Genoma do câncer é a melhor abordagem?

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Mapa da Nature com os programas integrados de genoma do câncer

O câncer é uma doença causada por mutações no DNA, certo? Só que as mutações podem ser várias e em diversos genes diferentes em cada caso. Como saber quais genes que geraram um tipo de câncer?
Simples, é só pegar uma amostra do tumor e outra de tecido normal do mesmo paciente, e seqüenciar os dois. Comparando tumor e tecido normal você vai saber quais genes sofreram mutação nesta pessoa. Teríamos assim o genoma de um tumor.
E se juntássemos vários casos do mesmo tipo de tumor e seqüenciássemos, poderíamos achar as mutações mais comuns para aquele tipo de tumor e descobrir novos tratamentos específicos pra cada.
Simples mas não fácil. E nada barato. Seqüenciamento é uma coisa bem cara, e leva certo tempo.
Por isso até hoje temos apenas 75 genomas de câncer publicados, e nem todos completos.
Outro problema é que esses genomas todos q vêm sendo feitos, desde o humano até as bactérias, passando até pelo ornitorrinco, não têm gerado impactos diretos na qualidade de vida humana. Quem trabalha com evolução molecular adora genomas, mas em medicina, para encontrar um tratamento diretamente e totalmente derivado desses seqüenciamentos está meio difícil.
E com tumores vai ser mais difícil, pois alguns genes mutados iniciam o processo, deixando a célula mais vulnerável a erros e novas mutações. Como saber se essas últimas mutações são tão importantes quanto as primeiras? E existe mesmo um padrão nelas se comparadas com outros tumores?
Resumindo, ter o genoma é simples, mas analisá-lo e tirar um tratamento disso é que complica. Afinal, a quantidade de genomas seqüenciados para dar mais confiança, em alguns casos, deve ser de mil ou mais! Isso é muito esforço e muito dinheiro. Além disso, estes resultados são apenas números num computador. Testes funcionais, em células e animais, devem ser conduzidos para confirmar o papel das dicas dadas pelos seqüenciamentos.
Pior é que agora muita pesquisa boa está se voltando ao metabolismo do tumor, não só ao seu DNA. Se esta proposta começar a gerar mais resultados aí que eu quero ver.
Fato é que esta abordagem de seqüenciamento em larga escala não é um consenso. Sim, por mais incrível que pareça existem cientistas bons que não gostam de sequenciamento de genoma. Eles acham que outras abordagens têm melhor custo-benefício.
Enquanto isto eu só espero que o Brasil tenha dinheiro suficiente para pelo menos usar a tecnologia e os tratamentos que JÁ existem e não chegam a todos.

DMRI: vilão da Terceira Idade.

O progresso do Brasil pode ser percebido no aumento da expectativa de vida da população. Mas como problema nunca é demais, junto com o progresso vem as doenças características de países desenvolvidos ou em desenvolvimento.

Uma delas é a Degeneração Macular Relacionada à Idade, o assunto de hoje nesse texto escrito a quatro mãos com o Dr. Caio Regatieri, que é oftalmologista, PhD em Ciências e meu colega de laboratório (onde faz pós-doutorado).

O que é a DMRI e como afeta a visão?

olho esquema

Essa doença causa importantes alterações na mácula (região da retina que deixa você ver nitidamente o centro do seu campo visual), fazendo com que as linhas fiquem tortas e a parte central da visão fique escura. Ela se apresenta em duas formas clínicas:

  • DMRI úmida (neovascular ou exudativa): ocorre pelo crescimento de novos vasos sanguíneos atrás da retina a partir
    da coróide (responsável pelo suprimento de sangue da mácula); pode ocasionar o descolamento da retina.
  • DMRI
    seca (atrófica): ocorre por acúmulos de material extracelular chamados drusa (comuns acima dos 40 anos) e também pode levar ao descolamento da retina.
dmri3.jpgVisão de um paciente com DMRI (à direita).

A forma atrófica é mais comum e leva a perda lenta da visão, enquanto pacientes com DMRI neovascular perdem a visão de modo súbito e grave. Uma das “boas notícias” é que a DMRI não leva a perda total da visão por preservar a visão lateral, ou seja, ela não causa cegueira.

Pedi para o Dr. Caio deixar algumas dicas para passarmos para nossos conhecidos mais velhos (pais, tios, avós, etc.):

Como identificar?
1. Linhas retas, como o batente da porta e prédios, começam a aparecer distorcidas;
2. As letras aparecem borradas na leitura;
3. Aparecimento de uma mancha negra no centro da visão.

O que devo fazer se tiver DMRI?
Você deve checar a visão central de cada olho separadamente pelo menos uma vez por semana. Se ao fazer isso perceber alguma diferença procure seu oftalmologista rapidamente.

Existe tratamento?
Não para a DMRI seca. O estudo AREDS (Age-Related Eye Disease Study, ou doenças oftalmológicas
relacionadas à idade), realizado pelo “braço oftalmológico” do NIH, acompanhou 3640 pacientes por uma década para avaliar os efeitos de antioxidantes e zinco na prevenção da DMRI e da catarata. Nos resultados pacientes com DMRI intermediária ou avançada que usaram vitaminas antioxidantes apresentaram progressão mais lenta da doença.

Já a DMRI úmida tem dois tipos de tratamento: o primeiro utiliza laser para cauterizar os vasos anormais que surgiram na retina, apesar de também prejudicar a retina saudável próxima à área afetada pela doença. O segundo tipo e mais novo é o uso de medicações que bloqueiam algumas moléculas responsáveis pela formação deses vasos como o VEGF (sigla em inglês para fator de crescimento de vasos endotelial). Os medicamentos utilizados atualmente são Bevacizumabe (AVASTIN) e Ranibizumabe (LUCENTIS).

Perspectivas de tratamento
Apesar dos resultados favoráveis no tratamento com os anti-VEGF novas moléculas que bloqueiam a formação de vasos têm sido estudadas para tratar a DMRI na forma úmida.

O grupo de pesquisa fResearchBlogging.orgormado pelo Depto. de Oftalmologia e pela Disciplina de Biologia Molecular da UNIFESP estuda a ação de novas drogas com esse potencial, sendo que um desses projetos investiga a ação de um medicamento chamado infliximabe. Normalmente utilizado para tratar doenças reumatológicas, a injeção de pequenas quantidades dentro do olho de ratos causou uma redução de 50% no tamanho da lesão neovascular. Outros experimentos mostraram que a droga não é tóxica para retina e em breve será iniciado o protocolo clínico para avaliação de sua eficácia no tratamento de DMRI úmida e também de retinopatia diabética.

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Microscopia confocal da lesão neovascular (em vermelho). Da esquerda para a direita vemos :1 – controle; 2 e 3 – controles não tratados; 4 – administração de 10ug de infliximabe

Outro projeto utilizou um composto isolado da cabeça do camarão marinho L. vannamei, que possui potente ação antiinflamatória e pouca ação anticoagulante. Pequenas doses foram capazes de reduzir a área de lesão em 63%, e esta molécula também será testada em pacientes.

Como temos estudado muitas moléculas semelhantes em nosso laboratório, esperamos desenvolver de novos tratamentos para várias doenças relacionadas ao crescimento desordenado de vasos sanguíneos.

Melhor que falar de novos tratamentos só quando esses tratamentos são produto da ciência nacional, não acham?!

Para mais informações sobre DMRI e outras doenças acessem o site
da Unidade Paulista de Oftalmologia
.

Regatieri,
C., Dreyfuss, J., Melo, G., Lavinsky, D., Farah, M., & Nader, H.
(2009). Dual Role of Intravitreous Infliximab in Experimental Choroidal
Neovascularization: Effect on the Expression of Sulfated
Glycosaminoglycans Investigative
Ophthalmology & Visual Science, 50
(11), 5487-5494 DOI: 10.1167/iovs.08-3171

 

Vidro, maçarico, e a “real” aparência das coisas.

Observe as imagens abaixo (clique para ampliar):

ImagensGolgi.jpg

Clique para ampliar


No painel acima, A, B e C são diferentes maneiras de se observar o Complexo de Golgi, uma estrutura celular responsável pelo processamento e distribuição de um grande número de proteínas sintetizadas por nossas células. Em A o Golgi é observado por uma técnica chamada Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), em B temos uma imagem de MET colorida artificialmente, e em C temos uma imagem do Golgi marcado com reagentes fluorescentes (que existem em várias cores, como o verde que observamos aqui).
OK, e qual a importância disso?
Em biologia celular e molecular, por exemplo, várias imagens que vemos são fruto de técnicas de coloração artificial, como por marcação com reagentes fluorescentes, por exemplo. Mas, convenhamos: existem células ou moléculas realmente COLORIDAS? Se afirmativo, quais as cores CORRETAS de cada uma delas?
Pensando nisso, e na hipótese de as pessoas assimilarem as cores artificiais vistas em Ciência com a realidade de uma célula, o artista plástico Luke Jerram buscou criar modelos transparentes tridimensionais de organismos importantes e de fácil reconhecimento por todos.
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Luke com seus modelos.


Os vírus HIV (AIDS), H1N1 (Gripe Suína ou Gripe A), e a bactéria Escherichia coli (que habita o intestino humano, mas pode ter formas patogênicas), por exemplo, podem ser vistos sem todos os “adereços carnavalescos” que precisamos utilizar no laboratório para identificar as regiões pesquisadas.
E, prá completar: os modelos são feitos de vidro! Vejam alguns deles (clique em cada imagem para ampliar):
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Escherichia coli


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H1N1 (Gripe Suína)


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HIV (AIDS)


Lindos, não? E, além disso, enquanto contribui para melhorar o entendimento do público em geral sobre a aparência mais “correta” de alguns organismos, Jerram aproveita prá expandir os limites da fabricação de esculturas de vidro assoprado. É preciso grande conhecimento técnico para que os modelos vistos aqui não colapsem em seu próprio peso, uma vez que são estruturas extremamente delicadas.
Outros textos que tratam sobre o assunto: Vírus de vidro (Massa Crítica), Gripe e Arte (H1N1 – Influenza A Blog), Glass Microbiology (Seed Magazine).
Para ver mais trabalhos de Luke Jerram, acesse o site Lukejerram.com.

Universo numa casca de noz… ou “grandeza não é sinônimo de tamanho”.

Recebi do Kentaro Mori (autor do 100Nexos) uma indicação do mapa Biochemical Pathways (em Português, “vias bioquímicas”), e, como tenho um quadro igual pendurado na parede da sala da minha casa (junto a Einstein e Jimi Hendrix), resolvi compartilhar com vocês.

Carl-Peter-Von-Dietrich.jpg

Esse mapa já é produzido faz bastante tempo, tanto que a versão que tenho aqui é de 1974, e dá dó vê-la toda amarelada. Ainda mais por ser herança de um dos maiores cientistas que esse país já viu, o Prof. Dr. Carl Peter Von Dietrich, um dos fundadores do programa de pós-graduação em Biologia Molecular, do qual faço parte desde 2006. Infelizmente o professor faleceu em 2005, antes que o pudesse conhecer pessoalmente, motivo que só me deixa mais fã do quadro.

Cada via metabólica que estudamos é uma série de reações químicas nas quais uma reação fornece o substrato para a reação seguinte, de modo que a reação seguinte quase sempre é dependente da anterior.

Essas reações normalmente são aceleradas por enzimas, e também podem ser necessários inúmeros minerais, vitaminas, e outras moléculas que agem como cofatores em cada uma dessas milhares de reações diferentes, e interligadas.

Agora pense que todas essas reações, compostas por enzimas, cofatores, substratos, e etc, são de fundamental importância para que o organismo mantenha sua homeostase, ou seja, o seu equilíbrio metabólico. 

Com esse pensamento, olhem o mapa:


BiochemPath.jpg

Clique na imagem para ampliar

Aqui temos uma pequena amostra da complexidade que está em todo o organismo vivo. Lembrem disso da próxima vez em que estiverem pensando em algo como “por que as curas de doenças demoram tanto?” ou “esses cientistas só pensam no projetinho deles”.

Pensem que, para cada enzima que um pesquisador se dispõe a estudar, todo esse mapa pode ser afetado e, em muitos casos, ainda não conseguimos enxergar na totalidade o que está ocorrendo.

O motivo? NADA é simples como parece, mesmo em tempos como os nossos, em que tudo é banalizado, e poucas coisas são tratadas com a importância real que têm.

Para olhar o mapa em detalhes, com legendas, acessem o link abaixo do ExPASy e sintam um pouco do gostinho de se tentar entender esse emaranhado químico que é o nosso metabolismo.

Crédito das Imagens: UNIFESP, ExPASy, haha.nu

EXTRA EXTRA! Trofeu do IgNobel roubado!!!

Interrompemos esta sequência de postagens especiais sobre o IgNobel para trazer uma notícia bombástica: Um dos prêmios IgNobel foi roubado!

trofeu ignobel 2009 roubado.jpgSim, senhoras e senhores, alguém mal intencionado saiu de Havard, onde acontece a premiação, com um troféu que não lhe pertencia.
Ao menos é o que noticia o blog oficial do IgNobel.

Eles pedem encarecidamente que devolvam e que perguntas não serão feitas. Afinal os troféus são esculturas feitas à mão para o prêmio – de gosto duvidoso, devo dizer (imagem no inicio do post), mas ainda sim é uma sacanagem levarem. O que só levanta mais estranheza: afinal, quem levaria uma coisa dessas e pra quê? Existe um mercado negro de colecionadores interessados nesse tipo de prêmio científico? Se sim, fico até feliz por saber que a ciência esta tomando estas proporções!

O roubo do Nobel de verdade

Esta história me lembra de uma lenda que paira sobre um dos ganhadores também lendário de um Nobel de verdade.

Kary Mullis ganhou o prêmio Nobel de química em 1993 por desenvolver o famoso PCR, Reação em Cadeia da Polimerase, que é um processo usado muito em labs de biologia molecular para multiplicar uma pequena quantidade de DNA em muito DNA, facilitando nosso trabalho.

kary mullis.jpg

Esse cara nunca foi muito ortodoxo. Adora surfe, mostrou não acreditar no aquecimento global e no HIV como causador da AIDS, além de já ter usado LSD algumas vezes (mas nos anos 70 quem não tomou?) e inclusive atribuiu a este uso parte da descoberta do PCR (abriu a mente para o insight, tá ligado irmão?!). Depois que vendeu sua idéia, vivia de renda e dava festas regularmente em sua casa de praia. Foi numa dessas festas que teve a medalha do prêmio Nobel roubada. Sumiu.

alfred-nobel-medallion.jpg

Tempos depois recebe uma ligação de uma loja de penhores que havia comprado a medalha a preço de banana.
Chegando a loja Mullis ainda teve que pagar para reaver seu troféu.
Verdade ou não, esta história é uma viaaaagem, morou?!

Veja como o PCR é importante, tem até dois clipes musical hilários. Um no estilo “We are the world” e outro a la Vilage People:

Agora podemos continuar com a programação normal da série de posts sobre os ganhadores do IgNobel 2009

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Dieta da Proteína: rápida para emagrecer… e para te dar um ataque cardíaco.

As doenças cardiovasculares continuam sendo a causa dominante de mortalidade em todo o mundo, e complicações relacionadas à obesidade despertaram grande interesse em relação às dietas, incluindo dietas com baixas quantidades de carboidrato que, geralmente, são ricas em proteínas e gorduras.
Atkins diet.gifA Dieta de Atkins
Nesse cenário, o Dr. Robert Atkins, que faleceu em 2003, ainda é o rei das dietas de baixos carboidratos, num reinado que começou há quase 35 anos. Segundo Atkins, seguindo a dieta você remove toxinas das suas células, estabiliza o açúcar sangüíneo, livra-se da fadiga, irritabilidade, depressão, dores de cabeça e dores nas articulações.
Ele acreditava que se o consumo de carboidratos fosse reduzido drasticamente, o corpo seria forçado a usar o acúmulo de gordura extra para ter energia.
Eu sempre tive problemas em relação à essa dieta, mas nunca havia procurado maiores informação a respeito. Algumas coisas que eu já tinha como claras eram: apesar de parecer altamente eficiente, não há magia metabólica na dieta de Atkins, afinal, a perda de peso é inevitável quando se cortam categorias de alimentos importantes. Outro ponto importante é: como essa dieta não fornece o suficiente da fonte preferencial de energia pro corpo, os carboidratos, ele começa a decompor os próprios músculos para ter energia, ou seja, ele consome a SUA proteína.
Os efeitos colaterais dessa dieta podem incluir fadiga, náusea, dores de cabeça, constipação e mau hálito. Assim, muito do emagrecimento das primeiras semanas é o resultado de uma perda não saudável de tecido muscular e água, o que é péssimo em termos de saúde.
Além disso, prá quem quer perder peso rápido e ao mesmo tempo trocar massa (gordura por músculo) fazendo musculação, a dieta de Atkins é um tremendo tiro no pé, visto que você estará comprometendo massa magra (afinal, músculo é proteína) enquanto emagrece. Esse fator, e outras curiosidades relacionadas à dieta e treinamento físico serão abordados em alguns textos que publicarei num futuro próximo, então passemos adiante.
Não é porque é dieta, que é saudável!
ResearchBlogging.orgFiquei muito interessado quando vi um estudo tratando dos efeitos dessa dieta em modelos de arteroesclerose, o entupimento dos vasos sanguíneos que leva ao infarto. Os camundongos desse modelo são animais knockout, ou seja, não contém um gene específico. Nesse caso, o gene que codifica uma proteína chamada Apolipoproteína E, reconhecidamente importante no metabolismo de lipoproteínas. A ApoE também está intimamente relacionada a doenças cardiovasculares, e há novos indícios de relação com a doença de Alzheimer.
Os camundongos foram mantidos em dietas com baixo conteúdo de carboidratos e alto conteúdo de proteínas (LCHP), e comparados a animais mantidos ou na dieta padrão (SC), ou na dieta ocidental (WD, que contém quantidades semelhantes de gorduras e colesterol em relação à dieta LCHP). Os exames e dados foram coletados em 6 e 12 semanas.
Os camundongos da dieta LCHP desenvolveram mais focos de aterosclerose arterial, e tiveram menor habilidade de geração de novos vasos sanguíneos em resposta à isquemia (danos por falta de nutrientes/oxigênio, etc.) do tecido vascular. A imagem abaixo mostra os focos de ateroesclerose em vermelho, e fica fácil de perceber que a dieta LCHP foi realmente a mais prejucidial entre as três.
atkins1.JPG

Imagem mostrando os focos de ateroesclerose em vermelho


Ainda, a dieta LCHP reduziu de modo significativo o número de células endoteliais progenitoras (EPCs), que são marcadoras da capacidade de regeneração vascular, presentes na medula óssea e no sangue periféfico.
Em conjunto, esses dados demonstram que, em modelos animais, a dieta LCHP tem efeitos vasculares adversos que não são detectados por marcadores séricos e que macronutrientes não-lipídicos podem modular as células progenitoras endoteliais e a patofisiologia.
Eu já tinha restrições em relação a esse tipo de dieta, e agora, com esses dados, acho que é questão de tempo até os nutrólogos e nutricionistas abandonarem sua prescrição.
tofu-basil.jpgO que fazer? Há alternativa similar à Dieta de Atkins?
Existe uma alternativa à dieta de Atkins que chamam de Eco-Atkins, e consiste em usar proteína vegetal, que não teria os efeitos vistos na pesquisa que discuti no texto. O problema é: a fonte de proteína vegetal mais difundida é a soja, e, no caso dos homens, eu aconselharia bastante cuidado na quantidade que ingerem. O ideal é não abusar da soja para não correr o risco de desenvolver alguns “efeitos colaterais” indesejáveis.
Mas isso é assunto prá outro texto, fiquem curiosos até lá 😉
Para ler mais sobre a Dieta de Atkins, recomendo esse ótimo texto da HowStuffWorks, em português.
Para conhecer a Eco-Atkins, recomendo esse texto que saiu no UOL Ciência & Saúde.
Foo, S., Heller, E., Wykrzykowska, J., Sullivan, C., Manning-Tobin, J., Moore, K., Gerszten, R., & Rosenzweig, A. (2009). Vascular effects of a low-carbohydrate high-protein diet Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (36), 15418-15423 DOI: 10.1073/pnas.0907995106

Pneuzinhos revolucionando a Medicina?!

Como muito bem lembrado pelo Blog 80 Beats (Discover Magazine), o filme Clube da Luta foi bastante feliz em apontar que a gordura retirada na lipoaspiração era muito valiosa para virar lixo. Enquanto no filme os personagens (ou não) -> mini-spoiler 1 pegaram esse descarte biológico para fazer sabão (ou não) -> mini-spoiler 2, pesquisadores desenvolveram uma maneira de reprogramar essas células de gordura em células-tronco, num procedimento muito mais eficiente do que os métodos atuais de produção de células-tronco induzidas, chamadas iPS.

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Bob tinha “bitch tits” cheias de candidatas a iPS!

O que são as iPS?
Essas células são um tipo de célula-tronco de caráter pluripotente (ou seja, que têm capacidade de dar origem a praticamente qualquer tipo celular do nosso organismo). As iPS são produzidas de modo artificial a partir de células não-pluripotentes (geralmente adultas), pela indução da expressão de genes específicos.

Quando essa indução é bem-sucedida, a célula adulta “regride” a um estado de menor diferenciação (ou especialização) celular, o que dá à mesma características de células-tronco. Acredita-se que as iPS sejam idênticas em muitos aspectos às células-tronco pluripotentes naturais, como as células-tronco embrionárias, por exemplo. Quem quiser ler um pouco mais sobre essas células, pode clicar AQUI.

Por esse motivo, a revista Science escolheu a produção de iPS como o grande avanço científico do ano de 2008. Se realmente pudermos confiar no potencial e segurança das iPS, pode ser que toda a discussão que envolve a utilização das células-tronco embrionárias não seja mais necessária. Imaginem o que uma tecnologia dessas pode significar para os estudos de biologia molecular, e futuramente para a medicina…

Pneuzinhos são ruins? Prá nossa saúde sim, para conseguirmos células-tronco induzidas, não!
ResearchBlogging.orgA obtenção de células-tronco por reprogramação de células adultas mais famosa consiste na transformação de células da pele em iPS. Apesar de o procedimento ter sido de extrema importância por inaugurar essa nova técnica, continua bastante ineficiente, demorando aproximadamente 1 mês para que, de cada 10000 células induzidas, uma realmente se transforme em uma iPS. Por isso, muitos grupos de pesquisa encontram-se na busca por tecidos que possam ser transformados em iPS de modo mais rápido e fácil.

O trabalho utilizando células de gordura para a produção de células-tronco induzidas foi publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences (em Inglês, o artigo está aberto para download). Os cientistas prepararam as células do tecido adiposo (gordura) provenientes de material de lipoaspiração doado por pacientes do Dr. Michael Longaker, cirurgião plástico da Universidade de Stanford, sendo que cada paciente doou um volume entre 1 e 3 litros de gordura.

As células do tecido adiposo foram preparadas e reprogramadas em apenas duas semanas, sendo que somente o processo de reprogramação de células da pele demora 4 semanas. Ainda, o procedimento utilizando as células do tecido adiposo demonstrou uma eficiência 20 vezes superior à conversão das células da pele!

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Crescimento das células transformadas em iPS (marcadas em verde)


Em entrevista à Nature News, Ron Evans, fisiologista molecular do Salk Institute em La Jolla, California, disse que as células do tecido adiposo são “até o momento o tipo celular com maior eficiência e eficácia descrito para a geração de iPS”.

Outro aspecto bastante importante do estudo publicado na PNAS é que os pesquisadores usaram um protocolo de preparo das células diferente do padrão, em que não foi utilizada a chamada “feeder layer”, que consiste em uma camada de células de camundongos responsável por fornecer algumas moléculas que a pouca quantidade de células extraídas dos tecidos para indução não é capaz de fabricar.

O fato de se conseguir iPS num ambiente livre dessas células “mantenedoras” é de grande valia, pois as “feeder layer” impossibilitam qualquer chance de se utilizar outras iPS em tratamentos clínicos, devido ao perigo de se obter uma contaminação com produtos das células de camundongos.

Engraçado nós vermos um estudo assim nos tempos de hoje. Ao mesmo tempo em que existe uma grande “cultura ao corpo” que extrapola os limites da saúde e promove a campanha de que “toda a gordura é ruim”, vemos um artigo publicado numa das revistas científicas mais importantes da atualidade mostrando justamente o valor que o material que muitos lutam todos os dias para se livrar (as temidas gordurinhas) pode ser um dos grandes materiais para as pesquisas de ponta em diversas doenças e em seus respectivos tratamentos.

Claro que não estou discutindo as recomendações de saúde em relação ao excesso de gordura na constituição corporal, ou ainda à importância de termos hábitos saudáveis,
mas é impossível não ver um paradoxo um pouco cômico. De repente vemos um grande aliado surgindo de um dos maiores problemas em termos de saúde no mundo contemporâneo.

Sun, N., Panetta, N., Gupta, D., Wilson, K., Lee, A., Jia, F., Hu, S., Cherry, A., Robbins, R., Longaker, M., & Wu, J. (2009). Feeder-free derivation of induced pluripotent stem cells from adult human adipose stem cells Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0908450106

Genes sintéticos e Bioterrorismo: a certificação de segurança pode prevenir um novo 11 de Setembro?

J0287641.JPGEm 1970, o biólogo molecular Har Gobind Khorana, atualmente professor do MIT, fez a primeira demonstração da síntese de um gene de modo artificial.
Apesar de estarmos em tempos de Caminho das Índias e do hype indiano por causa dos BRIC (ou pelo menos da versão Global da Índia, que é photoshopada até a alma), o nome desse pesquisador pode não dizer nada mesmo para os biólogos. Para dar uma idéia de quem é esse senhor, vou deixar esse link com uma curta biografia (em Inglês), e me limitar a dizer que ele foi um dos ganhadores do Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1968.
O que deu um Nobel à ele? Ah, nada muito importante… Ele SÓ interpretou a função do Código Genético na síntese de proteínas, o que faz dele, no mínimo, um dos “padrinhos” da Biologia Molecular como a conhecemos. Mas você está aqui prá aprender, então não se sinta culpado por não saber de antemão. E, claro, acredite que eu já sabia 😉
Bom, voltando à síntese de genes, atualmente existem inúmeras empresas de biotecnologia que oferecem esse serviço, muitas vezes com um custo inferior a 1 dólar por par de base solicitado na síntese (sem esforço encontrei “promoções” com preços menores ainda). Barato, e, sem dúvida, uma ferramenta de extrema importância para inúmeros estudos.
Apesar disso, há muito se debate o perigo por trás de um acesso tão fácil à fabricação artificial de genes. Existe um temor de que essa tecnologia seja utilizada para a criação de novas linhagens de organismos patogênicos (como vírus e/ou bactérias), ou então para que se possa “ressuscitar” organismos perigosos já extintos.
biohazard.jpgComo países como EUA e Inglaterra vivem em constante alerta sobre uma eventual ação terrorista de grandes proporções como visto em 11 de Setembro de 2001, os pedidos feitos às empresas que oferecem o serviço de síntese de genes artificiais possuem mecanismos de verificação sobre as encomendas, de modo a se evitar o problema descrito acima. No entanto, como uma das principais ações de toda e qualquer empresa para maximizar seus lucros é diminuir os gastos, existe hoje uma grande discussão em torno do procedimento de verificação utilizado, que foi aumentado pela atitude de duas empresas, a DNA2.0 (EUA) e a Geneart (Alemanha).
Há mais de um ano existe na Europa a International Association of Syntetic Biology (IASB – Associação Internacional de Biologia Sintética), que vem desenvolvendo um código de conduta que, claro, inclui procedimentos-padrão para a análise desses pedidos de genes sintéticos. O problema? As duas empresas citadas acima anunciaram a criação de um código próprio de análise que, segundo a matéria da Nature News que adaptei para escrever esse texto, se escolhido pode ser crucial para a biossegurança global.
Mas qual é a grande diferença proposta, e por que ela pode significar o aumento do perigo?
Atualmente, o processo de verificação dos genes sintéticos envolve, num primeiro momento, um passo automatizado, em que os genes de um determinado pedido são comparados com os dados de organismos presentes em listas contra bioterrorismo, como essa aqui mantida pelo Centers for Disease Control and Prevention (CDC – Centro para Controle e Prevenção de Doenças). Esse passo do processo de verificação é feito pelo uso de programas de computador como o BLAST (Basic Local Alignment Search Tool), velho conhecido d e qualquer um que tenha trabalhado ou trabalhe com Biologia Molecular. Esse programa busca similaridades entre sequências gênicas escolhidas pelo usuário, ou seja, ele fornece a porcentagem de “igualdade” entre as sequências que você queira comparar.
biohazard1.jpgNo entanto, apesar de o código elaborado pelo IASB especificar que um especialista analise os resultados obtidos pelo computador caso haja uma identificação positiva (entre um gene conhecido de um agente patogênico, por exemplo, e um pedido feito à empresa), o código elaborado pela DNA2.0 e pela Geneart determina que o processo de verificação de segurança dos pedidos termine na parte automatizada, sem verificação posterior. Isso fará com que a empresa ganhe agilidade na entrega dos pedidos, e, CLARO, fará com que as mesmas economizem uma boa grana em gastos com funcionários, visto que o especialista responsável pela verificação não será mais necessário.
Apesar disso, nenhum especialista acredita que uma lista contendo TODOS os genes “perigosos” possa ser criada. Por exemplo, sem a revisão de um especialista, pode acontecer de as listas utilizadas no processo automatizado não identifiquem organismos não-patogênicos que tenham sido modificados geneticamente para formarem algo novo, e potencialmente perigoso.
A defesa de um dos vice-presidentes da DNA2.0, Claes Gustafsson, é de que a revisão de especialistas também não é perfeita, podendo acontecer o mesmo fato, de modo que ele defende que não há uma padronização que possa ser feita para garantir 100% de segurança dos produtos sintetizados. Além disso, ele alega que as autoridades governamentais debatem isso há muito tempo sem chegar à um consenso, razão pela qual eles decidiram adotar esse novo código. Algumas empresas anunciaram a possibilidade de fazer o mesmo que a DNA2.0 e a Geneart, e uma reunião organizada pela IASB ocorrerá agora em Novembro nos EUA, para que as empresas adotem o código que a mesma desenvolveu.
A esperança de especialistas em “boas práticas de trabalho”, preocupados com a adoção do padrão exclusivamente automatizado pelas empresas que sintetizam esses genes artificiais, é de que o governo dos EUA, o país mais preocupado com biossegurança, manifeste sua preferência pelo código desenvolvido pela IASB, “forçando” a oficialização desse padrão.
Apesar de eu não ter certeza de que esses códigos de verificação possam realmente ter efeito na proteção contra a fabricação de armas biológicas, creio que há casos em que é melhor não se testar a sorte. Junto à isso, nunca vou preferir os resultados de um computador, se me derem a opção de ter os resultados de um computador revisados por um especialista.
É torcer para a reunião de Novembro ter sucesso em convencer que, em alguns casos, não se pode simplesmente usar o “mínimo denominador comum” na indústria, só porque o concorrente decidiu forçar a briga por maior faturamento por diminuição da qualidade de seus produtos.
* Esse texto foi adaptado de “Keeping genes out of terrorists’ hands”, escrito por Erika Check Hayden e publicado na Nature News em 31 de Agosto de 2009.

E a Biologia Molecular manda mais um cruzado de direita nos criacionistas…

Depois de alguns textos abordando assuntos variados como experimentação animal, e-mails falsos atacando a Monsanto, “assombrações” neurológicas, revistas científicas, como conseguir mais sexo, gripe suína e até ZUMBIS, resolvi começar a semana voltando à minha área de trabalho e falar um pouco sobre Biologia Molecular.

ResearchBlogging.orgA “complexidade irredutível”, um dos argumentos preferidos dos criacionistas para explicar “a vida como ela é” acaba de ter outro de seus exemplos desmantelado por um artigo publicado no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Foi muito legal também ver que o autor principal desse estudo é Trevor Lithgow, que tive o prazer de conhecer numa conferência da Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular (a famosa e inflada SBBq) de 2007.

Antes de mais nada, o que é Complexidade Irredutível?
Componentes celulares intrincados são comumente citados como evidências do design inteligente. Os proponentes dessa idéia dizem que esses componentes complexos não podem poderiam ser fruto do processo evolutivo, por não poderem ser separados em partes menores e funcionais. O fato de serem complexos de modo irredutível é a base para se propor que eles tenham sido “desenhados” intencionalmente por uma entidade inteligente. Então tá, e eu sou o Batman.

O artigo da PNAS compara as mitocôndrias e suas parentes bacterianas, demonstrando que as partes necessárias para um maquinário celular particular já estavam presentes antes de qualquer mitocôndria existir. Foi simplesmente uma questão de tempo até que essas partes se combinassem de modo mais complexa.

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“Prazer, Mitocôndria”

Mitocôndrias são organelas celulares descendentes de bactérias que milhões de anos atrás foram “incorporadas” por células mais complexas. Isso foi proposto por Lynn Margulis, criadora da Teoria da Endossimbiose. Em pouco tempo essas bactérias incorporadas se tornaram personagens centrais para as funções celulares.

joces11616cvf.gifSó existe um porém: essas pré-mitocôndrias não poderiam ter sobrevivido em seu novo “lar” sem um maquinário protéico chamado TIM23 (um complexo enzimático da membrana interna da mitocôndria que pode ser visualizado em amarelo, na imagem ao lado) que realiza o transporte de proteínas para dentro das mitocôndrias. As bactérias ancestrais não possuem o complexo TIM23, o que sugere que tenham sido desenvolvidas já nas mitocôndrias, tempos depois.

Isso traz à tona uma pergunta do tipo “Quem veio primeiro, ovo ou galinha?”: como poderia o transporte de proteínas ter evoluído quando as proteínas eram necessárias para a sobrevivência, no primeiro caso?!

De acordo com a teoria evolucionista, no entanto, a complexidade celular É SIM redutível. É necessário somente que os componentes existentes sejam recondicionados, com mutações inevitáveis promovendo ingredientes extras à medida em que são necessários. Os flagelos, propulsores similares a cabelos usados por bactérias para locomoção, são outro exemplo. Seus componentes são encontrados por toda a célula realizando outras tarefas.

O design inteligente já utilizou flagelos como evidência de sua teoria, assumindo que o mesmo seria uma estrutura irredutível, o que foi posto por terra de acordo com fatos científicos, como pode ser lido nesse artigo da revista New Scientist. Esse estudo utilizando mitocôndrias faz o mesmo em relação ao transporte de proteínas.

“Essa análise de transporte de proteínas nos fornece uma marca para a evolução de maquinários celulares em geral,” escreve a equipe liderada por Trevor Lithgow. “A complexidade dessas máquinas não é irredutível.”

Quando analisaram os genomas de proteobactérias, a família que deu origem aos ancestrais das mitocôndrias, a equipe de Lithgow encontrou duas das partes protéicas utilizadas pelas mitocôndrias para fazer o complexo TIM23.

As partes estão na membrana celular bacteriana, localizadas de modo ideal para o eventual papel de transporte protéico feito pelo complexo TIM23. Apenas outra parte, uma molécula chamada LivH, poderia fazer um maquinário de transporte protéico rudimentar – e (surpresa!) essa molécula é comumente encontrada em proteobactérias.

O processo pelo qual partes são acumuladas até que estejam preparas para se juntarem num complexo é chamado pré-adaptação. É uma forma de “evolução neutra”, na qual a construção das partes não fornece nenhuma vantagem ou desvantagem imediata. A evolução neutra encontra-se fora das descrições de Darwin. Mas quando as partes são juntas, mutações e a seleção natural podem se encarregar do restante do processo, resultando, em último caso, no agora complexo TIM23.

“Não era possível, até hoje, traçar qualquer uma dessas proteínas até seu ancestral bacteriano,” diz o biologista celular Michael Gray, um dos pesquisadores que originalmente descreveu as origens das mitocôndrias. “Essas três proteínas não possuíam exatamente a mesma função nas proteobactérias, mas com uma simples mutação puderam se transformar numa máquina de transporte de proteínas simples, que pode dar início a tudo.”

“Você olha para maquinários celulares e diz, porque a Biologia faria algo assim?! É muito bizarro,” ele diz. “Mas quando você pensa sobre o assunto à luz dos processos de evolução neutra, em que essas máquinas emergem antes que sejam necessárias, elas fazem sentido.”

É, minha gente, tem coisa mais bonita que a Biologia?

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Prá finalizar, minha opinião sobre design inteligente…

Texto adaptado de “More ‘Evidence’ of Intelligent Design Shot Down by Science”, escrito por Brandon Klein e publicado na Wired Science.

Imagens: Journal of Cell Science, Blog The atheist, polyamorous, geek

Clements, A., Bursac, D., Gatsos, X., Perry, A., Civciristov, S., Celik, N., Likic, V., Poggio, S., Jacobs-Wagner, C., Strugnell, R., & Lithgow, T. (2009). The reducible complexity of a mitochondrial molecular machine Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.0908264106