As vantagens dos micróbios "personalizados"

Os micróbios ajudam a humanidade há séculos. As leveduras e bactérias nos ajudam em muitas atividades, como a fermentação da cerveja e a produção de iogurte. Cada um desses microoganismos age como uma minúscula fábrica de produtos químicos: uma substância entra como alimento para o organismo e outra é secretada como resíduo. Vejamos, por exemplo, as leveduras. Elas ingerem açúcar como alimento e produzem álcool e dióxido de carbono como resíduos. Por isso, são ideais para a fabricação da cerveja. A humanidade usa os microorganismos há séculos para fazer queijo, pão e até mesmo ajudar na extração de cobre das minas, mas, até pouco tempo atrás, a gama de produtos que eles eram capazes de gerar era limitada. Na semana passada, eu escrevi sobre como os cientistas estão usando a tecnologia da engenharia genética para fabricar micróbios sob medida, determinando, assim, as substâncias que essas pequenas fábricas de produtos químicos podem produzir.

Na década de 1970, os cientistas descobriram como inserir instruções genéticas nas leveduras e bactérias, fazendo com que elas produzissem praticamente qualquer composto, desde medicamentos até querosene de aviação e enzimas "queijeiras". Agora, esses organismos geneticamente modificados (OGMs) estão na vanguarda da biotecnologia e estão prontos para dar início a uma “terceira revolução industrial”, segundo um artigo recente do Washington Post.

Centenas de novos compostos biossintetizados estão na fila para serem desenvolvidos. Uma empresa suíça espera lançar, em breve, uma baunilha biossintetizada, produzida por leveduras geneticamente modificadas para gerar o aroma como subproduto quando alimentadas com açúcar. O custo da fava de baunilha verdadeira é muito elevado, pois ela é colhida das sementes de uma orquídea "temperamental" que cresce em climas de florestas tropicais. São necessários aproximadamente 200 kg dessas sementes para produzir meio quilo de baunilha. Os aromatizantes sintéticos de baunilha vendidos no mercado hoje em dia não conseguem captar a complexidade da fava de baunilha legítima. Mas a empresa suíça Evolva afirma que seu aroma biossintetizada baunilha se aproxima muito mais do aroma original, com um custo de produção muito menor.

Essas "biofábricas" geneticamente arquitetadas são usadas não apenas na produção de alimentos, mas também na produção de uma infinidade de medicamentos que salvam vidas (vou escrever na semana que vem sobre a insulina produzida por bactérias transgênicas), vacinas e hormônios humanos raros.

Todos os anos, milhões de pessoas sofrem de malária, e centenas de milhares morrem, principalmente as crianças africanas com menos de cinco anos de idade. A artemisinina, um fármaco derivado das folhas de artemísia originárias da China, demonstrou ser extremamente eficaz no tratamento da malária (aparentemente ainda mais eficaz que o quinino, o medicamento mais tradicional contra a malária). Como as favas de baunilha, a artemísia da qual o medicamento é colhido é difícil de cultivar nas quantidades necessárias, e isso faz com que seu preço flutue desenfreadamente.

A Amyris, uma empresa de biotecnologia da Califórnia, deu conta desse problema usando leveduras geneticamente modificadas para sintetizar a artemisinina. Usando um computador para inserir a seqüência de genes necessária para fazer com o que as leveduras produzam o medicamento na forma de subproduto, a empresa encontrou uma forma de sintetizar grandes quantidades do medicamento, dispensando a colheita da artemísia. Neste ano, a Amyris produziu 35 toneladas do medicamento, suficientes para 70 milhões de tratamentos.

Não causa espécie que os ambientalistas inventaram várias desculpas para se pôr contra essas biofábricas, mas falarei sobre isso nas próximas semanas.

Micróbios geneticamente modificados: "chiquititos pero cumplidores"

As leveduras e bactérias podem ser pequenas, mas são poderosas. Há séculos a humanidade aproveita a força desses minúsculos. As bactérias transformam o leite em iogurte, são usadas na extração de cobre e na eliminação dos resíduos da água. Se você alimentar as leveduras com açúcar numa mistura de água e lúpulo, elas agradecerão produzindo cerveja. Se há uma coisa em que esses micróbios são bons é usar uma substância como alimento e transformá-lo em outra como resíduo. E o que é lixo para um organismo pode ser um tesouro para outro.

Na década de 1970, os engenheiros genéticos descobriram a tecnologia para criar essas "fabriquinhas" sob medida. Inserindo instruções genéticas nas bactérias ou leveduras (modificando, assim, seu código genético), os cientistas têm usado micróbios para criar todos os tipos de substâncias, desde vacinas e medicamentos até enzimas que ajudam na fabricação do queijo.

Vejamos, por exemplo, a renina, uma enzima usada na produção do queijo. A renina é encontrada naturalmente no revestimento do estômago do bezerro, ajudando-o a quebrar e coagular o leite da sua mãe para melhorar a digestão. Os melhores queijos são feitos com o uso da renina do bezerro, mas é complicado colhê-la em quantidade suficiente. Desde o final dos anos 1990, os queijeiros têm usado renina sintetizada por bactérias geneticamente projetadas. Conhecendo o código genético que produz a enzima do revestimento do estômago do bezerro, os engenheiros genéticos inseriram esse gene em bactérias. Assim como no processo de produção da cerveja, se alimentarmos essas bactérias com os nutrientes de que elas precisam, o "lixo" produzido por elas será a valiosa renina. Calcula-se que 80% do mercado mundial de queijo utilize essa renina biossintetizada.

Mas a utilidade dos micróbios vai muito além da produção de queijo. A engenharia genética desses minúsculos ajudantes tem evoluído a passos largos nos últimos anos. Usando um computador para programar e inserir a seqüência genética correta nas leveduras, os cientistas podem criar rapidamente o microorganismo de que precisam para fazer praticamente qualquer composto que desejarem. As histórias são simplesmente fantásticas. Na lista de substâncias que essas “biofábricas” estão produzindo figuram querosene de aviação, fragrâncias, cosméticos, aromatizantes e medicamentos.

A tecnologia é especialmente útil quando a substância necessária é rara, cara ou difícil de sintetizar por meios puramente químicos. Na semana que vem, falarei sobre alguns desses avanços.