O documento discute a biotecnologia na saúde animal, incluindo sua definição, histórico, ferramentas e aplicações. A biotecnologia animal é usada para modificar organismos vivos visando a obtenção de produtos e melhoramento genético por meio de técnicas como transgenia, clonagem e terapia gênica. Essas técnicas permitem o desenvolvimento de vacinas e diagnósticos, além de aumentar a produção animal.

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
BIOTECNOLOGIA
Biotecnologia na Saúde Animal
Geraldo Pedral

2. Biotecnologia animal
• É o uso dos recursos da tecnologia e suas
ferramentas para modificação de organismo
vivos.
Finalidades:
– Obtenção de produtos;
– Melhoramento animal;
– Desenvolvimento de microorganismos;
– Desenvolvimento vacinas e técnicas de diagnóstico;

3. Histórico
• 5000 A.C (ANIMAL BIOTECHNOLOGY, October 2006 ):
– Hibridização de raças de animais (obtenção de
variedades);
– Obtenção de mulas (animais de trabalho – usado
até hoje);
• 1953 ( James Watson e Francis Crick):
– Modelo de DNA dupla hélice;
• 1960 ( Werner Arber’s)
– Enzimas de restrição;

4. Histórico
• 1973 (Stanley Cohen e Herbert Boyer):
– Tecnologia do DNA recombinante ou engenharia
genética;
• 1977
– Inserção de gene humano em microorganismo;

5. 2000 -03
1996
1990
1988
1982
1975
1973
1961-66
1956
1953
1944
1943
Histórico

6. Biotecnologia
• Tradicional:
– Seleção de organismos – caract. Desejáveis / cruzamento;
– + tempo – transferências de genes NÃO desejáveis;
• Moderna:
– Transferência APENAS de genes desejáveis;
– Doador – espécie diferente;
– + preciso, + rápido e + eficiente;

7. Biotecnologia
Variedade inicial
Cruzamento
Tradicional
Variedade comercial
Gene desejável
X
Gene desejável
Biotecnologia
moderna
Resultado

8. Ferramentas utilizadas
– Cultura de Células;
– Clonagem: Molecular, Celular – Terapia Gênica;
– Genômica;
– Proteômica;
– Bioinformática;
– Bionanotecnologia;

9. Ferramentas utilizadas
• Transgênicos:
– Transferência de um gene específico de um
organismo para outro;
– Incorporação do DNA no seu material genético;
– Vetor;
– Muito utilizadas em microorganismo;

10. Microinjection
into the germ line -> transgenic animal
Gene injected into the male
pronuclei

11. Animais transgênicos
• Aplicação no melhoramento: aumento de produção: carne, lã,
resistência a doenças, e modificação de produtos (maciez da
carne, nível colesterol da carne, lactose)
• Limitação: técnica ainda em desenvolvimento, aceitação
quanto ao consumo dos produtos, pouco conhecimento sobre
os efeitos na saúde humana.

12. Recombinant Defective Retrovirus
• Os óvulos são infectados antes da fecundação;
• Vírus se integra um dos cromossomas;

13. Animais transgênicos

14. Animais transgênicos
• Peixes que mudam de
cor (bioindicador de
poluição);
• Inserção de gene de
coral ;
• Hoje comercializados
para donos de aquários;
GloFish® Fluorescent Zebra Fish

15. Animais transgênicos

16. Produtos derivados da biotecnologia e suas
aplicações
– Cabras que produzem leite contendo o ativador
do plasminogênio (TPA) já foram produzidas.
– Essa proteína é usada para dissolver coágulos
sanguíneos em vítimas de ataque cardíacos.

17. Produtos derivados da biotecnologia e suas
aplicações
– Uma vaca que produz lactoferrina, uma proteína
do leite humano, já foi desenvolvida.
– A lactoferrina é uma proteína antibacteriana usada
para tratar pacientes imunossuprimidos.

18. Animais transgênicos
– Devem ser identificados os animais
geneticamente modificados;
– Uso ainda restrito em pesquisa;

19. Tecnologias utilizadas
• Clonagem:
– cópias idênticas de outros animais;
– animais transgênicos;
– animais geneticamente superiores;
– animais que tenham alguma outra característica
desejável;

20. Em meados do século XX, pesquisadores
conseguiram realizar a clonagem de sapos.

21. Na década de 1980, foi obtida a clonagem
de embriões.

22. Finalmente, em 1997, pesquisadores escoceses
conseguiram clonar um mamífero: a ovelha Dolly.

23. CLONAGEM
• Ocorre de forma natural ano caso de gêmeos univitelíneos
• É um meio de propagação comum em plantas, bactérias e
protozoários;
• Uso no melhoramento: Possibilidade da multiplicação de
animais geneticamente superiores em larga escala.
• Desvantagem no melhoramento genético: Perda da
variabilidade genética, no aspecto de resistência a doenças,
fatores climáticos

25. Terapia Celular

27. Tecnologias utilizadas
• “Knock out”:
– Usa a engenharia genética para suprimir a função
do gene específico;
– Estudo de interação patógeno X hospedeiro;
– Estudos de novos fármacos e nutrientes;

28. Biotecnologia no Melhoramento
Animal
• Amplificação reprodutiva:
– Reprodução animal: Limitação na capacidade
natural na reprodução;
– Capacidade de serviço;
– Produção e qualidade de sêmen;
– Número de progênie por reprodutoras;

30. Usos da Inseminação Artificial
– Melhoramento genético;
– Diminuir a relação macho/fêmea;
– Acasalamento em diferentes raças
– Absorção de raças que se deseja criar;

31. Usos da Inseminação Artificial
– Conservação de raças em perigo de extinção;
– Controle de doenças;
– Eliminação de custos de produção e manutenção
de machos no estabelecimento;
– Facilidade de coletas de dados sobre paternidade;

33. Citometria de Fluxo
SSC
FL2
FL4
FL3
Laser
488 nm
FSC

34. Citometria de fluxo

35. VIABILIDADE DO SÊMEN

36. Produção Animal
• Seleção assistida com testes de DNA e
clonagem;
– testes de DNA (genes eliminados ou adicionados);
– eliminar o gene que confere à carne suína uma
aparência pálida e aquosa (USA);
– identificar animais resistentes ao “ scrapie”
(doença que causa tremor, semelhante ao mal da
vaca louca)

37. Produção de AcMo

38. Produção de AcMo

39. Os anticorpos monoclonais são usados
para o diagnóstico de:
• Microorganismos (zoonoses);
• Identificação de células cancerosas;
• Doenças infecto-contagiosas;
• Determinação de alterações, causadas por
diversas doenças, na produção de proteína;

40. Os anticorpos monoclonais são usados
para o diagnóstico de:
– O uso terapêutico: quando ligados à toxinas para
matar especificamente as células tumorais;
– Tratamento de órgãos para evitar rejeição nos
Transplantes;

41. Produção de Proteínas
• Vacinas mais eficazes (imuprofilaxia e
terapêuticas) ;
• Uso de vacinas com proteína recombinantes;
• Novos testes de diagnóstico;

42. Desenvolvimento e produção de
vacinas
• Vacinas:
– Animais sadios
+ carne, + leite, etc.
– Elimina risco de transmissão de doenças
(zoonose);
– Período de janela imunológica longo;

43. Vacinas
– Inibidores de
serinoproteases (BmTIs);
– Artrópodes hematófagos e
importantes vetores;
– IgG contra antígenos
provenientes da glândula
salivar;
– componente C3r –
dificulta a digestão hb;

44. Vacinas

45. Tratamentos, suplementos e novos
kits de diagnóstico
– Relação custo x benefício tem que ser considerada;
– Somatrotofina bovina (BST) recombinante –
produção de leite durante aleitamento;

46. Tratamentos, suplementos e novos
kits de diagnóstico
– O diagnóstico molecular permite detectar doenças
em estágios pré-clínicos ;
– epidemia de febre aftosa na Inglaterra, onde
foram sacrificados milhões de animais ;

47. Culturas de células são realizadas para:
– Produção de proteínas para uso terapêutico;
– Substituição de células doentes por células
normais;
– Engenharia de tecidos para criação de tecidos
semi-sintéticos;

48. Terapia Gênica
– Tratamento de câncer
– Doenças infecciosas, vasculares, causadas por
defeitos em genes únicos (monogênicas) e outras;
– É um procedimento que envolve a substituição de
genes defeituosos por genes normais;

49. Porque utilizar animais na
pesquisa?
– Reproduzir a complexidade de um organismo;
– Ensaio clínicos de produtos farmacêuticos;
– Teste de Vacinas;
– Procedimentos cirúrgicos;
– Técnica de diálise, testada antes em animais;

50. Porque utilizar animais na
pesquisa?
– Testar defeitos congênitos causados por novas
drogas (durante a gavidez);

51. Tratamentos

52. Processos patológicos e teste de
drogas

53. Processos patológicos

54. Quais animais são utilizados?
1. Camundongos e ratos;
2. Cães e Gatos;
3. Ovelhas, cabras e vacas;
4. Macacos e chimpanzés (apenas
depois de testar em outros numerosos
animais)

55. Camudongos e Ratos
– Muito barato;
– Fácil manutenção;
– Reproduzem rapidamente, e com grandes
ninhadas;
– Anatomicamente e fisiologicamente parecido com
humanos;
– Pode manipular o DNA, e ainda têm 70% de
homologia com o humano;

56. Cães e gatos
– Mais próximos aos seres humanos;
– Têm grandes ninhadas;
– Culto mais alto de manutenção;
– Leva um série de problema éticos (animais de
estimação);

57. Ovinos e caprinos
– Fisiologia de reprodução igual aos humanos (1 a 2
fetos);
– Desenvolvimento hematopoiético similar aos
humanos;
– Semelhança anatômica e fisiológica (orgãos);

58. Primatas não-humanos
– Obviamente o mais próximo ao homem;
– O mais clinicamente preditivo;
– Por contas das similaridades, muitos não acham
direito usá-los.
– Muito caro a manutenção;

59. Conservação do meio ambiente e
os animais
• Preservação de material genético (em
extinção);
• Populações de animais mais resistentes as
pragas;

60. O futuro da biotecnologia animal
• FDA – regulamentara processos e políticas
necessárias para uso de animas criados por
meio destas tecnologias;
• Regulamentação de processos comercialização
dos animais e de seus produtos;

61. O futuro da biotecnologia animal
• Reforço do nutricional
(consumo humano);
dos
alimentos
• Alimentação em abundância (mais barato);
• Xenotransplante;
• Sistema de agricultura para produção de
animais;

62. Preocupações Biotecnologia
Animal
– Desconhecidos efeitos na Saúde;
– Efeitos potencias sobre meio ambiente;
– Bem estar do animal;

63. Propriedade Intelectual
• 7 a 9 anos – U$ 55 milhões de dólares:
– Desenvolver, testar e comercializar (produtos
geneticamente modificados;
– Sistemas de patentes;
– 1988, patente de animal transgênicos com
predisposição genética ao câncer;

65. Considerações éticas e sociais
– São extremamente importantes;
– Aceitação do público aos produtos modificados;
– Público que observa possibilidades de curas e
tratamentos;
– Público que condena a intervenção humana
(“Brincando de Deus”);