<\/a>Voc\u00ea sabia que os fungos presentes no seu dia a dia podem ser a chave para a produ\u00e7\u00e3o de novos medicamentos e materiais sustent\u00e1veis? Enquanto bact\u00e9rias e mam\u00edferos costumam ser os protagonistas nas pesquisas em sa\u00fade, como no desenvolvimento de vacinas, existe um vasto e poderoso reino de organismos que impulsiona silenciosamente a inova\u00e7\u00e3o: os fungos. Esses \u00faltimos, na maior parte dos casos, s\u00e3o geralmente correlacionados a leveduras, muito utilizadas na pesquisa e na ind\u00fastria de produ\u00e7\u00e3o de combust\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n Entretanto, a partir de hoje e durante os pr\u00f3ximos meses, vamos come\u00e7ar a conversar aqui no EMRC sobre o uso de um tipo bem espec\u00edfico de fungo com diversas aplica\u00e7\u00f5es para a pesquisa e a produ\u00e7\u00e3o industrial, principalmente em uma \u00e1rea que iremos falar muito: a biomanufatura. Nessa nova s\u00e9rie que vamos come\u00e7ar a publicar por aqui, tamb\u00e9m falaremos bastante de uma esp\u00e9cie de fungo chamada Aspergillus oryzae<\/em>. <\/p>\n\n\n\n Diferente das leveduras, que s\u00e3o formadas por uma \u00fanica c\u00e9lula, o A. oryzae<\/em> \u00e9 um fungo filamentoso. Isso significa que ele cresce formando uma rede de “fios” microsc\u00f3picos. Pensemos nisso como uma intrincada teia subterr\u00e2nea que permite ao fungo interagir com o ambiente e, o mais importante para algumas pesquisas cient\u00edficas, atuar como uma f\u00e1brica biol\u00f3gica altamente eficiente. Mas estamos nos adiantando um pouco. Aqui no EMRC j\u00e1 houve v\u00e1rias publica\u00e7\u00f5es sobre fungos, explicando um pouco melhor sobre a biologia deles, caso interesse ao autor. Por isso, ao final desse texto, indico uma s\u00e9rie de materiais que j\u00e1 abordaram o assunto anteriormente.<\/p>\n\n\n\n Toda essa nova s\u00e9rie de textos vem devido a um esfor\u00e7o de um grupo de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) para divulgar pesquisas brasileiras que v\u00eam sendo desenvolvidas dentro da universidade p\u00fablica com esses fungos, mostrando n\u00e3o s\u00f3 a pot\u00eancia desses organismos para a ci\u00eancia e a ind\u00fastria, como tamb\u00e9m a capacidade de pesquisadores brasileiros em desenvolver pesquisas de alto impacto, t\u00e3o importantes quanto outras similares que vemos sendo faladas nos Estados Unidos e na Europa.<\/p>\n\n\n\n O grupo de pesquisa que estou falando \u00e9 o Laborat\u00f3rio de Engenharia Metab\u00f3lica de Microorganismos da Unicamp, fundado pelo professor Andr\u00e9 Damasio. O laborat\u00f3rio dedica-se h\u00e1 anos a estudar a “biomanufatura microbiana”, principalmente relacionada \u00e0 produ\u00e7\u00e3o de prote\u00ednas recombinantes. Mas estou me adiantando um pouco nisso. Muitos leitores podem estar se perguntando o que s\u00e3o todos esses termos. E o texto de hoje \u00e9 justamente para dar um panorama sobre tudo isso.<\/p>\n\n\n\n O termo biomanufatura \u00e9 a uni\u00e3o de duas palavras, o prefixo bio<\/em> que tem a ver com vida e a palavra manufatura<\/em> que \u00e9 o processo de transforma\u00e7\u00e3o de uma mat\u00e9ria-prima em um produto final. A biomanufatura<\/strong> (em alguns casos tamb\u00e9m chamada de biofabrica\u00e7\u00e3o) se relaciona a um tipo de manufatura que utiliza organismos vivos para produzir biomateriais e biomol\u00e9culas (tamb\u00e9m chamados de bioprodutos) de interesse comercial, industrial, na \u00e1rea m\u00e9dica ou ainda alimentar.<\/p>\n\n\n\n Ao falar sobre biomanufatura, j\u00e1 podemos ver que alguns outros termos com o mesmo prefixo bio<\/em> v\u00eam junto. Um biomaterial <\/strong>\u00e9 um produto feito de uma subst\u00e2ncia ou conjunto de subst\u00e2ncias, sejam estas naturais ou artificiais, que vai atuar em um sistema biol\u00f3gico (seja um tecido ou um \u00f3rg\u00e3o) de forma a substituir, aumentar ou tratar a estrutura ou fun\u00e7\u00e3o desse sistema. Se isso parece muito t\u00e9cnico ou longe da sua realidade, n\u00e3o se preocupe, pois os biomateriais est\u00e3o mais pr\u00f3ximos de n\u00f3s do que pensamos. <\/p>\n\n\n\n Se formos considerar somente as aplica\u00e7\u00f5es m\u00e9dicas da biomanufatura, podemos citar os marcapassos (aqueles pequenos implantes feitos no cora\u00e7\u00e3o que auxiliam este a bater de forma r\u00edtmica) e lentes de contato como importantes biomateriais que j\u00e1 est\u00e3o no dia a dia de muitas pessoas h\u00e1 d\u00e9cadas e que atuam exatamente da forma que comentei: tanto o marcapasso quanto as lentes de contato s\u00e3o feitos de materiais que auxiliam um sistema biol\u00f3gico (o cora\u00e7\u00e3o e o olho, respectivamente) em suas fun\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n Similar aos biomateriais, as biomol\u00e9culas (tamb\u00e9m chamadas de mol\u00e9culas biol\u00f3gicas) seguem uma l\u00f3gica bem parecida, sendo mol\u00e9culas presentes em c\u00e9lulas de seres vivos, participando de uma vasta gama de processos bioqu\u00edmicos, seja na regula\u00e7\u00e3o da resposta imune, na sinaliza\u00e7\u00e3o entre c\u00e9lulas, na produ\u00e7\u00e3o de energia e outras prote\u00ednas, ou mesmo no controle de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas. Dois exemplos f\u00e1ceis de entender como biomol\u00e9culas s\u00e3o a \u00e1gua e a insulina. A \u00e1gua \u00e9 uma mol\u00e9cula presente em todos os seres vivos e respons\u00e1vel por diversas rea\u00e7\u00f5es. A insulina tamb\u00e9m \u00e9 uma biomol\u00e9cula, naturalmente encontrada em muitos seres vivos, mas que a ci\u00eancia e a ind\u00fastria conseguiram produzir de forma artificial em outros organismos para tratar a diabetes.<\/p>\n\n\n\n O m\u00e9todo utilizado para criar esses produtos por meio da biomanufatura \u00e9 chamado de bioprocesso. Um bioprocesso n\u00e3o \u00e9 algo simples ou \u00fanico, mas sim uma categoria de processos, que envolve diversas abordagens e campos como \u2013 por exemplo \u2013 a biotecnologia, microbiologia e bioqu\u00edmica. Geralmente um bioprocesso vai acontecer quando houver a transforma\u00e7\u00e3o de uma mat\u00e9ria-prima por meio de rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas mediadas por c\u00e9lulas de animais, plantas, fungos, bact\u00e9rias ou qualquer outro microorganismo sob condi\u00e7\u00f5es cuidadosamente controladas.<\/p>\n\n\n\n \u00c9 importante deixar claro aqui que muitas vezes se fala sobre bioprocessos nos cen\u00e1rios em que existe um produto final, por exemplo, na produ\u00e7\u00e3o de insulina ou anticorpos monoclonais (que tamb\u00e9m j\u00e1 falamos aqui no EMRC). Contudo, a exig\u00eancia de um produto final n\u00e3o \u00e9 uma regra para que exista um bioprocesso. Por exemplo, a biorremedia\u00e7\u00e3o (isto \u00e9, quando se utilizam organismos vivos para remover ou neutralizar subst\u00e2ncias t\u00f3xicas de um ambiente) \u00e9 considerada um bioprocesso porque utiliza microorganismos ou plantas para realizar transforma\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas espec\u00edficas, alterando subst\u00e2ncias t\u00f3xicas em compostos inofensivos. Ou seja, o objetivo \u00e9 o tratamento do local, e n\u00e3o a gera\u00e7\u00e3o de um produto comercial.<\/p>\n\n\n\n O centro das pesquisas em bioprocessos e biomanufatura realizadas no LEBIMO s\u00e3o os fungos filamentosos, uma classe de microorganismos comentados anteriormente que, apesar de ser bastante conhecida no meio cient\u00edfico, ainda n\u00e3o teve todo o seu potencial utilizado para a produ\u00e7\u00e3o de bioprodutos ou biomol\u00e9culas. Todo o trabalho do laborat\u00f3rio foca em superar os diversos desafios t\u00e9cnicos que ainda s\u00e3o uma barreira para o uso destes organismos, explorando o potencial deles como \u201cf\u00e1bricas\u201d.<\/p>\n\n\n\n Para realizar isso, o grupo de pesquisa utiliza um novo campo ainda pouco comentado fora da academia cient\u00edfica, mas que tem crescido em import\u00e2ncia a cada ano que passa e que, inclusive, faz parte do pr\u00f3prio nome do grupo: a engenharia metab\u00f3lica. Essa \u00e1rea tem se mostrado como uma das fronteiras mais promissoras da biotecnologia moderna, permitindo que os pesquisadores modifiquem diversos caminhos do metabolismo (tamb\u00e9m chamados de vias metab\u00f3licas) de microorganismos, plantas e animais para a produ\u00e7\u00e3o de biomol\u00e9culas de interesse comercial.<\/p>\n\n\n\n Para alcan\u00e7ar isso, os pesquisadores utilizam a engenharia metab\u00f3lica, um campo transdisciplinar que integra \u00e1reas como a biologia molecular, bioqu\u00edmica e engenharia para reprogramar os caminhos metab\u00f3licos dos microrganismos. Dessa forma, os cientistas conseguem transformar microorganismos comuns \u2013 como a Escherichia coli<\/em> (uma bact\u00e9ria originalmente patog\u00eanica, mas que vem sendo usada por d\u00e9cadas como organismo modelo para pesquisa) e Saccharomyces cerevisiae<\/em> (a famosa levedura respons\u00e1vel pela fermenta\u00e7\u00e3o da cerveja) \u2013 em \u201cf\u00e1bricas\u201d celulares que s\u00e3o capazes de produzir, por exemplo, vitaminas, anticorpos, vacinas, biocombust\u00edveis e suplementos alimentares.<\/p>\n\n\n\n Sim! E esse \u00e9 exatamente a ideia que o LEBIMO est\u00e1 tentando desenvolver em um grande projeto de pesquisa chamado BEYOND<\/em> (ou, em tradu\u00e7\u00e3o direta para o portugues, Al\u00e9m). Utilizando da biomanufatura e engenharia metab\u00f3lica, o LEBIMO busca empurrar as fronteiras da ci\u00eancia, se aproveitando do fato de que fungos filamentosos s\u00e3o capazes de sintetizar e secretar uma ampla variedade de prote\u00ednas. Assim, o projeto BEYOND foca em tornar o fungo Aspergillus oryzae<\/em> (comentado anteriormente) uma verdadeira \u201cf\u00e1brica\u201d microbiana com potencial de produzir prote\u00ednas recombinantes para diferentes aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n Tudo o que conversamos at\u00e9 agora levanta v\u00e1rias quest\u00f5es empolgantes: que s\u00e3o essas prote\u00ednas recombinantes, por que escolher um fungo filamentoso em vez de outros microrganismos (como leveduras ou mesmo bact\u00e9rias)? Afinal, como pesquisadores escolhem qual c\u00e9lula ser\u00e1 utilizada em um bioprocesso? E como exatamente programam um fungo para produzir prote\u00ednas espec\u00edficas. Iremos explorar o funcionamento dessas f\u00e1bricas microsc\u00f3picas e como os pesquisadores selecionam a ferramenta biol\u00f3gica perfeita para o trabalho no pr\u00f3ximo artigo desta s\u00e9rie.<\/p>\n\n\n\nAs pesquisas sobre fungos no Brasil<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
O que \u00e9 a biomanufatura?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Ok, mas como se utiliza a biomanufatura? Como se produz um biomaterial ou uma biomol\u00e9cula?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Ent\u00e3o quer dizer que \u00e9 poss\u00edvel produzir mol\u00e9culas e subst\u00e2ncias de outros organismos em fungos?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n