# data[].attributes.headline
O que são os erros inatos do metabolismo?

# data[].attributes.subject
O que são os erros inatos do metabolismo?

# data[].attributes.body
Desordens genéticas, normalmente associada a defeitos enzimáticos capazes de alterar, ou até mesmo interromper, uma via metabólica.

# data[].attributes.attachment_link.title
Fertilização in Vitro - Reprodução Humana

# data[].attributes.body
Uma categoria inovadora de imunizantes que utilizam material genético, em vez de proteínas ou vírus atenuados/ mortos.

# data[].attributes.body
Tem como objetivo estudar os efeitos da nutrição na modulação da expressão gênica, focada na interação entre nutrientes e genoma.

# data[].attributes.attachment_link.title
» PGT (TESTE GENÉTICO PRÉ-IMPLANTACIONAL)

# data[].attributes.attachment_link.description
O teste genético pré-implantacional (PGT) é uma ferramenta diagnóstica adjunta aos tratamentos de reprodução assistida, tradicionalmente utilizada para aumentar as chances de gestação e minimizar o risco de aneuploidia fetal (alterações cromossômicas). O PGT pode ser definido como um teste de avalia…

# data[].attributes.body
Procedimento de alta complexidade realizado quando há pouca ou nenhuma produção de espermatozoides.

# data[].attributes.attachment_link.title
Por que as mitocôndrias são tão importantes para a vida

# data[].attributes.body
Expressão coordenada do genoma mitocondrial e nuclear que produzem proteínas dessa organela

# data[].attributes.body
Como o estudo da hereditariedade e sua interação com o ambiente atuam frente ao aumento de modificações biológicas ao longo do tempo.

# data[].attributes.headline
Artigo relacionado à Epigenética, relacionado ao vídeo

# data[].attributes.subject
Artigo relacionado à Epigenética, relacionado ao vídeo

# data[].attributes.body
Estão, associados aos efeitos de múltiplos genes (poligênicos) em combinação com estilo de vida e fatores ambientais.

# data[].attributes.body
É o processo de formação de câncer, que em geral se dá lentamente, podendo levar vários anos para que uma célula cancerosa se prolifere e dê origem a um tumor visível. Sendo assim, temos 3 estágios, representados na ilustração acima, para a formação do tumor.

# data[].attributes.body
É uma doença crônica, que afeta um número elevado de pessoas por todo o mundo.

# data[].attributes.body
Apresenta padrão de herança autossômico recessivo e é caracterizada por falta de capacidade do fígado em transformar a fenilalanina (um aminoácido que faz parte das proteínas) em outro aminoácido chamado tirosina.

# data[].attributes.body
É o principal complexo de histocompatibilidade (MHC) em seres humanos, sendo uma parte importante do sistema imunológico, além de ser controlado por genes localizados no cromossomo 6.

# data[].attributes.body
Associação com o sistema HLA

# data[].attributes.attachment_link.title
ENTENDA FINALMENTE como FUNCIONA a EPIGENÉTICA - PIRULLA, CARLOS RUAS E EMÍLIO GARCIA

# data[].attributes.attachment_link.title
Leucemia Mielóide Crônica: história natural e classificação

# data[].attributes.attachment_link.description
A Leucemia Mielóide Crônica (LMC), cuja incidência é de um a dois casos para cada 100 mil…

# data[].attributes.attachment_link.title
Diferença entre os 5 principais tipos de câncer

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
A Oncogenética é a especialidade que através do Aconselhamento Genético, realiza um levantamento do histórico pessoal de câncer do paciente e dos familiares visando identificar se existe uma predisposição ao câncer na família.

Câncer hereditário
O câncer hereditário é causado por uma mutação genética herdada, que o paciente carrega no DNA das células. Esta mutação está presente em parte das células germinativas do paciente, isto é, também nos gametas e pode ser transmitida aos descendentes. Há várias síndromes genéticas de predisposição ao câncer hereditário já descritas, incluindo as que aumentam o risco para câncer de mama, ovário, intestino, próstata, pâncreas, entre outros. Porém, é importante lembrar que a literatura médica aponta atualmente que apenas 5 a 10% dos cânceres são hereditários.

Teste genético
Após a avaliação da Oncogenética, caso haja indicação, o teste genético é solicitado. Através do aconselhamento genético, é possível identificar se há um gene responsável pela predisposição ao câncer na família. O teste genético é indicado para pessoas com diagnóstico prévio ou atual de câncer e com histórico familiar importante. Considera-se sua indicação baseando-se em alguns critérios, como a idade do diagnóstico, presença de tumores raros ou alguns tipos de cânceres específicos. O exame também pode ser indicado para quem não teve câncer quando há histórico importante de câncer na família, mas deve-se avaliar caso a caso.

Feito em laboratórios especializados a partir de um exame de sangue ou saliva e com indicação médica, o teste pode ser realizado pela rede particular ou pela cobertura do plano de saúde, caso o paciente preencha os critérios do Rol da ANS. O resultado sai num período de 30 a 40 dias. Nele é possível identificar se foi encontrada alguma mutação genética que explique o quadro do paciente e/ou de seus familiares. Caso seja encontrada uma mutação patogênica em algum dos genes pesquisados, avaliamos as estimativas de risco para os tipos de câncer relacionados.

A partir da identificação de uma predisposição hereditária ao câncer, segundo a médica, são adotadas medidas para rastreamento do câncer com exames periódicos, objetivando a detecção precoce. Para alguns genes, há ainda indicação de cirurgias profiláticas redutoras de risco como, por exemplo, a mastectomia bilateral. É importante lembrar que uma vez que foi detectada uma predisposição ao câncer para o paciente, é necessário que toda a família seja avaliada.
Fonte: Dra. Daniele Paixão, médica geneticista do IBCC Oncologia.

# data[].attributes.attachment_link.description
A Oncogenética é a especialidade que através do Aconselhamento Genético, realiza um levantamento do histórico pessoal de câncer do paciente e dos familiares visando identificar se existe uma predisposição ao câncer na família. Câncer hereditário O câncer hereditário é causado por uma mutação genética herdada, que o paciente carrega no...

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Fase 2 dos estudos vai gerar novos dados de segurança e eficiência

Spin-TEC: nova fase dos estudos Foto: Divulgação CTVacinas

A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) autorizou ontem (quarta, 30) o início da fase 2 dos testes clínicos da SpiN-TEC, vacina que vai proteger contra a covid-19 e será a primeira 100% brasileira. A UFMG já cadastra voluntários para mais essa etapa.

A liberação da Anvisa demonstra o sucesso da fase 1 dos testes clínicos da SpiN-TEC, que envolveu 36 voluntários e cujos resultados preliminares atestaram que se trata de uma vacina segura e imunogênica, ou seja, protege o organismo contra a covid-19.

Após realizar as fases 1 e 2 dos testes clínicos, o grupo que desenvolve o imunizante vai enviar relatórios e solicitar autorização para a terceira e última fase da atual etapa, em que serão testados cerca de 5 mil voluntários. Se tudo transcorrer sem imprevisto algum (a Anvisa pode, por exemplo, pedir que algum aspecto do teste seja refeito), é possível que a vacina já comece a ser aplicada em 2025.

"Esse é mais um marco para o desenvolvimento da vacina, para a ciência brasileira, para a UFMG e para o CTVacinas. Estamos muito felizes com a aprovação para seguirmos adiante", afirma o professor da UFMG e coordenador dos testes clínicos da SpiN-TEC, Helton Santiago, que é diretor clínico do Centro de Tecnologia de Vacinas (CTVacinas).

O professor Jorge Andrade Pinto, coordenador da Unidade de Pesquisa Clínica em Vacinas (UPqVac) da UFMG, onde são realizados os testes e o acompanhamento dos voluntários, ressalta que "a fase 1 foi extremamente bem-sucedida, ao constatar segurança e definir a dose ideal da vacina. E transcorreu sem eventos adversos, com alta taxa de permanência dos voluntários". Toda a estrutura da unidade está localizada na Faculdade de Medicina.

Critérios
Para participar dos testes como voluntário, é preciso ter entre 18 e 85 anos de idade e ter recebido as doses iniciais de CoronaVac ou AstraZeneca e o reforço com Pfizer ou AstraZeneca, antes de março deste ano. Também são elegíveis apenas pessoas que nunca contraíram covid-19 ou que tiveram a doença no máximo até março (ou seja, há pelo menos seis meses). E é preciso ter disponibilidade para participar de acompanhamentos presenciais em Belo Horizonte.

Pessoas com doença crônica controlada (como hipertensão, diabetes e outras) podem se inscrever - elas passarão por uma avaliação médica para verificar se podem ou não participar dos testes clínicos. As inscrições devem ser feitas em formulário específico, e contatos podem ser feitos pelo WhatsApp (31-99972-0292).

Monitoramento por um ano
Entre as pessoas cadastradas, o CTVacinas e a UPqVac farão avaliação clínica e laboratorial para selecionar os voluntários: serão 360 para a fase 2. Cada pessoa considerada elegível para o estudo será convidada a receber a vacina SpiN-TEC, na UPqVac. Após os procedimentos, ficará em observação por até uma hora e então será liberada.

O monitoramento será feito ao longo de um ano. A equipe que executa os testes clínicos fará ligações periódicas para os voluntários para saber como estão se sentindo. E eles farão sete visitas ao centro de pesquisa da Faculdade de Medicina: uma semana após a aplicação, duas semanas, 28 dias, 90 dias, 180 dias (seis meses), 270 dias (nove meses) e 360 dias (cerca de um ano).

Trajetória
Para chegar a esta penúltima fase da última etapa, a SpiN-TEC passou por vários e criteriosos estágios, todos realizados em boas práticas laboratoriais. Em outubro de 2022, a Anvisa liberou o teste clínico da vacina. Em novembro, o imunizante recebeu o sinal verde do Conselho Nacional de Ética em Pesquisa (Conep), após passar pelo CEP, instância de avaliação ética da UFMG.

"A SpiN-TEC tem possibilitado ao Brasil criar a expertise de transferir conhecimento da pesquisa básica para a pesquisa clínica. E tem exigido que uma equipe enorme se especialize na regulação, na síntese de produtos fabricados com condições de boas práticas de manufatura e no arranjo com a indústria", diz Helton Santiago.

CTVacinas e UPqVac
O CTVacinas é um centro de pesquisas em biotecnologia, resultado de parceria estabelecida entre a UFMG, o Instituto René Rachou da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz-Minas) e o Parque Tecnológico de Belo Horizonte (BH-TEC). Pesquisadores de destaque vinculados à UFMG e à Fiocruz-Minas integram a equipe do Centro, que é dedicado ao desenvolvimento de novas tecnologias relacionadas à produção de kits de diagnóstico e vacinas contra doenças humanas e veterinárias. O CTVacinas compõe a FarmaVax, que é uma Unidade Embrapii desde julho de 2022.

Criada em 2020 para atender a demandas geradas pela pandemia de covid-19, a Unidade de Pesquisa Clínica em Vacinas (UPqVac) trabalha também, entre outras frentes, com imunização, terapêutica e prevenção de infecções relacionadas ao HIV. É certificada por instâncias nacionais e internacionais e reúne mais de 40 profissionais e pesquisadores. A unidade recebe recursos do NIH, órgão máximo de saúde dos Estados Unidos, através da rede CoVPN (Covid Prevention Trials Network), e do International Maternal, Adolescent and Pediatric Aids Clinical Trials (Impaact), entre outras instituições.

Parcerias
Os ensaios clínicos são financiados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), pela Prefeitura de Belo Horizonte, pela Assembleia Legislativa de Minas Gerais (ALMG) e pelo Congresso Nacional. Parte dos ensaios analíticos, testes de pureza do ingrediente farmacêutico ativo (IFA) e do produto final, estudos pré-clínicos de segurança e envase do produto em condições de boas práticas laboratoriais foram feitos em parceria com a Fundação Ezequiel Dias (Funed), com o Laboratório Nacional de Biociências (LNBIO) e com o Centro de Inovação e Ensaios Pré-clínicos (Cienp) e o Laboratório Cristália. Hipolabor e Ouro Fino são outros parceiros.

# data[].attributes.attachment_link.title
Anvisa autoriza penúltima etapa dos testes da SpiN-TEC, e UFMG cadastra voluntários

# data[].attributes.attachment_link.description
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) autorizou ontem (quarta, 30) o início da fase 2 dos testes clínicos da SpiN-TEC, vacina que vai...

# data[].attributes.attachment_link.title
Fiocruz mostra em vídeo etapas da produção da vacina contra covid-19

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Eduardo Geraque
A expressão de alívio dos moradores do Reino Unido ao receberem a primeira dose de uma vacina contra o novo coronavírus no início de dezembro não é fruto apenas de uma corrida acelerada por uma forma de barrar o avanço da pandemia que marcou 2020. Baseados em uma tecnologia que se vale da ação de moléculas de RNA mensageiro sintetizadas em laboratório para estimular uma resposta imunológica específica contra o vírus Sars-CoV-2, os dois imunizantes com melhores resultados nos testes em seres humanos, ambos com cerca de 95% de eficácia, inauguraram a era das chamadas vacinas gênicas. São produtos que se beneficiaram de anos de trabalho científico, com acertos e erros, e de investimentos em duas startups nem tão recentes da área de biotecnologia: a alemã BioNTech, fundada em 2008 por um casal de médicos de ascendência turca, que se associou à gigante e centenária Pfizer, dos Estados Unidos, em sua vacina contra o Sars-CoV-2; e a norte-americana Moderna, criada em 2010 em Cambridge, cidade do estado de Massachusetts vizinha a Boston.

Antes da eclosão dos primeiros casos de Covid-19, essas pequenas empresas ainda não tinham lançado nenhum produto no mercado, mas já trabalhavam com o emprego de RNA mensageiro em pesquisas para a criação de vacinas contra outras doenças. Com a pandemia, elas souberam redirecionar rapidamente esses esforços e redobraram suas apostas na tecnologia, dessa vez voltada para a busca de um imunizante eficaz contra a infecção causada pelo novo coronavírus. Embora ainda seja cedo para prever o impacto das vacinas no controle da pandemia, a estratégia parece ter sido bem-sucedida. Agora, essas vacinas, e outras que estão chegando, podem ser decisivas para ajudar a controlar uma das maiores pandemias da história, que já atingiu aproximadamente 70 milhões de pessoas e ceifou a vida de 1,6 milhão de habitantes da Terra.

Em seus primeiros cinco anos, a BioNTech - que foi fundada por Ugur Sahin, hoje com 55 anos, e Ozlem Türeci, de 53 - privilegiou a produção de conhecimento científico. Nenhum produto foi lançado no mercado, porém cerca de 150 artigos científicos foram publicados. A área prioritária dos esforços iniciais de pesquisa da empresa era o desenvolvimento de uma medicina personalizada, ancorada em tratamentos de base genética, contra o câncer. Em 2013, o foco foi ampliado e outras doenças entraram no planejamento estratégico da companhia. A empresa da dupla de pesquisadores também passou a investir em plataformas biotecnológicas lastreadas no RNA mensageiro. Desde 2018, a empresa alemã tem uma parceria com a Pfizer. A cooperação original visava criar em conjunto uma vacina contra a gripe baseada na tecnologia do RNA mensageiro. Com a eclosão da pandemia, os esforços foram rapidamente redirecionados para o desenvolvimento de um imunizante contra a Covid-19. "A BioNTech tem sido uma empresa deficitária desde nosso início, 12 anos atrás, e investimos mais de US$ 1 bilhão para desenvolver nossa plataforma de tecnologia de RNA mensageiro", disse Ryan Richardson, chefe de estratégia da BioNTech, em uma conferência do jornal britânico Financial Times realizada em 2020.

A empresa alemã é pequena e conta atualmente com 1.300 funcionários. Até recentemente, era relativamente desconhecida. Sua parceira no desenvolvimento da vacina contra a Covid-19, a Pfizer, é responsável por conduzir os testes globais e pela produção e distribuição em larga escala do imunizante. O sucesso da vacina criada pela BioNTech, cuja sede fica na cidade de Mainz, às margens do rio Reno, pode ser ilustrado por um número. Entre outubro de 2019, data em que as ações da companhia germânica entraram na bolsa Nasdaq de Nova York, e outubro de 2020, seus papéis subiram quase 260%. A startup está avaliada hoje em US$ 3,4 bilhões.

Antes da BioNTech, a dupla Sahin e Türeci - ambos filhos de imigrantes turcos e que se conheceram na Universidade do Sarre - já havia tido sucesso com outra companhia do setor biotecnológico, a Ganymed, criada em 2001, ano em que se casaram. Segundo a imprensa alemã, logo após a cerimônia de casamento, Sahin e Türeci voltaram ao laboratório para trabalhar. O objetivo da companhia, cujo nome vem de uma expressão turca que pode ser traduzida como "ganhos econômicos por meio de trabalho duro", era ser pioneira no desenvolvimento de terapias com anticorpos monoclonais contra o câncer. Em 2016, a Ganymed, que a dupla de pesquisadores administrou por oito anos em paralelo com a BioNTech, foi vendida para a farmacêutica japonesa Astellas por US$ 1,4 bilhão. A empresa era uma spin-off da Universidade de Mainz, na Alemanha, e da Universidade de Zurique, na Suíça. Os irmãos gêmeos Thomas e Andreas Strüngmann, conhecidos investidores do setor de biotecnologia, foram acionistas importantes da Ganymed e posteriormente da BioNTech.

Um caminho tecnológico similar foi trilhado pela Moderna, que trabalha no desenvolvimento da vacina contra a Covid-19 em parceria com cientistas do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas (Niaid), dos Estados Unidos. Com cerca de 800 funcionários, a startup de Massachusetts, que hoje tem nove vacinas em desenvolvimento contra várias doenças, conseguiu, ainda em março, começar primeiro do que a concorrente alemã os testes de fase 1, em humanos, de candidata a imunizante contra o coronavírus. Na fase 3, os testes também mostraram uma eficiência de 95%, similar à do produto da BioNTech/Pfizer.

"Tanto a Moderna quanto a BioNTech se valem de descobertas que foram feitas na estabilização do RNA mensageiro e na diminuição da inflamação que ele causa quando é injetado em seres humanos", afirma o imunologista Jorge Kalil, da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FM-USP). De acordo com Kalil, quando a Covid-19 surgiu, essas duas empresas foram ágeis para usar a metodologia com que já trabalhavam há algum tempo para produzir candidatos a imunizantes contra o novo coronavírus. "Elas juntaram conhecimentos, tiveram astúcia e foram beneficiadas pela sorte. Viram que a metodologia funcionava e partiram logo para os testes clínicos", afirma o imunologista. Outro fator também explica o sucesso das vacinas de RNA mensageiro até agora, segundo o pesquisador da USP: "Elas são mais rápidas de serem feitas do que as produzidas pelos métodos tradicionais. Isso porque o trecho relevante do RNA viral é obtido por síntese química". Não é preciso manusear o vírus da doença, mas apenas produzir o trecho de RNA que expressa a proteína que desencadeia a resposta do sistema imunológico. No caso do Sars-CoV-2, a proteína spike, que faz com que o vírus consiga penetrar nas células do hospedeiro.

Até o início do século, não se conseguia fazer com que o RNA mensageiro produzisse uma determinada proteína quando era injetado em um organismo vivo. A molécula com as instruções para a fabricação da proteína era instável e fácil de ser destruída pelas células de defesa animal. Em 2005, uma série de artigos científicos começou a difundir conhecimento adquirido sobre mecanismos que deixavam a estrutura do RNA mais estável quando a molécula era injetada na musculatura de animais durante os testes de laboratório. O RNA mensageiro podia ser empacotado em pequenas partículas e, assim, não era degradado na corrente sanguínea. Dentro do corpo humano, o fragmento de material genético sintético, agora estabilizado, faz com que o próprio organismo sintetize a proteína por ele codificada. Como essa proteína é idêntica à do vírus responsável pela infecção (no caso, o Sars-CoV-2), o organismo deflagra a produção de anticorpos contra essa proteína. Assim, quando o coronavírus de fato invadir o organismo vacinado, a pessoa terá um exército de células de prontidão para enfrentá-lo.

Na época, os resultados positivos com relação à estabilização do RNA mensageiro chamaram a atenção de alguns pesquisadores. Entre eles o casal da futura BioNTech e o biólogo canadense Derrick Rossi, que, em 2010, seria um dos criadores da Moderna (ele se desligou da empresa, por desentendimentos com outros sócios, em 2014). Desde o início, o foco da startup norte-americana era a tecnologia do RNA mensageiro. Dois anos depois de ser estabelecida, a empresa recebeu um investimento de US$ 40 milhões de fundos de capitais voltados para a área de biotecnologia. A gigante sueco-britânica AstraZeneca - que, no desenvolvimento de candidatas a vacina contra a Covid-19, optou por outra tecnologia (baseada no uso de adenovírus) e se aliou à Universidade de Oxford, no Reino Unido - investiu US$ 240 milhões em 2012 na Moderna para a criação de produtos biotecnológicos à base de RNA mensageiro. Até agora, no entanto, esses produtos não foram lançados no mercado pela Moderna. Nos últimos anos, uma política agressiva dos executivos da empresa atraiu milhões de dólares para os projetos da Moderna. Em 2020, por meio da Operação Warp Speed, o governo norte-americano investiu cerca de US$ 2,5 bilhões na vacina da startup contra a Covid-19.

"De fato, apesar de não conhecer em detalhes a BioNTech e a Moderna, podemos dizer que eles aproveitaram um determinado momento em que as coisas acabaram ocorrendo", afirma o infectologista Esper Kallás, da FM-USP, que, no Brasil, participa dos testes de uma vacina contra a dengue desenvolvida pelo Instituto Butantan. "Para mim, foi mais do que simplesmente sorte. Há um bom tempo essas empresas vinham trabalhando na plataforma de RNA, que, até recentemente, era apenas uma promessa."

Ao redor do mundo, existem vários outros grupos de pesquisa e startups voltados para o enfrentamento do coronavírus. Até agora, os dois imunizantes mais promissores, as vacinas da Moderna e da BioNTech/Pfizer, são mais uma prova de que o investimento contínuo e prolongado rende dividendos, ainda que, claro, o processo de maturação dos projetos possa ser longo e estar sujeito a fracassos. "A própria vacina da AstraZeneca/Oxford, que também ficou pronta rapidamente, usa como vetor um adenovírus de chimpanzé. Essa tecnologia já estava sendo pesquisada em vacinas contra outras doenças, como zika e ebola", afirma Kalil, da USP. Mas, assim como no caso das pesquisas com o RNA mensageiro, a pandemia mudou os planos de todos.

Republicar

# data[].attributes.attachment_link.description
A expressão de alívio dos moradores do Reino Unido ao receberem a primeira dose de uma vacina contra o novo coronavírus no início de dezembro não é fruto apenas de uma corrida acelerada por uma forma de barrar o avanço da pandemia que marcou 2020.

# data[].attributes.attachment_link.title
Nutrigenética e Nutrigenômica: entenda as diferenças

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Em abril de 2003, o Projeto Genoma Humano (PGH), que havia sido iniciado em 1989, foi finalizado. Objetivamos, neste trabalho, relatar a evolução do conhecimento científico que culminou na proposição da sequência de nucleotídeos do genoma humano sob a ótica da revista Ciência Hoje (CH), pioneira na popularização de ciência no Brasil. Analisamos a divulgação do PGH na revista CH de dezembro de 1984 a dezembro de 2010, intervalo que compreende: a motivação do sequenciamento do genoma humano, a fundação das instituições responsáveis pelo projeto e prosseguimento do PGH, a rivalidade com a empresa privada Celera Genomics, a publicação do primeiro rascunho, e consequências imediatas do projeto. Esperamos que a compreensão do pensamento reinante na época e dos estilos envolvidos nesse processo contribua para uma visão mais adequada da produção do conhecimento científico relacionado ao PGH e para a melhoria da educação científica de professores de biologia e de ciências.

Projeto Genoma Humano; Sequenciamento de DNA; Revista Ciência Hoje; Ensino de genética; Divulgação científica

The Human Genome Project (HGP), which began in 1989, was completed in April 2003. In this paper, we report the evolution of the scientific knowledge that culminated in the release of the human genome nucleotide sequence by Ciência Hoje (CH) magazine, a pioneer in science popularization in Brazil. We analyzed the release of the HGP in CH through December 1984 to December 2010, a range that includes the planning of the sequencing, the foundation of institutions to undertake the project and continuation of the HGP, the rivalry with the private company Celera Genomics, the publication of the first draft and the immediate consequences of the project. We hope that the understanding of the spirit of that time and the styles involved in such process contribute to an adequate view of the scientific knowledge production related to HGP and improve the scientific education of biology and science teachers.

Human Genome Project; DNA sequencing; Ciência Hoje magazine; Genetic teaching; Science popularization

O Projeto Genoma Humano

O Projeto Genoma Humano (PGH) teve como objetivo o sequenciamento dos 3,1 bilhões de bases nitrogenadas do genoma humano. O genoma é o conjunto de DNA de um ser vivo, e o DNA é formado pela ligação sequencial de moléculas denominadas nucleotídeos. Estes são constituídos por três componentes, representados na Figura 1: a molécula de fosfato, a molécula de açúcar, denominada desoxirribose e a base nitrogenada. As bases nitrogenadas podem ser de quatro tipos: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). A ordem com que os nucleotídeos são dispostos no DNA é que faz com que uma molécula difira da outra. Podemos determinar esta diferença por meio do sequenciamento dos genomas. Como as moléculas de fosfato e açúcar são sempre as mesmas, a ordem da sequência é dada pelas bases nitrogenadas. Por exemplo, este pequeno fragmento de DNA representado na Figura 1 é constituído pela sequência AGCT.

O grupo que se propôs a sequenciar o genoma humano consistiu em um consórcio público internacional, liderado pelo National Human Genome Research Institute (NHGRI), subordinado ao National Institute of Health (NIH) dos Estados Unidos. Reunindo equipes de pesquisa e laboratórios de vários países, seu objetivo central era o sequenciamento completo do genoma humano. Um dos projetos mais ousados no campo das ciências biomédicas, sua proposta foi lançada pelo Department of Energy (DOE) na década de 1980, motivada por um ímpeto de investimento em pesquisas genéticas, a impulsionar pesquisas relacionadas à Biologia Molecular. No caso do sequenciamento, o objetivo era construir uma base informacional que contribuísse para a medicina no campo das síndromes relacionadas a exposição à radiação.

Resultado de discussão ocorrida em vários encontros de Biologia Molecular, em 1989, o PGH foi oficialmente iniciado sob a direção de um dos responsáveis pela descrição da estrutura da molécula de DNA, James Watson, então diretor do NHGRI. Em 1992, Watson foi substituído por Francis Collins (). Dentro do país, o DOE era um importante colaborador. Fora do país, a fundação da Human Genome Organization (HuGO) garantiu a coordenação multinacional do projeto. A estimativa inicial de custo era de um dólar por base de DNA sequenciada (), que projetava uma pesquisa onerosa; e o grande volume de informação a ser gerada sugeria, pelo menos, 15 anos para a sua conclusão.

A possibilidade de lucro com o patenteamento de regiões do genoma humano atraiu o interesse do cientista e empresário em biotecnologia John Craig Venter, que, em maio de 1998, anunciou a criação da empresa privada Celera Genomics. Uma joint-venture formada por meio do apoio capital da empresa de equipamentos e suprimentos Perkin Elmer, a Celera se comprometeu em sequenciar todo o genoma humano até 2001, contra o final então previsto pelo consórcio público para 2003 (). Com uma tecnologia inovadora, o whole-genome shotgun, empregada com sucesso no sequenciamento do genoma da Drosophila melanogaster (), a Celera realizou o procedimento com o genoma humano em aproximadamente 13 meses ().

O investimento da Celera trazia preocupações ao consórcio internacional. Iniciava-se, assim, uma rivalidade que alavancou o PGH. Movidos pelo receio de um possível "loteamento" do genoma humano pela Celera, o PGH tomou por objetivo terminar seu trabalho antes da empresa privada. Segundo o geneticista Sérgio Pena, "Estima-se que o projeto público tenha usado seiscentos sequenciadores de DNA espalhados em laboratórios de vários países. Por outro lado, a Celera utilizou cerca de 300 sequenciadores, todos sob o mesmo teto" (, p. 65).

A corrida entre os dois grupos terminou com a apresentação, em rede mundial, do rascunho do genoma, na cerimônia do ano 2000 na Casa Branca ( Figura 2). "Os diretores dos dois grupos rivais, Francis Collins e J. Craig Venter, declararam uma vitória conjunta - e anunciaram uma trégua implícita - em suas corridas para decifrar o livro da vida" (, p. 54).

Porém, a publicação desse rascunho só ocorreu em fevereiro de 2001, dias 15 e 16, respectivamente pelas revistas Nature e Science ( Figura 3). A conclusão oficial do projeto aconteceu em abril de 2003, junto às comemorações dos cinquenta anos de descrição da estrutura molecular do DNA.

O produto final do projeto consistiu no sequenciamento de um genoma-referência composto por genomas de diferentes povos. Eram amostras de doadores anônimos, oriundos de diferentes grupos étnicos. Em 2007, foi descrita a primeira sequência genômica completa diploide de um único indivíduo. Essa foi conhecida como HuRef, e o genoma, no caso, era o de Craig Venter ().

Por sua vez, a conclusão do Projeto Genoma não atendeu as expectativas propagadas por Francis Collins: benefícios imediatos que levariam à cura de diversas doenças congênitas e grande avanço às pesquisas biomédicas (). Sem dúvida, houve um imenso avanço em relação ao conhecimento do genoma humano. Mas, se no início do milênio a mídia esperava noticiar avanços médicos com grande euforia, no fim dessa mesma década, humildes reportagens e entrevistas apresentavam a dificuldade de um leigo identificar ou entender algum benefício imediato resultante do sequenciamento do genoma humano ().

As perspectivas pós-genômicas encontram-se no surgimento de outras áreas de pesquisa, outros "omas", onde o genoma se apresentava apenas como uma informação inicial, o pioneiro. No entanto, o avanço que o pioneiro estudo da genômica trouxe teve efeito avassalador na "Biologia Molecular do século XXI", como um ponto de partida básico, uma referência, que guia estudos e investigações a um sem-número de descobertas a cada dia.

Divulgação científica

As novidades tecnológicas e descobertas científicas, cada vez mais, se aproximam do cotidiano da população em geral, e suas consequências são de importância direta para o cidadão e a sociedade. Assim como a alfabetização ortográfica e gramatical se tornou indispensável para o exercício pleno da cidadania no século XX, em tempos de vida artificial, recriação do Big-Bang, desastres ambientais em escala local e consequência global, a alfabetização científica e tecnológica é de suma importância para o cidadão do terceiro milênio.

Segundo , a sociedade contemporânea clama por uma educação científica que atenda às exigências decorrentes do estado atual do conhecimento científico e suas aplicações, especialmente na área da genética. "Ao contrário do que frequentemente ocorre em economia e política, pesquisas científicas raramente rendem uma manchete de jornal. Quando isso ocorre, é sinal evidente de que as coisas no mundo já não são as mesmas de antes" ().

A revista Ciência Hoje

Pioneira em divulgação científica no país, a revista Ciência Hoje (CH) pode ser considerada um meio de comunicação direta do público leigo com o ambiente acadêmico e de pesquisa. De circulação nacional, a revista publicada pelo Instituto Ciência Hoje (ICH), sob a chancela da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), possui grande parte de seus artigos escritos por importantes pesquisadores das principais universidades e centros de pesquisa do país, assim como jornalistas com experiência em divulgação de ciência. Essa característica confere confiabilidade à publicação, tanto pela comunidade científica, quanto pelos professores da Educação Básica.

Desde lá, a"família Ciência Hoje" cresceu, ganhando o Jornal da Ciência Hoje, o en-carte infantil (futura revista) Ciência Hoje para Crianças, e o suplemento Technologia, além de vários números especiais, como Amazônia, Nordeste, Eco - Brasil etc. (). A fundação do ICH oficializou os objetivos da CH para além da revista, que, após a popularização da internet, se integrou a uma plataforma virtual, com colunistas fixos e grande diversidade temática, tanto para crianças, como para professores e pessoas leigas.

Desde 1982, são mais de trinta anos de publicações quase ininterruptas, onde, por diversas vezes, a revista sofreu mudanças estruturais e de layout, assim como o perfil de redação de suas matérias. A regularidade de sua publicação alterou-se, de bimestral para mensal, de acordo com a situação econômica da SBPC e do país. Porém, na última década, não somente a publicação se regularizou, como adquiriu grande qualidade. Atualmente, a revista publica 11 números anualmente, já que a edição de janeiro é publicada conjuntamente com a de fevereiro.

Formação de professores

No que tange ao professor de ciências, os cursos de formação continuada ainda são poucos perante a série de novidades e termos científicos que ganham nosso cotidiano em produtos e tecnologia e na mídia, essenciais em seu vocabulário. Nanotecnologia, antimatéria e engenharia genética estão presentes em nosso cotidiano há décadas, desde exames médicos ao alimento que ingerimos ou roupa que vestimos. Para os docentes, a compreensão dessas novidades deve ser contínua, assim como os pesquisadores e cientistas o fazem ao acompanharem periódicos científicos.

Diferentemente da população leiga, que não domina conceitos técnico-científicos, espera-se que o professor de ciências detenha esse saber, uma vez que compete a ele orientar a construção do conhecimento científico dos alunos. Logo, matérias de divulgação importantes, assim como os artigos dos cientistas, se configuram essenciais para a sua atualização. Quando se pensa no contexto escolar, a participação da divulgação científica ganha uma nova dimensão; e compete, ao professor, a erudição na linguagem da ciência, possibilitando cumprir seu papel social sem trazer prejuízos a seus alunos e à sociedade. Em tese, sua leitura deve ser isenta de equívocos, possibilitando trazer, à sala de aula, assuntos atuais em ciência, em uma discussão construtiva e relevante. O professor deve ser capaz de identificar fontes idôneas e realizar uma leitura confiável.

De acordo com , a importância de discutir com os alunos os avanços da ciência e tecnologia, suas causas, consequências, os interesses econômicos e políticos, de forma contextualizada, está no fato de que devemos conceber a ciência como fruto da criação humana. sugere que o professor pode atuar como mediador entre os historiadores da ciência e os estudantes ao utilizar a História da Ciência como estratégia para problematizar concepções de ciência e conteúdos de ciências. Segundo Fleck (1986 apud , p. 224),

[...] a História da Ciência, inserida na educação científica, poderá oportunizar um caminho de orientação aos alunos na apropriação de uma concepção de ciência como atividade humana, construída na interação entre o sujeito cognoscente, o objeto a conhecer e o 'estado do conhecimento'.

Assim, como forma de lançar luz a um dos episódios mais importantes da história recente da ciência, o presente trabalho analisa a evolução do conhecimento científico que culminou na proposição da sequência de DNA do genoma humano, e sua aceitação pela comunidade científica sob a ótica da revista de divulgação científica Ciência Hoje. Esperamos que este "retrato" do Projeto Genoma Humano contribua para o desenvolvimento de uma visão mais adequada sobre a construção do conhecimento científico relacionado ao tema e para a melhoria da educação científica, especialmente na formação de professores de ciências biológicas.

Visando acompanhar o relato do PGH por meio da revista Ciência Hoje, foram investigados todos os seus números, em um intervalo que compreende de dezembro de 1984 a dezembro de 2010. Este período compreende desde a ideia original do projeto, sua concepção e desenvolvimento, até a sua conclusão. Foram selecionados 18 artigos cuja temática principal era o PGH, ou que divulgassem algum estudo ou discussão relevante ao tema, citando a importância do projeto ( Quadro 1). A partir desses artigos, traçou-se uma evolução histórica do projeto, sob a perspectiva da revista, possibilitando caracterizar transformações conceituais e o impacto dos resultados do PGH na comunidade científica.

O nascimento do Projeto Genoma Humano

Já em 1993, o artigo "A megaciência dos genes" (v. 15, n. 88) dedicou-se em caracterizar o que era o PGH. Com uma expectativa exacerbada do potencial do sequenciamento do genoma humano, a euforia dos autores nesse artigo ficava clara em expressões como "o mais ambicioso programa de pesquisa biológica de todos os tempos", "mega aventura científica" e "o código químico necessário para moldar a vida." Mostra-se presente, também, a concepção, que permearia durante grande parte da década, de que o genoma humano era composto por cerca de 100 mil genes. Com boxes explicativos e denso texto em linguagem acessível, este artigo apresenta, sumariamente, uma perspectiva global do projeto, possibilitando uma visão mais crítica aos conflitos éticos e problemas no andamento do Projeto Genoma. Nesse contexto, o PGH já tinha uma história em andamento, um corpo de trabalho formado e metodologia elaborada, e o mundo começava a conhecer melhor o que viria a ser o genoma humano e o desafio de mapeá-lo.

O ano seguinte foi marcado por artigos peculiares. Em uma mesma revista, abril de 1994 (v. 17, n. 99), foram publicadas discussões éticas acerca do PGH, o qual se tornara mais popular na mídia, incluindo a CH, e uma reportagem sobre a publicação do primeiro mapa do genoma. O primeiro, intitulado "Como enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano?" (1994) foi um debate promovido pela revista, com opiniões de pesquisadores brasileiros acerca de questões éticas relativas ao PGH. É o primeiro artigo a se dedicar totalmente a um enfoque bioético. Porém, em alguns discursos fica clara uma perspectiva equivocada e visão reducionista sobre a contribuição da informação completa do genoma humano à ciência biomédica e à sociedade. Um dos convidados, em um discurso perigosamente simplório, deixa entender que o genoma abriga todas as informações da constituição de um indivíduo, inclusive seu comportamento. Para ele, por intermédio de um mapa genético, poderiam se traçar todos os potenciais de um indivíduo. O pesquisador defendia uma fantasiosa realidade futura, em que a utilização desta informação se faria necessária a decisões políticas e jurídicas, de acordo com a natureza do indivíduo. Porém, apesar deste e outros deslizes ingênuos, como a concepção de uma iminente terapia gênica eficaz, a surgir nos próximos anos (até hoje ainda inconsistente), há uma discussão coerente relacionada à preocupação com a restrição dos benefícios dos resultados do PGH a apenas parte da população. Quebrando uma perspectiva de ciência neutra, discute-se que a sociedade precisa se preocupar com os problemas sociais, que, em países como o nosso, causam mais mortes que doenças genéticas.

O outro artigo dessa edição, "O primeiro mapa do genoma" (1994), divulga a conclusão de um mapa genômico, publicado na Nature por um grupo de estudos francês, o Centro de Estudos do Polimorfismo Humano, liderado por Daniel Cohen. Este mapa ainda apontava a perspectiva de 100 mil genes para o genoma humano. Pesquisadores convidados da CH comentam e traçam perspectivas triviais aos resultados do projeto, como o estudo de doenças, questões éticas e legais, e possíveis tratamentos futuros, como a terapia gênica.

Nesse mesmo ano, a pesquisa de Cohen e a citação do PGH foram tópicos presentes em outro artigo da CH. No artigo "Combate a doenças tropicais" (v. 18, n. 101), é relatada a criação do Projeto Genoma dos Parasitos (PGP), e sugere-se uma contribuição de até 5% da verba do PGH para esse tipo de pesquisa, com perspectivas de ser um conhecimento com potencial a ajudar no combate a doenças que assolam os países de terceiro mundo. No box denominado "Cooperar não é competir', uma discussão com dois pesquisadores que participaram da elaboração das linhas gerais do PGP, critica a necessidade de abrangência do PGH aos países de terceiro mundo, apresentando a aplicação à saúde e o benefício do paciente como principal objetivo do sequenciamento.

O desenvolvimento do Projeto Genoma Humano e o nascimento da proteômica

O ano 2000 se destaca pelo acirramento da rivalidade entre os pesquisadores do PGH e a Celera Genomics, e pela iminência da publicação do primeiro rascunho do genoma. O projeto foi citado em muitos artigos desse ano, que, por sua vez, também foi caracterizado pela divulgação de projetos genomas de outros organismos. Dentre as citações publicadas na CH, pode-se destacar a conclusão do mapa genético da bactéria agrícola Xyllela fastidiosa, pesquisa realizada por equipe brasileira (v. 27, n. 159), e o da Drosophila melanogaster (v. 27, n. 161), realizado pela equipe da Celera. A preocupação com a cobertura do PGH foi grande, em cinco artigos, que se dedicaram inteiramente a discutir os principais avanços do projeto, no decorrer desse ano.

Em novembro de 2000 (v. 28, n. 166), o genoma foi matéria de capa da CH, em duas publicações diferentes na mesma edição, com grande número de páginas. Os artigos, organizados por , 2000b)______. Genoma decifrado, trabalho dobrado. Ciência Hoje, São Paulo, v. 28, n. 166, p. 22-27, nov. 2000b. , são bastante diferentes entre si, sendo o primeiro mais uma contextualização do PGH, possivelmente para preparar o leitor para uma interpretação crítica do segundo, uma discussão ética conduzida pela jornalista científica e convidados.

Um fato notório é que todos os profissionais consultados apresentam uma visão abrangente do PGH, até mesmo os teólogos, representados por um judeu e um cristão. Esses compartilham com biólogos, médicos e advogados, à sua maneira, o reconhecimento de potencialidades positivas e a preocupação com a propagação da discriminação genética e mau uso desse saber.

A publicação do rascunho do genoma, pelas revistas Nature e Science, em fevereiro de 2001, ocorreu no momento em que o mundo caminhava em um clima futurista no início do século XXI. Neste ano, a primeira publicação relacionada ao PGH foi uma entrevista com o físico e químico , um dos pioneiros da tecnologia de sequenciamento do DNA, intitulada "Rumo ao Proteoma" (v. 29, n. 173). O artigo pode ser visto como uma reflexão sobre a perspectiva posterior aos resultados do rascunho do genoma. Ele afirma que "a revelação de que talvez tenhamos um número pequeno de genes mostra que devemos prestar mais atenção em aspectos como a interação das proteínas" (, p. 10). É notório, no discurso de , o apoio à política de patenteamento de sequências gênicas. Para este, "o papel do patenteamento de genes e drogas é encorajar invenções" (, p. 11). Essa opinião polêmica apresenta um equívoco entre o conceito de invenção e descoberta, já que os genes não são invenções humanas. Isto suscita questões éticas, como quem tem direitos sobre o que é natural, e se o patrimônio genético pode ser de tutela privada. No entanto, a opinião de não surpreende, já que é um dos fundadores da Myriad Genetics, empresa de biotecnologia que ganhou fama ao patentear o teste genético de rastreamento de mutações nos genes BRCA1 e BRACA2, envolvidos no câncer de mama e ovário hereditários.

A descoberta de uma diversidade muito maior de proteínas do que de genes causou grande alvoroço, enfatizando a necessidade de se desenvolverem estudos para explicar esse fato, por meio dos mapas de interações metabólicas e proteicas das células. Nota-se um crescimento exponencial da importância da proteômica na virada do milênio, assim como a necessidade de novas áreas de estudo, como o transcriptoma e metaboloma, em meio às questões que surgiram com o avanço da tecnologia e dos conhecimentos na Biologia Molecular.

A era pós-genômica

De forma similar, , químico britânico laureado com o Nobel de Medicina pelo seu trabalho com o C. elegans, e colaborador do PGH, também responde a uma entrevista, no artigo de setembro desse ano, "Ética e Genética" (v. 35, n. 208). Em suas respostas, apresenta um "mercado científico", onde as principais investigações e focos de financiamento se dão em pesquisa aplicada, que tenham algum retorno financeiro. O autor critica esse jogo de interesses no campo da ciência, que motiva a privatização de genes, e renega o combate de problemas de países pobres, não contemplados com benefícios de investigações científicas para essa finalidade.

O último artigo selecionado nesta evolução histórica, "DNA Não-Codificador: o lixo que vale ouro" (v. 38, n. 228) de Paulo Amaral e Helder Nakaya, publicado em 2006, caracteriza os principais resultados do PGH como uma informação de base, popularizada como conhecimento consolidado em Biologia Molecular. Observa-se que o genoma é apresentado de forma comum, como referencial teórico para se entender o escopo da discussão que trazem sobre o "DNA-lixo". Neste artigo, resultados da genômica têm destaque no quadro comparativo de genomas de organismos, o qual mostra que o número de genes da espécie humana não é muito diferente de peixes, vermes ou protozoários. O principal foco do artigo é a apresentação da relevância do DNA não-codificador, tradicionalmente negligenciado, que ganhou enorme destaque após os avanços em Biologia Molecular decorrentes dos resultados do PGH.

A era pós-genômica consistiu no desenvolvimento da proteômica, transcriptômica e metabolômica, assim como no estudo de regiões não codificantes do DNA, rico em micro-R-NAs e sequências reguladoras da expressão gênica.

Em meio a uma miscelânea de fatos científicos noticiados pela CH, o PGH já não configurava mais um assunto a merecer grande destaque, tendência a se notar nos artigos após 2003. Assim como a descrição da estrutura em dupla-hélice da molécula de DNA tornou-se inerente a toda uma Biologia Molecular que estava nascendo, agora o conhecimento genômico adquire essa característica, como um marco inicial a uma Biologia Molecular do século XXI.

No decorrer de um pouco mais de duas décadas, o Projeto Genoma Humano se mostrou um dos ícones de avanço científico e tecnológico. Claramente abordado neste período, o PGH foi notícia recorrente, sendo eventualmente citado em artigos com outras abordagens, sobretudo após a consolidação das tecnologias de sequenciamento, onde o genoma de diversas espécies ganhou bancos de dados, em um crescente esforço de descrição biológica. De forma similar aos taxonomistas e sistematas, que caracterizam uma espécie pela sua morfologia, agora, o genoma tem seus caracteres identificados.

A abordagem do PGH por meio da CH acompanhou as expectativas fantásticas que o mundo cultivava acerca do projeto. Notou-se grande euforia no início do projeto, onde autores apresentavam fatos e números, imersos em uma névoa de excitação. Essa exaltação difundia uma ideia do sequenciamento como o marco entre a biologia de estudos restritos e pontuais do século XX e a nova biologia do século XXI, holista, capaz de analisar o indivíduo por inteiro por meio de seu mapa gênico. Perspectivas exacerbadas traziam, no mapa completo do genoma, a resposta para todas as perguntas celulares. Mas, concluiu-se que ainda serão necessários muitos anos, décadas, séculos, até que o que se esperou responder com o genoma torne-se informação palpável para ajudar a responder questões complexas de uma perspectiva holista e completa do funcionamento do nosso organismo.

Por outro lado, novos campos de pesquisa surgiram, como a proteômica e a transcriptômica. Algumas doenças genéticas também têm sido tratadas por meio de terapia gênica.

Finalmente, é interessante ressaltar a incontestável relação entre as corridas genômica e a da chegada à Lua, ambas realizadas entre os países "tecnologicamente competentes" para participar. A primazia genômica dos Estados Unidos foi defendida com o mesmo fervor que colocou os astronautas norte-americanos na Lua, antes dos soviéticos. Nos Estados Unidos, ambas as corridas estavam imbuídas de uma superexpectativa de dias melhores, assim como melhores condições de vida. No entanto, estamos ainda tentando digerir a informação gerada por ambos os projetos. Esta reflexão nos aponta um caminho mais humilde, onde a única certeza é a de que estamos apenas no começo.

ADAMS, D. A. et al. The genome sequence of Drosophila melanogaster Science, Washington, v. 287, n. 5461, p. 2185-2195, 24 Mar. 2000.

ALVETTI, M. A. S. Ensino de física moderna e contemporânea e a revista Ciência Hoje 1999. 169 f. Dissertação (Mestrado em Educação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1999.

AMARAL, P. P. R.; NAKAYA, H. I. DNA não-codificador: o lixo que vale ouro. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 38, n. 228, p. 36-42, jul. 2006.

BELIZÁRIO, J. E. Proteoma: o desafio tecnológico do século 21. Ciência Hoje, São Paulo, v. 27, n. 162, p. 78-81, jul. 2000.

COMO enfrentar os problemas éticos do Projeto Genoma Humano? Ciência Hoje, São Paulo, v. 17, n. 99, p. 31-35, abr. 1994.

COSTA, V. R. As promessas e os riscos. Ciência Hoje, São Paulo, v. 28, n. 166, p. 28-35, nov. 2000a.

______. Genoma decifrado, trabalho dobrado. Ciência Hoje, São Paulo, v. 28, n. 166, p. 22-27, nov. 2000b.

GALLER, R. Decifrando os genes humanos. Ciência Hoje, São Paulo, v. 5, n. 29, p. 16-17, mar. 1987.

GARCIA, E. S. O passo seguinte do genoma. Ciência Hoje, São Paulo, v. 24, n. 144, p. 50-51, nov. 1998.

GILBERT, W. Rumo ao proteoma. Ciência Hoje, São Paulo, v. 29, n. 173, p. 8-11, jul. 2001.

GOFFEAU, A. As modas da ciência. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 34, n. 202, p. 8-10, mar. 2004.

GUIMARÃES FILHO, A. P. A pré-história hoje. Ciência Hoje, São Paulo, v. 14, n. 82, p. 40, jul. 1992.

LEITE, M. As promessas do genoma São Paulo: Ed. da Unesp, 2006.

LEITE, R. C. M. A produção coletiva do conhecimento científico: um exemplo no ensino de genética. 2004. 219 f. Tese (Doutorado em Educação) - Centro de Ciências da Educação, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2004.

LIMA, A. P. C. A. Decifrado o genoma de três parasitas. Ciência Hoje, São Paulo, v. 37, n. 219, p. 12, set. 2005.

MASSARANI, L. Combate a doenças tropicais. Ciência Hoje, São Paulo, v. 101, n. 18, p. 88-90, jul. 1994.

MOREIRA, I. C. A inclusão social e a popularização da ciência e tecnologia no Brasil. Inclusão Social, Brasília, v. 1, n. 2, p. 11-16, abr-set. 2006.

PIMENTA, A. M. C. Os desafios do proteoma. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 32, n. 192, p. 16-22, abr. 2003.

PINHEIRO, N. A. M.; SILVEIRA, R. M. C. F.; BAZZO, W. A. Ciência, tecnologia e sociedade: a relevância do enfoque CTS para o contexto do ensino médio. Ciência & Educação, Bauru, v. 13, n. 1, p. 71-84, 2007.

O PRIMEIRO mapa do genoma. Ciência Hoje, São Paulo, v. 17, n. 99, p. 50-51, abr. 1994.

PROSDOCIMI, F.; SANTOS, F. S. Sobre bioinformática, genoma e ciência. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 35, n. 209, p. 54-57, out. 2004.

RUMJANEK, F. O 22 já foi, só faltam 22. Ciência Hoje, São Paulo, v. 27, n. 158, p. 11-12, mar. 2000.

SCHEID, N. M. J.; FERRARI, N.; DELIZOICOV, D. A construção coletiva do conhecimento científico sobre a estrutura do DNA. Ciência & Educação, Bauru, v. 11, n. 2, p. 223-233, 2005.

SILVA, M. V. F. Pequenos RNAs: um mundo novo e revolucionário. Ciência Hoje, São Paulo, v. 35, n. 206, p. 30, jul. 2004.

SOUZA, S. J. O ponto X do sexo. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 36, n. 215, p. 11-12, maio 2005.

SULSTON, J. Ética e genética. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v. 35, n. 208, p. 8-11, set. 2004.

VENTER, J. C. et al. The sequence of the human genome. Science, Washington, v. 291, n. 5507, p. 1304-1351, 16 fev. 2001.

VIEIRA, C. L.; MASSARANI, L.; MUNIZ, M. A megaciência dos genes. Ciência Hoje, São Paulo, v. 15, n. 88, p. 52-57, mar. 1993.

ZATZ, M. A importância dos estudos sobre o cromossomo 21. Ciência Hoje, São Paulo, v. 28, n. 163, p. 13-14, ago. 2000.

# data[].attributes.attachment_link.title
Projeto Genoma Humano: um retrato da construção do conhecimento científico sob a ótica da revista Ciência Hoje

# data[].attributes.attachment_link.description
Em abril de 2003, o Projeto Genoma Humano (PGH), que havia sido iniciado em 1989, foi...

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Você está aqui: FoRC " Notícias " Qual a relação entre alimentação, genética e saúde?

Por danielamaia - Difusão

Última atualização em 23/09/2015

De acordo com o professor Thomas Ong, pesquisador do FoRC e especialista em nutrigenômica, após o sequenciamento do DNA humano, pelo Projeto Genoma, sabe-se que a saúde do indivíduo está ligada a uma série de fatores além dos genéticos. "Havia uma expectativa de que a cura de doenças como câncer, diabetes, obesidade e outras pudesse ser uma consequência direta do sequenciamento do DNA. Mas isso não ocorreu. Constatou-se que as variáveis ambientais pesam também e que a genética, sozinha, não explica tudo", resume.

Segundo ele, hoje as pesquisas tentam entender como os fatores ambientais influenciam o funcionamento dos genes. E um dos fatores ambientais preponderantes é a alimentação. "Os alimentos, além de conter nutrientes como carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e minerais, contêm os chamados compostos bioativos. E cada um desses compostos tem diferentes maneiras de afetar o funcionamento dos genes. Dependendo dessa influência, o indivíduo tem chances maiores ou menores de desenvolver determinadas doenças, ou de preveni-las", explica Ong. "Os pesquisadores estão procurando entender o que esse conjunto de bioativos faz no organismo."

Além do mais, hoje se sabe que os indivíduos têm variações genéticas. De acordo com as combinações dessas variações, a pessoa pode ter maior ou menor propensão ao desenvolvimento de doenças. "Com base nas informações que hoje conseguimos obter por meio de pesquisas desenvolvidas nesse momento pós Projeto Genoma Humano, queremos tornar possível predizer os riscos de desenvolvimento de enfermidades. Assim poderemos interferir, inclusive, manipulando a dieta dos indivíduos, tanto para ajudar a impedir o aparecimento delas quanto para melhorar a performance do organismo", prevê. "As doenças crônicas demoram décadas para se manifestar. O que significa que há tempo para se cuidar, melhorar a alimentação e os hábitos sedentários."

O professor salienta que o bom senso de evitar o excesso de sal, gordura e açúcar continua válido. "Olhando para o futuro, posso destacar a importância do consumo de frutas e verduras. É sabido, pelos estudos em curso, que elas promovem maior proteção contra doenças crônicas."

Compartilhar

# data[].attributes.attachment_link.title
Qual a relação entre alimentação, genética e saúde? - FoRC - Centro de Pesquisa em Alimentos

# data[].attributes.attachment_link.description
Você está aqui: FoRC » Notícias » Qual a relação entre alimentação, genética e saúde?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
SEÇÃO TEMÁTICA - MÉTODOS EM NUTRIÇÃO THEMATIC SECTION - METHODS IN NUTRITION

Nutrição no pós-genoma: fundamentos e aplicações de ferramentas ômicas

Nutrition in the post-genome era: 'omic' tools basics and applications

Eliane FialhoI; Fernando Salvador MorenoII; Thomas Prates OngIII

I Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Nutrição Josué de Castro, Departamento de Nutrição Básica e Experimental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil

II Universidade de São Paulo, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Departamento de Alimentos e Nutrição Experimental, Laboratório de Dieta, Nutrição e Câncer. São Paulo, SP, Brasil

IIIUniversidade de São Paulo, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Departamento de Alimentos e Nutrição Experimental, Laboratório de Dieta, Nutrição e Câncer. Av. Prof. Lineu Prestes, 580, Bloco 14, 05508-900. São Paulo, SP, Brasil. Correspondência para/ Correspondence to: T.P. ONG. E-mail: < tong@usp.br>

RESUMO

Após seqüenciamento do genoma humano, os estudos genômicos têm se voltado à elucidação das funções de todos os genes, bem como à caracterização de suas interações com fatores ambientais. A nutrigenômica surgiu no contexto do pós-genoma humano e é considerada área-chave para a nutrição nesta década. Seu foco de estudo baseia-se na interação gene-nutriente. Esta ciência recente tem como objetivo principal o estabelecimento de dietas personalizadas, com base no genótipo, para a promoção da saúde e a redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis como as cardiovasculares, o câncer, o diabetes, entre outras. Nesse contexto, é fundamental a aplicação na área de nutrição das ferramentas de genômica funcional para análise do transcritoma (transcritômica), do proteoma (proteômica) e do metaboloma (metabolômica). As aplicabilidades dessas metodologias em estudos nutricionais parecem ilimitadas, pois podem ser conduzidas em cultura de células, modelos de experimentação em animais, estudos pré-clinicos e clínicos. Tais técnicas apresentam potencial para identificar biomarcadores que respondem especificamente a um determinado nutriente ou composto bioativo dos alimentos e para estabelecer as melhores recomendações dietéticas individuais para redução do risco das doenças crônicas não transmissíveis e promoção da saúde.

Termos de indexação: Nutrição em saúde pública. Nutrigenômica. Transcritômica. Proteômica.

ABSTRACT

After sequencing the human genome, genomic studies have been focusing on elucidating the function of all genes, as well as characterizing their interactions with environmental factors. Nutrigenomics emerged in the pos-genome era and is considered a key-area for nutrition in the present decade. Its research focus is nutrient-gene interaction. The main objective of this recent science is to establish personalized genotype-based diets that promote health and reduce the risk of non-communicable chronic diseases such as cardiovascular diseases, cancer, diabetes and others. In this context, it is essential to use functional genomic tools to analyze the transcriptome (transcriptomics), proteome (proteomics) and metabolome (metabolomics) in the field of nutrition. The applicabilities of such methodologies in nutritional studies seem unlimited since they can be conducted in cell cultures, animal models and pre-clinical and clinical studies. Such techniques may allow one to identify biomarkers that respond specifically to a certain dietary nutrient or bioactive compound and to establish the best individual dietary advice to reduce the risk of non-communicable chronic diseases and promote health.

Indexing terms: Nutrition public health. Nutrigenomics. Transcriptomics. Proteomics.

INTRODUÇÃO

Esta recente ciência tem como objetivo principal o estabelecimento de dietas personalizadas, com base no genótipo, para a promoção da saúde e a redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis, como as cardiovasculares, o câncer, o diabetes, entre outras 6,7.

Nutrientes e CBAs podem atuar em diferentes alvos moleculares ¹⁰⁻¹³ e alterar todas as etapas da expressão gênica ⁹. Assim, por exemplo, as vitaminas A e D, bem como os ácidos graxos, apresentam ações diretas ao ativarem receptores nucleares e induzirem a transcrição gênica ⁴. Compostos bioativos, como o resveratrol presente no vinho tinto e a genisteína na soja, podem também apresentar ações transcricionais, no caso indiretas, influenciando vias de sinalização molecular como a do fator nuclear kappa B (NFκB). Adicionalmente, ferro e β-caroteno ¹⁰ apresentam ações pós-transcricionais, modulando a estabilidade do RNA mensageiro ou, ainda, sua tradução em proteínas nos ribossomos.

Do ponto de vista tecnológico, o surgimento da nutrigenômica foi favorecido pelo impressionante desenvolvimento das ferramentas ômicas ocorrido na última década, muito em parte devido ao Projeto Genoma Humano 9,14. Alguns autores definem, inclusive, nutrigenômica como a aplicação de ferramentas de genômica funcional na área de nutrição 4,6. Dentre essas, destacam-se as que possibilitam a análise do transcritoma (transcritômica), proteoma (proteômica) e metaboloma (metabolômica) ( Figura 1). Diferentemente do genoma (conjunto do material genético), que se modifica lentamente, ao longo de gerações, o transcritoma, o proteoma e o metaboloma (conjunto em um dado momento de transcritos, proteínas e metabólitos, respectivamente) sofrem alterações constantes, em resposta a diferentes fatores ambientais, incluindo a alimentação ⁹.

Vale ressaltar que o impacto científico das ferramentas ômicas já foi comparado, inclusive, à invenção do microscópio ³. A grande vantagem dessas tecnologias é a possibilidade de analisar diferentes sistemas de forma global ¹⁴. Nesse sentido, seu uso possibilita aos pesquisadores na área de nutrição elucidar questões complexas a respeito da interação gene-nutriente ⁷. A integração das diferentes metodologias ômicas (transcritômica, proteômica e metabolômica) apresenta potencial de desenvolvimento de biomarcadores para o estado de saúde; de identificação de alterações precoces no desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis; de diferenciação entre indivíduos que respondem e não respondem a intervenções dietéticas; além da descoberta de CBAs benéficos 7,9,15.

Transcritômica

Atualmente a tecnologia de DNA microarrays (microarranjos de DNA) representa a principal ferramenta para análise transcritômica, que possibilita avaliar simultaneamente até 50 mil transcritos ⁷. Esse alto desempenho é a grande vantagem dos microarranjos de DNA, quando comparados a metodologias tradicionais como RT-PCR ( reverse transcriptase - polymerase chain reaction; transcrição reversa reação em cadeia da polimerase), real time PCR; PCR em tempo real; northern blots e differential displays ¹⁶ que permitem, geralmente, a análise de um transcrito por vez, por meio de amplificação por PCR ou hibridização, ou, ainda, por meio de seqüenciamentos de DNA complementar (cDNA).

Como vantagens adicionais dos microarranjos de DNA ressalta-se a possibilidade de elucidar, de forma holística, as vias moleculares afetadas por nutrientes e compostos bioativos dos alimentos e, além disso, o estabelecimento de novas hipóteses de estudo, mais direcionadas e que, muitas vezes, não seriam consideradas a princípio 5,17.

A tecnologia de microarranjos de DNA baseia-se na capacidade de moléculas de DNA em fita simples de se hibridizarem a seqüências complementares de DNA. Os arranjos consistem em milhares de seqüências de DNA, cada uma representando um gene, organizadas de forma ordenada em uma matriz de vidro, semelhante a uma lâmina de microscópio. O conhecimento das seqüências de DNA (probes - sondas) permite a quantificação da abundância de transcritos específicos em uma amostra biológica ¹⁶.

Cada experimento de microarranjo de DNA consiste em 5 etapas: (1) produção do microarranjo; (2) extração de RNA da amostra biológica; (3) hibridização dos ácidos nucléicos marcados com o microarranjo; (4) detecção do sinal e visualização dos dados; (5) processamento e análise dos dados ¹⁸.

Os microarranjos podem conter como sondas, moléculas de cDNA ou oligonucleotídeos. No primeiro caso, o cDNA é imobilizado em matriz de vidro por meio de robôs. Já no segundo caso, os oligonucleotídeos (20 a 25 bases) podem ser imobilizados mecanicamente ou, mais comumente, sintetizados in loco na própria matriz de vidro, por meio de processo denominado fotolitografia. Microarranjos com cDNA são produzidos principalmente em ambientes acadêmicos, enquanto aqueles com oligonucleotídeos são comercializados por empresas 16,18.

Freqüentemente, o RNA (alvo) a ser hibridizado com as sondas no arranjo é extraído de amostras biológicas representadas por tecidos. São necessários de 10 a 40µg de RNA de alta qualidade. Após sua purificação, o RNA é reversamente transcrito em cDNA, sendo marcado com fluoróforos. O uso de 2 fluoróforos (normalmente verde e vermelho) permite que duas amostras (tumor x tecido normal; célula não tratada x a tratada, por exemplo) sejam analisadas simultaneamente em uma mesma hibridização, utilizando-se um único arranjo. Após cerca de 16 a 24 horas de hibridização, os arranjos são lavados e escaneados 16,18.

Os scanners utilizados na tecnologia de microarranjos de DNA contêm filtros de emissão e excitação que permitem detectar os dois fluoróforos utilizados. Assim, a intensidade de fluorescência medida será reflexo do número de moléculas de cDNA contendo cada fluoróforo (verde ou vermelho) hibridizado ao array ¹⁸. A partir dessa etapa, geram-se os dados brutos. A quantidade imensa de informações produzidas por essa ferramenta de biologia molecular de alto desempenho representa grande desafio para sua análise, sendo fundamental o papel da bioinformática nesse sentido. A partir de algoritmos complexos e utilizando softwares específicos, estatísticos e matemáticos buscam agrupar os resultados de forma biologicamente significativa. Uma vez que genes diferencialmente expressos são identificados, análises mais detalhadas e confirmatórias são, então, conduzidas com técnicas como northern blots e RT-PCR 16,18.

Hoekstra et al. ²⁰ aplicaram a técnica de microarray para analisar as vias e os genes envolvidos na resposta de células parenquimatosas hepáticas a concentrações crescentes de lipídeos, sob condições aterogênicas. O tratamento de camundongos deficientes no receptor de LDL (lipoproteína de baixa densidade) com dieta ocidentalizada (15,00% de manteiga de cacau e 0,25% de colesterol) resultou em aumento rápido e substancial (16 a 22 vezes) na expressão do gene FABP5 (proteína ligadora de ácido graxo 5) e de mais 4 novos genes com função semelhante. De acordo com os autores, esses genes apresentariam papel importante na proteção das células hepáticas contra a toxicidade induzida por colesterol, ácidos graxos livres e lipídeos oxidados.

Indivíduos com síndrome metabólica que consumiram durante 12 semanas dietas com carboidratos provenientes, principalmente, de centeio e macarrão (resposta reduzida de insulina) ou de trigo, aveia e batata (resposta elevada de insulina) apresentaram diferentes alterações na expressão gênica no tecido adiposo subcutâneo ²¹. Enquanto a 1ª dieta reduziu a expressão de 71 genes relacionados à sinalização de insulina e apoptose, a 2ª induziu a expressão de 62 genes, associados ao estresse metabólico. Esses resultados destacam que a composição da dieta pode ter importantes repercussões na regulação gênica ²¹.

Estima-se que, apesar de apresentar cerca de 30 mil genes, o genoma humano é capaz de expressar mais de 100 mil proteínas ¹⁵. Assim, ressalta-se que a análise do transcritoma deve ser complementada pela do proteoma e do metaboloma.

Proteômica

Em virtude de as proteínas serem moléculas centrais em diferentes funções biológicas e candidatas a alvos terapêuticos, as ferramentas de proteômica têm apresentado avanço progressivo. No início da década de 1990, proteoma equivalia ao conceito de genoma. Atualmente, proteômica é o gap entre a seqüência do genoma e o comportamento celular, o que permite afirmar ser uma importante ferramenta biológica para a determinação da função gênica. Em função do número de genes humanos conhecidos, uma célula pode expressar cerca de 20 mil diferentes proteínas. Considerando uma massa molecular média de 50kDa, e conteúdo médio de lisina e arginina, então cada proteína gerará aproximadamente 30 peptídeos trípticos. Sendo assim, proteínas de uma célula podem gerar 6 milhões de peptídeos trípticos 1,2.

Inicialmente, a proteômica foi utilizada para descrever o estudo de proteínas expressas de um genoma ao utilizar eletroforese em gel 2D ou bidimensional e espectrometria de massa para separar e identificar proteínas, acrescido de ferramentas sofisticadas de bioinformática para descodificar e interpretar os dados ( Figura 2) 1,25. Proteômica inclui não somente a identificação e quantificação de proteínas, mas também determina sua localização, modificações, interações, atividades e funções ²⁶. Assim, pode-se considerar que o estudo com proteínas torna-se mais complexo do que com ácidos nucléicos, uma vez que estas podem ser modificadas pós traducionalmente por meio de fosforilação, glicosilação, ubiquitinização, sulfatação ou acetilação. Adicionalmente, proteínas respondem diferentemente dependendo da localização celular, sofrem proteólise, se desestruturam e rearranjam de acordo com o que ligam, como ácidos nucléicos, outras proteínas, lipídeos, moléculas de baixo peso molecular e outros ligantes, e os níveis de proteínas não refletem necessariamente os níveis de RNAm ²⁷. Finalmente, uma única proteína pode estar envolvida em mais de um processo e, inversamente, funções similares podem ser executadas por diferentes proteínas ²⁶. Todas essas possibilidades resultam que o proteoma apresenta uma maior complexidade comparada ao genoma e, de maneira geral, pode-se afirmar que um genoma pode apresentar muitos proteomas.

As seguintes tecnologias são cruciais em proteômica para elucidar a função de um determinado gene: preparo da amostra, separação e identificação de proteínas, determinação da seqüência parcial de aminoácidos e bioinformática (ciência na qual informações obtidas das proteínas são cruzadas com o banco de dados genômicos) ²⁸.

O modelo experimental e o cuidado no preparo da amostra são vitais para a obtenção de resultados reprodutíveis, principalmente na proteômica comparativa. Podem ser utilizados tecidos de animais, cultura de células, fluidos biológicos, plantas, bactérias e vírus. Normalmente as amostras biológicas utilizadas são muito complexas e torna-se necessário realizar um pré-fracionamento ou enriquecimento das proteínas de interesse. As amostras podem ser enriquecidas por precipitação, centrifugação, cromatografias, eletroforese, dentre outros métodos bioquímicos o que proporciona a obtenção da proteína mais concentrada. Tais procedimentos tornam-se cruciais, pois normalmente as proteínas se encontram em concentrações reduzidas e são as moléculas que carregam informações diagnósticas importantes envolvidas em diversos processos celulares ²⁹.

A análise por espectrometria de massa (EM) requer inicialmente que a mistura de proteínas seja fracionada e, de preferência, que as proteínas de interesse sejam digeridas em peptídeos por proteases, normalmente a tripsina. Para obtenção da proteína, três principais métodos de separação podem ser utilizados, ou seja: eletroforese uni ou bidimensional na presença de dodecil sulfato de sódio (1D ou 2D-SDS-PAGE) e isoeletrofocalização (IEF). Além desses métodos, outras alternativas existem, particularmente a cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), por meio da utilização de colunas de fase reversa, afinidade, filtração em gel, troca iônica, dentre outras 1,5. A EM é uma técnica sensível e seletiva, capaz de produzir e separar íons de acordo com a razão massa-carga, o que permite gerar em pouco tempo informações acerca do peso molecular e da estrutura do composto.

A metodologia baseada na degradação de Edman foi muito utilizada para a identificação e o sequenciamento de proteínas 30,31 porém, John B. Fenn e Koichi Tanaka, ganhadores do prêmio Nobel de Química em 2002, inovaram em dois instrumentos de EM denominados MALDI-TOF ( Matrix-assisted laser desorption/ionization ou ionização por desorção a laser assistida por matriz) e ESI ( electrospray ionization ou ionização eletrospray) tandem. O termo tandem significa a utilização seqüencial de dois espectrômetros de massa, o que torna excelente para a identificação de proteínas quando não se tem o genoma descrito. Sabe-se que existem três tipos de analisadores comumente utilizados com fonte ESI: triple quadrupole ou triplo quadrupólo ou triple quad, ion trap e quadrupole time of flight ou tempo de vôo quadrupólo (Q-TOF). Os quadrupólos são considerados filtros que permitem a entrada no sistema de análise do espectrômetro de massa. O FT-ICR ( Fourier transform ion cyclotron resonance ou ressonância de íon ciclotron de transformada ou transformação de Fourier), conhecido também como FT-MS é análogo ao ion trap; contudo, o analisador da massa emprega um campo magnético em uma amostra protéica que não sofreu ação de proteases ou outros procedimentos químicos, e o algoritmo de transformação de Fourier detecta todos os íons no trap simultaneamente 1,32-36.

Modificações pós traducionais de proteínas representam os principais determinantes da complexidade de organismos superiores. São conhecidos mais de 200 diferentes tipos, sendo a maioria irreversível e importante na regulação de processos biológicos. A importância e o papel da fosforilação/desfosforilação de proteínas se dá pelo elevado número de proteínas quinases e fosfatases presentes no genoma humano, que constitui cerca de 2% de todos os genes 37,38. Existe uma ramificação do proteoma denominada fosfoproteoma e diferentes estratégias de detecção dos níveis de fosforilação de proteínas podem ser realizadas, tais como: purificação de fosfoproteínas por cromatografias de afinidade como IMAC ( Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography ou Cromatografia de Afinidade por Íon Metal Imobilizado), marcação com radioisótopos, imunoprecipitação e western blotting utilizando anticorpos específicos, corantes específicos para fosfoproteínas como o Pro-Q diamond dye e detecção de fosfoproteínas utilizando fosfatases recombinantes ou não 2,39.

Um número crescente de estudos com proteoma objetiva identificar respostas celulares a constituintes dietéticos, bem como seus alvos moleculares. Por exemplo, estudos com flavonóides, como as catequinas presentes no chá verde ⁴⁰, proantocianidinas presentes no extrato de semente de uva ⁴¹ ou isoflavonas e flavonas de soja 42,43 associam a bioatividade aos achados epidemiológicos, e sugerem que metabólitos secundários de plantas apresentam relevância na promoção da saúde. Além disso, alguns nutrientes, como zinco e ácidos graxos poliinsaturados, estão sendo estudados em sistemas de cultura de células e em cobaias por meio de transcritômica, proteômica e metabolômica para definir mecanismos moleculares associados ao metabolismo 9,44.

A proteômica se aplica também na análise qualitativa de alimentos via matriz alimentar e no estudo da interação proteína-proteína em alimentos crús e/ou processados, bem como nas interações entre proteínas e outros componentes alimentares 28,33. Como exemplos podemos citar mudanças na qualidade das carnes post mortem e interações de proteínas musculares com lipídeos, carboidratos e outros constituintes alimentares 45,46, em cereais por meio da avaliação da qualidade de gliadina na produção de pães ⁴⁷, ocorrência de microrganismos e alérgenos em alimentos, análises de peptídeos bioativos presentes em leite humano e provável utilização em fórmulas lácteas ³³, dentre outras aplicabilidades.

Metabolômica

Alterações na expressão gênica apresentam a limitação de apenas indicar o potencial de ocorrência de alterações fisiológicas ⁷. Nesse sentido, é fundamental entender as conseqüências metabólicas de alterações na síntese de RNAm e proteínas ⁴⁸. Metabolômica representa a análise quali e quantitativa do conjunto total de metabólitos de baixo peso molecular (<1500Da) em um dado sistema biológico e determinado momento 48,49. As moléculas incluem peptídeos, aminoácidos, ácidos nucléicos, carboidratos, ácidos orgânicos, vitaminas, polifenóis, alcalóides, minerais, bem como qualquer outra substância química ingerida ou sintetizada por uma célula ou organismo ⁵⁰.

A análise metabolômica é bastante complexa visto que o metaboloma varia de acordo com o tempo e localização biológica. Nesse sentido, órgãos, células em um órgão e compartimentos intracelulares apresentam metabolomas distintos, que podem ser influenciados por fatores como sexo, genótipo, estado hormonal, exercício físico, estresse e alimentação ⁹.

As principais técnicas para análise metabolômica em fluidos humanos são a cromatografia gasosa (GC) ou líquida (LC), acopladas a EM ou espectroscopia de ressonância nuclear magnética (NMR) ⁹. Essas duas últimas técnicas são complementares e utilizadas em paralelo em estudos metabolômicos ⁵. Permitem, atualmente, a identificação de apenas frações do metaboloma humano ⁴⁸, estimado em cerca de 10 mil metabólitos ⁵.

A metabolômica se aplica, essencialmente, à nutrição molecular e inclui análises de componentes alimentares, qualidade alimentar, monitoramento do consumo alimentar e fisiológico por meio de intervenção alimentar e/ou de estudos com modificações dietéticas ⁵⁰.

As concentrações de alguns metabólitos, como colesterol e glicose, em amostras de sangue ou urina têm sido utilizadas rotineiramente como indicadores do estado de saúde. A metabolômica tem sido empregada em estudos pré-clínicos e clínicos e nesse contexto, o aspecto inovador desta ciência relaciona-se à possibilidade de estabelecer novos biomarcadores de doenças ou padrões metabólicos associados ao estado nutricional, por meio da caracterização total de pequenas moléculas em amostras biológicas, especialmente influenciadas por variações nutricionais ⁴⁹⁻⁵¹.

CONCLUSÃO

Na atual era do pós-genoma, diferentes oportunidades e desafios surgem no contexto da pesquisa em Nutrição. Ferramentas ômicas representam enorme potencial para elucidar a complexa relação entre nutrição e saúde e estabelecer as melhores recomendações dietéticas individuais para a redução do risco das doenças crônicas não transmissíveis e a promoção da saúde ⁷. Em um futuro próximo, serão acumulados dados suficientes e novas ferramentas serão necessárias para facilitar as análises das disciplinas ômicas e interpretar os resultados por meio da bioinformática. Tais avanços fornecerão novas descobertas e aplicabilidades na Ciência da Nutrição.

COLABORADORES

E. FIALHO elaborou os itens introdução, pro-teômica e conclusões. F.S. MORENO elaborou os itens transcritômica, metabolômica e conclusões. T.P. ONG elaborou os itens introdução, transcritômica e conclusões.

Recebido em: 2/6/2008

Aprovado em: 29/9/2008

1. Lieble DC. Introduction to proteomics. Tools for the new biology. Totowa: Humana Press; 2002.

2. Simpson RJ. Proteins and proteomics. A laboratory manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratories Press; 2003.

3. Fairweather-Tait SJ. Human nutrition and food research: opportunities and challenges in the post-genomic era. Phil Trans S Royal Lond B. 2003; 358(1438):1709-27.

4. Kaput J, Rodriguez RL. Nutritional genomics: the next frontier in the postgenomic era. Physiol Genomics. 2004;16(2):166-77.

5. Kussmann M, Raymond F, Affolter M. OMICS-driven biomarker discovery in nutrition and health. J Biotechnol. 2006; 124(4):758-87.

6. DeBusk RM, Fogarty CP, Ordovas JM, Kornman KS. Nutritional genomics in practice: where do we begin? JADA. 2005;105(4):589-98.

7. Zhang X, Yap Y, Wei D, Chen G, Chen F. Novel omics technologies in nutrition research. Biotechnol Adv. 2008; 26(2):169-76.

8. Hirsch JB, Evans D. Beyond the impact of food on genes. Food Technol. 2005; 59(7):24-33.

9. Rist MJ, Wenzel U, Daniel H. Nutrition and food science go genomic.Trends Biotechnol. 2006; 24(4):172-8.

10. Moreno FS, Rossiello MR, Manjeshwar S, Nath R, Rao PM, Rajalakshmi S, et al. Effect of beta-carotene on the expression of 3-hydroxy-methylglutaryl coenzyme A reductase in rat liver. Cancer Lett. 1995; 96(2):201-8.

11. Naves MM, Silveira ER, Dagli ML, Moreno FS. Effects of beta-carotene and vitamin A on oval cell proliferation and connexin 43 expression during hepatic differentiation in the rat. Nutr Biochem. 2001;12(12):685-92.

12. Espíndola RM, Mazzantini RP, Ong TP, Conti A, Heidor R, Moreno FS. Geranylgeraniol and beta-ionone inhibit hepatic preneoplastic lesions, cell proliferation, total plasma cholesterol and DNA damage during the initial phases of hepatocarcinogenesis, but only the former inhibits NF-kappaB activation. Carcinogenesis. 2005; 26(6):1091-9.

13. Ong TP, Heidor R, Conti A, Dagli ML, Moreno FS. Farnesol and geraniol chemopreventive activities during the initial phases of hepatocarcinogenesis involve similar actions on cell proliferation and DNA damage, but distinct actions on apoptosis, plasma cholesterol and HMGCoA reductase. Carcinogenesis. 2006; 27(6):1194-203.

14. Ghosh D, Skinner MA, Laing WA. Pharmacogenomics and nutrigenomics: synergies and differences. Eur J Clin Nutr. 2007; 61(5):567-74.

15. Kussmann M, Affolter M. Proteomic methods in nutrition. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2006; 9(5):575-83.

16. Spielbauer B, Stahl F. Impact of microarray technology in nutrition and food research. Mol Nutr Food Res. 2005; 49(10):908-17.

17. Mutch DM, Wahli W, Williamson G. Nutrigenomics and nutrigenetics: the emerging faces of nutrition. FASEB J. 2005; 19(12):1602-16.

18. Pozhitkov AE, Tautz D, Noble PA. Oligonucleotide microarrays: widely applied-poorly understood. Brief Funct Genomic Proteomic. 2007; 6(2):141-8.

19. Traka M, Gasper AV, Smith JA, Hawkey CJ, Bao Y, Mithen RF. Transcriptome analysis of human colon Caco-2 cells exposed to sulforaphane. J Nutr. 2005; 135(8):1865-72.

20. Hoekstra M, Stitzinger M, van Wanrooij EJ, Michon IN, Kruijt JK, Kamphorst J, et al. Microarray analysis indicates an important role for FABP5 and putative novel FABPs on a Western-type diet. Lipid Res. 2006; 47(10):2198-207.

21. Kallio P, Kolehmainen M, Laaksonen DE, Kekäläinen J, Salopuro T, Sivenius K, et al. Dietary carbohydrate modification induces alterations in gene expression in abdominal subcutaneous adipose tissue in persons with the metabolic syndrome: the FUNGENUT Study. Am J Clin Nutr. 2007; 85(5): 1417-27.

22. Garosi P, De Filippo C, van Erk M, Rocca-Serra P, Sansone SA, Elliott R. Defining best practice for microarray analyses in nutrigenomic studies. Br J Nutr. 2005; 93(4):425-32.

23. Liu-Stratton Y, Roy S, Sen CK. DNA microarray technology in nutraceutical and food safety. Toxicol Lett. 2004;150(1):29-42.

24. Lovmar L, Syvänen AC. Genotyping single-nucleotide polymorphisms by minisequencing using tag arrays. Methods Mol Med. 2005;114: 79-92.

25. Pandey A, Mann M. Proteomics to study genes and genome. Nature. 2000; 405(6788), 837-46.

26. Fields, S. Proteomics: proteomics in genomeland. Science. 2001; 291(5507):1221-4.

27. Gygi SP, Rochon Y, Franza BR, Aebersold R. Correlation between protein and mRNA abundance in yeast. Mol Cell Biol. 1999; 19(3): 1720-30.

28. Kvasnicka V. Proteomics: general strategies and application to nutritionally relevant proteins. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2003; 787(1):77-89.

29. Bodzon-Kulakowska A, Bierczynska-Krzysik A, Dylag T, Drabik A, Suder P, Noga M, et al. Methods for samples preparation in proteomic research. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2007; 849(1):1-31.

30. Matsudaira PT. Sequence from picomole quantities of proteins electroblotted onto polyvinylidene difluoride membranes. J Biol Chem. 1987; 262(21): 10035-8.

31. Cañas B, Lopez-Ferrer D, Ramos-Fernandez A, Camafeita E, Calvo E. Mass spectrometry technologies for proteomics. Brief Funct Genomic Proteomic. 2006; 4(4):295-320.

32. Buchanan MV, Hettich RL. Fourier transform mass spectrometry of high-mass biomolecules. Anal Chem. 1993; 65(3):245A-59A.

33. Carbonaro, M. Proteomics: present and future in food quality evaluation. Trends in Food Sci & Technol. 2004; 15(3-4):209-16.

34. Ge Y, Lawhorn BG, ElNaggar M, Strauss E, Park JH, Begley TP, et al. Top down characterization of larger proteins (45 kDa) by electron capture dissociation mass spectrometry. J Am Chem Soc. 2002; 124(4): 672-8.

35. Jonscher KR, Yates JR. The quadrupole ion trap mass spectrometer: a small solution to a big challenge. Anal Biochem. 1997; 244(1):1-15.

36. Yates JR. Mass spectrometry and the age of the proteome. J Mass Spectrom. 1998; 33(1): 1-19.

37. Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG, et al. The sequence of the human genome. Science. 2001; 291(5507):1304-51.

38. Manning G, Whyte DB, Martinez R, Hunter T, Sudarsanam S. The protein kinase complement of the human genome. Science. 2002; 298(5600): 1912-34.

39. Raggiaschi R, Gotta S, Terstappen GC. Phosphoproteome analysis. Biosci Rep. 2005; 25(1/2):33-34.

40. McLoughlin P, Roengvoraphoj M, Gissel C, Hescheler J, Certa U, Sachinidis A. Transcriptional responses to epigallocatechin-3 gallate in HT 29 colon carcinoma spheroids. Genes Cells. 2004; 9(7):661-9.

41. Deshane, J, Chaves L, Sarikonda KV, Isbell S, Wilson L, Kirk M, et al. Proteomics analysis of rat brain protein modulations by grape seed extract. J Agric Food Chem. 2004; 52(26):7872-83.

42. Fuchs D, Erhard P, Rimbach G, Daniel H, Wenzel U. Genistein blocks homocysteine-induced alterations in the proteome of human endothelial cells. Proteomics. 2005; 5(11):2808-18.

43. Solanky KS, Bailey N-J; Beckwith-Hall BM, Bingham S, Davis A, Holmes E, et al. Biofluid 1H NMR-based metabonomic techniques in nutrition research - metabolic effects of dietary isoflavones in humans. J Nutr Biochem. 2005; 16(4):236-44.

44. Dieck H, Döring F, Fuchs D, Roth H-P, Daniel H. Transcriptome and proteome analysis identifies the pathways that increase hepatic lipid accumulation in zinc-deficient rats. J. Nutr. 2005; 135(2): 199-205.

45. Roncada P, Gaviraghi A, Greppi GF, Gigli S. A proteomic approach to compare meat from different species. Proceedings of the 48th International Congress of Meat Science Anal Tecnology; 2002 Ago 25-30; Roma; 2002. v.2, p. 640-41.

46. Lametsch R, Bendixen E. Proteome analysis applied to meat science: characterizing post mortem changes in porcine muscle. J Agric Food Chem. 2001; 49(10):4531-7.

47. Gottlieb D M, Schultz J, Petersen M, Nesic L, Jacobsen S, Sondergaard I. Determination of wheat quality by mass spectrometry and multivariate data analysis. Rapid Commun Mass Spectrom. 2002;16(21):2034-9.

48. Astle J, Ferguson JT, German JB, Harrigan GG, Kelleher NL, Kodadek T, et al. Characterization of proteomic and metabolomic responses to dietary factors and supplements. J Nutr. 2007; 137(12): 2787-93.

49. Trujillo E, Davis C, Milner J. Nutrigenomics, proteomics, metabolomics, and the practice of dietetics. JADA. 2006; 106(3):403-13.

50. Wishart DS. Metabolomics: applications to food science and nutrition research. Trends in Food Sci Technol. 2008. Article in press.

51. Whitfield PD, German AJ, Noble PJ. Metabolomics: an emerging post-genomic tool for nutrition. Br J Nutr. 2004; 92(4):549-55.

# data[].attributes.attachment_link.title
Nutrição no pós-genoma: fundamentos e aplicações de ferramentas ômicas

# data[].attributes.attachment_link.description
Após seqüenciamento do genoma humano, os estudos genômicos têm se voltado à elucidação das...