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USO DA BIOTECNOLOGIA
NO COMBATE A PARASITOSES
Tópicos em Biotecnologia
Coordenadores: Juliana Aguiar e Victor Flores
Tutores: Cristina Ferreira, Roberta Ribeiro, Natalia Bernardes,
Raphael Rodrigues, Giliani Souza, Leonardo Cunha e Filipe Berçot.
Outubro/ Novembro de 2011
PRINCIPAIS PARASITOSES QUE ACOMETEM O HOMEM
Protozooses
Doença de chagas:Agente etiológico: Trypanosoma cruzi
Malária: Agente etiológico predominante no Brasil: Plasmodium falciparum
Leishmaniose: Agente etiológico: Leishmania braziliensis
Trypanosoma
cruzi presente
no sangue de
paciente
Fonte: Bern et al., 2007
Hemácias
infectadas pelo
Plasmodium
falciparum
Fonte: U.S. Centers for Disease
Control and Prevention
PRINCIPAIS PARASITOSES QUE ACOMETEM O HOMEM
Helmintoses
Esquistossomose: Agente etiológico: Schistosoma mansoni
Filariose: Agente etiológico: Loa loa, Wuchereria bancrofti
Teníase: Agente etiológico: Taenia solium e Taenia saginata
Ascaridíase: Agente etiológico: Ascaris lumbricoides
Microscopia de
T. saginata
Fonte: CDC image library
S. Mansoni
Macho (maior)
Fêmea (menor)
Microscopia
de L. Loa
Fonte: Barsoum, et al., 2006
Fonte: CDC image library
BIOTECNOLOGIA NO COMBATE DE PARASITOSES
Pesquisas em novas formas de combate a parasitoses.
Motivo: Parasitas e insetos resistentes aos fármacos e inseticidas
Várias técnicas que usam a biotecnologia na ajuda ao combate são:
Vacinas recombinantes
Transgenia
Produção de fármacos
Uso de produtos bioativos
Controle biológico
VACINAS RECOMBINANTES
Malária
Ratos geneticamente modificados: utilizados para
produzir o parasita P. falciparum, no leite.
A proteína é reconhecida como um antígeno
estimulando produção de anticorpos contra agente
estranho.
BBC, 2001
Testes em humanos: previne que o parasita infecte,
amadureça e se multiplique no fígado e que entre
novamente na corrente sanguínea, atacando as
hemácias.
The RTS,S Clinical Trials Partnership, 2011
Fonte: Revista Istoé, Out. 2011
VACINAS RECOMBINANTES
Malária
Vacinas: Ação no fígado
Antígeno-recombinante da superfície do
parasita ou superfície da célula infectada
DNA com informação antigênica
Parasitos atenuados
Vacinas: Ação no sangue
Redução de parasitas no sangue antígenos na superfície de hemácias.
Vacinas: Bloqueio de transmissão
Esquema do bloqueio do ciclo de vida do
Plasmodium com uso da vacina
Fonte: The PATH Malaria Vaccine Initiative, 2007
Interrupção do ciclo de vida
Evitar transmissão para novos hospedeiros.
VACINAS RECOMBINANTES
Leishmaniose
Vacinas: 1ª Geração
Antígeno bruto (atenuação do
Leishmania spp): redução das lesões
Vacinas: 2ª Geração
Estudos com antígenos recombinantes.
Vacinas: 3ª Geração
Codificação de genes do parasito
Estabilidade,
baixo
custo,
imunização com DNA, expressão de
antígenos nativos. resposta imune
celular e humoral prolongada.
Fonte: SaBios: Rev. Saúde e Biol., v.4, n.1, p.1-11, 2009
VACINAS RECOMBINANTES
Esquistossomose
Vacina Anti-helmíntico bivalente (Butantã/Fiocruz)
Primeira vacina de combate à esquistossomose
Proteína SM 14 + 3 antígenos:fase de testes para comercialização
(OMS)
Técnica de DNA recombinante: isolamento do gene codificador da
proteína SM 14
Vantagem: uma molécula específica é utilizada como antígeno.
Eficácia: 75 a 90% (coelhos e camundongos)
TÉCNICAS DE TRANSGENIA
Malária
Mosquito transgênico (2001) - do gênero
Anopheles incapazes de transmitir o parasita da
malária (EUA).
Mosquito transgênico (2007) - com transgene
que codifica um peptídeo (SM1): inibe o
desenvolvimento do Plasmodium (Parceria
Internacional e Brasileira).
Fonte: Agência Fiocruz de Notícias
TÉCNICAS DE TRANSGENIA
Malária
Fungo transgênico - Inserção de dois genes no fungo Metarhizium
anisopliae.
Produz um anticorpo específico e o outro, uma toxina obtida de
escorpiões.
Morte do Plasmodium falciparum e do Trypanosoma cruzi.
Fonte: Frang et al., 2011
TÉCNICAS DE TRANSGENIA
Malária
Escherichia coli transgênica - produz uma imunotoxina que leva à morte os
oocistos de Plasmodium berghei (em ratos)
Poderá ser utilizada contra o Plasmodium falciparum, causador da malária
humana.
Molecular and Biochemical Parasitology, 2001
PRODUÇÃO DE FÁRMACOS
Malária
Fármaco: Artesunato-lumefantrina (Coartem®, Riamet®)
Proteínas específicas, essenciais para a sobrevivência do Plasmodium.
Desenvolvimento de moléculas que se ligam a ele alterando a sua função
natural. (USP)
Estudo a triagem de plantas nativas da Amazônia com atividade larvicida
e antimalárica. (INPA)
USO DE PRODUTOS BIOATIVOS
Leishmaniose
Estudo prévio da atividade de Kalanchoe pinnata
(KP) na leishmaniose:
Estudo: Paciente com leishmaniose cutânea
recebeu voluntariamente tratamento oral com KP
pelo período de 14 dias.
Tratamento: ingestão de 15 g de folhas de KP
trituradas, duas vezes ao dia
(Muzitano, 2006)
Kalanchoe pinnata
USO DE PRODUTOS BIOATIVOS
Doença de Chagas
Em estudo com o óleo de Copaifera multijuga
(óleo de copaíba) foi capaz de matar 100 % dos
parasitas
de
Trypanossoma
cruzi.
Testes
mostram-se promissores.
Extração do óleo de Copaifera multijuga
Fonte: Journal of etnopharmacology, 2007
USO DE PRODUTOS BIOATIVOS
Amebíase
Fármaco extraídos da ipecacuanha (Cephaelis
ipecacuanha), a emetina é base de vários
medicamentos para diarreia e amebíase.
A emetina é potente amebicida, utilizado durante
cinquenta anos contra a disenteria amebiana
(Lener et al., 1998)
Cephaelis ipecacuanha
CONTROLE BIOLÓGICO
Malária
Bioinseticidas
Embrapa: bioinseticida à base de Bacillus sphaericus.
Fonte: Agronet, 2004
INPA: Larvicida à base de Bacillus thuringiensis.
Aplicado nos lagos (larva do mosquito).
Fnte: http://www.inpa.gob.br/en_evidencia.
Sphaerus SC
CONTROLE BIOLÓGICO
Doença de Chagas
Predatismo
Insetos dos gêneros Telenomus e Ooencyrtus), formigas, micro-ácaros e
aranhas.
Fungos em inseto
Telenomus
CONTROLE BIOLÓGICO
Doença de Chagas
Parasitismo
O fungo Beauveria bassiana infecta (Triatoma infestans)
Vetor da doença de chagas
Bactérias isoladas de barbeiros (Serratia marcescens)
que não carregam o T. cruzi podem ser usadas para
impedir que o microrganismo entre no barbeiro (Luz et al.,
1998).
T. cruzi infectado com
a bactéria Serratia
marcescens
Fonte: Garcia et al., 2010
CONTROLE BIOLÓGICO
Leishmaniose
Biolarvicida a partir de substância encontrada em árvores tropicais nativa das
regiões Sul e Sudeste do Brasil.
A substância inibe o crescimento das larvas do vetor (Lutzomyia longipalpis)
80% das larvas alimentadas com a substância morreram antes do terceiro
estágio e não chegaram à fase adulta.
http://www.redevet.com.br/noticias/fiocruz.htm
Lutzomyia longipalpis
CONTROLE BIOLÓGICO
Leishmaniose
Utilizando nematóides
Nematóide da família Steinernematidae
Mata os mosquitos antes que eles se reproduzam.
Utilizado como controle biológico do vetor da leishmaniose
em áreas endêmicas.
http://www.dognostic.com.br/noticias.php/
CONTROLE BIOLÓGICO
Esquistossomose
Utilização de Tambaqui da Amazônia e
Tilápia Africana
Alimentam do caramujo hospedeiro das
larvas do Schistosoma.
Tambaqui da Amazônia
Fonte: (Santos e Ribeiro, 2010)
Tilápia Africana
CONTROLE BIOLÓGICO
Filariose
Bioinseticida
Bactéria B. thuringiensis - atividade larvicida contra
Aedes, Simulium, Culex e Mansonia; B. sphaericus
Controle de larvas
B. sphaericus
Produtos já disponíveis
(Skovmand & Bauduin,1997)
http://www.biotecnologia.com.br/revista/bio38/pragas_urbanas.pdf
Culex
CONTROLE BIOLÓGICO
Teníase
Parasitismo
Paecilomyces lilacinus
Fungos:
Paecilomyces lilacinus e
Pochonia chlamydosporia consideradas
ovicidas, pois apresentam colonização
interna dos ovos parasitados e por
consequência seu rompimento.
Fonte: (Braga et al, 2008)
Pochonia chlamydosporia
CONTROLE BIOLÓGICO
Ascaridíase
Parasitismo
Fungos:
Verticillium
Duddingtonia
flagrans,
chlamydosporium
e
Manacrosporium thaumasium
Atividade ovicida sobre os ovos de
Ascaris lumbricoides.
Fonte: (Braga et al, 2007)
Interação do fungo Verticillium
chlamydosporium com ovos de Ascaris
lumbricoides
PESQUISAS QUE ENVOLVEM A BIOTECNOLOGIA NO
COMBATE AS PARASITOSES
• Instituto Oswaldo Cruz (IOC-Fiocruz) – Profº Elói Garcia
• Escola de Saúde Pública John Hopkins, nos EUA
• Universidade Federal de Goiás (UFG) – Profº Christian Luz
• Centro de Pesquisa René Rachou (Fiocruz-MG) – Profº Marcelo Lorenzo
• Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) – Profº Alfredo Martins
• Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) – Profº Wilson Mayrink
• Depto. De Protozoologia/IOC (Fiocruz) – Profº Sergio Mendonça
• Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) – Profª Clarisa Palatnik de Sousa
• Depto de Parasitologia/ICB/UFMG – Profª Evaldo Nascimento
• NPPN/UFRJ – Profª Sonia Soares
• Laboratório de Imunofarmacologia (UFRJ) – Profª Bartira Rossi
COMO EVITAR PARASITOSES
CUIDADO COM OS ALIMENTOS
Fang W, et al., (2011). Development of transgenic fungi that kill human malaria
parasites in mosquitoes. Science 331 (6020), 1074-7
Porhtil, A.M. (2004) Triagem de plantas nativas do Amazonia, que tenham atividade
larvicida contra o Aedes Aegypti. ACTA Amazônica (Revista Inpa). Vol 34 (1) p. 97-105
Garcia, E. S.; et al., (2010) Immune homeostasis to microorganisms in the guts of
triatomines (Reduviidae) - A Review. Mem Inst Oswaldo Cruz, Vol. 105(5): 605-610.
Bern, C.; et al., (2007) Evaluation and Treatment of Chagas Disease in the United
States A Systematic Review. JAMA, Vol 298, No. 18.
Barsoum RS et al. (2006) Parasitic infections in transplant recipients. Nat Clin Pract
Neprol nº. 2, p. 490-503.
The RTS,S Clinical Trials Partnership. First results of phase 3 trial of RTS,S/AS01
malaria vaccine in African children. N Engl J Med 2011.
Fang, W. et al., (2011) Development of Transgenic Fungi That Kill Human Malaria
Parasites in Mosquitoes. Science. Vol. 331 no. 6020 pp. 1074-1077