Produção de Insulina Recombinante: avanços no tratamento da diabetes e contribuição para a promoção da saúde global

Objetivo: Considerando os princípios do ODS 3 – Saúde e Bem-Estar, que visa garantir uma vida saudável e promover o bem-estar para todas as pessoas, este trabalho busca apresentar a relação entre os avanços da biotecnologia e a promoção da saúde na população, destacando a produção de insulina recombinante como uma importante inovação no tratamento da Diabetes. O texto pretende explicar como técnicas de engenharia genética possibilitam a produção segura e eficiente desse hormônio, contribuindo para ampliar o acesso a medicamentos essenciais e melhorar a qualidade de vida de milhões de pessoas.

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Maria Eduarda Ferraz Reis

Aluna de graduação em Biotecnologia, Universidade de São Paulo.

A Diabetes mellitus é uma doença metabólica crônica caracterizada pelo aumento dos níveis de glicose no sangue, condição conhecida como hiperglicemia. Essa alteração ocorre quando o organismo não produz insulina suficiente ou quando não consegue utilizar esse hormônio de forma adequada. A insulina é responsável por regular o metabolismo de nutrientes no corpo, especialmente a glicose, atuando em tecidos como fígado, músculos e tecido adiposo. Após a ingestão de alimentos, a liberação de insulina permite que a glicose seja captada pelas células e utilizada como fonte de energia, além de regular o metabolismo de lipídios e proteínas [2].

Fonte: Freepik.

A doença pode se manifestar de diferentes formas. Entre as mais comuns estão a Diabetes tipo 1, caracterizada pela destruição das células beta do pâncreas responsáveis pela produção de insulina, e a Diabetes tipo 2, geralmente associada à resistência do organismo à ação desse hormônio [2]. Devido à sua alta prevalência e às possíveis complicações associadas, como doenças cardiovasculares, problemas renais, danos nos nervos e alterações na visão, a diabetes é considerada um importante problema de saúde pública em todo o mundo [4].

A insulina desempenha um papel central no equilíbrio metabólico do organismo. Quando liberada pelo pâncreas, ela estimula a captação de glicose pelos músculos e pelo tecido adiposo e reduz a produção de glicose pelo fígado. Além disso, o hormônio também inibe a quebra de gorduras e contribui para o armazenamento de energia no organismo. Dessa forma, a insulina é considerada um dos principais reguladores do metabolismo energético humano [2].

Ao longo da história, o tratamento da diabetes passou por importantes avanços científicos. Durante grande parte do século XX, a insulina utilizada no tratamento era obtida principalmente a partir do pâncreas de animais, como bovinos e suínos. Embora esse método tenha sido fundamental para salvar milhões de vidas, ele apresentava algumas limitações. A produção era complexa, dependia da obtenção de grande quantidade de órgãos animais e, em alguns casos, causava reações imunológicas em pacientes, já que a insulina animal apresenta pequenas diferenças em relação à insulina humana [1].

Com o avanço da biotecnologia e da engenharia genética, novas estratégias de produção passaram a ser desenvolvidas. Uma das tecnologias mais importantes nesse contexto foi a tecnologia de DNA recombinante, que permite inserir genes humanos em microrganismos para que eles passem a produzir proteínas de interesse médico. No caso da insulina, os genes responsáveis por sua produção foram introduzidos em bactérias como Escherichia coli, permitindo que esses microrganismos expressem e produzam o hormônio em laboratório [1]. 

A molécula de insulina humana é formada por duas cadeias de aminoácidos, conhecidas como cadeia A e cadeia B, que são ligadas entre si por pontes dissulfeto. O conhecimento detalhado dessa estrutura molecular foi essencial para o desenvolvimento das técnicas de produção recombinante, pois permitiu que cientistas reproduzissem o hormônio utilizando ferramentas de biologia molecular e engenharia genética [3].

Os primeiros experimentos bem-sucedidos de produção de insulina humana utilizando bactérias ocorreram no final da década de 1970. Nesse processo, genes sintéticos da insulina foram expressos em bactérias e as cadeias A e B da proteína foram produzidas separadamente. Posteriormente, essas cadeias eram unidas por meio de processos químicos apropriados para formar a molécula funcional da insulina humana [1].

A introdução da insulina recombinante no mercado, na década de 1980, representou um grande avanço no tratamento da diabetes. A nova tecnologia permitiu produzir insulina humana com maior pureza e em larga escala, reduzindo o risco de reações imunológicas e ampliando o acesso ao medicamento para pacientes em todo o mundo [1].

Com o avanço contínuo da engenharia genética, novas modificações passaram a ser realizadas na molécula de insulina, dando origem aos chamados análogos de insulina. Esses análogos apresentam pequenas alterações estruturais que permitem modificar características importantes do medicamento, como a velocidade de absorção e a duração do efeito terapêutico. Essas modificações foram desenvolvidas com o objetivo de tornar o controle da glicose no sangue mais eficiente e aproximar o tratamento do funcionamento natural do organismo [4].

Assim, a produção de insulina por meio da biotecnologia representa um exemplo importante de como os avanços científicos podem contribuir diretamente para a melhoria da saúde da população. O desenvolvimento de medicamentos produzidos por engenharia genética demonstra o potencial da biotecnologia para criar terapias mais seguras, eficazes e acessíveis, beneficiando milhões de pessoas que vivem com diabetes em todo o mundo [1][4]

Referência:

[1] Heileman, K. et al. Commemorating insulin’s centennial: engineering insulin pharmacology towards physiology. Trends in Pharmacological Sciences, 2021.

[2] Norton, L.; Shannon, C.; Gastaldelli, A.; DeFronzo, R. Insulin: The master regulator of glucose metabolism. Metabolism: Clinical and Experimental, 2022.

 

[3] Menting, J. G. et al. Structural insights into insulin and insulin receptor interactions. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Cell Research.

[4] Shanik, M. H. et al. Insulin resistance and hyperinsulinemia: is hyperinsulinemia the cart or the horse? Metabolism: Clinical and Experimental.