Sobre o tema

Transgenia: quebrando barreiras em prol da agropecuária brasileira

A transgenia nada mais é do que uma evolução do melhoramento genético convencional, já que permite transferir características de interesse agronômico entre espécies diferentes. Isso quer dizer que essa tecnologia permite aos cientistas isolarem genes de microrganismos, por exemplo, e transferi-los para plantas, com o objetivo de torná-las resistentes a doenças ou mais nutritivas, entre outras inúmeras aplicações.

Transgênico é sinônimo para a expressão "Organismo Geneticamente Modificado" (OGM). É um organismo que recebeu um gene de outro organismo doador. Essa alteração no seu DNA permite que mostre uma característica que não tinha antes. Na natureza, sempre ocorreram (e ainda ocorrem) alterações ou mutações naturais.

Os genes contêm as informações que definem as características naturais dos organismos, como a cor dos olhos de uma pessoa ou o perfume de uma flor. Ao receber um ou mais genes de outro organismo, um vegetal pode se tornar resistente a pragas ou mais nutritivo, por exemplo.

Em 2014, se completam duas décadas do desenvolvimento do primeiro produto alimentar geneticamente modificado no mundo – um tomate com maior durabilidade criado na Califórnia, Estados Unidos. Vinte anos depois, o mercado de transgênicos na agricultura é cada vez mais expressivo.  A cada 100 hectares plantados com soja hoje no Planeta, 80 são de sementes com genes alterados. No caso do milho, são 30 para cada 100.

Nessas duas décadas, a área com culturas transgênicas subiu 100 vezes, de 1,7 milhões de hectares para 175,2 milhões. Os Estados Unidos lideram o plantio, seguidos pelo Brasil e Argentina.

No Brasil, foram plantados 40,3 milhões hectares com sementes de soja, milho e algodão transgênicos em 2013, com um crescimento de 10% em relação ao ano anterior. Hoje, das culturas cultivadas em nosso país com biotecnologia, 92% da soja é transgênica, 90% do milho e 47% do algodão também é geneticamente modificado.

Benefícios ambientais
O uso de técnicas de engenharia genética apresenta como principal benefício a diminuição dos impactos do homem sobre a natureza. As lavouras transgênicas, além de seguras para o meio ambiente, oferecem benefícios em relação às convencionais no que diz respeito à preservação do planeta.

Isso acontece porque as plantas transgênicas disponíveis no mercado diminuem a necessidade de aplicação de defensivos agrícolas para combater as pragas. Assim, também se gasta menos água na preparação dos agrodefensivos e menos combustíveis nos tratores e máquinas usados para aplicar esses produtos na lavoura. A engenharia genética torna algumas lavouras mais produtivas e, desta forma, contribui para reduzir a necessidade de plantio em novas áreas.

Transgenia: aliada da agricultura para enfrentar os desafios alimentares
As opções de aplicação dos organismos transgênicos são infinitas e podem cobrir as mais diversas áreas. Na agricultura sustentável, por exemplo, a biotecnologia permite produzir mais comida, com qualidade, a um custo menor e sem necessidade de aumentar a área de cultivo. Atualmente, os OGMs já estão contribuindo significativamente para sustentar o aumento da demanda de produtividade por hectare, que é a área de plantio utilizada pelo produtor. Como não restam muitas fronteiras agrícolas (terras novas para plantar), é necessário produzir mais em cada hectare plantado. Mas, além do aumento da produtividade, a biotecnologia pode trazer outros benefícios como plantas mais nutritivas ou com composição mais saudável.

Biotecnologia e biossegurança: unidas para garantir a segurança do consumidor brasileiro
Uma das questões que mais preocupa o consumidor no Brasil é em relação à segurança dos produtos geneticamente modificados.

Nesse sentido, é importante ressaltar que em 20 anos de uso em todo o mundo, pessoas de cerca de 50 países consumiram alimentos transgênicos em larga escala, sem nenhum registro de impacto negativo no meio ambiente ou na saúde humana e animal. Antes de chegar ao consumidor, todo transgênico é exaustivamente analisado por meio de rígidos testes laboratoriais e de campo.

Além disso, é fundamental que a sociedade brasileira saiba que o Brasil possui uma das leis de biossegurança mais rigorosas do mundo. A biossegurança engloba um conjunto de ações voltadas para a prevenção e minimização de riscos inerentes às atividades de pesquisa, produção e desenvolvimento tecnológico, visando à saúde do homem e dos animais, à preservação do meio ambiente e à qualidade dos resultados.

A Lei Brasileira 11.105/05, que regula as atividades com transgênicos e de Biotecnologia em geral, está entre as leis mais rigorosas do mundo. Essa legislação determina que, desde a sua descoberta até chegar a ser um produto comercial, um transgênico é obrigado a passar por muitos estudos, que levam aproximadamente 10 anos de pesquisa. Esses estudos buscam garantir a segurança alimentar e ambiental do produto final.

Somente depois de analisado e aprovado pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) é que o produto vai para o mercado. Ou seja, a produção de transgênicos é uma atividade legal e legítima, regida por legislação específica e pautada por rígidos critérios de biossegurança.

A CTNBio, vinculada ao Ministério da Ciência e Tecnologia, envolve especialistas em várias áreas do conheci¬mento cientifico, que se reúnem mensalmente para analisar todas as propostas de pesquisas com o OGMs, em todas as áreas, não só na agricultura.

Esse grupo avalia cada produto geneticamente modificado, considerando possíveis impactos ao meio ambiente, à saúde humana e animal, e à agricultura. Ao final de todas as análises, a CTNBio emite um parecer conclusivo, liberando ou não o referido produto para a comercialização.

Mais de 120 instituições públicas e privadas já foram cre¬denciadas junto ao órgão para desenvolver pesquisas com or¬ganismos geneticamente modificados. A Embrapa é uma dessas entidades.

Embrapa: há mais de 30 anos na vanguarda das pesquisas biotecnológicas
A Embrapa desenvolve estudos para transformação genética de plantas desde a década de 80, com o objetivo de contribuir para uma agricultura mais produtiva e saudável, a partir do desenvolvimento de variedades tolerantes ou resistentes a doenças, visando reduzir as aplicações de defensivos químicos nas culturas agrícolas. Pesquisas nessa área estão sendo desenvolvidas com várias espécies agrícolas, como: soja, feijão, arroz, milho, algodão, alface, batata, café, cana de açúcar e mamão, entre outras.

O melhoramento genético das culturas agrícolas no Brasil é um dos resultados mais contundentes das pesquisas desenvolvidas pela Embrapa e os seus impactos levaram a um novo desenho da agricultura do país.

Com o passar dos anos, as pesquisas foram se aprimorando e hoje, além de ter que atender às necessidades agrícolas, tem que responder às demandas da sociedade atual, que é cada vez mais exigente em termos de padrões nutricionais, ambientais e de saúde.

A biotecnologia despontou na década de 80 na Embrapa como uma ferramenta capaz de acelerar o melhoramento genético das culturas agrícolas.

A engenharia genética, ou a capacidade de desenvolver a transformação genética de plantas pela transferência de genes, nada mais é do que uma evolução das técnicas de melhoramento genético em prol de uma agricultura mais produtiva e saudável.

As pesquisas de engenharia genética na Embrapa, especialmente na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, que é uma das 46 unidades de pesquisa da Embrapa, têm como principal foco o desenvolvimento de plantas resistentes e tolerantes a estresse bióticos (pragas) e abióticos. O objetivo é reduzir a aplicação de defensivos agrícolas, tornando a sua alimentação e o seu dia-a-dia mais saudáveis!

Essas pesquisas resultaram na aprovação pela CTNBio para cultivo comercial de dois produtos geneticamente modificados: a soja Cultivance® tolerante a herbicidas, em parceria com a BASF, e o feijão transgênico resistente ao vírus do mosaico dourado. Saiba um pouco mais sobre esses produtos:

Feijão transgênico:
O feijão transgênico com resistência ao vírus do mosaico dourado foi aprovado pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança – CTNBio em 2011.

Resultado de mais de 10 anos de pesquisa, esse feijão representa um marco para a ciência brasileira, pois foi a primeira variedade GM desenvolvida exclusivamente por instituições públicas de pesquisa. Sem falar que é um exemplo concreto do impacto social e alimentar da engenharia genética porque no Brasil o feijão é produzido basicamente por pequenos produtores, com cerca de 80% da produção e da área cultivada em propriedades com menos de 100 hectares.

Soja Cultivance®:
A soja transgênica tolerante a herbicidas da classe das imidazolinonas, denominada Cultivance®, foi desenvolvida em parceria entre a Embrapa e a Basf e lançada no mercado brasileiro na safra de 2013. Essa foi a primeira planta geneticamente modificada gerada inteiramente no Brasil e marcou o início de uma nova era para a biotecnologia no País, com o foco mais direcionado para a sustentabilidade. O objetivo é facilitar o acesso de agricultores brasileiros a alternativas tecnológicas avançadas, com ganhos econômicos e maior eficiência na responsabilidade de manter os recursos naturais.

O objetivo das duas empresas é estender os benefícios do Sistema de Produção Cultivance®, devidamente ajustados às necessidades locais, para outros países da América Latina, como a Argentina, o Uruguai, a Bolívia e o Paraguai e outros 20 países, incluindo a China.

Estima-se que no Brasil a soja Cultivance® possa ocupar de 15 a 20% do mercado de transgênicos.

Outras pesquisas em desenvolvimento na Embrapa
O feijão e a soja são exemplos de produtos oriundos de técnicas de engenharia genética que já foram liberados para cultivo comercial no Brasil.

Mas, existem muitos outros produtos geneticamente modificados em fase de desenvolvimento nos laboratórios da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia. As pesquisas desenvolvidas pela Unidade nesse campo buscam soluções sustentáveis para os desafios agrícolas e alimentares das gerações atuais e futuras, como: resistência a doenças e pragas, tolerâncias a estresses climáticos, entre muitas outras características de interesse agronômico.

Confiram algumas das pesquisas em desenvolvimento na Embrapa:

Café com resistência à broca
O café é um produto consumido diariamente por cerca de 40% da população mundial, movimentando anualmente US$ 70 bilhões, o que o torna a segunda maior commodity natural, atrás apenas do petróleo. O Brasil é o principal produtor mundial, responsável por 34% do café comercializado.

O ataque de pragas é um dos piores problemas enfrentados pelos cafeicultores e, entre elas, a mais nociva é a broca do café (Hypothenemus hampei), capaz de causar perdas anuais de cerca de US$ 500 milhões.

Visando ao controle dessa praga, a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia desenvolveu plantas de Coffea arabica geneticamente modificadas (GM), contendo uma proteína que confere resistência à broca do café. Essa proteína interfere na atividade das enzimas digestivas do inseto, impedindo, assim, que ele se alimente do grão.

As plantas estão em fase de estudos regulatórios (caracterização molecular, segurança alimentar e ambiental). A sua utilização pelo agricultor brasileiro trará vantagens, como a diminuição dos custos de produção e redução da poluição ambiental causada pelo uso de inseticidas.

Algodão resistente ao bicudo
Um dos piores problemas enfrentados pelos cotonicultores no Brasil é uma praga conhecida como bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis). Para se ter uma idéia, o custo do controle dessa praga pode chegar a 25% do custo de produção.

A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia investe no desenvolvimento de plantas de algodão GM com resistência ao bicudo do algodoeiro.

Diversas estratégias vêm sendo utilizadas para o controle dessa praga, tais como: a expressão de proteínas Cry da bactéria Bacillus thurigiensis específicas para o inseto; o silenciamento de genes essenciais ao desenvolvimento do inseto utilizando a técnica de RNA interferente e a expressão de inibidores de enzimas digestivas do inseto.

As plantas GM resistentes ao bicudo do algodoeiro estão sendo avaliadas em casa de vegetação e submetidas à caracterização molecular.

Outra vertente da pesquisa com o algodão, em parceria com a BASF, é desenvolver plantas tolerantes à seca.

Cana de açúcar
A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia investe no desenvolvimento de plantas de cana de açúcar resistentes à broca gigante (Telchin licus licus), a pior praga na região Nordeste do Brasil, onde causa perdas anuais de cerca de R$ 34 milhões.

Para o controle desse inseto, duas estratégias estão sendo empregadas: a primeira utiliza genes da bactéria Bacillus thuringiensis, altamente específicas contra a broca gigante e a segunda visa silenciar genes vitais do próprio inseto por técnicas de RNA interferente.

Outro foco da pesquisa com a cana de açúcar é o desenvolvimento de plantas com tolerância à seca. A pesquisa trará vantagens para o produtor, sociedade e meio ambiente, já que o agricultor empregará menos água no desenvolvimento da cultura, reduzindo os custos. Além disso, áreas degradadas e com baixo índice pluviométrico poderão produzir cana. Dessa forma, haverá aumento da produtividade, sem necessidade de expansão da área de cultivo.

Alface biofortificada:
A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia está desenvolvendo uma pesquisa para aumentar o teor de ácido fólico, ou vitamina B9, nas plantas de alface. A pesquisa, coordenada pelo pesquisador Francisco Aragão, começou em 2006 com o objetivo de desenvolver plantas de alface geneticamente modificadas com maior teor de ácido fólico.

A alface já produz essa vitamina, mas em pequenas quantidades. O que a Embrapa fez foi aumentar a produção das moléculas que dão origem ao ácido fólico a partir da introdução de genes de Arabidopsis thaliana, que é uma planta-modelo, muito utilizada na biotecnologia vegetal. Os estudos resultaram em linhagens de plantas com até 15 vezes mais ácido fólico.

Os testes de campo, autorizados pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança – CTNBio, foram realizados em dezembro de 2013 na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia para avaliação agronômica das plantas GM e os resultados foram muito satisfatórios.

Uma das vantagens é que a alface é uma hortaliça que faz parte da dieta da população brasileira e pode ser ingerida crua, o que é muito melhor para a absorção das vitaminas. As plantas modificadas pela Embrapa são de um tipo de alface crespa, que é a preferida da população do Distrito Federal. Mas, a pesquisa pode ser estendida a outras variedades.

As plantas foram testadas com ratos para avaliar a capacidade da absorção do ácido fólico por mamíferos e os resultados foram muito bons. Na primeira semana em que receberam as folhas de alface geneticamente modificadas, os animais tiveram um crescimento significativo do teor da vitamina no sangue.

Todas essas pesquisas compõem o que se convencionou chamar de segunda geração de OGMs, ou seja, estudos que priorizam a identificação e o aprimoramento de genes que aumentam o valor nutricional dos alimentos, enriquecendo-os com vitaminas ou propagando-os para serem menos nocivos à saúde humana.

Terceira geração de OGM's: Fábricas biológicas para produção de insumos
Concomitantemente à segunda geração de OGMs, a Embrapa já está empenhada em pesquisas caracterizadas como de terceira geração. Nessa fase, os estudos são voltados à produção de plantas que funcionam como vacinas e medicamentos, entre outras aplicações.

Cientistas da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia estão empenhados no desenvolvimento de uma nova plataforma tecnológica para expressar moléculas de alto valor agregado: a utilização de plantas, animais e microrganismos geneticamente modificados como biofábricas para produção de insumos, como medicamentos e fibras de interesse da indústria, entre outros.

A tecnologia de utilização de biofábricas valoriza ainda mais o agronegócio brasileiro, já que permite a agregação de valor a produtos agropecuários, como plantas, animais e microrganismos.  A projeção é de que o cenário no Brasil daqui a 10 anos será totalmente influenciado pela biogenética.  As fábricas biológicas representam um meio econômico e seguro para a produção de insumos em larga escala.

Genes de aranhas podem beneficiar setores da indústria
Esses conhecimentos estão sendo utilizados hoje na Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia para a geração de fios produzidos por aranhas da biodiversidade brasileira em laboratório. 

O estudo do genoma de aranhas coletadas em três diferentes biomas: mata atlântica, Amazônia e cerrado mostrou aos cientistas que a fibra da teia de aranha é um dos fios mais resistentes e flexíveis da natureza. 

Eles passaram, então, à identificação e isolamento de genes dessas aranhas com o objetivo de desenvolver novos biopolímeros, a partir da clonagem de genes associados à produção da teia e chegaram até a produção sintética da teia de aranha em laboratório. A pesquisa visa atender aos interesses de vários setores da indústria, reunindo resistência e flexibilidade.

Atualmente, os cientistas estão utilizando tecnologias de nanotecnologia para ver detalhes de cada fio ampliados em até um bilhão de vezes. Isso permite diferenciar, por exemplo, as fibras mais elásticas das mais resistentes, entre outras aplicações.

Além de resultar em inúmeras aplicações e benefícios para o desenvolvimento de diversos setores da economia brasileira, o fato de os estudos serem baseados em aranhas brasileiras permite agregar valor à biodiversidade nacional.

Segundo o pesquisador Elíbio Rech, a tecnologia da produção de fios de teias de aranha em laboratório já está dominada, o que é preciso fazer agora é definir um meio econômico, rápido e seguro para a sua produção em larga escala.

Um dos caminhos é a utilização de plantas, microrganismos e animais geneticamente modificados como biofábricas para a produção não apenas desses fios, mas também de medicamentos e outros insumos essenciais à população brasileira. O objetivo é torná-los seguros e mais acessíveis aos consumidores.

Biofármacos: Pesquisa une agronegócio e setor farmacêutico
Os biofármacos, ou medicamentos biológicos, como também são chamados, são obtidos por fontes ou processos biológicos, a partir do emprego industrial de microrganismos ou células modificadas geneticamente. Esses processos biotecnológicos fazem parte da biotecnologia voltada à saúde, que engloba também diagnósticos, terapias celulares e células-tronco, terapias gênicas e vacinas, entre outros.

O faturamento da biotecnologia na indústria farmacêutica mundial cresceu muito nas últimas décadas e hoje alcança aproximadamente 10 bilhões de dólares por ano.  Os produtos biotecnológicos estão em franco desenvolvimento e hoje alcançam 10% dos novos produtos atualmente no mercado.

A expectativa da Embrapa ao investir em pesquisas com biofármacos, é fazer com que esses medicamentos cheguem ao mercado farmacêutico com menor custo, já que são produzidos diretamente em plantas, bactérias ou no leite dos animais.  Existem evidências de que a utilização de biofábricas pode reduzir os custos de produção de proteínas recombinantes em até 50 vezes.

As plantas produzem proteínas geneticamente modificadas, idênticas às originais, com pouco investimento de capital, resultando em produtos seguros para o consumidor.  Além disso, representam um meio mais barato para a produção de medicamentos em larga escala, pois como não estão sujeitas à contaminação, evitam gastos com purificação de organismos que são potenciais causadores de doenças em humanos.  Sem falar na facilidade de estocagem e transporte.

Essas pesquisas são realizadas em parceria com outras unidades da Embrapa, instituições de pesquisa e universidades do Brasil e do exterior.

A utilização de plantas e animais como biofábricas é uma plataforma tecnológica que vai permitir expressar muitas moléculas de alto valor agregado. 

Além de se constituir em um importante instrumento para a produção de fármacos que poderão ser usados na prevenção e cura de inúmeras doenças, essa tecnologia contribuirá também para o estudo de funções de moléculas oriundas da biodiversidade brasileira. 

A Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia desenvolve um trabalho sistemático de coleta de genes da biodiversidade brasileira e muitos desses genes possuem bom potencial de utilização nas áreas de agricultura e saúde, por exemplo, por suas propriedades medicinais, dentre outras. A tecnologia permitirá descobrir as funções desses genes com maior rapidez e eficiência.

A tecnologia de utilização de biofábricas para produção de fármacos valoriza ainda mais o agronegócio brasileiro, já que permite a agregação de valor a plantas, animais e microrganismos.

Além disso, favorece a integração entre o mercado agrícola e o setor farmacêutico. Quem mais ganha com isso é, sem dúvida, a população brasileira, que vai poder contar com produtos mais econômicos e saudáveis.

Vantagens

  • Produzem proteínas geneticamente modificadas, idênticas às originais, com pouco investimento de capital, resultando em produtos seguros para o consumidor;
  • Facilidade de estocagem e transporte;
  • Medicamentos mais baratos e produção em larga escala;
  • Auxilia no estudo de funções de moléculas oriundas da biodiversidade brasileira;
  • Maior agregação de valor aos produtos agropecuários;
  • Favorecem a união entre o agronegócio e o setor farmacêutico.

Pesquisas em desenvolvimento na Embrapa

  • Plantas de soja transgênica capazes de produzir o fator IX, uma proteína responsável pela coagulação do sangue. Os hemofílicos não produzem essa proteína e precisam dela para melhorar a sua qualidade de vida;
  • Soja com gene que estimula o hormônio do crescimento;
  • Plantas transgênicas para combater a AIDS - A pesquisa ainda está em fase de testes e se baseia na introdução da cianovirina (proteína presente em algas) em plantas de soja, milho e tabaco para a sua produção em larga escala. Esta proteína é capaz de impedir a multiplicação do vírus no corpo humano.

Os estudos estão sendo desenvolvidos em consórcio com a participação do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos, Universidade de Londres (Inglaterra), Embrapa e um grupo sul-africano. A intenção é produzir o produto em gel (com propriedades germicidas) para que as mulheres apliquem na vagina antes do relacionamento sexual.
As plantas transgênicas oferecem muitas vantagens para a produção de cianovirina que pode ser largamente escalonada até a quantidade adequada. Aliado a esse fato está o benefício do baixo custo do investimento requerido.

Sementes de soja, milho e tabaco são candidatas a biofábricas, mas os cientistas ainda estão avaliando qual das três produz o maior teor de proteínas pelo menor custo.