Mais de um ano se passou e ainda estamos vivendo uma guerra contra o COVID-19. Contudo, vemos avanços tanto no quesito detecção quanto na percentagem de indivíduos vacinados, embora a vacinação não garanta 100% de imunização.

Ainda temos as mutações do vírus gerando novas variantes.

Diante disso, faz-se mais que necessário, primeiramente, que as técnicas de detecção sejam mais eficientes e confiáveis. 

O teste PCR é considerado, na atualidade, o padrão ouro devido se mostrar superior às outras técnicas em relação às características citadas acima.

O que é PCR e sua origem?

A sigla PCR significa Polymerase Chain Reaction, traduzindo, Reação da Polimerização em Cadeia (RPC). A descoberta foi realizada em 1983 pelo ganhador do prêmio Nobel de química, nesse mesmo ano, Mullis.

Esta reação se baseia na amplificação de uma sequência de DNA. Diante disso, a partir de um fragmento de DNA, conhecido como primer, ou iniciadores, do genoma viral, o método PCR se utiliza.

Além disso, o método acusa não só se o indivíduo está infectado naquele instante mas também se o mesmo já foi infectado anteriormente.

Mas como o PCR é realizado?

O teste PCR é dividido em três fases. Primeiro, temos a coleta da amostra do indivíduo com a inserção do swab na cavidade nasal. Posteriormente o material é selado em um tudo para que não haja contaminação.

A segunda fase se baseia na extração do material genético (DNA ou RNA) presente na amostra sem danificá-lo. Depois, esse material é adicionado a uma mistura contendo os primers, os dNTP’s e enzimas.

Por último, temos o PCR propriamente dito, isso quer dizer, a aplicação da reação de polimerase em um termociclador onde a amostra sofre aumento e redução de temperatura.

A reação

A reação de polimerase ocorre em ciclos, onde a taxa de replicação é dada por 2^n ciclos.

Comumente, o primeiro ciclo ocorre em etapas individuais, por exemplo, desnaturação, anelamento e extensão e alongamento.

Primeiramente, na desnaturação, o aquecimento faz com que haja um rompimento das ligações de hidrogênio da fita de DNA.

Já o anelamento ocorre com a redução da temperatura até que esta atinja um valor suficiente para que permita a ligação dos primers com a fita. Entretanto, este valor de temperatura deve ser bem especificado, pois em temperaturas muito altas não haverá ligação. Em oposição, muito baixas farão com que essa ligação seja ineficiente.

Por fim, tem-se a extensão/alongamento. Nesta etapa, a enzima utilizada na reação sintetiza novas cadeias. Essa ação enzimática depende que a temperatura seja ideal para o tipo de enzima, bem como o tempo de reação.

Essa enzima, é, em grande maioria, a Taq polimerase, que recebeu esse nome devido a sua extração da bactéria Thermus aquaticus.

Em cada etapa de extensão, ocorre a duplicação do DNA.

Sobretudo, utiliza-se de 25 a 40 ciclos no método PCR.

Terminado os ciclos, fazemos a análise e interpretação dos resultados obtidos.

A análise é feita com o método de eletroforese em gel de agarose ou poliacrilamida.

Limitações do método

Similarmente a outros métodos, o PCR também possui limitações. Sendo assim, a presença de inibidores de polimerase na amostra e limitações no reagente podem vir a causar o efeito platô. Isso quer dizer que a reação é cessada não havendo mais amplificação da molécula alvo, gerando resultados não confiáveis.

Em suma, a técnica do PCR pode ser aplicada em diversas áreas. Por exemplo, em testes genéticos, na medicina forense, dentre outras.

Enfim… tem curiosidade sobre algum assunto? Interaja com o Blog da Engenharia! Vamos desenvolver nossos conhecimentos juntos!

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A princípio, conheceremos os desafios que você enfrentará em sua graduação, como atua o profissional dessa área e o mercado de trabalho. Além disso, abordaremos sobre as oportunidades e, o mais importante, o salário (Rs).

A engenharia bioquímica

O graduado que se forma em engenharia bioquímica possui conhecimento sólido nas matérias de biologia, física, química e matemática.

Contudo, esses conhecimentos são utilizados na pesquisa e na aplicação de processos que envolvem organismos vivos e biomoléculas para desenvolvimento e produção de produtos de valor agregado. 

Logo, esses profissionais estão aptos a exercerem a profissão na indústria farmacêutica, alimentícia, cosméticos, agrícola, instituições de pesquisa e muito mais. Essas características, aplicadas de maneira mais aprofundada, diferenciam o engenheiro bioquímico do engenheiro químico.

A engenharia bioquímica na graduação.

Assim como toda engenharia, essa também é dividida em ciclos, por exemplo:

No ciclo básico, o estudante irá formar sua base para aplicações mais específicas no ciclo profissional.  Nesse sentido, o ciclo profissional, onde as disciplinas irão variar de acordo com a ênfase dada pela instituição de ensino.

Contudo, um exemplo de matriz curricular pode ser ilustrado conforme a figura abaixo.

Salário do engenheiro bioquímico

Através de buscas em sites de emprego, pode-se fazer um levantamento da média salarial de um engenheiro bioquímico atualmente.

Porém, para fazer jus a essa remuneração, o engenheiro precisa desenvolver bem suas atribuições.  Mas, você sabe como esse profissional atua nas mais diversas áreas? Vamos descobrir!

Mercado de trabalho e atuação profissional.

Quando uma indústria deseja trabalhar no desenvolvimento de  processos que envolvam células vivas, processos enzimáticos e fermentativos, inevitavelmente há uma procura pelos profissionais da área da engenharia bioquímica.

Como resultado disso, vemos que esses profissionais possuem um mercado de trabalho bastante amplo, podendo ser empregados na Indústria de Alimentos, indústria farmacêutica, agroindústria, área médica e até de saneamento. E quais seriam as atuações?

Primeiramente, na indústria de alimentos e bebidas estes atuam, em boa parte do tempo, em processos fermentativos, podendo destacar a fabricação de leites e iogurtes, bebidas alcoólicas etc.

Na indústria farmacêutica, vemos os bioquímicos na produção e desenvolvimento de vacinas, insulinas e antibióticos, sem deixar de mencionar o controle e monitoramento da produção dos medicamentos.

Já agroindústria, temos a produção de bioinseticidas e outros produtos biológicos para fins de aplicação na área florestal e pecuária.

Em saneamento, isso quer dizer, na área ambiental, os bioquímicos atuam no tratamento de efluentes industriais, controle de poluição do ar e da água aplicando tratamentos biológicos.

De maneira idêntica as outras engenharias, dentro dessas indústrias ou não, o  engenheiro bioquímico pode trabalhar na área de vendas, projetos e pesquisa, consultoria e controle de qualidade.

Temos, ainda, que diferenciar a bioquímica e bioquímica industrial da engenharia bioquímica. Nesse interim, analisem a imagem abaixo.

Overview

Fazendo um overview, podemos notar uma enorme semelhança entre a engenharia bioquímica e a química. Mas não se engane! São diferentes.  Analogamente a engenharia química, você também verá a relação com as demais engenharias.

Então, depois desse resumão dessa incrível área. Conseguiu se decidir?

Em síntese, prontos para desbravar esse mundo micro?

Eu e todos do Blog da Engenharia esperamos contribuir para sua escolha!

Desejamos sucesso e que, após ingressar na faculdade, dê-nos um feedback positivo e que também venha fazer parte do nosso time de colunistas na área bioquímica.

Ah, e não se esqueça!

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Sábio é aquele que compartilha conhecimento com o outro e o torna consciente do mundo e do seu papel na vida.” – Desconhecido.

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Desde que foi detectado o vírus, diversos pesquisadores ao redor do mundo têm realizado um trabalho árduo para descobrir como combater essa pandemia.

Algumas universidades, laboratórios e centros de pesquisas tiveram êxito nessa busca embora fossem necessárias algumas triagens até que se possa ser iniciada uma vacinação em massa.

No dia 17 de janeiro de 2020, tivemos a liberação  pela ANVISA  de algumas vacinas que estavam sendo avaliadas para utilização no combate ao vírus. Processo um pouco burocrático, mas não é para menos. Vidas estão em jogo.

Vamos voltar no tempo e conhecer sua história.

A história da vacina

O termo vacina foi utilizado pela primeira vez na Inglaterra após ser realizado um estudo, pelo Doutor e Cientista Edward Jenner, da contaminação da varíola que não atingia alguns produtores rurais.

A partir deste marco, diversas vacinas foram desenvolvidas, por exemplo: rubéola, BCG, tríplice viral, febre amarela, sarampo, ebola, e neste ano contra o coronavírus.

O desenvolvimento de vacinas é feito por laboratórios nacionais e internacionais, centros de pesquisa, universidades, órgãos públicos…

No Brasil, por exemplo, os órgãos responsáveis por esse desenvolvimento e fabricação são: a Bio-manguinhos, localizada na Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) no Rio de Janeiro e no Instituto Butantan localizado em São Paulo.

Esses órgãos, como era de se esperar, foram os responsáveis pela produção das vacinas contra o novo coronavírus em parcerias com órgãos externos.

O processo de produção

O processo de fabricação é bastante complexo e, por conta dos estudos, podem durar décadas para serem desenvolvidas.

Além do mais, cada vacina terá um método de produção diferenciado, a depender da tecnologia necessária e se esta está disponível

A vacina é basicamente produzida a partir do patógeno (agente infeccioso), como vírus e bactérias. 

Calma, respira, não pira! Continue lendo para entender.

A produção da vacina se dá primeiramente com o isolamento do vírus com a inutilização ou enfraquecimento do patógeno. Logo, utiliza-se esse patógeno morto ou fragmentado, quer dizer, utiliza sua sequência genérica, por exemplo, DNA e RNA.

Se acalmou? vamos nessa!

Generalizando, esse processo inicia-se com os estudos iniciais, depois temos algumas etapas a serem seguidas. A primeira etapa é na replicação das células que estão sendo estudadas.

Então, passamos para a fase de estabilização do concentrado com a adição de substâncias, permitindo-lhe ter um tempo de conservação e capacidade para produzir anticorpos.

Em seguida, tem-se a etapa de validação desta estabilidade e o estudo da dosagem ideal que o indivíduo deverá receber e se será necessário aplicar mais de uma dose.

Por fim, temos uma análise em termos de qualidade e eficácia, sendo liberadas para fabricação a posteriori.

A vacina de Oxford e CoronaVac

A universidade de Oxford desenvolveu uma técnica que utiliza o adenovírus de chimpanzé. Um vírus fraco e inofensivo que causa apenas resfriado na espécie. 

Este vetor é modificado e inativado. A essa modificação foi dado o nome de ChAdOx 1 pelos pesquisadores.

Simultaneamente, a célula viral é retirada da pessoa infectada, dando início a remoção dos genes codificadores da proteína S do vírus.

Após isso, é feito o sequenciamento genético e este por sua vez é introduzido no vetor.

Como resultado, temos a vacina de Oxford, ou melhor a ChAdOx n-Cov-19.

Não está curioso pra saber porque a ChAdOx e a proteína S?

Bem…

Essa tecnologia, ChAdOx, não foi produzida esse ano. Ela já existia e já havia sido testada com outras vacinas, apresentando fortes respostas imunes em uma dose.

Ainda com medo de ser infectado? Isso não ocorre, pois o vetor é geneticamente modificado.

Porque a proteína S?

Esse coronavírus não foi o primeiro. Diante disso, a escolha foi baseada nos estudos realizados sobre coronavírus anteriores com foco nas respostas imunológicas apresentadas. Como resultado, deduziu-se que os “espinhos”/coroa seriam um bom alvo para a vacina.

A vacina CoronaVac, segue a mesma linha de raciocínio da vacina de Oxford, utilizado o vírus inativado. Contudo, não é utilizado o adenovírus do chimpanzé.

A vacina Pfizer

Diferentemente da vacina de Oxford, essa vacina utiliza a tecnologia de mRNA (mensageiro).

Nesta tecnologia a molécula de RNA do vírus é modificada e dispersa em uma solução de nanopartículas lipídicas que irá promover a estabilidade deste código genético.

Como as vacinas agem no organismo ?

Bem, as vacinas de Oxford e da Pfizer possuem mecanismos de ação diferentes.

Vamos começar com a de Oxford

Após o indivíduo receber a dose da vacina, as células modificadas entram no organismo e expressam a proteína S e, como resultado,  os linfócitos são “obrigados” a produzirem anticorpos para combater esse corpo estranho.

Exatamente isso que você pensou…

Em outras palavras, a vacina estimula seu corpo a produzir anticorpos.

Posteriormente, caso a pessoa entre em contato com o vírus, o sistema imunológico irá reconhecer e rapidamente atacar o vírus do Covid-19.

Em contraste, a vacina da Pfizer, conforme mencionado acima, possui um mecanismo diferente. 

Ao receber a dose, o RNA mensageiro é transmitido para as células do corpo humano e, o resultado disso é a produção, pelo nosso próprio organismo, da proteína S . 

Por fim, há a produção de anticorpos permitindo que o nosso sistema imunológico esteja preparado para uma possível infecção que o indivíduo possa vir a ser acometido.

Existem efeitos colaterais?

Com certeza, assim como todo e qualquer medicamento que você possa vir a tomar. Até mesmo uma simples dipirona.

Acha que a produção foi rápida?

Eu sei que vocês ficam meio com o pé atrás com o pensamento:

As vacinas demoram anos para serem desenvolvidas e testadas. Essas duraram meses. Porque eu deveria tomá-las?

Então… Lembram do que eu falei anteriormente? Não?  Voltem na parte da vacina de Oxford! Releu?

As pesquisas já vinham sendo realizadas e as vacinas testadas no combate de outros vírus, não há o que temer. CONFIE!

E o melhor de tudo, no pior das hipóteses… Você NÃO vai sofrer mutação!

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