Nanobiotecnologia e Biossegurança

Prof. Dr. Vinicius CamposDisciplina de Nanobiotecnologia

Graduação em Biotecnologia - UFPel

Abordagens da aula...

Biossegurança é o conjunto de ações voltadas para a prevenção, minimização ou eliminação dos

riscos inerentes as atividades de pesquisa, produção, ensino, desenvolvimento tecnológico e

prestação de serviços, riscos que podem comprometer a saúde do Homem, dos animais, das

plantas, do meio ambiente.

.

Valle e Teixeira (2000). Biossegurança:uma abordagem multidisciplinar

Nanobiotecnologia X Biossegurança

POTENCIAIS RISCOS

As nanopartículas podem ser tóxicas pela sua composição, pelo seu tamanho

e pela sua forma.

Partículas de carbono são mais tóxicas do que de TiO2, Nanotubo é mais tóxico do que partículas de quartzo

Partículas menores são mais reativas e, em geral, mais tóxicas

Toxicologia dos nanomateriais

• Qual é a toxicidade destes materiais?

• Através de qual meio estes materiais penetram no ambiente?

•Quais são os modos de dispersão destes materiais no ambiente?

•Estes materiais são transformados no ambiente?

•Que substâncias são usadas na produção das nanopartículas?

•Que rejeito é produzido?

•Que acontece quando as nanopartículas chegam ao ar, solo ou água?

Prováveis problemas com as “nano”

• Qual é a estabilidade da nanoestrutura?

• Elas se decompõe ou se aglomeram?

• São solúveis em água?

• São degradadas?

• Quais são os sub-produtos gerados da degradação destas estruturas?

Prováveis problemas com as “nano”

As nanoestruturas podem ser: • Reativas: quando usadas para tratar problemas já existentes

• Proativas: Quando são usadas para prevenir futuros problemas

Implicações do uso das nanoestruturas

Interações dos nanomateriais com o meio ambiente e possíveis riscos a este meio e ao ser humano

Reativas X Proativas

Pontos de entrada de nanopartículas

Pulmões

Trato intestinal

Placas de Peyer contendo células M

Nanopartículas e a barreira hematoencefálica

Pele

Alevino de black bass (Micropterus salmoides)

Oberdörster, E. Environmental Health Perspectives, 112, 1058 (2004)

Fulerenos sem modificação na superfície

O fulereno entra nos peixes através das brânquias e se acumula nas camadas adiposas por ser lipofílico

Aumento da Peroxidação Lipídica no cérebro dos peixes após 48 horas de exposição dos peixes com 0,5 ppm de fulereno e com 1 ppm

Toxicidade de Fulerenos

Paulistinha (Danio rerio)

A exposição de embriões de paulistinha à nanotubo de carbono ocasiona uma diminuição na reprodução

dos peixes

Toxicidade de Nanotubo de Carbono

Redução do crescimento das raízes de milho, soja e cenoura

Toxicidade de nanopartículas de Alumínio

e-mail: priscyla@iqm.unicamp.br

controle

1000 mg / L nanopartículas de ZnO

1000 mg / L Zn2

Toxicidade para raízes

Toxicidade de nanopartículas de zinco

Modificação da superfície das nanoestruturas

Diminuição da toxicidade

Funcionalização

Fulereno funcionalizado com albuminaEm 48h 98% destas partículas são eliminadas

do corpo de um animal ou de um ser humano através das fezes e da urina

A diminuição da toxicidade de nanotubo de carbono é obtida

pela sua oxidação

Motilidade pré e pós incubação com DNA exógeno

Toxicidade de nanotubos de haloisita

Viabilidade pré e pós incubação com DNA exógeno

Toxicidade de nanotubos de haloisita

Toxicidade de nanotubos de haloisita

Aqui, nós mostramos que a sílica e nanopartículas de dióxido de titânio com diâmetro de 70 nm e 35 nm, respectivamente, pode causar complicações na gravidez, quando injetada por via intravenosa em camundongos grávidas. As nanopartículas de dióxido de silício e titânio foram encontradas na placenta, fígado e cérebro fetal fetal. Ratos tratados com essas nanopartículas tinha úteros menores e fetos menores que os controles não tratados. moléculas de fulereno e grandes partículas de sílica (300 e 1.000 nm) não induzir estas complicações. Estes efeitos negativos estão ligados a alterações estruturais e funcionais da placenta do lado materno, e são eliminadas logo que as superfícies das nanopartículas de sílica modificada com grupos carboxila e amina.

Toxicidade nanotubos

Microscopia eletrônica de varredura (MEV) de E. coli. (À esquerda), sem SWCNTs células incubadas por 60 min. As células foram filtradas e observados

através de MEV no filtro. (À direita) Células incubadas com SWCNTs por 60 min. (Imagens: Elimelech Dr.)

Uma célula de pulmão de rato tentando ingerir um nanotubo de carbono

Algumas das possibilidades de rotas de exposição do trabalhador e da sociedade (consumidores) às nanopartículas e aos nanotubos de carbono, tendo como base as

possíveis e atuais aplicações da nanotecnologia

Como prevenir?

São necessários para assegurar que não haverá danos à saúde humana e efeitos danosos ao meio ambiente:

• normas adequadas de biossegurança;• análise de riscos de produtos biotecnológicos;• Mecanismos e instrumentos de monitoramento e rastreabilidade.

FAO (1999).

Nanobiotecnologia X Biossegurança

Regulamentação

Lei 11.105, de 24 de março de 2005

• .Regulamenta os incisos II, IV e V do § 1o do art. 225 da Constituição Federal, estabelece normas de segurança e mecanismos de fiscalização de atividades que envolvam organismos geneticamente modificados; e seus derivados, cria o Conselho Nacional de Biossegurança . CNBS, reestrutura a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança . CTNBio, dispõe sobre a Política Nacional de Biossegurança . PNB, revoga a Lei no 8.974, de 5 de janeiro de 1995, e a Medida Provisória no 2.191-9, de 23 de agosto de 2001, e os arts. 5o, 6o, 7o, 8o, 9o, 10 e 16 da Lei no 10.814, de 15 de dezembro de 2003, e dá outras providências.

• Decreto 5.591, de 22 de novembro de 2005.

No Brasil, a biossegurança está ligada apenas à engenharia genética e controla os organismos geneticamente modificados (OGM), entre os quais estão os alimentos transgênicos

O Órgão responsável por esse controle é a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio).

Regulamentação

Regulamentação

PROJETO DE LEI N° PL 5076/05 DE 2005 (Do Sr. Edson Duarte):• Dispõe sobre a pesquisa e o uso da nanotecnologia no país,• Cria Comissão Técnica Nacional de Nanossegurança – CTNano, • Institui Fundo de Desenvolvimento de Nanotecnologia – FDNano,

e dá outras providências.

Arquivado

Brasil

Regulamentação

• Relatora, deputada Luiza Erundina (PSB-SP), destacou que a lei brasileira já tem importantes avanços na área, como, por exemplo, a Lei de Biossegurança (11.105/05).

• Para a relatora, a proteção da saúde e do meio ambiente e eventuais sanções já são contempladas em leis como a de Crimes Ambientais (9605/98), a que define o Sistema Nacional de Vigilância Sanitária (9782/99) e a própria Lei de Biossegurança.

• Erundina observou ainda que o Poder Executivo, com base no Código de Defesa do Consumidor (Lei 8078/91), já estabeleceu critérios para a rotulagem de alimentos transgênicos, por meio do Decreto 4680/03. "Por analogia, o mesmo princípio deve ser aplicado aos produtos oriundos de intervenções nanotecnológicas".

Regulamentação

ANVISA X Nanomateriais

Não há regulamentação

Brasil

Regulamentação

European Food Safety Authority (EFSA) está estudando o assunto

EFSA publicou em 10 de fevereiro de 2009 uma opinião científica sobre os potenciais riscos da nanociência e nanotecnologia.

União européia

Não há regulamentação

Regulamentação

FDA X nanomateriais

Não há regulamentação

A aprovação de um nanomaterial pelo FDA pode ser através:

• Regulamentação p/aditivo de alimentos,

•Carta de isenção “ Threshold of Regulation”

Regulamentação

1. Toxicologia dos nanomateriais2. Reativas X Proativas3. Toxiciadade de nanotubos4. Toxiciadade de nanocompósitos5. Funcionalização pode reduzir a toxicidade6. Nanocompósitos não-toxicos7. Regulamentação

Resumindo...

Prof. Dr. Vinicius Farias CamposGraduação em Biotecnologiafariascampos@gmail.comvcampos_ib@ufpel.edu.br