sexta-feira, 2 de outubro de 2009
FEQ-Unicamp aprimora processos para produção de novos fármacos e de ‘cosmefármaco’
Por mais revolucionária que seja a tecnologia desenvolvida no laboratório de uma universidade ou centro de pesquisa, ela não terá condições de ser aplicada diretamente pela indústria se uma etapa nevrálgica do processo de transferência do conhecimento não for bem equacionada: o escalonamento. Em outras palavras, é preciso assegurar que os resultados obtidos na bancada sejam reproduzidos de maneira eficiente em escala industrial.
Pesquisadores da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) da Unicamp dedicam-se atualmente ao escalonamento de três tecnologias que prometem trazer impactos positivos para a saúde e o bem-estar do brasileiro. Caso venham a se transformar em produtos comerciais, elas ajudarão a combater a leishmaniose cutânea, a tuberculose, a osteoartrite e até mesmo rugas de expressão, problemas que afligem milhões de pessoas no país. Os estudos contam com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e empresas privadas.
Os trabalhos vêm sendo realizados no Laboratório de Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos (LDPB) da FEQ, por um grupo coordenado pela professora Maria Helena Andrade Santana. De acordo com ela, o objetivo dos pesquisadores é estabelecer processos e parâmetros operacionais eficazes para a ampliação da escala de produção dessas tecnologias, de modo que a indústria possa absorvê-los e aplicá-los. “Produzir algo em escala laboratorial é uma coisa. Produzir o mesmo em dimensão industrial é completamente diferente. Com frequência, temos que fazer adaptações ou promover alterações no processo laboratorial para alcançar a meta desejada”, explica. Muitas vezes, detalha a docente, o aumento de escala torna-se necessário para a obtenção de material em quantidade adequada até mesmo para ensaios pré-clínicos (em animais) e clínicos (em humanos).
Um dos projetos de escalonamento no qual a equipe está envolvida refere-se à produção de nanopartículas desenhadas para promover o transporte e a liberação controlada de um fármaco usado no tratamento da leishmaniose cutânea. Os testes realizados em laboratório com modelos animais, que contaram com a colaboração de pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), apontaram que a nanocápsula contendo a medicação consegue penetrar nas camadas mais profundas da lesão, sem, contudo, atingir a corrente sanguínea. “Os resultados dos ensaios foram excelentes e o processo é passível de escalonamento”, analisa a professora Maria Helena. Segundo ela, o principal desafio dos cientistas foi desenhar uma partícula que cumprisse as funções desejadas. Eles optaram pelo uso de lipossomas, que são partículas lipídicas obtidas, nesse caso, a partir da lecitina de ovo. Entre as características dessas minúsculas cápsulas estão: elasticidade e capacidade de interagir com as células do organismo.
Sem essas peculiaridades dos lipossomas, conforme a docente da FEQ, não teria sido possível transportar e liberar controladamente o fármaco no ponto desejado. “Para se ter uma ideia, os lipossomas medem cerca de 100 nanômetros, mas os poros da pele têm somente 30 nanômetros de diâmetro. Ou seja, para atingir a área mais profunda da lesão e depois liberar o fármaco, o veículo teria que se deformar para passar pela superfície da pele. Nos ensaios que realizamos, nós vimos claramente que esse objetivo foi atingido”, afirma a coordenadora do LDPB. O processo já foi patenteado. Como as nanopartículas foram produzidas por um método não escalonável, devido ao custo das matérias-primas, os pesquisadores dedicam-se agora à definição de um modelo de produção que possa ser aplicado pela indústria. “Considerando os resultados preliminares, eu diria que estamos próximos dessa meta”, adianta a professora Maria Helena. Segundo os dados mais recentes do Ministério da Saúde, em 2008 foram registrados no Brasil aproximadamente 20 mil casos de leishmaniose cutânea.
Tuberculose
O segundo projeto de escalonamento executado pelo grupo do LDPB está relacionado com uma nova vacina de DNA contra a tuberculose, desenvolvida por pesquisadores da FEQ e da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, vinculada à USP. A ação atual está sendo realizada dentro do programa denominado Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (Pipe), mantido pela Fapesp. Este Pipe é coordenado por Lucimara Gaziola de La Torre, atualmente professora da FEQ, que na sua tese de doutorado desenvolveu o veículo transportador da vacina. De acordo com a professora Maria Helena, os trabalhos estão se encaminhado para a fase final com sucesso. “Creio que em pouco tempo o processo já deva estar escalonado, com capacidade de produção para os ensaios clínicos e aplicação por parte da indústria”. O processo a que se refere a especialista envolve igualmente a produção de nanopartículas de lipossomas capazes de carrear e liberar o fármaco de forma controlada no organismo humano.
Os testes laboratoriais, também realizados com modelos animais, mostraram que o biofármaco, que já foi igualmente patenteado, tem capacidade de prevenir a tuberculose, moléstia que atinge cerca de 130 mil pessoas a cada ano no Brasil. A vacina de DNA, conhecida ainda como gênica, é considerada mais eficaz e segura do que a vacina convencional, normalmente preparada a partir de uma parte atenuada do agente causador da doença. Em ambos os casos, o objetivo do fármaco é induzir o sistema imunológico humano a produzir defesas contra o bacilo da tuberculose (Mycobacterium tuberculosis), mais conhecido por “bacilo de Koch”, por ter sido identificado pela primeira vez em 1882 pelo cientista alemão Robert Koch.
No que se refere à terapêutica gênica, porém, a ação do biofármaco cumpre um processo mais complexo. No lugar de uma proteína, ele veicula a informação genética extraída do micro-organismo. É essa informação genética que atua diretamente no interior da célula onde o bacilo fica alojado. A vacina tem a função de induzir a produção da proteína micobatecteriana e estimular de forma específica os linfócitos que combaterão a infecção causada pelo agente patogênico. De acordo com a professora Maria Helena, a previsão é de que a vacina inovadora seja aplicada em dose única, por via nasal.
Campinas, 28 de setembro a 4 de outubro de 2009 – ANO XXIV – Nº 443
Fonte:http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/setembro2009/ju443_pag03.php#
Pesquisa mostra como micotoxinas migram do cacau para o chocolate
Diferentemente das bactérias, que possuem estrutura simples e sem núcleo delimitado, os fungos são microorganismos que apresentam uma estrutura celular semelhante à do ser humano, embora com metabolismos diferentes. Durante sua multiplicação, os fungos podem dar origem a metabólitos secundários, alguns deles benéficos, caso da penicilina, utilizada como antibiótico, e outros maléficos, como as micotoxinas. Estas constituem metabólicos tóxicos com efeitos mutagênicos, teratogênicos e carcinogênicos.
Pesquisas conduzidas no Brasil e no exterior têm comprovado o desenvolvimento de fungos principalmente durante os vários dias da secagem das amêndoas de cacau, etapa que ocorre após a fermentação. Além da deterioração e consequente influência na qualidade do cacau e do chocolate, a presença de fungos vem sendo correlacionada a aspectos da saúde pública devido à possibilidade de formação de micotoxinas.
O Brasil se encontra entre os cinco maiores produtores mundiais de cacau e tem parte de sua produção destinada à exportação após determinados processos industriais. Com a globalização da economia, a qualidade dos produtos relacionada à segurança alimentar é determinante na sua aceitação. Apesar disso, inexistem no país dados sobre ocorrência e condições em que as micotoxinas são produzidas no cacau e derivados.
Com vistas à segurança da população e o descortino de novos mercados consumidores para os produtos brasileiros derivados do cacau, a veterinária Marina Venturini Copetti, atualmente professora da Universidade Federal do Pampa (Unipampa), da cidade gaúcha de Itaqui, desenvolveu pesquisa relacionada a ele. O trabalho teve como objetivo acompanhar as diferentes etapas do processamento do cacau, desde a abertura dos frutos, passando pelo processamento primário nas fazendas e secundário nas indústrias processadoras, até a obtenção do chocolate, de maneira a avaliar as inter-relações existentes nas diferentes fases que determinam a ocorrência de fungos e consequentemente de micotoxinas nos produtos envolvidos.
A pesquisa deu origem à tese de doutorado que analisa fungos e micotoxinas do cacau ao chocolate, apresentada à Faculdade de Engenharia de Alimentos da Unicamp (FEA), orientada pelo professor José Luiz Pereira. O estudo, co-orientado pela pesquisadora Marta H. Taniwaki, foi realizado em parceria com o Instituto de Tecnologia de Alimentos (Ital), onde foi desenvolvida a maior parte dos experimentos. Durante o trabalho, Marina realizou estágio de doutorado na Denmark Technical University (DTU), em Lyngby, na Dinamarca, orientado pelo professor Jens Frisvad, onde foram realizados estudos de metabólitos secundários de alguns fungos isolados de cacau. A pesquisadora contou também com a colaboração da Comissão Executiva do Plano da Lavoura Cacaueira (Ceplac), fazendas e empresas processadoras de cacau.
São várias as micotoxinas conhecidas e cada uma delas tem um sítio específico de ação. Uma das mais conhecidas são as aflatoxinas, cuja ocorrência está relacionada ao amendoim; elas podem desencadear problemas hepáticos e até desenvolvimento de tumores. Outra micotoxina bastante estudada é a ocratoxina A, de ocorrência relacionada a cereais e café, com ação nos rins. Como as micotoxinas são muito estáveis, podem originar problemas de saúde mesmo em quantidades baixíssimas.
Data de cerca de quatro anos a preocupação maior em estabelecer limites internacionais para o grau de tolerância de micotoxinas no cacau. Como os grandes centros de pesquisa estão na Europa e EUA, onde não há produção de cacau, o que lá se detecta é principalmente a presença dessas toxinas em algumas amostras de chocolate ou nos produtos já processados adquiridos por essas comunidades. Assim, não existem trabalhos que acompanham todas as fases de processamento de cacau que permitam determinar o período crítico do surgimento dos fungos toxigênicos, bem como o da formação de micotoxinas e, em consequência, o que pode ser feito para contornar o problema ou minimizá-lo.
O caminho percorrido
Para o desenvolvimento da tese foi necessário, primeiramente, coletar amostras de cacau nas fazendas no sul da Bahia, principal região cacaueira do Brasil.
O fruto colhido é do tamanho de um mamão e tem cerca de 40/50 sementes envolvidas por uma polpa branca. O termo cacau pode ser atribuído tanto ao fruto quanto à semente. Uma vez rompida a casca do fruto, as sementes envolvidas pela polpa são colocadas em caixas de fermentação, onde a polpa servirá de substrato para o desenvolvimento de microorganismos, essenciais para a formação dos precursores do sabor de chocolate. No processo, que dura cerca de seis dias, desenvolvem-se inúmeros microorganismos, constituídos, inicialmente, de leveduras, depois bactérias lácticas e acéticas; e, nos últimos dias, podem surgir fungos filamentosos.
As amêndoas são então submetidas a um período de secagem, em geral nas chamadas barcaças, ficam ao sol durante o dia, sendo recobertas por um telhado móvel à noite. Nesse período, que dependendo das condições climáticas pode variar de 10 a 21 dias, ocorre a diminuição da umidade da semente, o que a torna estável microbiologicamente, ou seja, os microorganismos não são capazes de se proliferar mesmo na ausência de refrigeração. Marina constatou que esta fase é crítica para a proliferação de fungos e que, se as espécies toxigênicas estiverem presentes, podem levar à síntese das micotoxinas.
Ao chegar à indústria, o cacau é limpo superficialmente e sofre tratamento térmico para a remoção da casca protetora que retém grande parte da contaminação tanto de toxinas quanto de microrganismos, o que foi verificado pela análise da amêndoa e da casca. Na sequência, a amêndoa é quebrada em pedaços, originando os chamados nibs, que, submetidos à moagem dão origem, devido ao alto conteúdo de gordura e temperatura no processo, a um produto pastoso denominado liquor . Do liquor prensado surge uma fase sólida não gordurosa, a torta, e ocorre a eliminação da manteiga de cacau, que é o produto mais nobre, utilizada tanto para a produção de chocolates quanto de cosméticos.
Da torta moída origina-se o cacau em pó, que é submetido à alcalinização para facilitar a solubilidade em leite e que em geral chega ao mercado com adição de açúcar. Apesar da baixa presença de fungos nestas etapas industriais – uma vez que eliminados durante o processamento –, as micotoxinas depois de formadas permanecem estáveis durante todas as etapas, aderidas à fração sólida não-gordurosa, e são detectadas também no produto final, seja este chocolate ou cacau em pó.
Com a colaboração de seus orientadores, Marina seguiu o caminho do cacau, do fruto colhido ao chocolate encontrado na gôndola do supermercado, o que a leva a afirmar: “Trabalhamos com as sementes recolhidas dos frutos recém-abertos, acompanhando seu processo de fermentação, sua secagem, embalagem e armazenamento; checamos também as fases de extração da casca da amêndoa, a obtenção dos nibs, sua moagem e formação do liquor, a obtenção da torta, da manteiga, a produção do chocolate e colhemos amostras dos chocolates mais vendidos em supermercados. Em cada uma destas fases, analisamos a presença de fungos e micotoxinas”. O desenvolvimento desse trabalho exigiu análises de cerca de 500 amostras.
As descobertas
Os pesquisadores observaram inicialmente o surgimento de uma diversidade de fungos na fase da colheita ao ensacamento das amêndoas. Embora observassem alguns fungos, que podem originar micotoxinas já na etapa de fermentação, estes apareciam em quantidades mínimas. Os fungos toxigênicos proliferavam significativamente durante a secagem. Mas eles detectaram um problema maior: embora os fungos pudessem ser eliminados no processamento do cacau, as toxinas, por serem estáveis, se mantiveram inalteradas até o fim do processo industrial.
No desenvolvimento do trabalho, constataram que no cacau que saiu das fazendas a presença de micotoxinas em geral foi baixa quando seguidos os processos fermentativos tradicionais. O problema pode se agravar com a mistura do cacau brasileiro com o importado de baixa qualidade. Marina afirma que se o chocolate produzido no Brasil fosse processado a partir de frutos sadios, seguindo-se o período de fermentação, e não resultasse de adição de cacau de má qualidade importado, a presença das micotoxinas seria irrisória, pois, mesmo com a mistura, as quantidades detectadas são pequenas, em média abaixo de 0,5 µg/Kg de chocolate. Os organismos internacionais de controle atualmente estudam o estabelecimento de um limite máximo para ocratoxina em cacau e produtos de 1,0 µg/Kg. Foi observado ainda que praticamente toda a micotoxina concentra-se na torta de cacau e não na manteiga, tornando o chocolate branco quase que isento de contaminação.
Ao ser levada a verificar porque determinadas amêndoas produzidas no Brasil apresentavam contaminação maior por ocratoxina, Marina constatou que o problema tem origem em prática incorreta. Alguns fazendeiros têm adotado a prática de não fermentar as amêndoas, que são levadas diretamente para secagem. Esta prática impede o desenvolvimento de alguns microrganismos que secretam ácidos que inibiriam a multiplicação de fungos toxigênicos. Nestes casos, proliferam os fungos e há um maior nível de toxina produzida. Esse procedimento, diz ela, é adotado principalmente porque permite o ganho de tempo e a redução do trabalho com a eliminação da etapa de fermentação. Além disso, em algumas fazendas, parte da polpa é retirada para produção de geléias e sucos.
Marina Venturini Copetti revela muita satisfação em relação aos resultados alcançados: “Fizemos experimentos que nos possibilitaram concluir que a fermentação com a polpa é importante para evitar a ocorrência da ocratoxina, o que nos permitiu deduzir o importante papel dos ácidos orgânicos formados no processo, pois possivelmente são eles que inibem a multiplicação dos fungos. Constatamos que o desenvolvimento de fungos toxigênicos ocorre de maneira determinante na secagem, pois encontram umidade adequada e não têm competidores. Percebemos que praticamente toda a toxina fica no cacau e uma percentagem muito pequena vai para a manteiga. Vimos que essa toxina se mantém estável durante todos os processamentos e que, uma vez produzida, chega até o produto final. Por tudo isso, foi um trabalho que eu gostei muito de realizar”.
Para atenuar a ocorrência de fungos, Marina sugere a fermentação apropriada do cacau, a limpeza das barcaças, removendo os resíduos das secagens anteriores e uma secagem das amêndoas em um período não muito prolongado, se necessário com utilização de secadores artificiais, para evitar maior tempo de multiplicação fúngica pela presença de umidade, mas de forma a permitir que os ácidos que se formaram durante a fermentação possam ser volatilizados, sem o que as amêndoas teriam seu sabor comprometido.
Como a Europa se prepara para estabelecer uma legislação restritiva à presença de micotoxinas no cacau que lhes chega, ela teme que se o Brasil não fizer o mesmo em tempo hábil lhe possa ser vendido o produto de qualidade inferior, rejeitado por aqueles mercados.
Campinas, 28 de setembro a 4 de outubro de 2009 – ANO XXIV – Nº 443
Fonte:http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/setembro2009/ju443_pag05.php
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