Nutrigenômica: me diga quais são seus genes expressos, que eu digo como deve ser sua dieta

Nutrigenômica é o estudo da interação dos componentes da dieta com o genoma, resultando em alterações na expressão gênica, estrutura e função das proteínas e outros metabólitos (Subbiah, 2008). O mesmo autor define a Genômica Nutricional como o estudo de fatores dietéticos que afetam a função global do genoma, incluindo diferenças nas respostas baseadas no mapa genético individual e a interação dos fatores dietéticos, com o genoma e as subseqüentes mudanças no metabolismo.

A Nutrigenômica e a Nutrigenética são dois campos da ciência que, apesar de terem abordagens distintas, possuem um único objetivo possibilitando a análise de ambos os fatores ao mesmo tempo. A abordagem Nutrigenômica visa desvendar os efeitos da dieta na saúde (ou produção animal).  Já a Nutrigenética por sua vez, avalia como a composição genética de um indivíduo responde a dieta. Ambas possuem o objetivo comum de melhorar a saúde (ou a produtividade animal) através de dietas personalizadas e são consideradas abordagens poderosas para desvendar a complexa relação entre as moléculas nutricionais, os polimorfismos genéticos e o sistema biológico como um todo.

As diferenças dos fatores nutricionais encontradas nos indivíduos e as respostas individuais destes fatores têm intrigado os cientistas. Apesar de ser conhecido há algum tempo que certos nutrientes podem modificar a expressão gênica, a confirmação só foi possível após o término do Projeto do Genoma Humano.

Na Nutrigenômica os nutrientes são vistos como sinais que afetam uma célula específica do corpo. Os nutrientes são detectados pela célula, através de um sistema. Quando o nutriente interage com este sistema, ele é capaz de alterar a expressão de um gene e consequentemente a produção de determinada proteína. Portanto diferentes dietas, causam diferentes expressões gênicas e diferentes produções de proteínas A Nutrigenômica procura identificar estes padrões de efeitos, que são chamados de dietary signatures. Os genes que são influenciados pelos diferentes níveis de nutrientes, primeiro precisam ser identificados para depois ter sua regulação ser estudada.

Dizer que a Nutrigenômica é um modo eficiente de emagrecer, é um exagero por diversas razões. Personalizar a dieta requer um eficiente diagnóstico. A dieta personalizada requer também a utilização de bioinformática. A maioria destas tecnologias já está disponível, mas estudar o genoma completo de um único indivíduo ainda é extremante caro e é realizado apenas para fins científicos. Mas testes para alguns marcadores/genes já estão disponíveis.

O exemplo de Nutrigenômica é o acúmulo da enzima fenilalanina no sangue, responsável pelos danos no cérebro em pacientes com fenilcetonúria. Por isso, os bebês acometidos por essa doença genética são submetidos imediatamente a uma dieta especial, pobre em fenilalanina.

Outro exemplo é o gene APOA1. Segundo uma pesquisa norte-americana, variações no gene APOA1 (apolipoproteína A1) afetam, de forma diferente, os níveis de colesterol bom (HDL). Até então, os cientistas acreditavam que toda pessoa que adotasse uma dieta rica em ácidos graxos poli-insaturados (ômega-3 e ômega-6), conseguiria aumentar as taxas do HDL e, consequentemente, afastar os riscos de doenças cardiovasculares. Agora, já se sabe que não é bem assim, pois algumas pessoas com determinada mutação nesse gene pode ter uma resposta oposta ao consumo dos nutrientes.

A Nutrição atual procura balancear os nutrientes nas dietas, respeitando, quando possível, as preferências e os hábitos alimentares de cada pessoa. Com a Nutrigenômica, tudo isso muda, pois os profissionais terão que personalizar ao máximo a alimentação, como se estivessem montando um quebra-cabeça. Já existem algumas empresas que oferecem, via internet, serviços de genômica preditiva, estabelecendo relações entre o padrão genético individual e o estilo de vida, incluindo a atividade física e a alimentação. No entanto, considerando o estágio de desenvolvimento da área, e a necessidade do acúmulo de mais conhecimentos científicos, a disponibilização de tais serviços é, ainda, prematura.

A Nutrigenômica é uma ciência que ainda está nos estágios iniciais de desenvolvimento. Mas sem dúvida é uma promessa que pode revolucionar a alimentação e saúde humana e animal.

Fontes

  • Subbiah M.T. Understanding the nutrigenomic definitions and conceptions at the food-genome junctions. OMICS, 2008; 12(4): 229-235.
  • Bergamann M.M., et al. Bioethical Consederations for Human Nutrigenomics. (2008). An Rev Nutr., 28:447-67.
  • Müller M, Kersten S. (2003). Nutrigenomics: Goals and Perspectives. Nature Reviews Genetics, 4: 315 -322.
  • Revista Saúde
  • http://www.avisite.com.br/cet/img/20101105_nutrigenomica.pdf (M.C. Rodriquez).

Sites Sugeridos

 

Alguns websites “genéticos” e “biotecnológicos”

Sociedade Brasileira de Genética (http://www.sbg.org.br/): aqui você encontra informações dos próximos eventos, livraria com vários livros para comprar online, e-books gratuítos em pdf , etc.

Biotecnologia (http://www.biotecnologia.com.br/): uma excelente revista disponível em pdf, mas infelizmente a última edição foi em 2009. Mas vale a pena olhar os artigos, pois são relativamente simples e didáticos.

Conselho de Informações sobre Biotecnologia (http://www.cib.org.br/index.php): um dos meus favoritos, sempre atualizado, últimas notícias, glossário, materiais gratuítos (apostilas, cd, etc) e artigos técnicos.

CTNBio – Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (http://www.ctnbio.gov.br): tem a finalidade de prestar apoio técnico consultivo e de assessoramento ao Governo na formulação, atualização e implementação da Política Nacional de Biossegurança relativa aos OGMs, bem como no estabelecimento de normas de segurança e pareceres técnicos referentes à proteção da saúde humana, dos organismos vivos e do meio ambiente.

Cenargen – Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (http://www.cenargen.embrapa.br).

Sociedade Brasileira de Biotecnologia (http://www.sbbiotec.org.br).

Biotechnology Institute (http://www.biotechinstitute.org).

Council for Biotechnology Information (http://www.whybiotech.com).

Blog da Mayana Zats (http://veja.abril.com.br/blog/genetica): Mayana é uma cientista renomada em genética humana, com contribuições principalmente no campo de doenças neuromusculares.

DNA as a spiral staircase or ladder: cartoon

Biologia sintética, o que é?

A crescente necessidade de diálogo entre as especialidades que envolvem automação e biologia sintética estão formando uma nova e promissora área de atuação para pesquisadores que trabalham com ciências moleculares, ciências da computação, bioinformática e ciências da saúde.

 A expressão biologia sintética tem sido utilizada para descrever uma abordagem da biologia que tenta integrar diferentes áreas similares de pesquisa. Mais recentemente, o termo tem sido utilizado de uma forma diferente, assinalando uma nova área de pesquisa que combina biologia e engenharia para projetar e construir novas funções e sistemas biológicos. Aquele primeiro objetivo está cada vez mais sendo associado com a área de biologia sistêmica.

De acordo com Marie-Anne Van Sluys, professora do Instituto de Biociências da USP, a conexão entre biologia sintética e robótica terá importância crucial no futuro. Tendência que deverá exigir qualificações especiais para os biólogos. “Precisamos gerar um novo perfil de profissional da área de biologia que seja capaz de transitar com desenvoltura pela área de computação, aplicando a robótica tanto no que se refere à idealização de experimentos como na exploração de bancos de dados com imensos volumes de informação”. “Essa nova geração de pesquisadores em biologia deverá ser capaz de integrar conhecimento de diferentes áreas, transitando entre biologia, computação, química, física e matemática.”

“O processo de automação dos experimentos em biologia, segundo a cientista, é fundamental para que seja possível identificar e realizar a síntese de novas moléculas a partir da informação proveniente de pesquisas que gerem dados em grande quantidade, como os projetos Genoma, por exemplo. “Esses projetos também exigem uma experimentação em escala muito grande, que não pode ser feita manualmente. Portanto, é preciso desenvolver a automação tanto do lado da seleção das moléculas como do lado da triagem posterior”.

A biologia sintética oferece uma nova plataforma tecnológica capaz de transformar os setores de alimentação, agricultura, saúde, indústria manufatureira e toda a natureza. Essa tecnologia permite também amplas alianças entre corporações de setores distintos, por exemplo, entre companhias petroleiras, de reflorestamento e do agronegócio, associadas a empresas recentes de biologia sintética. No Brasil, a CTNBio já liberou uma levedura sintética para produção comercial de diesel a partir de cana de açúcar.

A biologia sintética também possibilita a fabricaçao artificial do código genético. Com o DNA sintético é possível criar vírus que funcionam, ou inserir elementos artificiais em organismos vivos que já existem, reprogramando-os para que realizem novas tarefas, diferentes das naturais. A meta é fabricar organismos vivos completos, totalmente artificiais e autorreplicantes, para que executem funções úteis à indústria.

A biologia sintética é diferente da transgenia. Na transgenia, os cientistas “cortam e emendam” sequências genéticas que já existem na natureza. Ou seja, fazem o intercâmbio de genes entre organismos que não são “parentes”, como, por exemplo, entre plantas e bactérias. A biologia sintética aposta em usar sequências de DNA projetadas artificialmente para reprogramar microrganismos vivos, ou em modificar seu metabolismo através de engenharia genética. Aposta também em fabricar a própria vida.

Aqui esta apenas um resumo do assunto, num próximo post falarei mais sobre este interessante assunto!

Fontes

Agencia Fapesp (http://www.agencia.fapesp.br)

http://www.ecodebate.com.br

Apostila completa sobre o assunto: http://www.centroecologico.org.br/novastecnologias/novastecnologias_2.pdf

Brasil é o segundo maior produtor de transgênicos do mundo

Depois de um longo período sem postar nada, devido a minha mudanca para Edimburgo (Escócia), onde estou inciando um Pós Doc no Instituto Roslin, posto aqui uma notícia interessante sobre transgênicos cultivados no Brasil.

O Brasil plantou 25,4 milhões de hectares (ha) de cultivos transgênicos ou geneticamente modificados (GM) em 2010, um aumento de 19% (ou 4 milhões de hectares) em relação ao ano anterior (21,4 milhões).

O resultado levou o Brasil a consolidar a importante posição conquistada em 2009, quando passou a ocupar o segundo posto no ranking mundial de países que adotam as culturas transgênicas. De um total de 148 milhões de hectares plantados no mundo em 2010, os EUA permanecem no topo da lista (66,8 milhões), seguidos por Brasil (25,4 milhões) e Argentina (22,9 milhões).

Área mundial de culturas GM em 2010 (milhões de ha) – 5 maiores produtores

Posição País Área (em milhões de hectares) Culturas GM
1 EUA 66,8 Soja, milho, algodão, canola, abóbora, papaia, alfafa e beterraba
2 Brasil 25,4 Soja, milho e algodão
3 Argentina 22,9 Soja, milho e algodão
4 Índia 9,4 Algodão
5 Canadá 8,8 Canola, milho, soja e beterraba

O Brasil plantou 25,4 milhões de hectares:

  • Soja 17,8 milhões de hectares (75% do total plantado com soja)
  • Milho 7,3 milhão de hectares (55% do total plantado com milho)
  • Algodão0,25 milhão de hectares (26% do total plantado com algodão).

De acordo com Anderson Galvão, representante do ISAAA no Brasil, o aumento de produtividade decorrente das plantações transgênicas contribuiu para dobrar a produção brasileira anual de grãos nos últimos 20 anos, enquanto a área utilizada para as plantações aumentou apenas 27%.

Para Clive James, presidente do ISAAA, com a capacidade de levar à produção até 100 milhões de hectares de área plantada, o Brasil continuará sendo a mola propulsora na adoção global de plantações biotecnológicas e está investindo em infraestrutura para apoiar esse crescimento.

Em 2010 foram plantados 148 milhões de hectares de transgênicos no mundo, crescimento de 10% em relação ao ano anterior. Ao todo, 15,4 milhões de agricultores de 29 países plantaram culturas geneticamente modificadas.

Os países em desenvolvimento cultivaram 48% das plantações GM globais em 2010 e, segundo o ISAAA, ultrapassarão as nações industrializadas até 2015. Os países da América Latina e da Ásia deverão ser os maiores responsáveis pela ampliação dos hectares globais cultivados com lavouras GM na segunda década de comercialização da tecnologia.

Perspectivas para os próximos anos – De acordo com Clive James, são esperadas, para os próximos anos, aprovações de novas culturas com importantes características nutricionais e agronômicas. Um dos exemplos é o arroz com provitamina A, ou arroz dourado, que, espera-se, esteja disponível para ser plantado nas Filipinas em 2013, depois em Bangladesh, Indonésia e Vietnã.   “É um importante progresso”, afirma James. “Mais de 6.000 mortes por dia podem ser evitadas com o arroz dourado em populações com deficiência desse nutriente.” Também é aguardada a comercialização do arroz Bt resistente a insetos, que deve ser apresentada antes de 2015. O milho tolerante à seca é esperado nos EUA no começo de 2012 e, de forma importante, na África até 2017. 

GM soya beans

Estão em desenvolvimento variedades de trigo GM com diversas características, entre elas: tolerância à seca, resistência a doenças e qualidade dos grãos. Os primeiros devem estar prontos para comercialização em 2017, segundo o ISAAA.

James espera ainda que outras culturas sejam aprovadas para comercialização até 2015: batata resistente à requeima, cana-de-açúcar com melhores características de agronomia e de qualidade, banana resistente a doença, berinjela, tomate, brócolis e repolho Bt, além de mandioca, batata doce, leguminosas e amendoim GM.

O Serviço Internacional para a Aquisição de Aplicações Agro-Biotecnológicas (ISAAA) é uma organização sem fins lucrativos com uma rede internacional de centros voltada para contribuir para minimizar a fome e a pobreza, compartilhando conhecimento e aplicações de plantações biotecnológicas. Clive James, presidente e fundador do ISAAA, viveu e/ou trabalhou, nos últimos 30 anos, nos países em desenvolvimento da Ásia, América Latina e África, dedicando esforços para questões de pesquisa e desenvolvimento agrícola com foco na biotecnologia de plantações e na segurança global de alimentos.

Fonte: http://www.cib.org.br/em_dia.php?id=1333

Plantas transgênicas: últimas novidades

             As plantas transgênicas ou organismos geneticamente modificados (OGMs) são vegetais que contêm um ou mais genes pertencentes a outros organismos (os chamados transgenes), que são introduzidos por meio de técnicas específicas de engenharia genética. Estas técnicas permitem que os transgenes sejam isolados e transferidos para o novo organismo. Estes transgenes não precisam ser necessariamente de um vegetal, também podem ser oriundos de um animal ou bactéria.

           Com estes novos genes, o vegetal adquire novas características, que não apresentavam anteriormente. Assim, o organismo transgênico apresenta modificações impossíveis de serem obtidas com técnicas de cruzamento tradicionais, como uma planta com gene de vaga-lume ou uma bactéria produtora de insulina humana.

           A primeira planta transgênica foi obtida em 1983, com a incorporação de um DNA de uma bactéria. Já em 1992 foi obtido um tomate transgênico pela Calgene (EUA) e a partir de 1994 ele foi comercializado.

          O objetivo deste “post” foi enumerar alguns dos últimos vegetais transgênicos de importância econômica que foram desenvolvidos (ou estão em desenvolvimento) nos últimos seis meses (junho/2010 – nov./2010). A busca foi realizada no website Conselho de Informações sobre Biotecnologia (http://www.cib.org.br). Claro que são apenas alguns, deve existir muito mais do eu que citarei aqui.

1. Cana-de-açúcar
Local: Brasil/ Centro de Tecnologia Canavieira e iniciativa privada. 
Objetivo: aumento da produção de biocombustíveis.
Nova característica: maior teor de açúcar.
Data da notícia: junho de 2010.
Situação: em desenvolvimento, podendo ser concluído em 2015.
 
2. Tabaco
Local: Israel/ Universidade de Jerusalém.
Objetivo: produção de colágeno para implantes e para outros procedimentos da medicina regenerativa.
Nova característica: produção de colágeno humano (5 genes).
Data da notícia: junho de 2010.
Situação: concluído (patenteado)/ primeira produção comercial.
 
3. Banana
Local: Uganda
Objetivo: evitar perdas na produção pela doença chamada popularmente de Murcha da banana (Xanthomonas).
Nova característica: resistência contra a doença Xanthomonas (2 genes da pimenta doce).
Data da notícia: junho de 2010.
Situação: finalizado/ faltam testes de campo.
 
4. Tomate
Local: EUA/ Universidade de Purdue.
Objetivo: aumento da vida de prateleira, o que facilitará a distribuição a comercialização de alimentos.
Nova característica: maior durabilidade (adição de um gene da levedura que retarda o envelhecimento e deterioração).
Data da notícia: junho de 2010.
Situação: ?
 
5. Tomate
Local: Japão.
Objetivo: produção da miraculina (poder adoçante).
Nova característica: produção da proteína miraculina, que é capaz de transformar sabores amargos em doces (genes da chamada fruta milagrosa, de um arbusto típico da África).
Data da notícia: agosto de 2010.
Situação: ?
 
6. Berinjela
Local: Filipinas.
Objetivo: evitar prejuízos causados pela doença, reduzir usos de pesticidas.
Nova característica: resistente à broca do fruto (gene da bactéria Bacillus thuringiensis).
Data da notícia: setembro de 2010.
Situação: ?
 
7. Batata
Local: Índia.
Objetivo: aumento de produção de alimentos e combate à fome.
Nova característica: aumento de 10% de proteína (gene do amaranto) e maior produtividade.
Data da notícia: setembro de 2010.
Situação: finalizado/ já foram feitos testes de biossegurança no campo e na alimentação.

Fontes