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