quarta-feira, 25 de fevereiro de 2015

Nova molécula pode facilitar tratamento com células tronco do cordão umbilical


O transplante de medula óssea é a única cura possível para várias doenças, incluindo alguns canceres, como leucemia e mieloma múltiplo. Nesse processo, as células doentes da medula do paciente são totalmente destruídas e então substituídas por células saudáveis, na maioria das vezes de um doador. O maior problema para esse transplante é a compatibilidade entre o paciente e doador. Se eles não forem geneticamente compatíveis, o procedimento não pode ser feito devido ao elevado risco de rejeição. Além disso, cerca de 35 % dos pacientes não tem um doador compatível e por isso não podem fazer o tratamento.

A solução final para esse problema seria usar as células do próprio paciente, que obviamente serão compatíveis. Mas surgem ainda dois problemas. Primeiro, as células já estão doentes, então elas precisariam ser retiradas antes da doença se manifestar. Se as células do cordão umbilical foram armazenadas no momento do nascimento, esse problema está resolvido. Se não, será preciso uma máquina do tempo. O segundo problema é a quantidade de células obtidas do cordão umbilical. Normalmente, o pequeno número de células tronco obtido impede a realização do transplante.

Mas, cientistas canadenses e americanos se aproximaram de resolver um desses problemas (e infelizmente eles não criaram uma máquina do tempo). No ano passado, os pesquisadores publicaram a descoberta e modificação de uma nova molécula capaz de causar a multiplicação das células do cordão umbilical. Usando experimentos de cultura de células, eles testaram mais de cinco mil moléculas para encontrar cinco (0,1 %!) capazes de estimular a multiplicação das células. O melhor composto encontrado foi quimicamente modificado e os cientistas então criaram um novo composto, cerca de 15 vezes mais potente que o anterior. Além disso, as células tratadas com essa molécula conseguiram se multiplicar e produzir células sanguíneas em camundongos transplantados por pelo menos seis meses.

Esse novo composto poderá transformar as células do cordão umbilical em uma forma de tratamento prioritário para doenças vindas de problemas na medula óssea. Os testes em humanos estavam programados para começar em dezembro do ano passado.

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segunda-feira, 23 de fevereiro de 2015

Cultura de célula pode ser novo modelo para Alzheimer


A Doença de Alzheimer é a forma de demência mais comum, e está relacionada ao envelhecimento (60 % das pessoas com mais de 90 anos apresentam algum grau da doença). Os pacientes começam apresentando perda de memória recente (não conseguem se lembrar de coisas que aconteceram pela manhã ou no dia anterior), mas a doença pode evoluir para confusão mental, perda de memórias antigas e alterações de humor, entre outras coisas. A estimativa é que mais de 26 milhões de pessoas sofram com Alzheimer no mundo. E com o progressivo envelhecimento da população, é de se esperar que esse número aumente ainda mais.

A causa da doença ainda é envolta em dúvidas e grupos de cientistas de todo o mundo pesquisam para buscar respostas e novos tratamentos, e quem sabe, a cura. Sabe-se hoje que uma proteína (chamada beta-amiloide) produzida pelos neurônios acaba se acumulando o cérebro e que isso pode acabar causando a morte dos neurônios e os progressivos problemas mentais. Porém, os modelos experimentais disponíveis (já que não é muito ético retirar o cérebro de pacientes ainda vivos) não são ideais. Por exemplo, o modelo mais usado é um camundongo mutante que apresenta um tipo de Alzheimer familiar (ou seja, herdado geneticamente dos pais). Esses camundongos apresentam acúmulo da proteína beta-amiloide e perda de memória, mas não desenvolvem outros quadros que acontecem em humanos.

Tentando resolver esse problema, cientistas dos Estados Unidos, Coréia do Sul e Alemanha publicaram um trabalho na revista Nature no ano passado, mostrando os seus resultados com neurônios em cultura como modelo para a Doença de Alzheimer. Os pesquisadores modificaram geneticamente neurônios humanos, de modo que eles produzissem um grande acúmulo da proteína beta-amiloide do lado de fora da célula. Esses neurônios foram então crescidos em uma cultura 3D, muito mais parecida com um cérebro e diferente das tradicionais placas onde as células se espalham como em um tapete. Além de acumular proteínas fora das células, a cultura também apresentou diversas modificações características de neurônios doentes.

Não dá para fazer testes de memória em células em cultura, então ainda vamos precisar dos camundongos para testes funcionais de drogas que visem tratar ou curar o Alzheimer. Mas esse novo modelo pode ajudar a chegar a respostas que hoje não são possíveis obter e nos aproximar de novas formas de enfrentar a doença.

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sábado, 14 de fevereiro de 2015

Poderemos regular o quanto nossas células vão viver?


Hoje vou falar de novo sobre envelhecimento. Existem várias hipóteses para explicar o envelhecimento. Já falei sobre os danos causados pelos radicais livres e sobre genes saltadores que pode interromper a atividade de genes importantes. Agora vou falar sobre a vida útil das nossas células.

Nossas células não vivem para sempre. Elas são capazes de se dividir um determinado número de vezes (que pode variar de acordo com o tipo celular) e depois, simplesmente ficam velhas e morrem. Esse fato diminui a capacidade do organismo idoso de repor as células velhas com células novas, e causariam o envelhecimento. Mas por que as células não vivem para sempre?

A resposta está nos nossos cromossomos (nas pontas deles para ser exato). Nosso DNA é organizado em longas fitas, os cromossomos. E como toda fita, por mais longa que seja, tem duas pontas, onde o DNA termina. Cada vez que uma célula vai se dividir, ela tem que duplicar todo o seu DNA, já que cada célula-filha precisa receber uma cópia do DNA. E o problema é o seguinte: a célula não consegue duplicar inteiramente as pontas da fita de DNA; a cada duplicação, as fitas são encurtadas nas pontas. Se nada fosse feito, os genes que ficam nas pontas poderiam ser perdidos e a célula poderia morrer. A evolução resolveu esse problema e todos os organismos que tem cromossomos lineares (bactérias tem DNA circular, e logo, sem pontas) apresentam os chamados telômeros, que são sequências repetitivas de DNA que ficam nas pontas dos cromossomos e podem ser perdidas sem muitos problemas para a célula. Eles funcionam como uma capa, protegendo o interior dos cromossomos, onde estão os genes. A capacidade de se dividir da célula se correlaciona com o tamanho dos telômeros; quanto maior o telômero, maior a capacidade de divisão.

Mas, de qualquer forma, uma hora os telômeros acabam? Acabariam, se não fosse uma enzima: a telomerase. Essa enzima é capaz de “esticar” os telômeros, aumentando seu comprimento e dando novo fôlego às células. Os trabalhos dos cientistas Elizabeth H. Blackburn, Carol W. Greider e Jack W. Szostak, sobre os telômeros e a telomerase, lhes renderam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2009.

Entender como a telomerase funciona é um ponto importante. Se conseguirmos ativar a telomerase em células antigas, poderíamos aumentar seus telômeros e atrasar (ou acabar?) com o envelhecimento. Por outro lado, se conseguirmos desativar a telomerase, poderíamos impedir que células do câncer se multiplicassem sem controle, indefinidamente. Uma dupla de pesquisadores americanos publicaram no ano passado seus estudos sobre a telomerase de um fungo modelo, a levedura do fermento do pão e da cerveja.

Os cientistas mostram que o telomerase tem uma estrutura e regulação complexa, mas também conseguiram definir que ela é ativada e desativada em determinados momentos do ciclo de vida da célula. A nossa telomerase e a da levedura são bem parecidas, então os resultados podem ajudar a buscar formas de regular nossa enzima e o tamanho dos nossos telômeros.

Vida eterna, hein?

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quarta-feira, 4 de fevereiro de 2015

Sala de cinema da Torre: O Óleo de Lorenzo


Hoje estou estreando uma nova sessão do blog: a Sala de Cinema da Torre! Aqui eu vou comentar alguns filmes cujo enredo aborde temas científicos ou filmes que usem besteiras científicas absurdas. Espero que vocês gostem!

Para começar, escolhi um filme que vi no ano passado para citar em uma das minhas aulas na disciplina Bases Moleculares das Doenças Metabólicas no curso de Farmácia. E o filme é incrível tanto como drama quanto como ciência. “O Óleo de Lorenzo” foi lançado em 1992, com direção de George Miller. O elenco conta com a participação de Susan Sarandon (indicada ao Oscar pela atuação), Nick Nolte, Peter Ustinov e Aaron Jackson. E o roteiro original (indicado ao Oscar) foi escrito por George Miller e Nick Enright.

O filme conta a história do casal Augusto e Michaela Odone e sua luta contra a doença de seu filho Lorenzo. Lorenzo foi diagnosticado com adrenoleucodistrofia quando tinha seis anos de idade. A adrenoleucodistrofia é uma rara doença genética que atinge um em cada 20 mil meninos nascidos. A doença atinge meninos em esmagadora maioria devido ao sua característica genética. O gene defeituoso que causa a doença está localizado no cromossomo X; as meninas possuem dois cromossomos X e então precisam ter os dois genes defeituosos para ter a doença. Caso tenham apenas um gene mutado, a doença não se manifesta (ou apresenta uma forma branda) porque apenas um gene funcional é capaz de dar conta do serviço. Porém, os meninos têm apenas um cromossomo X (o seu par é o cromossomo Y, com outros genes); assim se eles receberem um gene defeituoso, não existe um segundo gene “back-up” e a doença se manifesta.

O gene que causa a adrenoleucodistrofia é responsável por produzir uma proteína que leva um tipo de gordura (chamada de ácidos graxos muito longos saturados) para ser degradada pelas células. Sem esse gene funcionando, os ácidos graxos ficam em níveis muito altos e começam a se acumular pelos tecidos do corpo, principalmente nos neurônios. De uma forma que ainda não é totalmente compreendida, mas que parece envolver várias coisas, como diminuição da capacidade das células obterem energia, aumento dos danos causados por radicais livres e morte dos neurônios, o excesso desse tipo de gordura faz com que os nervos percam uma estrutura importante para seu funcionamento: a bainha de mielina. A bainha de mielina recobre os neurônios e permite a passagem dos impulsos elétricos dos nervos (como uma capa de um fio de cobre que impede um curto-circuito). Com a redução progressiva da bainha de mielina, os nervos vão funcionando cada vez pior, dificultando a comunicação entre o cérebro e os músculos. Na época, os pacientes sobreviviam até dois anos após o diagnóstico. Em 1984, quando Lorenzo foi diagnosticado com a doença, pouquíssimo era sabido sobre a doença.

Lorenzo viveu normalmente até seus seis anos, quando começou a apresentar os sintomas iniciais da doença: agressividade, desequilíbrio e problemas de audição. Com poucas informações sobre a doença e sem nenhum tratamento disponível, o casal Odone aceita que Lorenzo seja submetido a tratamentos experimentais com professores e cientistas. Um dos tratamentos tentados foi cortar qualquer fonte de ácidos graxos muito longos saturados na alimentação do Lorenzo. Porém, mesmo sem qualquer formação médica ou científica, o casal Odone resolveu por conta própria estudar mais sobre a doença para tentar ajudar o filho. Embora isso não seja retratado no filme, Augusto disse em uma entrevista que perguntou para o médico que deu o diagnóstico se poderia ler em livros de medicina sobre a adrenoleucodistrofia, e o médico respondeu que sim, mas que ele não ia entender nada mesmo. O médico não poderia estar mais errado!

O casal Odone chafurdou em livros básicos de medicina e bioquímica, e em revistas científicas especializadas. Levantou dinheiro em associações e universidades para trazer aos Estados Unidos cientistas de diferentes países que estudavam vários aspectos bioquímicos e fisiológicos da adrenoleucodistrofia e realizar um simpósio voltado para a discussão de novas formas de tratamento da doença. Retirar os ácidos graxos muito longos saturados da alimentação não estava trazendo resultados e o nível dessa gordura no sangue de Lorenzo continuava alto. Com base nos seus conhecimentos adquiridos sozinhos, os Odones chegam a uma explicação: sem os ácidos graxos muito longos saturados da alimentação, o corpo do paciente compensa aumentando a síntese dessa gordura internamente, a partir de ácidos graxos saturados menores, chamados longos. E com base nas informações trocadas no simpósio, um novo tratamento experimental é desenvolvido: além de tirar os ácidos graxos saturados muito longos, a dieta foi suplementada com uma grande quantidade de ácidos graxos insaturados longos. A ideia dos Odones partiu de um simples conceito bioquímico: a inibição enzimática por competição.

Como funciona? Os ácidos graxos saturados muito longos causam a adrenoleucodistrofia, mas os ácidos graxos insaturados muito longos são inofensivos. Mas os dois são produzidos da mesma forma no corpo, a partir de ácidos graxos mais curtos. Se o paciente comer uma grande quantidade de ácidos graxos insaturados, o corpo vai produzir muito mais ácidos graxos insaturados muito longos do que saturados, o que poderia resolver o problema. Surgia então o Óleo de Lorenzo, uma mistura de dois ácidos graxos insaturados.

A eficiência do Óleo de Lorenzo ainda é controversa: uma parte dos estudos não conseguiu mostrar melhora significativa dos pacientes; outros mostraram interrupção do avanço dos sintomas ou atraso no aparecimento da doença. O fato é que o tratamento com o Óleo reduziu os níveis dos ácidos graxos saturados muito longos no sangue de Lorenzo, além de atrasar o desenvolvimento dos sintomas. Lorenzo morreu em 2008, com 30 anos; muito mais do que os médicos esperavam.

O filme é cientificamente bem apurado, mas também mostra um interessante conflito social na relação entre cientistas e familiares dos pacientes. É extremamente difícil conciliar o ceticismo dos cientistas, que precisam testar novos tratamentos a exaustão, para garantir que eles funcionam e que não tem efeitos colaterais mais graves (o que é obviamente correto), com o imediatismo dos familiares dos pacientes que tem certeza que não podem esperar muito (o que também é obviamente correto).

Augusto Odone publicou quatro trabalhos científicos em revistas internacionais e fundou uma organização, chamada The Myelin Project, para ajudar pacientes de doenças neurodegenerativas e apoiar projetos de pesquisas científicas nessa área. Nada mal para quem não ia entender os livros médicos, não é, doutor?

P.S.: O filme está disponível no Vimeo, dublado em Português.

segunda-feira, 2 de fevereiro de 2015

Os "genes saltadores" podem ser um dos responsáveis pelo envelhecimento (mas estamos aprendendo a bloqueá-los)


Por que envelhecemos é uma pergunta antiga que a ciência tenta responder a algum tempo. Existem várias hipóteses para tentar explicar porque ficamos velhos (eu já escrevi sobre envelhecimento aqui, aqui e aqui). Alguns cientistas defendem que os radicais livres naturalmente produzidos pelo nosso corpo vão danificando as estruturas das células com o passar do tempo, envelhecendo o organismo. Outros acham que a capacidade máxima de duplicação das células impede a substituição de células doentes no organismo mais velho, causando envelhecimento. Outros grupos têm outras explicações. Como é comum na Biologia, é provável que a resposta correta seja uma mistura de todas elas.

Uma nova hipótese foi proposta recentemente, depois que mais dados científicos foram obtidos. Nela, os cientistas propõem que o envelhecimento seja causado pelo aumento da atividade de retrotransposons.

Que raio é isso?!?

Retrotransposons são genes que ocupam a maior parte do nosso genoma, mas parecem não ter nenhuma função além de se multiplicar e causar problemas. Eles conseguem se duplicar sozinhos, como um vírus, e colocar essa nova cópia produzida em outra parte do genoma. Por isso foram apelidados de “genes saltadores”. O problema é que essa nova cópia pode se inserir em qualquer parte do genoma, inclusive dentro de um gene funcional e importante para a célula. Isso pode afetar a atividade do gene e matar a célula ou, pior, causar uma disfunção como câncer. Dessa forma, os genes saltadores são perigosos e nossas células desenvolveram formas de mantê-los inativos.

Os transposons foram descobertos pela cientista americana Barbara McClintock, em estudos de genética com milho. Ela foi laureada com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1983.

Por algum tempo, se pensou que os genes saltadores só conseguiam escapar do controle do organismo nas células sexuais (espermatozoides e óvulos). Porém, mais recentemente, novos dados mostraram que existe uma pequena quantidade de atividade desses genes mesmo nas outras células.

No ano passado, cientistas americanos estudaram como as células regulam a atividade dos genes saltadores e a sua relação com o envelhecimento. Os pesquisadores descobriram que uma proteína (chamada de Sirt6) é importante para desligar a atividade dos genes saltadores. O que é interessante, porque já se sabia que essa proteína está relacionada com envelhecimento. Camundongos que não têm Sirt6 envelhecem mais rápido, enquanto animais que tinham uma maior quantidade da proteína viviam mais tempo e melhor.

Depois os cientistas mediram a atividade dos genes saltadores em células em cultura novas ou “velhas” e viram que as células mais velhas tinham atividade maior. A mesma coisa se repetiu quando os pesquisadores compararam cérebro e fígado de camundongos novos e idosos.

Em seguida, os cientistas expuseram os animais à radiação para causar danos ao DNA, assim como um excesso de radicais livres poderia fazer. A radiação aumentava a atividade dos genes saltadores. Esse resultado é interessante porque pode juntar duas hipóteses sobre a causa do envelhecimento: os radicais livres e os genes saltadores, ajudando a construir um quadro mais claro do que acontece.

Por fim, os pesquisadores mostraram que em camundongos que tem uma maior quantidade de Sirt6, o efeito da idade e da radiação sobre a atividade dos genes saltadores é menor. Ou seja, caso a Ciência consiga criar uma droga capaz de aumentar a quantidade ou atividade dessa proteína nas pessoas, seria possível combater uma das causas hipotéticas do envelhecimento e atrasa-lo.

Referência