deve-se a dois factores: desaparecimento das células-memória ou mutações que ocorrem no agente patogénico.

Soros

A imunidade passiva pode ser induzida, em certos casos, através da administração de anticorpos, retirados do plasma de indivíduos que já estiveram em contacto com esse antigénio. As soluções que possuem estes anticorpos desigam-se soros.

No entanto, estes também apresentam alguns problemas: uma vez que os anticorpos administrados não são produzidos pelo indivíduo que os recebe, a sua acção é apenas temporária, e a pessoa volta a ficar vulnerável. Além disso, acarreta outros riscos como o facto de inserir involuntariamente proteínas estranhas que desencadeiam alergias ou doenças.

Memória imunitária e Imunização

Memória imunitária

Quando os linfócitos B ou T são expostos a um antigénio e é desencadeada a sua activação, originam-se células efectoras e células-memória. Esta resposta é designada por resposta imunitária primária e ocorre nos primeiros dias após a exposição ao antigénio. No fim de a doença estar tratada, os linfócitos T efectores e os anticorpos desaparecem do organismo. No entanto, continuam a permanecer lá as células-memória.

Se o indivíduo voltar a ser exposto ao mesmo antigénio, verifica-se uma resposta imunitária secundária que é mais rápida, mais intensa e mais prolongada. A concentração de anticorpos é muito superior nesta resposta.

Esta capacidade do organismo de reconhecer o antigénio e produzir uma resposta imunitária secundária é denominada memória imunitária. Esta é específica para um determinado antigénio.

A memória imunitária só é possível devido às células-memória. Estas reconhecem o antigénio, multiplicando-se e diferenciando-se rapidamente, motivo pelo qual por vezes a doença não chega a manifestar-se. Estas além de se tornarem células efectoras dão origem a mais células-memória que vão ficar armazenadas para uma próxima exposição.

Imunização

A imunidade pode desenvolver-se de forma natural, ou então artificialmente. Além disso, pode ainda ser dividida em activa ou passiva.

Na imunidade activa, o indivíduo é estimulado a produzir os seus próprios anticorpos:

• Natural: Infecção por um agente patogénico com activação de linfócitos
• Artificial: Activação de linfócitos por contacto com o antigénio presente nas vacinas

Na imunidade passiva, o indivíduo adquire anticorpos provenientes de outro organismo:

• Natural: Anticorpos presentes no leite materno
• Artificial: Anticorpos presentes em soros extraídos de outros indivíduos

Imunidade humoral e Imunidade mediada por células

Imunidade humoral

Este tipo de imunidade denpende da capacidade dos linfócitos B reconhecerem antigénios específicos, iniciando uma resposta contra os agressores.

• Após a ligação do antigénio com o receptor presente no linfócito, verifica-se activação dos linfócitos B.
• Estes multiplicam-se, originando dois grupos de clones.
• Um dos grupos diferencia-se em células efectoras, chamadas plasmócitos. São competentes para produzir anticorpos, que interagem com os antigénios no sentido de os neutralizar.
• Um outro grupo origina células-memória. (que vamos abordar posteriormente).

Quando os anticorpos são activados, a inactivação dos antigénios pode ocorrer de diversas formas:

• Neutralização directa de bactérias e vírus
• Aglutinação
• Precipitação de antigénios solúveis
• Activação do sistema complemento
• Estimulação da fagocitose

Imunidade celular

É realizada com base na acção de linfócitos T, os quais possuem também capacidade de reconhecer antigénios.

• Tem início com a apresentação do antigénio aos linfócitos T. Esta apresentação pode ser realizada por macrófagos, por linfócitos B ou por células infectadas por vírus.
• Quando activados, estes diferenciam-se em linfócitos Th, linfócitos Tc e linfócitos Tm.
• Os linfócitos Tc (citotóxicos) libertam substâncias que desencadeiam determinadas reacções imunitárias. - Imunidade celular contra células tumorais ou infectadas por vírus
• Os linfócitos Th (helper) estimulam outros linfócitos T, linfócitos B e fagócitos - Imunidade celular contra bactérias parasitas de células
• Os linfócitos Tm (memória) contribuem para a memória imunitária

É a Imunidade mediada por células que tem um importante papel no reconhecimento e eliminação de células cancerosas. Além disso, é também a responsável na rejeição que ocorre quando se efectuam implantes de tecidos ou transplantes de orgãos.

Mecanismos de defesa específicos

• Estes são também designados imunidade adquirida.
• São desencadeados alguns dias após o início da invasão de agentes patogénicos.
• É uma terceira linha de defesa do organismo.

• Nos vertebrados existem dois tipos de linfócitos: linfócitos B e linfócitos T.
• Ambos são produzidos a partir de células estaminais na medula óssea, mas os que sofrem maturação no timo diferenciam-se em linfócitos T e os que sofrem maturação na medula óssea diferenciam-se em linfócitos B.

• Uma molécula que seja capaz de desencadear uma resposta específica de um linfócito designa-se por antigénio.
• Durante a maturação, os linfócitos adquirem receptores de antigénios, sendo então designados como imunocompetentes.

Deste mecanismos, fazem parte:

• Imunidade humoral
• Imunidade mediada por células
• Memória imunitária
• Imunização

Mecanismos de defesa não específicos

Esta resposta imunitária que também pode ser designada por imunidade inata, consiste num conjunto de processos que confere protecção contra agentes patogénicos, algumas toxinas, drogas e células cancerosas.


Diz-se que este tipo de resposta é não específica pois actua de igual forma qualquer que seja o agente agressor.



Os seus mecanismos mais importantes são:

• Barreiras físicas ou anatómicas e secreções
• Fagocitose
• Resposta Inflamatória
• Interferão
• Sistema de complemento

Analisemos agora cada um destes mecanismos mais pormenorizadamente:

• Barreiras físicas ou anatómicas e secreções
• Constituem a primeira linha de defesa contra a entrada de agentes agressores externos
• São, por exemplo, a pele e as mucosas do tubo digestivo.
• Enquanto as barreiras impedem que os agentes agressores entrem no nosso corpo, as secreções contribuem com substâncias nocivas para os agentes patogénicos



• Fagocitose
• Segunda linha defensiva do organismo
• Consiste na ingestão de partículas
• É realizada por alguns tipos de leucócitos
• Os neutrófilos são os leucócitos mais comuns, sendo os primeiros a realizar fagocitose de forma não específica
• Os macrófagos são células fagocitárias de grandes dimensões que se desenvolvem a partir de monócitos. Alguns patrulham diversos tecidos do organismo, enquanto outros se concentram em sítios específicos.



• Resposta inflamatória
• Ocorre quando os agentes patogénicos conseguem ultrapassar as barreiras de defesa primárias (por exemplo, após um golpe na pele).
• É desencadeada por substâncias químicas, entre as quais se encontra a histamina.
• Estas substâncias produzem uma vasodilatação e aumentam a permeabilidade dos capilares. Assim, aumenta o fluxo sanguíneo e existe uma ruborização e um aumento de temperatura do local. Aumenta também a quantidade de fluido intersticial nos tecidos infectados, provocando um edema.
• Aumenta nestas zonas a quantidade de fagócitos - neutrófilos e macrófagos.
• As células lesionadas libertam sinais químicos para chamar os fagócitos - quimiotaxia.
• Quando as infecções são mais graves, produz-se uma resposta sistémica. Um sinal dessa resposta é a febre. Esta faz aumentar a temperatura corporal, facilitando a fagocitose e inibindo a multiplicação de alguns micróbios.

• Interferão
• Faz parte de um conjunto de proteínas que estão envolvidas na imunidade inata.
• É produzido por alguns tipos de células quando estas são infectadas por vírus.
• Este, depois de libertado, difunde-se para as células vizinhas, induzindo-as a produzir proteínas antivirais que bloqueiam a replicação dos vírus.
• Limita o alastramento do vírus.

• Sistema de Complemento
• Conjunto de 20 proteínas produzidas no fígado
• Circulam no plasma inactivas
• Alguns agentes patogénicos podem activá-las
• Podem também ser activadas pela ligação anticorpo-antigénio
• Cada proteína actua sobre a seguinte, activando-a
• Provoca:
• Lise de bactérias
• Quimiotaxia
• Recobrem agentes patogénicos

Imunidade

Imunidade é a resistência natural ou adquirida de um organismo vivo a um agente infeccioso ou tóxico, ou seja, é a protecção contra doenças infecciosas.



A imunidade existe devido ao sistema imunitário; este é constituído por diversos tipos de células e órgãos, que protegem o organismo contra potenciais agentes agressores. Este é ainda responsável pela destruição de células envelhecidas ou anormais (cancerosas) do próprio organismo.

Os mecanismos de defesa do Homem podem ser:

• Não específicos ou imunidade inata
• Barreiras Físicas
• Secreções
• Fagocitose
• Resposta Inflamatória
• Interferão
• Sistema de Complemento

• Específicos ou imunidade adquirida
• Imunidade mediada por células
• Imunidade mediada por anticorpos ou imunidade humoral

O sistema imunitário é constituído pelos vasos linfáticos, pelos órgãos e tecidos linfóides e pelas células efectoras.


As células efectoras do sistema imunitário incluem os leucócitos:



Terapia Genética

A Terapia Genética é a inserção de genes nas células e tecidos de um indivíduo para o tratamento de uma doença, principalmente de doenças hereditárias.

Na minha opinião, este é um processo muito vantajoso, pois contribui para tratar doenças e até salvar vidas. Acho que é uma opção que deve ser utilizada, mas apenas em stuações em que seja a única esperança, pois acarreta alguns problemas, até relativamente à ética: devido a uma má integração do DNA terapêutico e a uma rápida divisão celular, para o tratamento resultar os pacientes devem ser submetidos à terapia genética inúmeras vezes; desordens que envolvam vários genes são muito mais dificeis de tratar; e pode ser induzido um tumor caso o gene seja introduzido num local errado.