BIOTECNOLOGIA: PRODUÇAO COMERCIAL DE HORMÔNIOS

...

A glândula endócrina se divide em quatro porções, e são vistas em áreas claras onde somente pode ser observada através do microscópio, estão localizadas entre os ácinos secretores, que estão ligadas a parte exócrina. Essas glândulas claras são conhecidas como ilhotas de Langehans (figura 1). As suas células possuem vários canais, abundantemente irrigados por capilares.2

[pic 1]

Figura 1- Pâncreas (ilhotas de Langehans)

Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/hormonio4.php

Essas ilhotas de Langehans são ligadas as fibras reticulares e não possuem ductos. Suas células secretam diretamente na corrente sanguínea.2

As quatro porções são conhecidas como: alfa, delta, beta e PP (figura 2). As células alfas estão localizadas nos arredores das ilhotas e secretam GLUCAGON, as células delta estão entre as células alfa e secretam SOMATOSTATINA, que inibe a liberação do hormônio do crescimento, mas também da secreção de insulina e glucagon, as células betas estão localizadas no centro, e possuem a maior parte da das células da ilhota e secretam INSULINA, já as células PP produzem um polipeptídeo que, ainda não bem conhecida a sua função nos humanos.2

[pic 2]

Figura 2- Pâncreas (ilhotas de Langerhans).

Fonte: http://www.medicinageriatrica.com.br/2011/10/02/pancreas-unidade-funcional/

A ilhota tem a função de regular a quantidade de glicose no sangue. O glucagon aumentar o nível da glicemia que ativa a dissolução de glicogênio armazenado no fígado, sendo considerado um hormônio hiperglicemiante, já a insulina é um hormônio hipoglicemiante, que retira a glicose da corrente sanguínea transferindo-a para as células de todo corpo, e quando está em excesso é depositado no fígado.2

Quando ocorre o diabetes mellitus, as células betas perdem a sua capacidade de secretar a insulina, ou tornam-se menos sensíveis à insulina que circula no corpo. No diabete tipo 1, a produção do hormônio é diminuída, fazendo com que as células betas sejam destruídas. Já no diabete tipo 2, frequentemente iniciada na vida adulta, os níveis de insulina são normais ou apenas um pouco abaixo do normal. Há uma resistência à insulina, ou seja, ela não é funcional. Acredita-se que a causa da diabetes mellitus seja por fatores genéticos. Em pacientes com diabetes mellitus, apresenta-se sempre um alto nível de glicose no sangue, conhecida como hiperglicemia, que ocorre quando s possui um nível de glicose superior a 180 mg/dl. Quando isso acontece o rim que é o órgão responsável pela eliminação de tudo que está em excesso no nosso corpo, filtra essa glicose que está acima do nível desejado e elimina pela urina. A alta pressão sanguínea proveniente da alta concentração de glicose na urina diminui a reabsorção de água pelos túbulos renais, fazendo com que uma grande quantidade de água seja perdida, causando diurese. Esse processo acarreta em uma sede constante, fazendo com que se beba muita água na tentativa de aumentar o nível da água no sangue, essa anormalidade da quantidade de glicose é o resultado da redução de permeabilidade das membranas celulares para a absorção da glicose, causada pela insuficiência da produção de insulina ou pela falta de sensibilidade das membranas a insulina existente na circulação.3,4

Produção da insulina pela biotecnologia

A insulina foi descoberta em 27 de julho de 1921, pelos pesquisadores Frederick Banting e Charles Best, na universidade de Toronto.5

Os pacientes com diabetes mellito sofrem pelo motivo de aplicações diárias de insulina que é necessária para que possam ter uma vida mais saudável, por isso se tem pesquisado muito para que esse sofrimento seja pelo menos diminuído, com isso temos alguns medicamentos que são administrados via oral, em alguns casos, mas quando não se tem um bom resultado não há outra maneira, a única forma é fazer a aplicação da insulina.6,3

A utilização de insulinas bovina e suínas iniciou-se por causa da busca de insulinas mais puras, pois as insulinas produzidas por pesquisadores em Toronto era cheia de impurezas, e causavam abscessos no lugar da aplicação. Porém ainda tinha muitos contaminantes, causavam alergia, induziam os pacientes a produzirem anticorpos contra elas, fazendo com que gerasse resistência progressiva e aumentando as suas necessidades do hormônio.7

Devido os esses inconvenientes na década de 60 através de uma tecnologia apropriada passou a produzir insulinas mais puras, diminuindo os efeitos colaterais. Em 1973 a insulina suína fabricada por meio de uma técnica conhecida como cromatografia, foi introduzida no mercado.7

Essas insulinas eram as únicas armas terapêuticas até o surgimento da tecnologia do DNA recombinante, onde possibilitou a produção de insulina idêntica a humana em bactérias.1

Com a chegada da biologia molecular, deu-se início as pesquisas das insulinas Biosintética humanas derivadas do DNA recombinante - moléculas manipuladas fora das células vivas através da modificação da sequência de ADN/ARN natural ou sintético e que possibilite a multiplicação em uma célula viva, ou nas moléculas de ADN/ARN resultantes dessa multiplicação (figura 3).1

[pic 3]

Figura 3. Manipulação de DNA (Insulina humana). Fonte: google imagem.2015.

A produção do gene sintético para a formulação da insulina humana, foi feita a partir da sequência de aminoácido das proteínas heterólogas utilizando microrganismos e bactérias como a Escherichia Coli, que estão presentes principalmente no intestino humano.1

Para que isso fosse possível, seria necessário utilizar enzimas de restrição cortando segmentos de DNA que contivessem informações para a síntese da insulina, e também romper o DNA de plasmídeos de bactérias, unindo esses dois fragmentos através do DNA ligase, que é capaz de refazer as ligações entre duas moléculas de DNA, juntando o segmento do DNA humano com o plasmídeo da bactéria, com esse processo as bactérias modificadas começam a produzir a proteína da insulina humana que não está sendo produzida ou está em pouca quantidade no corpo.1

Tipos de Insulina Humana

O pâncreas secreta a insulina de duas maneiras: Basal