quarta-feira, 31 de dezembro de 2014

Proteínas brilhantes e a glicose do sangue


Pessoas com diabetes precisam estar sempre controlando a quantidade de glicose no sangue, principalmente aquelas que usam insulina regularmente. Elas precisam medir os níveis de açúcar várias vezes ao dia e dependendo do resultado tomar ou não o hormônio. Uma medição precisa da glicose é importante, pois uma dose muito alta de insulina pode levar a uma grande redução do açúcar e causar sonolência, desmaio e até morte. A forma padrão que os diabéticos usam para medir a glicose em casa é aquele aparelho que usa fitas e uma gota de sangue tirada do dedo. Porém, esse método apresenta alguns problemas. Ele não funciona bem quando os níveis de glicose estão baixos, o que é perigoso. Além disso, a quantidade de células vermelhas no sangue e alguns remédios usados pelos diabéticos podem interferir na dosagem e apresentar uma glicemia maior que a real. Por isso, novas formas de medir a glicose do sangue estão sendo desenvolvidas.

Pesquisadores americanos publicaram seus resultados na revista ACS Chemical Biology, onde eles criaram proteínas fluorescentes no laboratório que podem ser usadas para solucionar esses problemas. Os cientistas modificaram de diversas formas uma proteína, presente em bactérias, capaz de se ligar a glicose. Primeiro, os pesquisadores conseguiram “piorar” a proteína original, reduzindo a sua capacidade de ligação ao açúcar, mas isso foi importante para permitir que ela se ligasse à glicose na quantidade que ela normalmente está presente no nosso sangue. Depois, os cientistas colocaram aminoácidos (que são as moléculas que formam as proteínas) artificiais nessa proteína. Esses aminoácidos modificados eram fluorescentes, ou seja, eles “brilhavam” quando eram estimulados por luz de uma determinada potência. Dessa forma, a proteína era capaz de brilhar como a Árvore da Lagoa.

Mas para quê? O interessante é que quando a proteína se ligava a glicose, a quantidade de brilho emitido diminuía. Assim, é possível medir a quantidade de glicose no sangue; quanto menos brilho, mais glicose! E isso funcionava em diferentes temperaturas, como 37 °C ou 42 °C (o que é importante se você quiser fazer medidas diretas no corpo, sem retirar o sangue), e com pouquíssima interferência de outros açúcares no sangue.

Por fim, os pesquisadores foram para a prova dos nove: eles construíram um biossensor usando uma fibra ótica e mediram os níveis de glicose em soluções artificiais (tipo um copo com água e açúcar), soro de sangue humano (o que é usado nos exames feitos em laboratórios de diagnóstico) e sangue de porco. E o biossensor funcionou satisfatoriamente, embora ainda seja um protótipo. Os cientistas esperam que a proteína criada ainda possa ser melhorada e utilizada em aparelhos capazes de medir a glicose de modo mais preciso. Ou, mais ainda, sistemas capazes de medir a glicose do sangue dentro do corpo, em tempo real, para permitir o desenvolvimento de um aparelho capaz de liberar insulina diretamente no corpo, sem a influência do paciente. Esse futuro “pâncreas eletrônico” poderá livrar os diabéticos das agulhas e dos riscos de uma hipoglicemia.

Referência
 

domingo, 14 de dezembro de 2014

Biblioteca da Torre – “O que é Evolução”, de Ernst Mayr


O próximo livro que eu vou comentar brevemente aqui também foi escrito por Ernst Mayr, uns dos maiores evolucionistas do século XX (leia aqui na postagem passada da série, um resumo rápido da sua história). “O que é Evolução” foi publicado em 2001, cinco anos após “Isto é Biologia”, e foi a segunda investida de Mayr no campo de divulgação científica. Nesse livro, Mayr está imerso no seu campo, e escreve e traduz muitos conceitos evolutivos de forma simples. Segundo o próprio autor escreveu no prefácio, o livro é dirigido a três tipos de leitores: (1) pessoas conscientes da evolução que estejam interessadas em saber mais sobre ela; (2) pessoas que aceitam a evolução, mas têm dúvidas se a explicação darwinista é a mais correta; e (3) criacionistas que queiram saber sobre o paradigma científico da evolução, mesmo que só para argumentar contra (e Mayr deixa claro que não quer convencê-los sobre a evolução). Embora esse livro seja menos técnico que o anterior, ele ainda pode ser um pouco árido em alguns pontos, como quando Mayr tenta explicar conceitos genéticos envolvidos no processo evolutivo.

“O que é Evolução” é dividido em quatro partes. Na primeira, Mayr vai direto ao ponto para discutir a principal resposta das perguntas do tipo “porquê?” da biologia. Ele relata brevemente a história das teorias evolutivas até o neo-darwinismo e depois mostra, uma a uma, as evidências da evolução que podem ser encontradas no planeta, como o registro fóssil, a similaridade morfológica e molecular entre os animais evolutivamente mais próximos, os padrões do desenvolvimento dos embriões, as estruturais vestigiais (que não são de todo funcionais em um organismo, mas foram herdada de um ancestral) e a distribuição das diferentes espécies pelos continentes. Mayr também escreve sobre como a vida teria surgido na Terra e como ela teria evoluído até os dias de hoje, com uma ênfase especial no surgimento dos animais e plantas, dos vertebrados e a origem das aves, que era o principal grupo de estudo do cientista (onde eu descobri que não, a galinha não é descendente dos dinossauros!).

Na segunda parte, a mais difícil do livro em minha opinião, Mayr explica como a evolução acontece, e para isso vai fundo nos conceitos genéticos. Ele explora também como as variações nas populações são importantes para a evolução, e discute as questões da capacidade de adaptação e da seleção natural.

Na terceira parte, que é a melhor do livro, Mayr mostra como a evolução criou a diversidade de espécies que vemos pelo mundo hoje, dando vários exemplos extremamente interessantes. Usando esses exemplos, ele explica a origens das espécies, como um grupo de uma população pode se tornar uma espécie como o passar do tempo e mostra como funciona a macroevolução.

Por último, Mayr dá uma enchida na linguiça: falando de evolução humana, ele basicamente repete o que escreveu no livro anterior, que já abordava esse assunto. Mas é uma parte que vale a pena ser lida se você está interessado na questão.

O livro também tem dois apêndices muito interessantes. Neles, Mayr mostra quais críticas têm sido feitas à Teoria da Evolução e como a explicação darwinista suporta bem a todas elas, se fortalecendo como melhor hipótese para explicar a evolução das espécies. Mayr também dá respostas rápidas para as dúvidas mais frequentes sobre a evolução (uma espécie de FAQ bem legal). Em suma, o segundo livro de Mayr para o público geral é bem interessante para aqueles que querem saber mais sobre o processo evolutivo. Mas é ainda é um pouco técnico demais em alguns momentos, o que pode afastar os leitores com pouca familiaridade em algumas áreas, especialmente genética.

sexta-feira, 12 de dezembro de 2014

Um ninho de proteínas

Fonte: jorgepinho2000.blogspot.com

Por muito tempo, se pensou que todas as proteínas presentes nas células tinham uma estrutura organizada, e que essa organização era essencial para as suas funções. Mas isso não é uma verdade absoluta; cerca de 40 % das proteínas que suas células produzem têm alguma parte da sua estrutura pouco ou nada organizada. Mais recentemente, pesquisadores têm observado e registrado a ocorrência de aglomerados de proteínas (imagine uma coisa tipo essas cobras aí em cima) com pouca estrutura dentro das células. Esses aglomerados se formam em determinados momentos e depois podem se desfazer, e as suas funções no organismo ainda são basicamente desconhecidas.

O fato é que esses bolos de proteínas parecem estar envolvidos na passagem de proteínas de um lugar para o outro na célula e também podem ser importantes em algumas doenças, como umas que atacam o cérebro e em alguns tipos de câncer. Assim, diferentes grupos de pesquisa e a indústria farmacêutica estão estudando novas moléculas que seriam capazes de interferir na formação ou na dissolução desses aglomerados de proteínas.

Quando estiverem disponíveis, esses compostos vão poder ser usados para entendermos melhor para que esses bolos de proteínas existem e talvez possam se tornar novos remédios no futuro.

Referência
TORETSKY, J. A; WRIGHT, P. E. Assemblages: functional units formed by cellular phase separation. The Journal of Cell Biology, v. 206, n. 5, p. 579–88, 2014.

domingo, 7 de dezembro de 2014

As bactérias da sua barriga podem fazer você comer mais chocolate?

Fonte: hypescience.com

A forma como a gente escolhe o que vai comer tem grande influência sobre o nosso peso, e assim é ponto importante para se evitar a obesidade e todos os problemas de saúde que ela traz junto, como pressão, colesterol e glicose altos. Já escrevi aqui que isso pode ter um fundo genético. Mas, ao que parece, as bactérias que você carrega de carona na barriga (sua microbiota intestinal) podem estar manipulando seu corpo e te fazendo comer o que elas querem, na hora que elas querem. E isso nem sempre é o mais saudável para você. Essa disputa entre a microbiota intestinal e você na hora que escolher o almoço no cardápio vem sendo estudada recentemente. E força de vontade para não comer no Burger King pode não ser suficiente!

A sua microbiota é composta de uma grande diversidade de bactérias, onde cada tipo de bactérias cresce melhor com diferentes tipos de alimentos que você come. Se alguma dessas bactérias pudesse produzir um tipo de substância que induzisse você a comer mais o que é melhor para ela, ela teria vantagem sobre as outras e cresceria mais. Essa situação é um prato cheio para o processo evolutivo! Assim, a evolução desenvolveu diferentes formas das bactérias influenciarem o que os seus hospedeiros (nós!) comem. E elas podem fazer isso na amizade ou esculachando!

O cérebro tem um sistema químico de recompensa para coisas prazerosas. Quando você faz alguma coisa que te dá prazer, substâncias são liberadas pelos neurônios no cérebro e você tem uma sensação legal. Na amizade, as bactérias intestinais podem ser capazes de produzir essas mesmas substâncias que o nosso sistema nervoso usa para comunicar a sensação de recompensa no cérebro. Assim, elas podem reforçar a recompensa que você sente quando come algo que elas próprias gostam. E isso dificilmente será alface, mas sim alimentos com grande quantidade de energia, como gordura e açúcar, que as bactérias vão usar também. A microbiota também pode regular a produção de hormônios do corpo que controlam as sensações de fome e saciedade, o que pode levar o indivíduo a comer mais ou menos.

As bactérias intestinais também podem agir diretamente sobre os nervos que levam as informações do sistema digestório para o cérebro. Essa comunicação é importante para que o estômago e intestinos indiquem ao cérebro o quanto cheio eles estão e para que o cérebro decida se é hora ou não de comer mais. Assim, a ação da microbiota sobre esse nervo pode influenciar o quanto você come diariamente.

As bactérias também são capazes de mudar a quantidade de receptores gustativos pelo sistema digestório como um todo. Os receptores gustativos são proteínas produzidas pelas células que se ligam a diferentes componentes do alimento e passa a informação do sabor para o cérebro. Temos na boca receptores gustativos para coisas doces, azedas, entre outros. Uma alteração nesses receptores pode mudar como o indivíduo sente o gosto da comida e levar a uma variação na dieta, por exemplo, fazendo uma pessoa a comer mais coisas doces ou gordurosas.

Agora, se não funcionar na base da amizade, a microbiota parte para o ataque. As bactérias produzem substâncias tóxicas quanto não estão vivendo em condições ideais, como, por exemplo, falta de nutrientes que elas precisam. A presença dessas toxinas causa um grande mal-estar e pode levar a uma mudança na alimentação do indivíduo, meio que na marra.

A estreita relação entre nós, nossas bactérias intestinais e a forma como a gente come começou a ser estudada apenas recentemente e muitas das possibilidades ainda precisa ser estudadas em animais e em humanos para termos ideia do real impacto sobre as nossas vidas. Porém, a grande lista de pesquisas científicas que abordam o assunto indica que a microbiota do intestino não pode ser ignorada e precisa ser mais bem compreendida, já que está em conversa direta com a nossa alimentação e a atual epidemia de obesidade.

Mas o que importa é que achei a desculpa ideal para comer um Whopper triplo de vez em quanto: foram minhas bactérias que mandaram...

Referência

ALCOCK, J.; MALEY, C. C.; AKTIPIS, C. A. Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms. BioEssays : news and reviews in molecular, cellular and developmental biology, v. 36, n. 10, p. 940–949, 2014.

quinta-feira, 4 de dezembro de 2014

"A Porta de Marfim" faz um ano hoje!

(Fonte: livrosobrelivro.blogspot.com)

"A Porta de Marfim" sobreviveu às minhas reuniões, e aulas, e provas, e outros compromissos acadêmicos, e hoje completa um ano de vida! Nesse ano foram mais de 4 mil visualizações individuais, em 44 postagens, o que dá uma média de 56 visualizações por postagem. A postagem com mais acessos foi disparada "Evite o leite, se você quiser! (Mas evite acreditar em tudo na Internet, pela sua saúde!)", com 800 visualizações. O Facebook foi a principal porta de acesso ao Blog, com mais de 500 acessos por essa via. E o principal público é brasileiro, com mais da metade dos acessos vindo do território nacional.

O projeto ainda é pequeno, mas ao poucos vou tentando traduzir as pesquisas científicas para um público mais amplo, embora eu saiba que ainda falta muito para atingir esse objetivo. E vou tentar expandir a Torre. Quem sabe não entro no Youtube, se o tempo permitir?

sexta-feira, 28 de novembro de 2014

Como o Ebola mata tanto?

Fonte: extra.globo.com

No momento em que escrevo essa postagem, a epidemia de Ebola de 2014 já infectou quase 16 mil pessoas na África e causou a morte de quase seis mil, tendo uma taxa de mortalidade que beira 40 %. Quando você estiver lendo, o número já será maior. E provavelmente, embora muitos altos, esses números são menor do que a realidade, já que o colapso do frágil sistema de saúde dos países afetados impede que todos os casos sejam diagnosticados. Mas por que o Ebola é tão mortal?

Primeiro, precisamos entender como o nosso corpo se defende dos vírus. Como eu já escrevi antes, os vírus não são capazes de produzir suas próprias proteínas e, por isso, precisam invadir as células do hospedeiro e usar os seus recursos. Para se proteger dessa invasão, uma das coisas que o nosso corpo vai é produzir uma proteína, chamada interferon. O interferon “avisa” as células da presença do vírus e faz com que elas produzam substâncias antivirais para se proteger. Como ele faz isso? Quando o interferon se liga a uma célula, ele induz uma série de reações que terminam por ativar uma proteína, chamada STAT, dentro da célula. Quando STAT está ativada, ela se liga a uma segunda proteína, chamada KPNA, que tem por função levar STAT para dentro do núcleo da célula. Lá, STAT muda a atividade de vários genes e aumenta da produção de substâncias antivirais. E é aí que o Ebola mostra as suas garras! O vírus é capaz de impedir que a STAT entre no núcleo e dessa forma as substâncias antivirais não são produzidas. Com isso, o vírus ganha tempo para se reproduzir rapidamente e a infecção se espalha pelo corpo antes que o organismo possa se defender. Porém, não se sabia como o vírus é capaz de atrapalhar a atividade de STAT.

Foi isso que pesquisadores americanos investigaram. As descobertas foram publicadas esse ano na revista Cell Host & Microbe. Os cientistas produziram as proteínas humanas STAT e KPNA, e uma proteína do Ebola chamada eVP24 em laboratório e estudaram a forma como elas interagiam. Eles descobriram que a proteína do vírus é capaz de se ligar a KPNA de modo quase mil vezes mais forte que a STAT. Além disso, tanto a eVP24 quanto a STAT se ligam na mesma região da KPNA.

Os pesquisadores então usaram cultura de células no próximo experimento. Quando as células são tratadas com interferon, a STAT vai para o núcleo, como era de se esperar. Porém, quando a proteína do Ebola está presente, o interferon não é capaz de fazer STAT entrar no núcleo. Isso mostra que eVP24 impede a entrada de STAT, já que ela liga à KPNA com muito mais força que STAT. Assim, KPNA não se liga a STAT e não a leva para o núcleo.

E o que é mais interessante: a proteína do vírus impede a entrada de STAT, mas não de outras proteínas que são importantes para a reprodução do vírus. Assim, o vírus é capaz de bloquear o efeito antiviral do interferon sem atrapalhar a sua própria replicação. Os cientistas foram capazes de encontrar quais partes da proteína do vírus são importantes para esse efeito e eles esperam que essas informações possam ser usadas para a criação de novos medicamentos que ajudem a impedir a rápida reprodução do Ebola no início da infecção. Isso poderia dar mais tempo para o corpo dos pacientes se recuperar e combater o vírus.

Em tempo: nenhum animal foi diretamente usado nessa pesquisa.

Referência 
 

quarta-feira, 26 de novembro de 2014

Cultura de célula 2.0 vai ajudar no estudo do cérebro

Fonte: www.cartacapital.com.br

O cérebro é extremamente complexo. Células, com diferentes estruturas e funções, se comunicam para transmitir impulsos nervosos que controlam muitas atividades por todo o organismo. A própria estrutura tridimensional do órgão é importante para as suas funções. Assim, o melhor modelo para estudar o cérebro é o próprio cérebro. Mas como nós não podemos viver sem o nosso, dependemos de animais de laboratório para realizar experimentos de fisiologia cerebral. E, como as cobaias também não vivem sem cérebro, elas precisam ser eutanasiadas no fim dos experimentos, na grande maioria das vezes. Métodos alternativos para o estudo do cérebro ainda são falhos em reproduzir o que acontece dentro da caixa craneana. Por exemplo, uma cultura de neurônios em laboratório está muito longe de representar a complexidade do cérebro, embora funcione muito bem em estudos sobre a fisiologia dos neurônios em si.

Para atacar esse problema, pesquisadores americanos desenvolveram uma cultura de células de neurônios em 3D. Eles montaram uma estrutura básica, feita a base de fibras de seda e um tipo de gel usado em culturas de células contendo colágeno. E, então, os neurônios obtidos de cérebro de ratos foram crescidos nessa estrutura. Quando cultivados dessa forma, os neurônios se mantiveram viáveis por pelos menos dois meses, muito mais do que nas culturas de células tradicionais.

Além disso, os cientistas também testaram como os neurônios cultivados em 3D reagiam a diferentes estímulos, como o uso de toxinas e impactos mecânicos contra o cérebro. Em ambas as situações, a diminuição da atividade dos neurônios e a liberação de substâncias pelas células se mostrou bastante similar ao já visto em cérebros “de verdade”.

Embora essa cultura 3D pareça representar melhor o cérebro do que uma tradicional cultura 2D, pesquisadores são cautelosos no estudo publicado nesse ano na revista americana Proceedings of the National Academy of Sciences. Outras células presentes no cérebro, além dos neurônios, precisam ser incluídas no sistema para que se torne mais próximo da realidade. Modificações na estrutura usada também poderão ser feitas para simular diferentes regiões do órgão. Mais estudos são necessários, mas pode-se vislumbrar uma redução no uso de animais nas pesquisas de neurobiologia.

Referência 
 

quarta-feira, 12 de novembro de 2014

Novo caminho para o tratamento do diabetes

Fonte: www.mundodastribos.com

O diabetes, doença caracterizada pelos altos níveis de açúcar no sangue, atinge cerca de 20 milhões de brasileiros. A doença é classificada em dois tipos. No diabetes tipo I, a pessoa é incapaz de produzir ou liberar o hormônio insulina, responsável por fazer as células do corpo, principalmente fígado, músculos e tecido adiposo (que acumula gordura), pegarem a glicose do sangue. O diabetes tipo I normalmente aparece ainda na infância e esses indivíduos são tratados com o recebimento de doses injetáveis de insulina. Já no diabetes tipo II, as pessoas produzem insulina (na maioria das vezes até demais), mas as células não são capazes de “sentir” o hormônio e não retiram o açúcar do sangue, o que faz com que a glicose permaneça alta. O diabetes tipo II está claramente associada à obesidade e é uma doença crônica, que pode levar ao entupimento dos vasos sanguíneos (aterosclerose), danos na retina (que pode levar até a cegueira), pressão alta, problemas de coagulação (que podem levar ao infarto, ao derrame e a amputações) e problemas renais. Embora já existam alguns remédios para combater o diabetes tipo II, a doença é hoje uma pandemia global e os gastos da saúde pública com as suas complicações são enormes. Por isso, vários grupos de cientistas pelo mundo estudam novas formas de curar ou remediar a doença.

Um desses grupos, formado por pesquisadores americanos, publicou seus resultados na revista Nature, onde um novo alvo foi investigado. Os cientistas estudaram uma proteína, chamada IDE, que é uma protease, ou seja, é capaz de degradar outras proteínas. Uma das proteínas destruídas é a insulina. Os pesquisadores achavam que se eles fossem capazes que impedir a ação da IDE, sobraria mais insulina no sangue e as células retirariam mais glicose de circulação. Porém não é simples assim.

Mais de dez anos atrás, outro grupo americano criou um camundongo transgênico que não possuía o gene da IDE. Como esperado, a insulina não era destruída e fica alta no sangue, porém os animais também eram diabéticos. Isso acontece, provavelmente, pelo excesso de insulina, que dessensibiliza as células, que param de sentir o hormônio, mesmo em alta quantidade (lembre-se do que sua vó dizia: “tudo em excesso faz mal”). Assim, os pesquisadores precisavam de outra estratégia.

Eles procuraram em uma biblioteca de quase 14 mil compostos por possíveis inibidores da IDE e encontram seis moléculas que impediam a sua ação. Os cientistas escolheram uma delas para trabalhar em animais. Os camundongos receberam uma injeção com o composto e depois tomaram uma bebida doce (em um sistema parecido com o exame de sangue que os médicos pedem para investigar se um paciente está diabético). Os animais tratados apresentaram níveis de açúcar menores que os controles (que não receberam a nova molécula), indicando uma melhor resposta da insulina. Camundongos obesos (que acabam apresentando diabetes tipo II, assim como nós) também melhoraram seus níveis de açúcar no sangue.

Os cientistas também descobriram que a IDE pode destruir outros dois hormônios importantes para os níveis de glicose no sangue: a amilina e o glucagon. E isso é bom e ruim. É bom porque a amilina diminui a passagem de comida pelo estômago, mantendo a pessoa sem fome por mais tempo. Assim, esse novo composto pode reduzir a fome e funcionar como um redutor de apetite (mas isso é apenas uma hipótese, já que isso ainda não foi testado). Mas é ruim porque o glucagon tem efeitos contrários aos da insulina e age para aumentar os níveis de glicose no sangue. Isso pode explicar, em parte, porque o animal transgênico sem IDE acaba ficando diabético.

Isso deixou os cientistas cautelosos. Eles escreveram que assim, para que esse novo composto seja transformado em um remédio no futuro, será necessário modifica-lo para que ele tenha um efeito curto, logo após a alimentação. Ou ele terá que ser tomado junto com outro composto que bloqueie a ação do glucagon, evitando um aumento indesejável dos níveis de glicose no sangue. De qualquer forma, ainda vamos precisar esperar entre cinco a 10 anos para ver esse novo remédio nas farmácias, o que não diminui a esperança de termos mais uma arma para combater o diabetes.

Referências

FARRIS, W. et al. Insulin-degrading enzyme regulates the levels of insulin, amyloid beta-protein, and the beta-amyloid precursor protein intracellular domain in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 100, n. 7, p. 4162-7, 2003.

MAIANTI, J. P. et al. Anti-diabetic activity of insulin-degrading enzyme inhibitors mediated by multiple hormones. Nature, v. 511, n. 7507, p. 94–8, 2014.

segunda-feira, 10 de novembro de 2014

Novos passos no entendimento da leucemia

Fonte: www.oitopassos.com

A leucemia linfoide aguda é o câncer infantil mais comum. A taxa de cura é alta e gira em torno de 90 %, porém ela ainda é a principal causa de morte de crianças nos países desenvolvidos. Os pacientes têm uma produção descontrolada de leucócitos (que são células do sangue, responsáveis pela defesa do organismo). O excesso dessas células, pouco desenvolvidas e malignas, causam diversos sintomas, como fraqueza, febre, perda de peso, sangramentos e dores nas juntas.

Os cientistas ainda não sabem totalmente o que causa a divisão descontrolada dos leucócitos e muitos genes defeituosos estão envolvidos no processo. Um desses genes, que foi implicado na doença recentemente, é chamado de Pax5. Pax5 é um fator de transcrição, ou seja, é um gene cuja função é regular a atividade de outros genes. Mas o papel de Pax5 na leucemia ainda é pouco entendido.

Com isso em mente, pesquisadores da Austrália, Áustria e Estados Unidos criaram um camundongo transgênico, onde era possível “ligar e desligar” o gene Pax5 facilmente. Assim, a função do gene na leucemia poderia ser estudada de modo mais simples. Quando o gene era desligado, os camundongos desenvolviam leucemia aproximadamente cinco meses. Porém, se o gene for religado, os animais tem uma melhora significativa nos sintomas e vivem dois meses a mais que os outros. Os cientistas também investigaram quais genes estavam desregulados na ausência de Pax5 e se surpreenderam em descobrir que mais de seis mil genes tinham sua atividade desregulada.

Os pesquisadores também estudaram células de pacientes humanos que tinham o gene Pax5 defeituosos. As células foram cultivadas em laboratório e um gene Pax5 funcional foi inserido artificialmente. E essas células apresentaram um perfil de malignidade menor, o que indicaria uma melhora no quadro do paciente. Cerca de 200 genes estavam desregulados nessas células humanas com Pax5 defeituoso.

Os resultados são interessantes, mas segundo os cientistas, Pax5 não seria um bom alvo para o tratamento da leucemia. Isso porque, normalmente, os pacientes apresentam um Pax5 que não funciona e é muito difícil recuperar a sua função com um remédio com a tecnologia atual. Porém, o próximo passo será identificar quais desses 200 genes desregulados são importantes para o desenvolvimento da doença. Caso seja possível aumentar a atividade desses genes, a doença poderia ser controlada. Esses seriam então alvos para a produção de novos tratamentos. A pesquisa foi publicada esse ano na revista Genes & Development.

Referência

LIU, G. J. et al. Pax5 loss imposes a reversible differentiation block in B-progenitor acute lymphoblastic leukemia. Genes & Development, v. 28, n. 12, p. 1337–50, 2014.

sábado, 8 de novembro de 2014

Avançando o sinal vermelho

Fonte: wellingtonflagg.blogspot.com
Har G. Khorana

Como as informações escritas nos nossos genes são lidas para a formação das proteínas do nosso corpo? Primeiro, os genes presentes no seu DNA são copiados em moléculas de RNA, num processo chamado transcrição. Esse RNA possui a mesma sequência que estava no DNA (com exceção do “T”, que no RNA passa a ser “U”). Em seguida, esse RNA é “lido” por estruturas celulares chamadas ribossomos. Cada três “letras” do RNA funcionam como uma sílaba (que é chamada de códon) e indicam qual aminoácido deve ser colocado para a formação das mais diversas proteínas, no processode tradução. Esse código de três letras é o famoso código genético e foi decifrado por Har Gobind Khorana, Robert W. Holley e Marshall Nirenberg, que receberam o Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 1968.

O código genético também indica quando uma proteína deve começar a ser feita e quando ela deve terminar. A sequência de letras “AUG” indica que os ribossomos devem começar o processo de tradução da proteína. Ela também indica que o aminoácido metionina deve ser colocado na proteína (e assim toda proteína começa com uma metionina, embora ela possa ser retirada depois, por outros processos celulares). E as sequências “UAA”, “UAG” e “UGA” são os códons de parada e a produção da proteína em questão é interrompida. Ou pelo menos deveria ser... Dois trabalhos publicados esse ano mostram que isso não é uma verdade absoluta.
Robert W. Holley


O primeiro trabalho foi publicado na revista Science por pesquisadores americanos. Eles analisaram mais de cinco trilhões de “letras” de sequências de DNA que estavam disponíveis em banco de dados. Essas sequências foram obtidas de vírus, bactérias e outros organismos em amostras ambientais, que incluíam água doce e salgada, ou associadas ao corpo humano (sim, bactérias vivem em você!). Os cientistas encontraram indícios de genes que avançavam sobre o códon de parada e continuavam a produzir proteínas em quase todas as amostras, embora em uma quantidade pequena em cada uma delas (0,044 %). 

Por que isso acontece? Os pesquisadores hipotetizaram que isso seria uma forma de defesa de bactérias contra os vírus que as ataca. Os vírus não são capazes de produzir as suas proteínas e por isso infectam as células e usam os processos das células invadidas para o seu benefício. Para isso, eles injetam o seu material genético na célula hospedeira, que passa a produzir as proteínas virais. Mas, isso só acontece se tanto vírus quando bactéria usarem o mesmo código genético. Se bactéria alterar a forma como lê os códon de parada pode impedir a tradução das proteínas virais e se tornar resistente à infecção viral. Mas só até o vírus também modificar seu código genético. É a co-evolução!
Marshall Nirenberg


Mas isso não está restrito a bactérias e vírus. Outro trabalho publicado na revista Nucleic Acids Research traz evidências de que genes humanos também podem avançar sobre o códon de parada e produzir proteínas maiores que o esperado. Os cientistas não tem certeza de como isso acontece ou porque acontece em apenas uma parte das vezes que a proteína é traduzida. Eles acreditam que a solução do mistério deve estar na estrutura formada pelo RNA, e não apenas na sua sequência de letras. Os pesquisadores não investigaram qual seria o impacto desse avanço sobre a função da proteína, se é que existe algum. Porém esses resultados mostram claramente o quanto ainda não sabemos sobre o funcionamento dos nossos genes. Ainda existem muitas perguntas a serem respondidas.

Caderno de protocolo de Nirenberg exposto no Museu do Prêmio Nobel em Estocolmo

quinta-feira, 6 de novembro de 2014

Biblioteca da Torre - “Isto é Biologia: A Ciência do Mundo Vivo”, de Ernst Mayr

Ernst Mayr (Fonte: en.wikipedia.org)

Ernst Mary foi um dos maiores evolucionistas da história da Biologia e ator principal da chamada Síntese Neodarwinista do século XX. Biólogo alemão, Mayr se dedicou à ornitologia (estudo das aves) no início da sua carreira, mas suas maiores contribuições foram dadas ao campo da evolução das espécies. Mayr definiu o Conceito Biológico de Espécie, que considera uma espécie não como um grupo de indivíduos similares em sua aparência, mas sim um grupo de seres capazes de se reproduzir entre si, gerando descendentes férteis. Esse conceito de espécie é o mais usado no estudo dos animais e sua evolução. Mayr também desenvolveu estudos sobre como as novas espécies surgem a partir de um ancestral comum e elaborou a teoria da especiação peripátrica, onde pequenos grupos de indivíduos podem ocupar nichos na periferia da área onde a espécie vive, e se isolar e mudar rapidamente com o passar das gerações.

Além de tudo isso, Mayr se dedicou a filosofia e divulgação científica no final da sua carreira, publicando livros direcionados ao público leigo. Um desses livros é “Isto é Biologia: A Ciência do Mundo Vivo”, cuja primeira edição data de 1997. Mayr morreu em 2005, com 100 anos. Eu estava cursando o terceiro ano da faculdade de Ciências Biológicas e Mayr foi escolhido patrono pela minha turma.

Embora Mayr tenha tentado escrever para o publico em geral, esse livro ainda é muito complexo, mas tem muito valor. Ele começa contando a história da biologia e da filosofia da vida com uma grande quantidade de detalhes, o que torna os fatos quase palpáveis. Em seguida, tenta definir o que é a Ciência e mostra porque a Biologia é especial; ela não tem as Leis da Física e da Química e precisa de um contexto histórico para explicar as relações entre os seres que por milhões de anos evoluíram juntos. Mayr também dá a sua visão de como a Biologia explica a vida e de como a Ciência avança, incluindo um histórico muitíssimo interessante sobre a evolução da biologia celular.

Mayr divide as grandes questões que desafiam os biólogos em três simples tipos: (1) o quê?; (2) como?; e (3) por quê? As respostas para as perguntas “o quê?” são os levantamentos do que existe de vida no mundo. Quantos seres ainda existem para ser descobertos na Amazônia? Será que ainda é possível encontrar algum ser muito diferente de tudo o que se conhece?

Como um embrião se desenvolve para formar um indivíduo adulto? As questões do segundo tipo buscam entender os mecanismos pelos quais as coisas acontecem na Biologia. Essas respostas são as que têm maior impacto sobre a nossa vida diária. Responder “como os obesos desenvolvem diabetes?” pode trazer novas formas de combate à doença.

As perguntas “por quê?” são impossíveis de se responder com precisão, já que envolvem questões evolutivas, cujas informações que temos são poucas e fragmentadas. Nunca saberemos ao certo tudo o que aconteceu com a vida na Terra pelos seus bilhões de anos de evolução. Mayr dá alguns exemplos dessas perguntas de difícil resposta. Por que só existem beija-flores nas Américas? Por que animais que vivem em desertos têm cor da areia? Por que as aves migram com a mudança das estações?

Por fim, Mayr discute sobre o papel da Ecologia e quais perguntas são feitas por esse campo específico e heterogêneo da Biologia. Ele também aborda o que sabemos sobre evolução da espécie humana, desde o ancestral primata que dividimos com os chimpanzés até a civilização. E no último capítulo, Mayr apresenta uma interessante hipótese sobre como a ética pode ter surgido evolutivamente na espécie humana. De modo geral, o livro é um apanhado de questões, históricos e teorias sobre e da Biologia de grande valor. Mas falha em tentar atingir o grande público, sendo complexo e detalhado demais em alguns conceitos que demandam um conhecimento prévio de biologia e filosofia da Ciência. É extremamente interessante para pessoas envolvidas em Ciências da Vida, mas também para cientistas de outras áreas que estejam curiosos para entender como a Biologia funciona e pensa. E pode ser um desafio recompensador para quem está fora da Torre.
 

domingo, 2 de novembro de 2014

Mais um gene do infarto e do derrame

Fonte: revistavivasaude.uol.com.br

Eu já escrevi isso aqui: “os genes carregam a arma, mas o ambiente puxa o gatilho”. Ou seja, tanto os genes que recebemos dos nossos pais quanto o nosso estilo de vida têm influência sobre a maior parte das nossas características (incluindo as doenças metabólicas). Mas é importante descobrir genes que possam estar envolvidos com o surgimento de doenças e entender como eles funcionam, para que pessoas que os carregam possam ser avisadas tratadas de modo precoce. Isso pode evitar, ou pelo menos adiar, o aparecimento dos problemas. Como esse objetivo, pesquisadores do Reino Unido fizeram uma profunda busca na literatura científica e juntaram os resultados de dezenas de trabalhos publicados para verificar a relação entre um gene e o risco do desenvolvimento de infartos e AVCs (que no meu tempo se chamava derrame).

O gene em questão codifica a proteína glicoproteína IIIa (abreviada GPIIIa). Essa proteína possui diversas variantes, que podem ou não alterar a sua função no organismo. Uma variante (ou polimorfismo) comum é chamada PlA2, onde a proteína é diferente da original em apenas um aminoácido componente. Acredita-se que as pessoas que tem a variante PlA2 tenham níveis de ativação das plaquetas (importantes para a coagulação do sangue) maior que as que não carregam. Assim essas pessoas teriam maior chance que apresentar pequenos coágulos espontâneos pelo corpo, o que podem entupir pequenos vasos sanguíneos e causar derrames e infartos. Mas ainda não há consenso sobre essa hipótese.

De fato, os pesquisadores confirmaram que as pessoas que têm a variante PlA2 apresentam maior risco de ter um derrame. Mas apenas do tipo isquêmico (quando algum vaso sanguíneo no cérebro entope) e não do tipo hemorrágico (quando algum vaso se rompe). Quase 12 mil pessoas foram estudadas nesse caso. Para a análise de infartos, mais de 40 mil indivíduos foram estudados. Os cientistas também encontraram um risco maior de enfartar para as pessoas jovens que carregam a variante PlA2. Mas para as pessoas mais velhas, o risco não é maior, talvez devido a vários outros fatores que aparecem com a idade e aumentam o risco de doenças cardíacas. Os resultados foram publicados em dois artigos na revista PLoS ONE.

Referências

FLOYD, C. N.; ELLIS, B. H.; FERRO, A. The PlA1/A2 polymorphism of glycoprotein IIIa as a risk factor for stroke: a systematic review and meta-analysis. PloS one, v. 9, n. 7, p. e100239, 2014.

FLOYD, C. N.; MUSTAFA, A.; FERRO, A. The PlA1/A2 polymorphism of glycoprotein IIIa as a risk factor for myocardial infarction: a meta-analysis. PloS one, v. 9, n. 7, p. e101518, 2014.

sábado, 1 de novembro de 2014

O que água e esgoto têm a ver com experimentação animal?

 
Fonte: ramonlamar.blogspot.com
Assisti a um vídeo no Youtube, enviado pelo Prof. Thales Trez, do Departamento de Ciências Humanas, da Universidade Federal de Alfenas, Minas Gerais. O vídeo começa com uma variação da pergunta que uso como título desse artigo. A minha resposta: - Nada, professor...

O Dr. Trez discorre pelos 7 minutos do vídeo uma série de fatos e argumentos, concluindo que, embora camundongos e humanos sejam 90 % geneticamente idênticos, usar esses roedores como modelos para pesquisa humana é tão absurdo quanto beber água contaminada com 10 % de esgoto porque 90 % dela ainda são puro H2O. Muitos dos fatos e argumentos são válidos. Mas, usando outra analogia, Trez é pessimista e vê o copo meio vazio. Eu prefiro ver os mesmos fatos enchendo metade do copo. A minha visão e resposta seguem abaixo.

Trez diz que o melhor modelo para estudos de fisiologia humana são os próprios humanos. Ele não pode estar mais certo! Os nossos modelos animais atuais possuem diversas limitações, que impedem certos tipos de experimentos e reduzem a confiabilidade dos resultados obtidos. Por exemplo, é difícil estudar os efeitos benéficos da vitamina C usando camundongos porque eles são capazes de fazer a sua própria vitamina C, enquanto nós não (Campbell & Dachs, 2014). Porém, é possível encontrar muita informação pela metade e tendenciosa pela Internet. Dizem que o antibiótico penicilina é tóxico para porquinhos-da-índia. Efetivamente, eles podem morrer se tomarem esse remédio, porém a penicilina não afeta o animal diretamente, mas mata boa parte da sua flora intestinal, o que causa uma forte diarreia nos bichos (Farrar, Kent, & Elliott, 1966). Contudo, até esses resultados problemáticos são importantes para que a Ciência entenda como os remédios funcionam. Mas usar humanos em experimentos traz muitas outras restrições, que impedem a realização de testes que seriam essenciais durante o desenvolvimento de um novo tipo de cirurgia, tratamento ou medicamento. Posso dar vários exemplos, mas cito um. Eu não posso retirar o cérebro de um paciente vivo com Alzheimer para analisar o desenrolar molecular da doença. Mas esse tipo de investigação é essencial para que se entenda como o Alzheimer ataca o cérebro e como podemos evitar que ele aconteça. Modelos animais para várias doenças neurodegenerativas nos permitem essas avaliações.

Porém, Trez só se preocupa com um tipo de teste: o de avaliação da eficácia de medicamentos. De fato, os medicamentos só são liberados para uso pelas agencias reguladoras depois de experimentos exaustivos e bem controlados, com pessoas saudáveis e pessoas doentes. Porém, os testes de eficácia são só a ponta final de um longo processo de desenvolvimento e estudos. Anos antes de um novo medicamento ser testado em humanos, ele primeiro teve que ser descoberto ou criado. Para isso, os cientistas tiveram que esmiuçar diferentes partes dos mecanismos celulares básicos relacionados com a doença a ser tratada. Isso pode ter sido feito usando muitos modelos, como leveduras, vermes, moscas ou camundongos. Células humanas em cultura também podem ser usadas, mas a escolha do modelo depende da doença em questão, visto que cada um tem seus prós e contras. Depois o possível novo medicamento é testado em diferentes animais, com dois objetivos básicos: testar se funciona e ver se é tóxico. As respostas são 100 % confiáveis? Não, mas nada na Ciência é. Porém, se nesses testes, as diferentes espécies de cobaias usadas apresentarem efeitos colaterais graves, o desenvolvimento do medicamento será abandonado ou o composto terá de ser modificado e voltar para o início do processo. No fim, depois que a nova droga for considerada segura em animais, ela passará por várias rodadas de testes em humanos, em grupos cada vez maiores, até ser considerada eficaz e segura para ser comercializada. Nenhum comitê de ética iria permitir que se testasse uma droga, especialmente se for uma nova classe de molécula, em humanos sem saber se ela tem efeitos colaterais graves. Em suma, as drogas são testadas em humanos na etapa final, mas é impossível, atualmente, estudar a biologia celular e molecular e desenvolver novos medicamentos apenas em humanos, sem usar modelos animais.

O professor Trez cita que algumas drogas para tratar doenças humanas simplesmente não funcionam em animais. É verdade; mas muitas outras funcionam muito bem (e minha visão otimista me faz ver o copo quase transbordando de casos positivos). As estatinas, grupo de drogas usadas para controlar os níveis de colesterol no sangue, funcionam muito bem em coelhos, camundongos e ratos (Pecoraro, Moja, Dall’Olmo, Cappellini, & Garattini, 2014). Três diferentes tipos de medicamentos usados para tratar a diabetes em humanos também podem ser usados no seu gato de estimação (Palm & Feldman, 2013). O anti-inflamatório cetoprofeno funciona bem em ratos (Wang et al., 1997), além de ser receitado por veterinários para o tratamento de cavalos (Forney, 2007). Dessa forma, simplesmente dizer que os medicamentos não funcionam em animais é ignorar boa parte dos dados.

Da mesma forma, os medicamentos nem sempre funcionam em todas as pessoas. Somos diferentes geneticamente e a nova área de pesquisa que investiga porque um indivíduo responde a um tratamento enquanto outro não é chamada farmacogenética. Em um futuro próximo, com o barateamento dos custos de sequenciamento de DNA, poderemos ter tratamento especializado para cada pessoa, com base nas variantes de genes que ela possui. Isso já é realidade para o tratamento do câncer, onde o tumor é analisado e tipado geneticamente, e o clínico pode escolher o quimioterápico mais eficaz para cada caso. Porém, os medicamentos funcionam na maior parte das pessoas e descartar as pesquisas de desenvolvimento de medicamentos com base nessa premissa é privar a população de possíveis curas.

Trez também é bem pessimista ao comparar nossa semelhança genética com o de outros seres. Somos 98 % geneticamente iguais aos primatas, 90 % ao camundongo, e até 50 % iguais a uma banana. Mas Trez prefere as diferenças, e invalida todas as pesquisas feitas com roedores devido a 10 % de diferença genética. Porém, a conclusão não deve ser simples assim. Se considerarmos que são estudados genes aleatórios, o obviamente não é verdade, e que os genes são independentes, o que também não é, 90 % das pesquisas poderiam ser usadas e 10 % não. Mas é claro que os cientistas têm alguma noção das limitações de cada modelo e não fazem pesquisas aleatoriamente. Nós e as leveduras, que produzem cerveja e pão, dividimos apenas 26 % dos genes, mas ainda assim, o metabolismo de galactose (um tipo de açúcar) é basicamente o mesmo. Isso pode fazer das leveduras um modelo interessante para estudar a galactosemia, uma doença humana onde os pacientes não conseguem degradar a galactose (De-Souza et al., 2014). Somos 44 % iguais à mosca-da-fruta, mas dividimos três a cada quatro genes que causam doenças em humanos (Chien, Reiter, Bier, & Gribskov, 2002), fazendo desse inseto um interessante modelo para o estudo. Escolher o modelo certo para cada pesquisa é essencial e permite obter resultados que nunca conseguiríamos apenas com humanos.

Outras críticas de Trez à experimentação animal são o ambiente totalmente controlado onde as pesquisas são feitas e a uniformidade genética dos modelos. Isso não representa o mundo real onde as pessoas vivem; a diversidade genética humana é grande e os ambientes a qual estamos expostos são muito variados. Mas é simplesmente impossível obter qualquer tipo de dado científico confiável se tivermos muitas variáveis influenciando o experimento. Como diferenciar o efeito da droga testada dos possíveis efeitos da temperatura, alimentação, entre outras coisas? Devido às condições controladas, é possível obter dados importantes estudando uma dezena de animais, mas precisamos testar um novo medicamento em 10 mil pessoas para ter certeza da sua eficácia e segurança. De fato, o ambiente controlado e a genética dos modelos não representam a nossa realidade, mas permite o desenvolvimento de novos medicamentos, e o mais importante, com um número mínimo de animais usados.

Em suma, nós somos os melhores modelos para nós mesmos, mas não podemos usar humanos para a grande maioria dos estudos de ciência básica ou de desenvolvimento de medicamentos – embora dezenas de milhares de voluntários sejam testados quando tivermos certeza de que a nova droga é segura em animais. Ainda não podemos substituir os animais em boa parte das pesquisas, mas muitos grupos de pesquisadores pelo mundo estão buscando novas tecnologias e métodos para isso. A recente criação da simulação tecidos e órgãos em chips são uma animadora esperança (Selimović, Dokmeci, & Khademhosseini, 2013). Mas isso ainda é futuro.

Referências

Campbell, E. J., & Dachs, G. U. (2014). Current limitations of murine models in oncology for ascorbate research. Frontiers in Oncology, 4, 282.

Chien, S., Reiter, L. T., Bier, E., & Gribskov, M. (2002). Homophila: human disease gene cognates in Drosophila. Nucleic Acids Research, 30(1), 149–151.

De-Souza, E. A, Pimentel, F. S. A, Machado, C. M., Martins, L. S., da-Silva, W. S., Montero-Lomelí, M., & Masuda, C. A. (2014). The unfolded protein response has a protective role in yeast models of classic galactosemia. Disease Models & Mechanisms, 7(1), 55–61.

Farrar, W. E., Kent, T. H., & Elliott, V. B. (1966). Lethal Gram-Negative Bacterial Superinfection in Guinea Pigs Given Bacitracin. Journal of Bacteriology, 92(2), 496–501.

Forney, B. C. (2007). Equine Medications. Lexington: Blood Horse Publications.

Palm, C. A., & Feldman, E. C. (2013). Oral hypoglycemics in cats with diabetes mellitus. The Veterinary Clinics of North America. Small Animal Practice, 43(2), 407–15. 

Pecoraro, V., Moja, L., Dall’Olmo, L., Cappellini, G., & Garattini, S. (2014). Most appropriate animal models to study the efficacy of statins: a systematic review. European Journal of Clinical Investigation, 44(9), 848–71. 

Selimović, S., Dokmeci, M. R., & Khademhosseini, A. (2013). Organs-on-a-chip for drug discovery. Current Opinion in Pharmacology, 13(5), 829–33.

Wang, L. M., Toyoshima, A., Mineshita, S., Wang, X. X., Yamamoto, T., Nomura, Y., … Honda, Y. (1997). The anti-inflammatory effects of ketoprofen in animal experiments. Drugs under Experimental and Clinical Research, 23(1), 1–6.

domingo, 10 de agosto de 2014

Nova molécula contra um câncer cerebral

Fonte: veja.abril.com.br
Em julho, eu escrevi sobre uma pesquisa que utilizou vírus modificados contra um tipo de câncer, chamado glioblastoma. Hoje, eu volto a falar desse câncer, devido a sua importância. Como disse antes, o glioblastoma é extremamente agressivo e os tratamentos disponíveis hoje são pouco eficazes. Assim, a sobrevivência dos pacientes gira em torno de 14 meses após o diagnóstico. Por isso, muitos grupos buscam novas formas de tratamento para o glioblastoma. Agora, cientistas chineses descreveram a ação de um composto que é uma nova esperança contra esse câncer. Os resultados foram publicados na revista CNS Neuroscience & Therapeutics.

A molécula, chamada NSC141562 (mas apelidada de BASI), já era conhecida, porém seu efeito sobre o glioblastoma ainda não tinha sido testado. Os pesquisadores viram que o composto reduziu as propriedades cancerígenas das células de glioblastoma em cultura, reduzindo a divisão das células e a sua capacidade de invadir outros tecidos e induzindo a morte celular. Os cientistas também testaram a molécula em camundongos onde o câncer foi induzido. Os animais que foram tratados não perderam peso em decorrência da doença, viveram mais tempo e o tumor cresceu mais devagar.

Mas os chineses foram além e investigaram qual é o método de ação do novo composto. (Malditos asiáticos! Mal posso ver seus movimentos!) Eles descobriram que a molécula diminui a atividade de uma proteína importante para o tumor, chamada de β-catenina. Essa proteína participa de uma das chamadas vias de sinalização, que são as formas como a célula sente os sinais do ambiente onde está e responde a eles de forma apropriada. A β-catenina, especificamente, aumenta a atividade de certos genes e faz como que a célula aumente a sua proliferação. Assim, quando ela está desregulada, as células se dividem mais do que devem (câncer!). Então, o composto impede o funcionamento de β-catenina e reduz o crescimento do tumor.

Como?, se perguntaram os chineses. Eles foram atrás das respostas e descobriram que a molécula altera a quantidade de alguns tipos de RNA (chamados micro RNAs) no interior da célula. Esses micro RNAs são importantes para regular a atividade de muitos genes e, nesse caso, da β-catenina. Mas o interessante é que os pesquisadores descobriram um novo micro RNA, chamado de miR-181d, que é essencial para o tumor. Ele bloqueia a atividade da β-catenina e se sua atividade é aumenta em células do glioblastoma em cultura, ele sozinho reduz a proliferação das células e sua capacidade de invasão, além de causar a morte das células. Mais ainda, esse micro RNAs também reduz o crescimento do tumor em camundongos. Dessa forma, o miR-181d é um novo alvo para ajudar no combate ao glioblastoma.

O BASI ainda não foi testado em humanos, mas nesse primeiro teste pré-clínico não foram observados efeito colaterais nos animais. Muitos outros testes são necessários, mas o fármaco é promissor. Podemos esperar novidades nas farmácias para o tratamento do glioblastoma, talvez em cinco ou 10 anos.

Referência

quinta-feira, 7 de agosto de 2014

Aqui só tem macho!

Fonte: oglobo.globo.com
A malária é hoje a doença infecciosa que mais mata no mundo; ela mata mais que a AIDS e a tuberculose. Cerca de 700 mil pessoas morrem todos os anos em decorrência da doença, principalmente crianças africanas. A conta é simples: uma criança africana morre de malária por minuto! Porém, a malária deveria ser mais fácil de controlar do que a AIDS e a tuberculose. Enquanto as duas últimas são transmitidas de pessoa para pessoa, a malária é obrigatoriamente transmitida por mosquitos. Isso cria dois pontos para enfrentar a doença: o parasita em si e o mosquito. Mas estamos perdendo a batalha. Os medicamentos para combater a doença são antigos e pouco eficientes. E os mosquitos estão cada vez mais resistentes aos inseticidas usados e outros métodos de controle. É urgente que novas formas sejam desenvolvidas.

Nesse ponto, a engenharia genética pode dar uma mão, através da criação de mosquitos transgênicos. Diferentes grupos de pesquisas pelo mundo têm tentado criar mosquitos em laboratório com variados recursos para combater a malária. Entre eles, mosquitos incapazes de transmitir o parasita, mosquitos que morrem quando são infectados ou mosquitos que não se reproduzem. Recentemente, cientistas da Europa publicaram na revista Nature Communications uma nova estratégia: um mosquito macho que só tem filhotes machos.

O sistema de definição de sexo desse mosquito é semelhante ao nosso. O inseto possui um par de cromossomos sexuais (X ou Y): se o indivíduo tem dois cromossomos X, ele é um mosquito fêmea; se ele tem um X e um Y, é macho. Quando as células reprodutoras (ou seja, o ovo da fêmea e os espermatozoides do macho) são formadas, esse par de cromossomos se separa. Todos os ovos têm um cromossomo X, porque a fêmea possui apenas cromossomos X. Já os espermatozoides dos machos são metade X e metade Y. Assim, se um ovo for fecundado por um espermatozoide X, ele vai gerar uma fêmea (XX); se o espermatozoide for Y, o novo mosquito será macho (XY). O que os pesquisadores queriam era alterar esse balanço entre machos e fêmea gerados.

Os pesquisadores já sabiam que o mosquito tem uma enzima que degrada DNA, mas especificamente em regiões no cromossomo X do mosquito. Quando essa enzima era produzida pelos espermatozoides, os com cromossomo Y ficavam de boa na lagoa, porém os com cromossomo X tinham o DNA degrado e morriam. Ou seja, esse mosquito só geraria larvinhas meninos. Mas tinha um problema: a enzima era tão duradora que ela continuava atuando depois da fecundação e degradava também o cromossomo X do ovo. Assim, ela matava também o embrião. Resultado: o mosquito era estéril.

Isso até é legal, pois permitiria a redução da população de mosquitos, já que muitas fêmeas não gerariam novas larvas. Porém, a liberação desses mosquitos transgênicos teria que ser uma rotina. Depois que os da primeira leva morressem, a população voltaria a crescer e novos mosquitos transgênicos teriam que ser produzidos e liberados. Não é uma solução definitiva.

O que os cientistas fizeram então foi modificar a estrutura da enzima, para deixá-la menos eficiente. Eles mudaram algumas letras do gene que produz a enzima, alterando a sua constituição. Com uma estrutura diferente e mais frágil, ela continuava degradando o cromossomo X, porém sua atividade diminuía muito mais rápido que a original. Assim, os pesquisadores esperavam que ela matasse os espermatozoides com cromossomo X, mas não o embrião gerado após a fecundação.

E funcionou! Os mosquitos que têm essa enzima modificada são tão férteis quanto os originais, mas de 70 % a 97 % dos seus filhotes são machos. Os mosquitos ainda não foram liberados na natureza, mas em experimentos em laboratório, em apenas cinco gerações, todos os mosquitos da população eram machos, não tinham mais com quem se reproduzir e morreram.

Essa também não é uma solução definitiva porque simplesmente acabar com uma espécie de mosquito não resolve. Outra espécie de mosquito irá ocupar o espaço da que foi eliminada, e umas 100 espécies de mosquitos pode transmitir malária. Mas essa nova estratégia pode ser combinada com outras para uma maior eficiência no combate à doença.

Referência

GALIZI, R.; DOYLE, L. A.; MENICHELLI, M.; BERNARDINI, F.; DEREDEC, A.; BURT, A.; STODDARD, B. L.; WINDBICHLER, N.; CRISANTI, A. A synthetic sex ratio distortion system for the control of the human malaria mosquito. Nature Communications, v. 5, p. 3977, 2014.

segunda-feira, 4 de agosto de 2014

Para que sequenciar o genoma de um verme?

Fonte: info.abril.com.br
Sequenciar o genoma de um organismo significa “ler” uma monótona e longa lista de “letras”: A, T, C e G. Cada “letra” dessa é, na verdade, uma sigla para indicar um componente do DNA, que uma cadeia de moléculas chamadas nucleotídeos. A indica adenina; T, timidina; C, citidina; e finalmente G significa guanidina. Essa sequência de nucleotídeos é especifica para cada organismo e contém toda a informação genética necessária para que ele viva. E por que é interessante conhecer o genoma dos organismos? Existem vários motivos.

A gente pode se conhecer melhor. O sequenciamento do genoma humano permitiu que encontrássemos genes até então desconhecidos e pedaços inteiros de DNA que ainda não sabemos qual é a função. Várias doenças humanas são causadas por erros, pré-existentes ou adquiridos durante a vida, no genoma. O albinismo e o câncer são exemplos disso. Entender como genoma humano funciona como um todo pode ajudar a curar doenças e combater diversos problemas. Mas não é fácil; embora o genoma humano tenha sido sequenciado há quase 15 anos atrás, muito ainda é desconhecido.

A gente pode entender como a vida funciona. Alguns seres parecem não servir para nada. Por exemplo, o que a mosca-da-fruta Drosophila melanogaster, o verme Caenorhabditis elegans e planta Arabidopsis thaliana têm em comum? Além de não servirem para nada no nosso dia-a-dia, eles são excelentes modelos para os laboratórios científicos. São fácil de criar e se desenvolvem rápido (e cada um tem outras características específicas), o que faz deles os candidatos ideais para estudar o seu grupo (drosófila para os insetos e etc.). Assim, sequenciar os genomas desses seres nos ajuda a entender como a vida funciona no geral e como as espécies evoluíram.

A gente pode melhorar a nossa comida. Diferentes plantas cultivadas na agricultura, como soja, arroz e milho, e diferentes animais criados para produção de alimentos, como vaca, galinha e porco, já tiveram seu genoma sequenciado. Os estudos sobre a composição genética desses organismos podem nos permitir selecionar os melhores indivíduos, de acordo como os nossos interesses. E podemos até modificá-los geneticamente.

A gente pode se proteger de doenças antigas. A malária mata cerca de 700 mil pessoas por ano. A dengue tem 2 bilhões de pessoas sob risco de contrair a doença. 25 % da população da Bolívia pode se infectar com a doença de Chagas a qualquer momento. Em comum, todas essas doenças são transmitidas por insetos. Os genomas dos mosquitos Anopheles gambiae e Aedes aegypti já foram sequenciados, e o genoma do barbeiro Rhodnius prolixus será publicado em breve. As informações obtidas vão permitir que novas estratégias para combater esses insetos e as doenças transmitidas por eles sejam desenvolvidas.

E por que sequenciar o genoma de um verme? Acho que vocês sabem a resposta. Conhecer a fundo todos os genes dos parasitas que causam doenças na gente pode ajudar na descoberta de novos remédios. O genoma do Schistosoma mansoni, que causa a popularmente conhecida barriga-d’água, já é totalmente conhecido.

Recentemente, pesquisadores britânicos publicaram na revista Nature Genetics o sequenciamento de dois vermes, um que infecta humanos (chamado Trichuris trichiura) e um que infecta camundongos e é usado para estudos em laboratório (o T. muris). Cerca de 700 milhões de pessoas estão infectadas com esse parasita no mundo e eles podem causar colite, anemia e disenteria. Avaliando a atividade dos genes identificados, os pesquisadores encontraram diferenças entre vermes machos e fêmeas, além de genes que são específicos para cada estágio do ciclo de vida do organismo. Diferentes proteínas descobertas podem ser alvos para medicamentos que já estão disponíveis nas farmácias e que podem ser uma nova forma de se tratar essa verminose. Os cientistas também investigaram como o sistema imune do camundongo infectado responde a presença do verme, o que ajuda a entender como funciona a relação entre o verme e seu hospedeiro.

Todas essas informações geradas com certeza justificam a necessidade de sequenciar toda a informação genética de um verme.

Referência

FOTH, B. J.; TSAI, I. J.; REID, A. J.; BANCROFT, A. J.; NICHOL, S.; TRACEY, A.; HOLROYD, N.; COTTON, J. A.; STANLEY, E. J.; ZAROWIECKI, M.; LIU, J. Z.; HUCKVALE, T.; COOPER, P. J.; GRENCIS, R. K.; BERRIMAN, M. Whipworm genome and dual-species transcriptome analyses provide molecular insights into an intimate host-parasite interaction. Nature Genetics, v. 46, n. 7, p. 693-700, 2014.