terça-feira, 25 de fevereiro de 2014

Computadores contra o câncer

Se você não matou suas aulas de biologia na escola, já deve ter ouvido algo sobre o RNA, o filho do DNA, só que bem menos famoso que o pai. O RNA é produzido diretamente como uma cópia do DNA e inicialmente se pensava que ele só tinha funções na produção de proteínas nas células. O RNA possui o código genético (que veio do DNA) para a produção das proteínas, além de participar diretamente da síntese dessas, fazendo parte das estruturas celulares que constroem as proteínas e fornecendo os aminoácidos que são usados para a produção. Porém, nos últimos anos, a Ciência vem descobrindo que o RNA pode ter várias outras funções. Eles podem regular processos das células e ligar ou desligar diferentes genes. Diversos RNAs envolvidos com doenças como câncer, diabetes e obesidade já foram identificados. Agora cientistas pelo mundo afora procuram drogas que possam agir sobre esses RNAs para tentar combater essas doenças. Mas não é fácil.

Um importante passo foi dado por pesquisadores americanos, que publicaram seus resultados na revista “Nature Chemical Biology”. Os cientistas usaram diferentes programas de computador para testar se um grande grupo de drogas existentes poderia se ligar com os RNAs conhecidos por participarem de alguma doença, com base na estrutura dessas moléculas. Várias possíveis interações foram identificadas. Mas os computadores estão longe de serem perfeitos e representarem a realidade do que acontece dentro de uma célula (e por isso, computadores não substituem beagles!). Para tirar a prova dos nove, os cientistas saíram da frente do monitor e foram para o laboratório testar se funcionava no mundo real.

O RNA escolhido como alvo está sabidamente envolvido com alguns tipos de câncer e, então, os pesquisadores trabalharam com células de câncer de mama. Esse RNA desliga um gene importante na regulação da sobrevivência das células (ou seja, o gene controla quando a célula deve morrer). As células de câncer de mama têm uma produção alta desse RNA, logo o gene fica desligado e as células crescem sem controle, formando o tumor. Os resultados foram animadores! Quando os cientistas deram para as células de câncer o composto indicado pelos programas de computador, a quantidade do RNA diminuiu, o gene regulador passou a funcionar e as células começaram a cometer “suicídio”.

Esses resultados indicam que esse sistema de programas de computador tem potencial para acelerar as pesquisas na busca de novos medicamentos que tenham como alvos os RNAs produzidos pelas células. Como esses alvos são novos e ainda muito pouco explorados, as chances de a Ciência encontrar novas formas de combater doenças como o câncer são empolgantes.

Referência

VELAGAPUDI, S. P.; GALLO, S. M.; DISNEY, M. D. Sequence-based design of bioactive small molecules that target precursor microRNAs. Nature Chemical Biology, p. 10.1038/nchembio.1452, 2014.

segunda-feira, 24 de fevereiro de 2014

Mais oxitocina, por favor!

Amor = oxitocina? (Fonte: www.fakefake.com.br)
 
Possivelmente, você já ouviu falar ou leu em algum lugar sobre o “hormônio do amor”, a oxitocina. Tema bom para o Valentine’s Day, que passou não tem muito tempo. Uma busca rápida no Google trás um monte de notícias relatando os mais variados efeitos da oxitocina, como estimular a moral no indivíduo, aumentar a empatia e diminuir a agressividade entre as pessoas e manter a monogamia dos casais (e fazer com que os maridos achem suas esposas mais atraentes). A verdadeira Droga do Amor do Pedro Bandeira. A oxitocina também melhora a atividade cerebral de autistas e um abraço de 20 segundos estimula o cérebro a produzir o hormônio. Mais recentemente, a mídia tem divulgado que a oxitocina também pode ter um lado negro: ela estaria envolvida com o medo e a ansiedade depois de momentos estressantes. Mas, tentando separar o joio do trigo, o que é verdadeiramente científico nessa história, já que tudo que fica muito badalado acaba virando uma lenda urbana?

Existem mais de 20 mil trabalhos científicos publicados sobre a oxitocina, com mais de duas mil revisões da literatura. Ou seja, fazer uma pesquisa aprofundada sobre o assunto iria tomar um tempo razoável. Como oxitocina (ainda) não faz parte da minha linha de pesquisa no laboratório, vou me deter em apresentar aqui as coisas que aprendi com duas recentes revisões da literatura sobre o assunto.

A oxitocina foi o primeiro hormônio derivado de uma proteína a ser sequenciado e sintetizado em laboratório (no ano de 1953). O nome deriva do grego oxystokos, que significa algo como “nascimento rápido” devido às propriedades do hormônio em estimular as contrações da musculatura do útero no trabalho de parto. Esse hormônio é produzido e secretado pela glândula hipófise, que faz parte do sistema endócrino (ou seja, da produção e liberação de hormônios) do corpo, mas tem grande associação com o sistema nervoso central.

A oxitocina tem várias funções já conhecidas em relação ao amor natural: reprodução, nascimento e cuidados parentais (da mãe com o filhote). Uma grande quantidade de oxitocina é liberada durante o trabalho de parto, facilitando o nascimento do filhote, como dito acima. O hormônio também estimula no cérebro a formação de laços afetivos entre a mãe e o filhote. Além disso, a estimulação dos mamilos da mãe pelo filhote causa a liberação de oxitocina, que ajuda na liberação de leite materno. Mas, recentemente, a oxitocina vem sendo apontada como responsável em alguns comportamentos específicos, como o comportamento materno, reconhecimento social, escolha de parceiros sexuais, orgasmo e ansiedade.

Reconhecer a cria (e, no caso dos filhotes, reconhecer a sua mãe) é um comportamento materno essencial. Imagine uma manada de zebras na savana africana, onde os filhotes começam a andar poucas horas após o nascimento. A mãe zebra precisa rapidamente aprender a identificar o seu filhote naquele mar de listras pretas e brancas. A liberação de oxitocina é critica para esse processo. O inverso também é verdade; o hormônio é essencial para que o filhote aprenda a achar a sua mãe. O disparo do “amor de mãe” causado pela oxitocina é tão poderoso que a injeção do hormônio em ratas virgens induz o comportamento materno nelas para com filhotes de outras ratas. Oxitocina também está envolvida no comportamento de “amor de pai” e em fazer com que diferentes famílias ajudem na criação dos filhotes uma das outras, em experimentos com ratos-do-campo. Até o comportamento das mães de lamber a cria (literalmente) é induzido pela injeção do hormônio. Mas nem tudo é amor: a agressividade materna contra invasores para proteger a cria é aumentada com a injeção de oxitocina.

O amor entre os componentes de um casal também é importante. Mas o casamento é uma instituição biologicamente falida! A monogamia (ou seja, casais fixos sem relações extraconjugais) não é comum entre os mamíferos; acontece em apenas 3 % das espécies. E menina: se seu namorado é galinha, o hormônio do amor não é necessariamente a solução; os cientistas não conseguiram estabelecer relação clara entre os níveis de oxitocina e o comportamento (monogâmico ou galinha, digo, poligâmico) de espécies de ratos-do-campo. Porém, o hormônio parece ter uma função no estabelecimento de casais nas mais variadas espécies, de pássaros a macacos.

Roedores com comportamento social foram usados como modelos para o estudo da relação entre oxitocina e os contatos entre os grupos. Diferentes trabalhos mostraram que o hormônio está envolvido com a variação de comportamento durante as estações do ano, com a característica social ou solitária de algumas espécies e com as diferentes posições dos indivíduos na hierarquia social.

Estudos com humanos são mais difíceis, porque você normalmente não pode abrir a cabeça da pessoa e porque outras emoções ou pensamentos podem interferir na resposta obtida pelos pesquisadores. Mas existem alguns. Pessoas que inalaram oxitocina confiam mais nos outros e têm maior capacidade de inferir como outra pessoa está se sentindo. Elas também reagem menos a estímulos sociais negativos (por exemplo, são menos brigonas). Mas a oxitocina também tem seu lado escuro. Pessoas que inalaram o hormônio relataram ficar mais invejosas e, quando colocadas para trabalhar em grupo em jogos, protegem mais seus parceiros e são mais agressivas com as pessoas dos outros grupos.

Mas do que o hormônio do amor, a oxitocina parece ser o verdadeiro hormônio da vida social, regulando a forma como agimos em relação a parentes e amigos, e pessoas fora desse círculo de confiança. Entender como a oxitocina age e regula esses processos no cérebro vai trazer muitas informações sobre o próprio funcionamento desse órgão. E vai nos mostrar porque agimos assim ou assado.

Referências:

ANACKER, A. M.; BEERY, A. K. Life in groups: the roles of oxytocin in mammalian sociality. Frontiers in Behavioral Neuroscience, v. 7, p. 185, 2013.

TOM, N.; ASSINDER, S. J. Oxytocin in health and disease. International Journal of Biochemistry and Cell Biology, v. 42, n. 2, p. 202-205, 2010.

terça-feira, 18 de fevereiro de 2014

Aubrey de Grey: desafiando a morte ou a minha inteligência?


Essa semana, eu cruzei com essa figura na Internet: Dr. Aubrey de Grey. Excêntrico é um adjetivo que facilmente me vem à cabeça para defini-lo. Dr. de Grey é o fundador da “SENS Research Foundation”, uma fundação para financiar pesquisas na área do que ele chama de “SENS”, que é a sigla em inglês para algo como “estratégias para programar um envelhecimento mínimo”. A ideia da fundação é investir em pesquisas sobre o envelhecimento que não são financiadas nem pela indústria farmacêutica, nem pelos governos. Por quê? A indústria só vai investir em pesquisas de baixo risco e com grande potencial de lucro. E o financiamento público é voltado para pesquisas mais básicas, às vezes sem uma aplicação comercial direta. A SENS Research Foundation tenta ocupar o lugar entre as duas. O Dr. de Grey acredita que o envelhecimento é uma doença (e que assim pode ser prevenida e curada como tal) que tem apenas sete causas básicas, entre elas mutações do DNA, agregados de proteínas e células cancerosas. O objetivo da SENS Research Foundation é investir em pesquisas que envolvam essas supostas causas.
Aubrey de Grey (Fonte: Wikipedia)

Tudo parece muito interessante, mas eu fiquei me perguntando se o Dr. de Grey é um pesquisador sério ou mais um dos muitos charlatões que existem quando o assunto é envelhecimento e, principalmente, prevenção do envelhecimento.

(Eu sempre fico com o pé atrás quando alguém me fala que vai me deixar jovem e/ou magro de modo fácil. É uma cilada, Bino!)

Será que o Dr. de Grey é uma versão cientista do INRI Cristo? Eu fui olhar mais a fundo quem é e o que fez o Dr. de Grey. Como um especialista na área de envelhecimento, imaginei que ele fosse um médico ou de alguma área científica biológica. Não. Ele é formado em ciência da computação em Cambridge. Bem, ele deve ser então PhD em bioquímica ou biologia molecular ou alguma coisa do gênero. Não. Na verdade, ele é um pouco mais doutor que o Presidente Lula. Em 1999, de Grey (já até tirei o doutor) publicou um livro sobre a hipótese do envelhecimento causado pelos radicais livres produzidos no corpo (tenho certeza que você já ouviu as palavras “radicais livres”, “envelhecimento” e “anti-oxidantes” na mesma frase em algum programa de TV). Um ano depois, Cambridge concedeu o título de PhD à de Grey. (E pensar que eu tive que trabalhar um bocado por quatro anos para conseguir isso...) Um detalhe: essa hipótese já tinha sido proposta pelo Dr. Denham Harman 50 anos antes; de Grey a atualizou, incorporando novos dados e propostas.


INRI Cristo? (Fonte: www.blumenews.com.br)
Dr. Denham Harman (Fonte: www.the-scientist.com)

Mas bem, mesmo com os dois pés atrás agora, vamos ver o quanto o de Grey tem contribuído para a ciência do envelhecimento. Surpresa! De Grey tem mais de 100 trabalhos publicados em revistas científicas! Mas a empolgação dura pouco. Metade desses trabalhos não são pesquisas científicas publicadas; são editoriais escritos para a revista “Rejuvenation Research”, da qual de Grey (sabe-se lá porquê) é editor-chefe. Esses não contam. Os outros trabalhos são artigos de revisão da literatura ou artigos propondo novas hipóteses (ou ainda respondendo a críticas contra as suas ideias). Resumindo: eu não consegui achar nenhum trabalho científico que apresentasse dados novos que tenha sido feito pelo de Grey ou por um grupo de pesquisadores sobre a sua liderança. Nenhum! Eu até aceito que a mídia geral dê ouvidos para um cara que é professor adjunto do Instituto de Física e Tecnologia de Moscou (você estão vendo como a história vai piorando; o que física e tecnologia tem a ver com envelhecimento?) e tem cara de maluco, mas não entendo porque parte da comunidade científica ainda o leva a sério.

Por último, vamos ver as pesquisas que a SENS Research Foundation anda financiando. A única publicação de de Grey que aparece na página da fundação na Internet é um livro de divulgação científica que pode ser encontrado à venda na Amazon. Fora isso, 17 pesquisas feitas com recursos deles já foram publicadas. De Grey não participa diretamente de nenhuma, mas metade delas foi publicada na revista editorada por ele. O que é no mínimo estranho. Concluindo: para mim, de Grey está muito mais para charlatão do que para pensador ou filósofo (pesquisador é uma coisa que, para mim, ele nunca foi). O que não quer dizer que ele não possa estar certo nas suas hipóteses. Acho louvável ele ter usado 13 milhões de dólares da herança deixada pela mãe para fundar a SENS Research Foundation (O Rei do Camarote agregaria muito mais valor ao mundo se fizesse algo parecido.). Tomara que o dinheiro usado no financiamento de pesquisas ajude a desvendar as partes ainda obscuras do envelhecimento e torne mais próximo o tratamento das doenças associadas a ele. Mas eu não vou acreditar no que esse barbudo tem para me dizer.

quinta-feira, 13 de fevereiro de 2014

Meu novo bicho bizarro favorito (e seu olho complexo)

Olha o ornitorrinco! (Fonte: zigimoveis.blogspot.com)
Colorido é pouco! (Fonte: mikecann.co.uk)
Essa é meio verde, meio azul (Fonte: www.chicagonow.com)
Pense em um bicho estranho? Eu sempre pensava imediatamente no ornitorrinco, que era meu animal bizarro favorito. Um mamífero que não tem mamas (e o leite escorre pelos pelos, que filhotes lambem), bota ovo, tem um focinho em forma de bico de pato e, ainda por cima, é venenoso. Faz jus ao título, não? Mas, essa semana, descobri uns outros bichos bem estranhos, chamados de estomatópodes. Não é só o nome que é estranho. Os animais que fazem parte desse grupo são crustáceos, próximos dos camarões e lagostas. Algumas espécies são chamadas de lagostas-boxeadoras; vocês vão ver porquê.

Mas o quê esses bichos têm de estranho? Bem, para começar eles exageram na capacidade de serem coloridos, como vocês podem ver nas fotos. Depois, alguns são chamados lagostas-boxeadoras pela capacidade de socar com seu grande par de patas dianteiro. Mas não é um soquinho qualquer; é de botar o Mike Tyson no chinelo! Calcula-se que a força de impacto do “soco” desse bicho chegue a 60 kg/cm2 (o que, pelas minhas contas, dá 6 vezes mais que um soco de um faixa preta de caratê!). A aceleração do “soco” é parecida com o disparo de uma arma de fogo, e tudo acontece em menos de um milésimo de segundo! É tão rápido que a água em volta da pata “ferve” e gera uma onda de choque que pode matar a presa da lagosta-boxeadora mesmo se ela errar o golpe. Assim ela quebra carapaças de caranguejos, conchas de ostras e cascos de caramujos (ou o vidro do aquário...).
Essa tenta ser mais discreta... (Fonte: Wikipedia)

Para completar as bizarrices, a lagosta-boxeadora tem olhos muito mais complexos que os nossos. Nossos olhos possuem três diferentes tipos de células receptoras (chamadas cones) para “ver as cores”, que respondem a estímulos das luzes azul, verde e vermelha, e nos permitem ver todas as cores que vemos. A lagosta-boxeadora tem pelo menos 12 cones e, além das cores que a gente vê, elas são capazes ver luz ultravioleta e um pouco de infravermelho. A pergunta é por quê. Por que a evolução selecionou que essas espécies de crustáceos tenham 12 cones, quando três ou quatro são suficientes para enxergar na faixa que elas enxergam? Cientistas da Austrália e Taiwan começar a tentar desvendar o mistério em um trabalho publicado esse ano na famosa revista Science. E de uma forma bem original.

Primeiro, os pesquisadores “adestraram” uma espécie desse bicho bizarro, chamada cientificamente de Haptosquilla trispinosa, para seguir na direção de uma luz de cor específica, dando um petisco para o bicho quando ele cumpria a tarefa. Depois de treinado e sempre ir para a “luz da comida”, os cientistas testaram o quão capaz de distinguir duas cores próximas o bicho é (Será que funciona para testar entre homens e mulheres?). A “luz da comida” era colocada junto à outra luz de cor diferente mais parecida que vinha de outra direção. Se ele acertasse a luz da comida, ele era capaz de diferenciar; Se ele escolhesse a luz errada, quer dizer que ele se confundiu. Com 12 tipos de cones nos olhos, era de se esperar que eles fossem bons nisso, certo? Mas para a surpresa dos pesquisadores, a lagosta-boxeadora é de 2 a 10 vezes pior em distinguir cores que os humanos.

Depois os cientistas fizeram outros experimentos, medindo os impulsos nervosos no cérebro dos bichos em diferentes condições, e chegaram a uma nova hipótese que ainda precisa ser mais bem estudada. Segundo eles, a grande variedade de cones nos olhos não ajudaria a lagosta-boxeadora a distinguir melhor as cores, mas sim ajudaria a identificar um tom de cor de modo mais rápido e poupando trabalho do cérebro. Isso permitiria ao bicho localizar um predador ou presa com mais facilidade e ele poderia reagir com mais rapidez; algo importante se considerarmos que algumas espécies vivem em recifes de corais, uns dos ambientes mais coloridos do planeta.

Talvez, alguns de vocês estejam com vontade de perguntar: para que esse trabalho serve? Na verdade, eu não faço ideia e não vejo nenhuma aplicação prática direta dos resultados publicados, tanto para nós, quando para as lagostas-boxeadoras. Mas para aqueles que gostam de uma Teoria da Conspiração, segue uma última informação: esse estudo foi financiado, entre outras instituições, pelo Escritório Asiático de Pesquisa e Desenvolvimento Aeroespacial e pelo Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (americana, eu acho). Será que eles querem transformar as lagostas-boxeadoras em pilotos de combate? Façam suas apostas!

Referência

THOEN, H. H.; HOW, M. J.; CHIOU, T. H.; MARSHALL, J. A different form of color vision in mantis shrimp. Science, v. 343, n. 6169, p. 411-413, 2014.

segunda-feira, 10 de fevereiro de 2014

Células-tronco, câncer e seu ponto morto

Hoje falando de novo sobre células-tronco, que estão mais na moda que ex-BBB. Quando um espermatozoide fecunda um óvulo, temos a formação da primeira célula do novo ser vivo, o zigoto. Esse zigoto vai dar origem a todas as outras células do embrião, do feto, da criança, do adulto e do idoso. Podemos então dividir as células, de modo grosseiro, em dois tipos: as células indiferenciadas e as diferenciadas.

As células indiferenciadas podem se diferenciar em algum tipo de célula ou continuar se dividindo em novas células indiferenciadas. Essas são as células-tronco e o zigoto é a célula-tronco primordial. Já as células diferenciadas são as que já têm uma função final no organismo, com as suas características particulares, como um neurônio no cérebro. Normalmente, as células diferenciadas têm uma taxa de divisão celular (ou seja, a formação de uma nova célula a partir da primeira) muito baixa e também não conseguem voltar seus estágios de diferenciação (embora isso possa acontecer em raros casos). Em uma analogia tosca, imagine que a célula-tronco é como um carro parado em um sinal, no ponto morto, se dividindo em outros carros. Quando o sinal abre, os carros param de se dividir, aceleram por uma via de diferenciação e só param quando chegam ao seu destino final, que pode ser um neurônio, uma célula da parede do estômago ou uma célula vermelha do sangue. Entender como tudo funciona - o motor do carro, as marchas do câmbio e o sinal de trânsito - é essencial para podermos usar as células-tronco como opção de tratamento para diferentes doenças. Mas como vocês podem imaginar, é muita coisa e não é fácil.

Recentemente, um grupo de cientistas americanos descobriu uma proteína presente nas células-tronco que é importante para manter o “carro” parado no ponto morto, se dividindo. O trabalho foi publicado na revista PNAS e é mais um passo para que possamos entender o sistema.

A proteína, chamada FZD7, é um receptor de sinais que fica na membrana da célula. Quando os cientistas mediram o quanto dessa proteína está presente na célula, viram que as células-tronco tinham muito mais dela que as células já diferenciadas. Depois os cientistas impediram o funcionamento dessas proteínas nas células-tronco; e elas começaram a se transformar em células diferenciadas. Ou seja, essa proteína receptora “sente” os sinais em volta da célula e mantém a célula-tronco indiferenciada e se dividindo. Ela mantem o carro em ponto morto parado no sinal.

Esses resultados vão permitir aos cientistas cultivar as células-tronco em laboratório com mais facilidade, possibilitando ainda mais a utilização delas em terapias celulares para diferentes doenças. Mas não é tudo: algumas células cancerosas também têm uma grande quantidade da proteína FZD7. Como o câncer também é um carro em ponto morto, sem se diferenciar e se dividindo muito rapidamente, os cientistas acreditam que essa proteína pode ter papel importante na doença. Se alguma droga for criada para impedir o funcionamento dessa proteína, é possível que o câncer “engate a primeira” para a diferenciação e pare de se dividir. Assim o tumor pararia de crescer. Dessa forma, FZD7 é um novo alvo promissor para o combate ao câncer.

Células-tronco e câncer; dois coelhos com uma cajadada só!

Referência 

FERNANDEZ, A.; HUGGINS, I. J.; PERNA, L.; BRAFMAN, D.; LU, D.; YAO, S.; GAASTERLAND, T.; CARSON, D. A.; WILLERT, K. The WNT receptor FZD7 is required for maintenance of the pluripotent state in human embryonic stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, v. 111, n. 4, p. 1409-1414, 2014.