Trazendo o tema maior do concurso “Bacteriologia da Produção” à reflexão, considere o equipamento principal (o biorreator), onde as conversões irão ocorrer e a biomolécula de interesse será produzida. A mistura reacional, constituída de meio de cultivo e células, será então processada em biorreator, onde deverão ser mantidas as condições ótimas para o agente biológico expressar o máximo de sua atividade metabólica. Neste equipamento, vários fenômenos químicos, físicos e, naturalmente, biológicos ocorrem. Pode-se encontrar uma grande variedade de configurações de biorreatores. Neste contexto, avalie as afirmativas a seguir.

I. Os biorreatores agitados mecanicamente são, sem dúvida, os mais estudados e utilizados industrialmente. Embora não necessariamente ideais, tais equipamentos apresentam versatilidade e fornecem bons resultados para uma grande gama de bioprocessos. Isto é particularmente importante para as companhias farmacêuticas, pois diferentes substâncias podem ser produzidas no mesmo biorreator durante o seu tempo de vida. Adicionalmente, os investimentos em capital para a construção destes equipamentos são normalmente recuperados na comercialização do primeiro produto.

II. Apesar de sua flexibilidade, pois podem ser empregados para uma grande gama de processos realizados pela célula viva, os biorreatores agitados mecanicamente apresentam certas desvantagens, como por exemplo: demandam grande aporte de energia para a agitação mecânica, tendem a afetar a morfologia celular, são de difícil escalonamento e têm de ser cuidadosamente projetados para produzir adequada mistura e aeração.

III. Nos biorreatores agitados pneumaticamente, a potência necessária para se atingir o grau de mistura desejável no sistema reacional, a fim de se produzirem altas taxas de transferência de massa e calor, é suprida pela energia cinética do líquido, por meio de sua circulação pelo movimento das bolhas gasosas, isto é, pneumaticamente. Este tipo de biorreator, conhecido na literatura inglesa como airlifit (com circulação interna ou externa) ou coluna de bolhas (bubble column), é aplicado a sistemas biológicos suscetíveis às forças cisalhantes, tão intensas em biorreatores agitados mecanicamente.

Assinale:

A Biologia Molecular compreende o estudo da química de ácidos nucléicos e de proteínas, especialmente em relação aos mecanismos de expressão e manipulação gênica. Nas últimas duas décadas, verificamos expressivos avanços nesta área, permitindo um grande salto qualitativo no conhecimento humano, com consequências revolucionárias para a Sociedade. Efetivamente, conseguimos hoje, acrescentar, eliminar, organizar, inserir, selecionar e juntar material genético de diferentes origens, ultrapassando as fronteiras da Biologia, criando novos (micro)organismos, selecionando e maximizando suas funções. A área não envolve apenas questões de natureza técnica, mas também aquelas ligadas à parte legal, à segurança e à ética. Com base nestas declarações, analise as afirmativas a seguir.

I. A primeira vacina recombinante para uso humano foi produzida por meio da clonagem do gene que codifica a síntese de uma proteína de superfície do vírus da hepatite B em levedura.

II. O tratamento padrão para a diabete é baseado na injeção, ou administração oral, periódica de insulina. Devido à similaridade em estrutura deste hormônio, produzido pela maioria dos animais, é possível tratar a diabete humana com insulinas isoladas de pâncreas de suínos ou bovinos. No entanto, estas não são tão efetivas quanto a insulina humana e, adicionalmente, o processo de extração de insulina destes animais é caro e complexo. A clonagem genética para expressão da síntese de insulina humana em bactéria é outro exemplo de sucesso do emprego das técnicas da Biologia molecular na produção de medicamentos.

III. As principais áreas para o melhoramento genético de plantas incluem: resistência a herbicidas, a insetos e a doenças provocadas por microrganismos endofíticos, encontrando-se no mercado internacional, produtos com estas características. Um aspecto negativo que precisa ser contornado, com pesquisa e desenvolvimento, é que todas as plantas transgênicas perdem a capacidade de germinação, devido à deleção dos genes responsáveis por este processo, com a introdução do gene exógeno.

Assinale:

O Haemophilus influenzae (Hi) é uma bactéria não móvel, estritamente patogênica para os seres humanos, que se abriga comumente no trato respiratório superior. É um organismo gram negativo pleomórfico, podendo variar de pequenos cocobacilos a longos filamentos. As cepas do Hi são capsuladas ou não capsuladas. Entre as capsuladas, diferenciam-se seis sorotipos: a, b, c, d, e, f, baseados na estrutura antigênica dos polissacarídeos capsulares. Apesar de que, tanto as cepas capsuladas como as não capsuladas (não tipificáveis) podem causar doença, as do sorotipo b são responsáveis por mais de 90% das doenças severas em crianças menores de cinco anos. O polissacarídeo do tipo b é um polímero de D-ribose-ribosil fosfato, também conhecido com PRP. O polissacarídeo capsular é o principal fator de virulência das cepas capsuladas, porém existem outros como os lipopolissacarídeos, as proteases para IgA e algumas proteínas da membrana externa. O tipo b é responsável por mais de 95% das infecções invasivas devidas em crianças menores de cinco anos, sendo a meningite uma das mais graves, cujo pico de incidência ocorre entre crianças de seis meses a dois anos de idade. A meningite por Hib tem grande importância para a Saúde Pública por suas características epidemiológicas: alta letalidade nos menores de um ano e transmissibilidade favorecida em locais de aglomeração como as creches. A fonte de microorganismos invasivos é habitualmente a flora bacteriana que coloniza a nasofaringe e/ou a orofaringe. Estima-se que cerca de 3 a 5% das crianças menores de cinco anos na população geral hospedem este microorganismo na nasofaringe, enquanto que em comunicantes da mesma faixa etária, este percentual pode chegar de 14 a 22%. A colonização pode persistir na orofaringe por muitos meses. A transmissão se dá pessoa a pessoa via aerossóis e/ou secreções orais. Em geral, um período longo de portador, com colonização das mucosas respiratórias é a regra para a posterior doença invasiva.

No que tange ao desenvolvimento de vacinas contra bactérias encapsuladas como Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae e Neisseria meningitidis, o antígeno de maior eficiência para formulação de vacinas é o próprio polissacarídeo componente da capsula e principal fator de virulência. Vacinas com esta formulação são designadas vacinas de polissacarídeos. No caso específico de Hib, a vacina é então composta do polissacarídeo que corresponde a subunidade constitutuiva da cápsula. Estas vacinas não induzem a produção de anticorpos em crianças com menos de um ano, considerado grupo de alto risco, pois o sistema imunológico se encontra em processo de maturação. Quando estes polissacarídeos são conjugados quimicamente a proteínas carreadoras, os novos antígenos são capazes de serem reconhecidos pelas células T e macrófagos, gerando uma resposta imune característica dos antígenos T-dependentes e tornam-se eficientes para os grupos de alto risco.

A esse respeito, analise as afirmativas a seguir.

I. Diversos métodos de conjugação estão descritos na literatura sendo que a maioria desses métodos inclui a inserção da molécula espaçadora entre o polissacarídeo e a proteína. As principais metodologias clássicas de conjugação são: o método do brometo de cianogênio, método da carbodiimida e aminação redutiva.

II. O método do brometo de cianogênio compreende a ativação randômica das hidroxilas do polissacarídeo que podem reagir diretamente com aminogrupos (das proteínas, por exemplo) formando o conjugado ou reagir com espaçadores moleculares como as hidrazidas.

III. O método da aminação redutiva prevê a ligação dos radicais aldeídos (gerados pela oxidação das hidroxilas) ao aminogrupo da proteína formando o conjugado. Esta metodologia, muitas vezes, implica na adição de agentes bactericidas para prevenção de crescimento de bactérias que possam contaminar a solução, pois o tempo da reação para a formação do conjugado costuma ser muito curto (cerca de cinco horas).

Assinale:

Uma grande variedade de matérias-primas, geralmente provenientes da agroindústria, são utilizadas como fonte(s) de substrato(s) e de outros nutrientes em bioprocessos. De uma forma geral, estas matérias-primas utilizadas podem ser agrupadas em função da estrutura e da complexidade molecular de seus substratos.

No que se referem às matérias-primas empregadas em indústrias de fermentação, assinale a afirmativa incorreta.