Medicina – Mais sobre células – Tronco para a regeneração de órgãos

Fonte: USP

Clinicamente, podemos considerar como a primeira forma de terapia celular a transfusão de sangue. Pioneiramente efetuada pelo ginecologista britânico James Blundell em 1818 ao cuidar, com sucesso, de uma hemorragia pós-parto. Hoje sabemos que o final feliz dessa transfusão foi pura sorte, já que a descoberta dos grupos sanguíneos ABO e o fator Rh (VER AQUI) só ocorreram em 1900 e 1939, respectivamente!

Já a terapia de órgãos parcialmente comprometidos, começou com o enxerto de peles realizado pela primeira vez (de maneira comprovada) pelo cirurgião suíço J.L. Reverdin em 1869. Em seguida, veio o transplante de tecidos, com o oftalmologista austríaco E. Zirm realizando, em 1905, o primeiro transplante de córnea.

O rim foi o primeiro órgão completo a ser transplantado. Um jovem de 22 anos foi dispensado da Guarda Costeira dos EUA com nefrite crônica. Para sua sorte, ele tinha um irmão gêmeo. Em 1954, J. Murray fez o transplante de um rim do seu irmão. Foi um sucesso.Em seguida, vieram outros transplantes de órgãos como fígado, coração, pulmão etc.

O transplante de órgãos é um dos maiores sucessos da Medicina, tendo salvado a vida de milhões de pessoas em todo o mundo. O Brasil é o segundo país no mundo com maior número de transplantes anuais (o primeiro é os EUA). Apesar das frequentes campanhas incentivando a doação de órgãos, a fila de espera é grande. Os pacientes aguardam o transplante em lista única, controlada pelo Sistema Nacional de Transplantes que é coordenado pelo Ministério da Saúde. Vejamos agora as células-tronco. As células-tronco têm duas características formidáveis: elas se autorrenovam, reproduzindo-se e gerando células idênticas e elas podem ser programadas para se transformarem em qualquer tipo de célula do corpo.

Após a união do espermatozóide com o óvulo, a célula resultante – o zigoto, começa a se dividir através da clivagem. Após o 3º. ou o 4º. dia da fecundação, o ovo atinge a chamada fase de mórula (pré-embrionária) que é formada por células-tronco totipotentes, isto é, por células que podem se transformar em qualquer outra célula, seja ela de um órgão específico ou um tecido qualquer. Podem tanto gerar as células do embrião quanto as dos tecidos extraembrionários (como a placenta e o cordão umbilical).

Do 5º. ao 8º. dia após a fecundação, o embrião já tem centenas de células e está na fase chamada blastocisto. Na fertilização in vitro, é nessa fase que é feita a transferência do embrião para o útero. É no blastocisto que se encontram as células-tronco embrionárias ou pluripotentes. A diferenciação funcional das células ainda não ocorreu.
A obtenção de células-tronco a partir de embriões humanos ocasionou, em termos mundiais, uma grande discussão ética que freou essa linha de pesquisa. As células-tronco pluripotentes podem ser encontradas, em maior ou menor quantidade, em todos os órgãos humanos, com destaque para a medula óssea e o cordão umbilical. Nas últimas décadas, surgiram várias empresas especializadas em congelar células-tronco do cordão umbilical dos bebês (para um possível uso no futuro). Em casos de leucemia um transplante de medula óssea é um procedimento bastante eficiente e vem sendo realizado desde a década de 1950!

O corpo humano tem aproximadamente 37 trilhões de células e cerca de 216 tipos de células diferentes. Até 2006, a pesquisa cientifica utilizava células-tronco que eram coletadas no embrião, no cordão umbilical ou na medula óssea. Porém, o transplante dessas células-tronco naturais, de um paciente para outro, pode gerar problemas de histocompatibilidade e uma resposta agressiva do sistema imunológico.
Em 2007, Yamanaka e colaboradores, conseguiram obter células-tronco induzidas a partir de células (já diferenciadas) da pele humana. As células da pele foram reprogramadas para voltarem à sua forma original. Por esse trabalho notável, Yamanaka recebeu o prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2012. Mas, produzir células-tronco induzidas foi um longo caminho que precisou passar por três etapas: a clonagem celular, a descoberta dos fatores de transcrição e a capacidade de cultivo celular.

A primeira clonagem de um animal vertebrado foi feita há 26 anos atrás com a ovelha Dolly. Ela foi gerada a partir da inserção do núcleo das células da glândula mamária em óvulos sem núcleo.

Fatores de transcrição são proteínas que controlam a informação genética transmitida do DNA para o RNA mensageiro. Eles regulam, ativando ou não, a expressão de genes nas células. O papel desses fatores de transcrição no desenvolvimento de órgãos e membros foi primeiro esclarecido na mosca das frutas (Drosophila melanogaster). De fato, a manipulação genética dessas moscas, permitiu substituir suas antenas por um par de patas.
Finalmente, foi necessário se desenvolver a capacidade do cultivo de células-tronco em laboratório. Iniciada em 1981, com o cultivo das células-tronco de camundongos, foi somente em 1998 que se conseguiu manter células-tronco humanas em laboratório sem que elas perdessem sua capacidade pluripotente.

Em 2007, Yamanaka e seu grupo conseguiram reprogramar células da pele do rosto de uma mulher de 36 anos, transformando-as em células-tronco pluripotentes. Para isso, introduziram retrovírus (vírus cujo genoma é de RNA) contendo quatro fatores de transcrição humanos – Oct4, Sox2, c-Myc e Klf4, na cultura celular da pele. Seguindo um determinado protocolo, eles otimizaram a porcentagem de transdução viral, isto é, maximizaram a fração das células receptoras (da cultura celular) que tiveram os 4 fatores de transcrição incorporados. Foram as primeiras células-tronco pluripotentes induzidas.

Como o processo para a obtenção dessas células é complexo, delicado e bastante trabalhoso, se pesquisa de maneira alternativa a produção de células-tronco multipotentes induzidas, as quais não se diferenciam em qualquer outro tipo de célula, mas tão somente em um grupo específico de células (veja mais adiante na secção Células-tronco neurais).
Células-tronco neurais

Nosso cérebro é composto por cerca de 86 bilhões de neurônios e, aproximadamente, um mesmo número de células gliais (glia é o termo grego para ´cola´). Os neurônios se comunicam entre si por meio de sinapses. Estima-se que na região mais externa do cérebro – o córtex cerebral (ou massa cinzenta) de um indivíduo adulto, há uma média de 7.000 sinapses por neurônio (e o dobro disso para uma criança de 3 anos).
A massa cinzenta é o centro de processamento em que se formam os nossos pensamentos, personalidade, sentimentos e linguagem. Sua massa corresponde à metade do peso do nosso cérebro. Na outra metade e em sua região mais interna e profunda, está a massa branca que é percorrida por bilhões de axônios responsáveis pelo transporte de informações entre diferentes regiões da massa cinzenta. Nosso cérebro, apesar de corresponder somente a 2% do nosso peso, contém 20% do volume do nosso sangue e consome 20% da nossa energia!

Foi o médico espanhol S. R. Cajal que, utilizando marcadores de nitrato de prata, diferenciou os neurônios de outras células, estabelecendo sua estrutura e conexões. Por esse trabalho, ele recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia de 1906.
Durante décadas se acreditou que essa rede de neurônios era fixa. Caso os neurônios se deteriorassem com o tempo, eles jamais poderiam se regenerar (como as células do fígado e da pele). A criação de novos neurônios (neurogênese), seria impossível pois não conseguiriam se integrar ao nosso complexo sistema neurológico.

Somente em 1998 foi comprovada a ocorrência de neurogênese no hipocampo de seres humanos. As células-tronco ali encontradas não são pluripotentes, mas, somente multipotentes podendo apenas se diferenciar em neurônios e células gliais. Mais tarde elas também foram encontradas nos bulbos olfatórios e no septo. O hipocampo (que tem esse nome devido à sua forma de um cavalo marinho) se situa no ´epicentro´ do cérebro. Embora nos refiramos a ele no singular, nós temos na verdade 2 hipocampos, um embaixo de cada hemisfério.
O hipocampo tem 2 funções importantes. Uma delas é controlar e mediar a nossa memória explícita (ou declarativa). Por exemplo, lembrar de datas, nomes ou evocar imagens de nossa infância ou do dia da nossa formatura. Memórias não explícitas, estão ligadas a hábitos e talentos (como caminhar e tocar piano) que são reguladas pelo cerebelo e o gânglio basal. Outra função importante do hipocampo diz respeito ao posicionamento do nosso corpo em relação ao seu entorno. Ele mapeia o ambiente ao nosso redor, dando nossa localização espacial.
O hipocampo recebe sinais do nosso sistema neurotransmissor que produz importantes moléculas como a serotonina (regula o humor, o apetite, o sono e a temperatura do corpo), dopamina (um dos hormônios da felicidade provoca sensação de prazer, diminui o estresse e estimula a memória) e acetilcolina (envolvida no processo de contração muscular, nos batimentos cardíacos e dilatação pulmonar, bem como na consolidação da memória e na aprendizagem).

As células gliais têm mesmo progenitor que os neurônios. Elas regulam a concentração de íons, nutrientes e mensageiros químicos próximos aos neurônios. Há 3 tipos principais: astrócitos – que auxiliam a comunicação entre neurônios; oligodendrócitos – que aumentam a velocidade de transmissão da informação emitida pelos neurônios e micróglias – responsáveis pelas atividades fagocitárias de limpeza do sistema nervoso central e processos inflamatórios.
As micróglias (menores células da glia) são as protetoras do nosso cérebro. A morte celular programada – a apoptose, é um processo essencial no desenvolvimento dos seres vivos. Quando isso não acontece teremos o desenvolvimento de tumores cancerígenos. No caso da morte de um neurônio, uma micróglia o envolve e o metaboliza enquanto astrócitos removem as ramificações do neurônio morto. Em 2020, esse processo foi filmado in vivo em cérebros de ratos por uma equipe da Universidade de Yale.

Genética – Estudo atribui até 50% da inteligência à herança genética

Um estudo realizado por pesquisadores do Reino Unido e Austrália credita de 40% a 50% da inteligência – tomada pelo grau de conhecimento aliado à capacidade de resolver problemas – à herança genética. Pesquisas anteriores com gêmeos e filhos adotivos já haviam apontado que a capacidade de raciocinar, planejar, abstrair e resolver problemas tem uma importante contribuição genética, além das influências do ambiente. O novo estudo é o primeiro a apontar diretamente estas evidências biológicas.
Desenvolvida por cientistas da Universidade de Edimburgo, na Escócia, Instituto de Pesquisa Médica Queensland, na Austrália, e Universidade de Manchester, Inglaterra, a pesquisa será publicada no periódico científico especializado Molecular Psychiatry.
“Sabíamos que a inteligência é altamente familiar, mas até onde a genética e o ambiente contribuem para isso é algo que tem sido debatido há muito tempo”, diz Peter Visscher, responsável pela equipe australiana que se debruçou sobre a análise genética de mais de 3.500 participantes da Inglaterra e Escócia. Adultos da Noruega foram utilizados como grupo controle, para evitar desvios regionais nos resultados.
Os pesquisadores analisaram dois tipos de inteligência: a que está relacionada aos conhecimentos gerais e a capacidade de formular conceitos abstratos. Os resultados mostram que entre 40% e 50% da diferença nessas habilidades pode ser atribuída aos genes.
Em outras palavras: é o conjunto de pequenas variações genéticas e sua dinâmica que determinam as habilidades, e não genes individuais. Os pesquisadores acreditam que os resultados do estudo podem ajudar na compreensão da relação existente entre a capacidade mental e desempenho social, como renda, saúde e longevidade.

Células-tronco podem ter curado mulher infectada com HIV

Após receber células-tronco de um cordão umbilical com a mutação CCR5-delta32, paciente não utiliza medicação antirretroviral há mais de dois anos
O primeiro caso de remissão e possível cura do HIV com transplante de células-tronco foi divulgado na revista Cell. Residente em Nova York, nos Estados Unidos, a mulher realizou o procedimento em 2017 e agora está livre do vírus e sem medicação para antirretroviral há cerca de 30 meses.
O transplante inédito realizado com células-tronco de um cordão umbilical, além de trazer a possível cura contra o HIV, também eliminou as células tumorais responsáveis pela leucemia, diagnosticada na mesma paciente. Os resultados, segundo os pesquisadores, abrem portas para desenvolver novas técnicas e dimensionar essa estratégia terapêutica.
A mulher recebeu um transplante em agosto de 2017 e parou de tomar os medicamentos de controle pouco mais de três anos depois. Agora, ela está sem medicação há cerca de dois anos e meio e se mantém clinicamente saudável.

“Estamos chamando isso de cura possível, em vez de cura definitiva, basicamente esperando por um período mais longo de acompanhamento”, disse Yvonne Bryson, diretora do Consórcio de Aids Los Angeles-Brasil da Universidade da Califórnia, durante coletiva de imprensa, de acordo com o Live Science .

Uma possível cura
Atualmente quase 38 milhões de pessoas em todo o mundo vivem com HIV, e os tratamentos antivirais, embora eficazes, devem ser tomados por toda a vida. Daí porque, há anos, a ciência busca meios eficazes de cura. O primeiro caso de cura foi relatado em 2009 com o referido “paciente de Berlim”; desde então, outros dois homens, um em Londres, no Reino Unido, e outro em Düsseldorf, na Alemanha, também se livraram do vírus.
Dada a maneira como o HIV se comporta no organismo, atacando o sistema imunológico, o transplante de células-tronco foi uma maneira encontrada para o tratamento. O procedimento é uma técnica mais agressiva e usado principalmente como parte do tratamento de distúrbios sanguíneos.

Programado Para Morrer – Humanos são programados para viver apenas 38 anos

Cientistas australianos descobriram uma forma de usar mutações no DNA para determinar a longevidade de várias espécies de vertebrados, inclusive os seres humanos
Pesquisadores do CSIRO, a agência governamental australiana que coordena a pesquisa científica no país, desenvolveram um método para medir a longevidade de uma espécie na natureza através de marcas em seu DNA. E fizeram uma descoberta surpreendente: somos “programados” para viver apenas 38 anos.
“Existem muitos genes ligados à longevidade, mas as diferenças entre as sequências de DNA desses genes não parecem explicar as diferenças na longevidade entre espécies”, disse o Dr. Ben Mayne, pós-doutorando associado ao CSIRO. “Em vez disso, acreditamos que a densidade de um tipo especial de mutação no DNA, chamada metilação do DNA, determina a longevidade natural dos vertebrados”.
“A metilação do DNA não altera a sequência de um gene, mas age como um interruptor e ajuda a controlar se e quando ele está ligado. Usando o tempo de vida conhecido de 252 espécies diferentes de vertebrados, fomos capazes de prever com precisão a longevidade através da densidade de metilação do DNA que ocorre em 42 genes diferentes. Estes genes provavelmente são bons alvos para o estudo do envelhecimento, o que é de enorme significado biomédico e ecológico “.
Para calibrar seu método, cientistas usaram como base o genoma de animais com longevidade conhecida, disponível em bancos de dados públicos como o NCBI Genomes e a Animal Ageing and Longevity Database.
Usando este método, os cientistas conseguiram determinar que a longevidade de uma Baleia da Groenlândia pode chegar a 268 anos, 57 anos a mais do que se acreditava possível. Um Mamute Lanoso, extinto há cerca de 10 mil anos, vivia 60 anos. Já a recém extinta tartaruga-gigante da ilha Pinta, no arquipélago de Galápagos, poderia chegar a 120 anos. O último exemplar da espécie, conhecido como “George Solitário”, morreu em 2012 aos 102 anos.
Ao analisar o genoma de hominídeos, os cientistas descobriram que os extintos Denisovanos e Neandertais podiam viver até 37,8 anos, o mesmo que os humanos modernos na mesma época.
Então, porque vivemos muito mais do que isso? A resposta é simples: uma combinação de avanços na medicina, mudanças no estilo de vida e melhor alimentação aumentaram nossa “validade”. O mesmo pode ser observado em outros animais: a longevidade média de um gato doméstico é de 15 anos, mas há casos registrados de animais que, com cuidado adequado, viveram mais de 30.

Cientistas inserem gene de jacaré em bagre para torná-lo mais resistente

Os pesquisadores da Universidade de Auburn, no estado norte-americano do Alabama, publicaram os resultados em janeiro em um artigo no site biorxiv.org, que ainda não foi revisado por pares. Os cientistas descobriram que um tipo de gene do jacaré pode ser uma resposta para proteger contra doenças nos peixes, pois codifica uma proteína antimicrobiana chamada catelicidina. Nos répteis, a estrutura ajuda contra infecções nas feridas que os animais sofrem durante lutas agressivas entre si. Utilizando a técnica de edição genética CRISPR, os pesquisadores inseriram o gene de jacaré na parte do genoma que codifica um importante hormônio reprodutivo sem o qual os peixes são incapazes de desovar.
Isso reduziu a capacidade de reprodução dos bagres, segundo conta Rex Dunham, um dos autores do estudo, ao site MIT Techonology Review. Tornar os bagres estéreis era importante para que os animais transgênicos não causassem estragos na natureza, gerando competição por comida e habitat.

Quando os cientistas colocaram dois tipos diferentes de bactérias causadoras de doenças em tanques de água, eles descobriram que os peixes “editados” tinham muito mais chance de sobreviver do que aqueles sem edição genética. Dependendo da infecção, “a taxa de sobrevivência dos peixes transgênicos com catelicidina era de duas a cinco vezes maior”, de acordo com Dunham. Supondo que o bagre modificado seja aprovado para a venda, ele não deve ser um risco para a saúde humana. Após o peixe ser cozido, a proteína produzida pelo gene do jacaré perde sua atividade biológica, segundo assegurou Baofeng Su, coautor da pesquisa, ao MIT Technology. “De qualquer forma, muita gente já come carne de jacaré”.

Células Tronco Para os Dentes

O uso de células-tronco na cicatrização de feridas é uma das grandes apostas da medicina regenerativa. À medida que essas estruturas são investigadas por cientistas, sua aplicabilidade tem se ampliado. Agora, uma descoberta feita por uma equipe internacional de pesquisadores abre a possibilidade do uso dessas células para reparo dentário. Liderado por Bing Hu, da Universidade de Plymouth, no Reino Unido, o grupo identificou uma nova população de células-tronco que contribui para a formação da dentina, o tecido que protege os dentes de impactos externos, e um mecanismo que regula o crescimento dessas células.
Ao descobrir as novas células-tronco que formam o corpo principal de um dente e estabelecer o uso vital do gene Dlk1 na reparação do tecido, tomamos medidas importantes para entender a regeneração a partir de células-tronco;, destaca, em comunicado Bing Hu, também autor do artigo que detalha a pesquisa, publicada recentemente na revista Nature Communications.
A descoberta foi feita no dente incisivo de um rato. Em roedores, esses dentes são constantemente desgastados e crescem constantemente ao longo da vida. Nele, havia uma população de células-tronco mesenquimais, o tipo de célula-tronco encontrado em adultos que é tratado como uma estrutura-chave para futura intervenções reparadoras.
Ao analisar a estrutura do incisivo detalhadamente, a equipe identificou que o gene Dlk1 age como mestre no comando das células-tronco mesenquimais para tratar danos dentários. Ao ser ativado, o gene envia sinais para que essas células se proliferem e, assim, repararem cáries e outros problemas do tipo. Em testes com ratos que tiveram dentes danificados para simular cáries, observou-se melhora na regeneração de dentes daqueles cuja expressão do Dlk1 foi provocada.
Para Bing Hu, esse mecanismo pode fornecer uma nova solução para a reparação dentária em humanos, ajudando no enfrentamento a problemas como cáries e traumas dentários. ;O trabalho ocorreu em modelos de laboratório, e é necessário fazer mais pesquisas antes que possamos trazer o conhecimento para o uso humano. Mas é realmente um grande avanço na medicina regenerativa, e isso pode ter implicações enormes para os pacientes;, destaca.
Desafios
Segundo Emílio Barbosa e Silva, professor titular e coordenador do curso de odontologia do Centro Universitário do Distrito Federal (UDF), anteriormente, as grandes dificuldades em usar as células-tronco para substitutos de dentes eram a produção de tecidos dentários em larga escala e a falta de uma ossatura para desenvolver um dente morfologicamente semelhante ao humano.
Alguns estudos já até conseguiram produzir organelas de dente completo utilizando células-tronco mesenquimais, mas a característica morfológica não era semelhante a um dente natural, já que os tecidos dentais eram produzidos de maneira disforme;, conta. De acordo com o especialista brasileiro, os avanços nos estudos sobre células-tronco e a engenharia genética estão ampliando a possibilidade de criação de substitutos biológicos.
A proposta de estimular a produção de tecidos sadios, levantada por Bing Hu e colegas, pode ser promissora, avalia Marcelo Brígido, professor titular em biologia molecular do Instituto de Biologia da Universidade de Brasília (UnB) e doutor em bioquímica pela Universidade de São Paulo (USP). ;As células-tronco da dentina se multiplicam lentamente e, naturalmente, repõem as células, perdidas ou mortas. Aumentar a taxa de multiplicação delas pode aumentar a taxa de produção de novas células de dentina e melhorar a regeneração dos dentes;, explica.
Bing Hu frisa que a pesquisa é inicial e que novos estudos serão conduzidos para validar as descobertas clínicas em humanos. ;Precisamos acertar coisas, como tratamentos, duração e dose apropriadas, mas esses passos iniciais em animais são excitantes;, afirma. A equipe também tem a expectativa de que as células-tronco sejam usadas na regeneração das outras partes do dente, como o esmalte e o cemento, responsáveis, respectivamente, pela cobertura da coroa e da raiz.

Genetica – Mais Altos Vivem Menos

Um estudo revelou que, em comparação com os europeus mais alto do norte, os mais baixos do sul da Europa têm menores taxas de morte por problemas cardíacos. Por exemplo, suecos e noruegueses são mais propensos a ataques cardíacos do que espanhois e portugueses (que são, em média, cinco centímetros menores).
Em 2013, pesquisadores da Albert Einstein College of Medicine publicaram um estudo, com cerca de 145 mil mulheres, que “confirmam a associação de altura com risco de todos os tipos de câncer”. Em outras palavras, pessoas mais altas são mais propensas a desenvolverem qualquer tipo de câncer.
Ao longo das décadas, os americanos têm caído no ranking globais de expectativa de vida – atualmente eles ocupam a 36ª posição. Os altos holandeses sobrevivem mais do que os americanos, mas desde 1970, ninguém chega perto do primeiro lugar: o Japão. A estatura média de um homem americano é de 178 cm, a de um japonês é de 172 cm. Coincidência?
O povo das ilhas de Okinawa, no Japão, são os que vivem mais tempo. Não é incomum pessoas centenárias em Okinawa, onde também vigoram as menores taxas de câncer e doenças cardíacas do mundo. Ah! E eles também são os japoneses mais baixinhos do país – com uma média impressionante de 145 cm.
Você pode pensar que a longevidade dos okinawanos não tem nada a ver com a estatura deles e que, na verdade, eles vivem muito por conta do estilo de vida, que na teoria é mais calmo e com alimentação saudável. Na prática, eles bebem o licor awamori como se fosse água e levam uma vida ativa. Eles comem gorduras monoinsaturadas e poliinsaturadas, a maioria com gordura animal vinda de peixes. Coincidência ou não, ser baixinho têm suas vantagens vitais – além, é claro, de poder caber confortavelmente em qualquer cadeira de metrô.
Os homens mais altos são menos propensos a desenvolver doenças cardíacas do que os homens mais baixos. Essa é a conclusão de uma pesquisa publicada no início do mês pelo The New England Journal of Medicine. Um estudo, com mais de 200 mil pessoas, revelou que a cada 2,5 centímetros de altura existe uma probabilidade 13,5% menor de doenças arteriais. O resultado é bem curioso e ainda não se sabe como ou por que isso é possível. Seriam as pessoas mais altas, mais saudáveis?

Pesquisadores sugeriram que os resultados se deviam ao fato de pessoas mais baixinhas terem artérias menores, que poderiam ser obstruídas mais facilmente. A ideia foi logo descartada, pois não existe relação alguma entre tamanho e chance de ataque cardíaco com mulheres, cujas artérias são menores de fato. Pessoas mais baixas têm probabilidades mais elevadas de terem colesterol alto e triglicérides no sangue, mas os autores do estudo dizem que isso só é responsáveis ​​por uma pequena fração de doenças cardíacas.

Gen(ética) – Clonagem de Animais Domésticos

Em 1997, o mundo se viu diante de uma imensa e controversa inovação científica: a clonagem de animais. Uma equipe de biólogos liderados por Keith Campbell e Ian Wilmut apresentou ao planeta a ovelha Dolly, o primeiro clone animal bem sucedido da história. Desde então, a clonagem parece ter perdido relevância nos noticiários, dando a entender que esse tema não evolui muito, o que não é verdade.
Em países como os Estados Unidos, a clonagem não só permanece relevante como se tornou um lucrativo mercado que vem atraindo a atenção de pessoas comuns interessadas em clonar seus animais de estimação.
É isso mesmo, embora a clonagem humana ainda seja um enorme tabu, cercada de dilemas éticos e morais, a clonagem de animais já pode ser feita sem grandes barreiras em muitos países, desde que o interessado esteja disposto a desembolsar alguns milhares de dólares.
A Viagen Pets and Equine é uma empresa sediada no Texas e é a única companhia a oferecer o serviço de clonagem de animais domésticos nos Estados Unidos. Em entrevista à BBC, representantes dessa marca afirmaram que já clonaram centenas de animais desde 2015.
Os preços cobrados para efetuar a clonagem variam de acordo com a espécie do pet. Donos de cães precisam desembolsar US$ 50 mil, cerca de R$ 230 mil. Já os donos de gatos podem comemorar, pois o preço para clonar os bichanos é mais barato: US$ 30 mil, aproximadamente R$ 140 mil. Por sua vez, os donos de cavalos precisam amar muito os seus bichinhos de estimação para cloná-los, pois o procedimento nessa espécie não sai por menos de US$ 80 mil, em torno de R$ 370 mil.
Além dos Estados Unidos, a Coreia do Sul e a China também oferecem esse polêmico serviço. Aliás, os sul-coreanos lideram a tecnologia de clonagem de animais domésticos no mundo, pois clonam cães desde 2006. Na China, o primeiro cão clonado nasceu em 2017, já o primeiro gato a passar pelo procedimento nasceu em 2019.
A mesma clonagem que pode diminuir a saudade que sentimos dos nossos animais de estimação pode ser uma grande aliada na hora de aumentar a população de animais em extinção, como os pandas. Contudo, a falta de variedade genética pode ser um problema.
Ao mesmo tempo, os donos de animais clonados podem se decepcionar ao ver os clones de seus bichinhos, já que não há garantia de que eles serão idênticos aos falecidos. Os laboratórios conseguem garantir que sejam do mesmo sexo e raça. O comportamento do animal clonado também pode ser completamente diferente do pet original.
Outro ponto que pode se tornar objeto de discussão é a qualidade de vida das fêmeas usadas para gestarem os clones. Elas recebem injeções hormonais que incentivam a gestação, mas nada garante que não tenham problemas e sofram abortos. Todo esse desgaste pelo qual elas passam tem tudo para incomodar os defensores dos direitos dos animais.
No Brasil, um projeto de lei de 2013 discute a clonagem de animais domésticos. Ele ainda está tramitando no Senado.

Se Não Mata, Engorda – EUA aprovam o primeiro animal transgênico para consumo humano

A empresa de biotecnologia norte-americana AquaBounty, criadora do salmão, aplaudiu em um comunicado a decisão do órgão regulador dos EUA. Seu peixe, batizado de AquAdvantage, é um salmão atlântico que recebeu o DNA do salmão real, uma espécie gigante do Oceano Pacífico. Graças a essa modificação, os peixes produzem mais hormônio de crescimento e podem alcançar em um ano e meio o tamanho típico dos três anos, que é o exigido pelo mercado. A empresa anunciou em 2010 a aprovação iminente de seu produto, o que ainda levou mais cinco anos em meio em meio a protestos de organizações antitransgênicas.
Em 2015, cientistas chineses anunciaram a criação de vacas leiteiras transgênicas mais resistentes à tuberculose.
A FDA não exige que o salmão AquAdvantage seja etiquetado como transgênico, já que “é tão seguro e nutritivo como o salmão atlântico não modificado geneticamente” e “não é materialmente diferente”. Na Europa, a empresa não pediu a aprovação de seu peixe, segundo informações de Josep Casacuberta, cientista do CSIC (Conselho Superior de Pesquisas Científicas da Espanha) e membro do grupo de transgênicos da Autoridade Europeia de Segurança Alimentar.

O salmão transgênico recebe o sinal verde depois de mais de 25 anos de exames. Um dos principais argumentos dos críticos do AquAdvantage é o temor dos efeitos na natureza caso o peixe escape para o meio ambiente. A FDA afirma que as instalações nas quais o animal será criado – tanques em terra na ilha do Príncipe Eduardo (Canadá) e no Panamá – “dispõem de uma série de barreiras físicas múltiplas e repetidas para evitar que os ovos e os peixes escapem”. As instalações, explica a FDA, serão vigiadas com patrulhas com cachorros e rodeadas de arame farpado. Além disso, só serão produzidas fêmeas estéreis, segundo o órgão regulador, ainda que a técnica de esterilização não seja infalível.
A FDA aprovou em 2009 o primeiro produto biológico gerado por animais modificados geneticamente. É o anticoagulante ATryn, uma proteína produzida no leite de cabras transgênicas e destinada a tratar pacientes com deficiência congênita de antitrombina. Essa doença rara é caracterizada pela formação de coágulos no sangue e pode ser mortal. A Agência Europeia de Medicamentos autorizou o produto um ano depois.

O peixe transgênico aprovado na quinta-feira para consumo humano nos EUA tem um precedente em Cuba. Em 1999, cientistas do Centro de Engenharia Genética e Biotecnologia de Havana anunciaram que não detectaram “nenhum efeito em pessoas sãs voluntárias após consumirem tilápias [um grupo de peixes de origem africana] transgênicas” criadas em seu laboratório.

Medicina – De onde vem o câncer e por que não desapareceu com a evolução?

Devemos olhar para o câncer a partir de uma nova perspectiva, adotando uma visão evolutiva. Em outras palavras, devemos enxergar o câncer pelos olhos de Charles Darwin, pai da teoria da evolução.
Há alguns anos, o esforço conjunto de biólogos evolucionistas e oncologistas vem fomentando reflexões que se traduzem em avanços transversais benéficos para ambas as disciplinas, ao mesmo tempo que mudam nossa compreensão da doença.
Como a evolução dos organismos multicelulares abre caminho para o câncer
O câncer afeta todo o reino animal multicelular. A razão é que se trata de uma doença ancestral relacionada ao aparecimento de metazoários (animais compostos por várias células, diferentemente dos protozoários que são formados por uma única célula), há mais de 500 milhões de anos.
O aparecimento de organismos tão complexos exigiu o desenvolvimento de altos níveis de cooperação entre a variedade de células que os compõem.

Na verdade, essa cooperação é sustentada por comportamentos complementares e altruístas, em particular pela apoptose ou suicídio celular (pelo qual uma célula ativa sua autodestruição ao receber um determinado sinal) e pela renúncia à reprodução direta por parte de toda célula que não seja uma célula sexual.

Ou seja, a evolução para entidades multicelulares estáveis ​​foi produzida pela seleção de adaptações que, por um lado, facilitavam o funcionamento coletivo e, por outro, reprimiam os reflexos unicelulares ancestrais.

O câncer representa uma ruptura dessa cooperação multicelular, seguida pela aquisição de adaptações que permitem que essas células “rebeldes” se aperfeiçoem em seu próprio modo de vida.

Em outras palavras, as células malignas começam a “trapacear”.
Podem fazer isso por terem sofrido mutações genéticas (modificações na sequência dos genes) ou epigenéticas (modificações que alteram a expressão dos genes e que, além de transmissíveis, são reversíveis, ao contrário das mutações genéticas), ou ainda ambas, o que confere a elas um valor seletivo mais alto em comparação com as células de comportamento cooperativo.
Pode consistir, por exemplo, em vantagens de crescimento, multiplicação, etc.

Da mesma forma, é imperativo que as células que carregam essas modificações se situem em um microambiente favorável à sua proliferação.

Se essas “rebeliões celulares” não são suprimidas adequadamente pelos sistemas de defesa do corpo (como o sistema imunológico), a abundância de células cancerosas pode aumentar localmente.

A consequência é que os recursos se esgotam e essas células podem iniciar então comportamentos individuais ou coletivos de dispersão e colonização em direção a novos órgãos, as conhecidas metástases, responsáveis, lamentavelmente, ​​pela maioria das mortes por câncer.

Dessa forma, em poucos meses ou anos, uma única célula cancerosa pode gerar um “ecossistema” complexo e estruturado, o tumor sólido (comparável a um órgão funcional), assim como metástases mais ou menos disseminadas pelo organismo.
Um aspecto intrigante dessa doença consiste no número significativo de semelhanças entre os atributos das células cancerosas provenientes de diferentes órgãos, indivíduos e até espécies, o que sugere que os processos que acontecem em cada caso são semelhantes.
Porém, cada câncer evolui como uma nova entidade, já que, tirando os cânceres transmissíveis mencionados anteriormente, os tumores sempre desaparecem junto com seus hospedeiros, sem transmitir suas inovações genéticas nem fenotípicas.
Do ponto de vista evolutivo, há duas hipóteses que podem explicar o surgimento do câncer e a semelhança de seus atributos.
A teoria do atavismo explica o câncer como um retorno às capacidades anteriores das células, entre as quais se encontra a liberação de um mecanismo de sobrevivência excelentemente preservado, sempre presente em todas as células eucarióticas e, portanto, em todos os organismos multicelulares.
Acredita-se que a seleção desse antigo mecanismo tenha ocorrido durante o período Pré-Cambriano, que começou há 4,55 bilhões de anos e terminou há 540 milhões de anos.
Durante esse período, que viu surgir a vida em nosso planeta, as condições ambientais eram muito diferentes das de hoje e, muitas vezes, desfavoráveis.
As forças seletivas que atuavam sobre os organismos unicelulares favoreceram as adaptações para a proliferação celular.
Algumas dessas adaptações, selecionadas ao longo da vida unicelular, permaneceram para sempre presentes, mais ou menos ocultas em nossos genomas.
Quando sua expressão escapa dos mecanismos de controle, começa uma luta entre os traços unicelulares ancestrais e os traços multicelulares atuais — e é aí que pode surgir um câncer.
Além disso, esta hipótese também poderia explicar por que as células cancerosas se adaptam tão bem a ambientes ácidos e pobres em oxigênio (anóxicos), uma vez que essas condições eram comuns no período Pré-Cambriano.
A segunda hipótese envolve um processo de seleção somática — as células somáticas agrupam todas as células de um organismo com exceção das células sexuais —, que leva a uma evolução convergente, ou seja, ao aparecimento de traços análogos.
Esta hipótese sugere que o surgimento dos traços celulares que caracterizam as células “traiçoeiras” passa por uma forte seleção cada vez que um novo tumor aparece, independentemente de quais sejam as causas imediatas desses traços.
Esses processos de seleção somática, ao ocorrer em ambientes regidos em grande parte pelas mesmas condições ecológicas (como as que reinam dentro de organismos multicelulares), levariam a uma evolução convergente.
Isso poderia explicar as semelhanças que observamos por meio da diversidade do câncer. Não podemos esquecer que só vemos cânceres que conseguem se desenvolver, mas não sabemos quantos “candidatos” fracassaram ao não conseguir adquirir as adaptações necessárias no momento certo.
Seja qual for a razão da origem do câncer, há uma questão que permanece sem resposta: se essa doença costuma causar a morte do hospedeiro, por que a seleção natural não foi mais eficaz em tornar os organismos multicelulares completamente resistentes ao câncer?
Os mecanismos de supressão do câncer são numerosos e complexos. Cada divisão celular pode causar mutações somáticas que alteram os mecanismos genéticos que controlam a proliferação celular, a reparação do DNA e a apoptose, afetando assim o controle do processo de formação do câncer (carcinogênese).
Se cada divisão celular envolve uma certa probabilidade de produzir uma mutação cancerígena, o risco de desenvolver câncer deveria ser em função do número de divisões celulares ao longo da vida de um organismo.
No entanto, as espécies de grande porte e que vivem mais não têm mais câncer do que as pequenas, que vivem menos tempo.
Nas populações naturais de animais, a frequência de câncer varia, em geral, entre 0% e 40% para todas as espécies estudadas — e não há relação com a massa corporal.
Em elefantes e camundongos, são observados níveis de prevalência bastante semelhantes de câncer, apesar de os elefantes desenvolverem muito mais divisões celulares ao longo de suas vidas do que os camundongos.
Esse fenômeno é conhecido como “paradoxo de Peto”.
A explicação para esse paradoxo está no fato de que as forças evolutivas selecionaram mecanismos de defesa mais eficazes nos animais grandes do que nos pequenos, o que permite reduzir o risco associado ao câncer devido ao aumento do tamanho.
Por exemplo, os elefantes têm vinte cópias do gene supressor de tumores TP53, enquanto os humanos dispõem de apenas duas.
Encontramos exceções notáveis ​​a essa tendência geral, como o caso de espécies de pequeno porte com longevidade fora do normal. Essas espécies também dificilmente desenvolvem câncer.
Um bom exemplo é o do rato-toupeira-pelado (Heterocephalus glaber), uma espécie cujos indivíduos vivem muito tempo (espécie longeva) e não desenvolvem tumores espontâneos, com exceção de alguns casos de câncer detectados de forma circunstancial..
Lembremos também que a eficácia das defesas contra o câncer diminui uma vez que os organismos realizam o essencial a sua reprodução, já que as pressões evolutivas são menores nessa fase da vida.
Essa perda de eficácia, junto com o acúmulo de mutações ao longo do tempo, explica por que a maioria dos cânceres (mama, próstata, pulmão, pâncreas…) aparece na segunda metade da vida.
Uma das principais implicações evolutivas é que se, a partir de uma perspectiva darwiniana, o câncer não é uma preocupação relevante quando se manifesta após a fase reprodutiva, isso também significa que nossas defesas terão sido otimizadas pela seleção natural, para não erradicar sistematicamente os processos oncogênicos, mas para controlá-los enquanto temos capacidade reprodutiva.
No final, essas defesas de baixo custo, cujo objetivo é resistir diante dos tumores, acabam sendo mais vantajosas para garantir o sucesso reprodutivo do que como estratégias de erradicação sistemática, que seriam sem dúvida muito mais onerosas.
O sistema imunológico, por exemplo, não trabalha a troco de nada…
Em geral, os seres vivos são regidos por relações de compromisso, trade-offs em inglês, o que significa que qualquer investimento em uma função requer uma série de recursos e energia que não estarão mais disponíveis para outras funções.
Nossas defesas contra doenças, incluindo o câncer, não estão fora dessa regra operacional.
Infelizmente, essas defesas de baixo custo contra o câncer acabam se transformando em bombas de efeito tardio… Em outras palavras, a lógica darwiniana nem sempre nos leva a resultados que correspondem às nossas expectativas como sociedade em termos de saúde!
Embora a maioria das mutações cancerígenas ocorra em células somáticas ao longo da vida, há casos raros de câncer causados ​​por mutações hereditárias na linha germinal, aquela que produz células sexuais.
Essas mutações congênitas, às vezes, são mais frequentes do que poderíamos esperar do equilíbrio mutação-seleção.
Este paradoxo pode ser explicado por vários processos evolutivos. Por exemplo, foi sugerido que a seleção natural provavelmente não agirá sobre essas mutações se, mais uma vez, seus efeitos negativos à saúde se manifestarem somente após o término do período reprodutivo.
Por outro lado, é possível recorrer à teoria da pleiotropia antagonista. Essa teoria prevê que certos genes têm efeitos contrários sobre a probabilidade de sobrevivência/reprodução de acordo com a idade: seus efeitos seriam positivos no início da vida e negativos no restante.
Se o efeito positivo inicial for significativo, é possível que a seleção retenha essa variante genética, mesmo que cause uma doença fatal mais tarde.
Por exemplo, as mulheres que têm uma mutação nos genes BRCA1 e BRCA2 apresentam um risco significativamente maior de desenvolver câncer de mama ou de ovário, mas essas mutações parecem estar relacionadas com uma fertilidade maior.
O câncer, verdadeiro fardo das populações humanas, é antes de tudo um fenômeno regido por processos evolutivos, desde sua origem na história da vida até seu desenvolvimento em tempo real em um paciente.A tradicional separação entre a oncologia e a biologia evolutiva, portanto, deve desaparecer, uma vez que limita nossa compreensão da complexidade dos processos que culminam na manifestação da doença.
Esta nova perspectiva sobre o câncer pode ser útil para o desenvolvimento de soluções terapêuticas inovadoras que limitem os problemas associados às estratégias de tratamento atualmente disponíveis.
Essas terapias de altas doses, que buscam matar o máximo de células malignas, muitas vezes acabam causando a proliferação de células resistentes. Por outro lado, a terapia adaptativa, profundamente enraizada na biologia evolutiva, pode ser uma abordagem alternativa.
Essa estratégia consiste em reduzir a pressão associada às terapias de altas doses com o objetivo de eliminar apenas parte das células cancerosas sensíveis.
Trata-se de manter um nível suficiente de competição entre as células cancerosas sensíveis e as células cancerosas resistentes, a fim de evitar ou limitar a proliferação irrestrita de células resistentes.
De fato, hoje, o câncer se mostra claramente como um modelo biológico pertinente para estudar a evolução dos seres vivos, assim como um fenômeno biológico importante para compreender as várias facetas da ecologia das espécies animais e suas consequências no funcionamento dos ecossistemas.
Embora nem sempre evoluam para formas invasivas ou metástases, os processos tumorais são onipresentes nos metazoários e há estudos teóricos que sugerem que, provavelmente, nestes últimos tenham influência em variáveis-chave na ecologia, como os traços da história de vida, as habilidades competitivas, a vulnerabilidade a parasitas e predadores e até mesmo a capacidade de se dispersar.
Esses efeitos são provenientes tanto das consequências patológicas dos tumores quanto dos custos associados ao funcionamento dos mecanismos de defesa dos hospedeiros.
Compreender as consequências ecológicas e evolutivas das interações tumor-hospedeiro também se tornou um tópico de pesquisa de referência na ecologia e na biologia evolutiva nos últimos anos.
Essas questões científicas são ainda mais pertinentes quando praticamente todos os ecossistemas do planeta, especialmente os meios aquáticos, estão contaminados hoje em dia por substâncias de origem antrópica e, muitas vezes, mutagênicas.
Portanto, é essencial melhorar a compreensão das interações tumor-hospedeiro e seus efeitos em cascata dentro das comunidades, a fim de prever e antecipar as consequências das atividades humanas no funcionamento dos ecossistemas e na manutenção da biodiversidade.

Genética – Cientistas dizem ter completado sequenciamento do genoma humano

Mais de 2 décadas depois que um consórcio internacional apresentou o primeiro esboço do sequenciamento de um genoma humano, uma equipe multinacional de cientistas anunciou recentemente que preencheu as lacunas existentes e ainda corrigiu erros cometidos pelos antecessores, montando a sequência completa com 3,055 bilhões de nucleotídeos. O estudo do Consórcio T2T foi publicado no dia 27 de maio e ainda não passou por revisão independente.
Adam Phillippy e Karen Miga, do Consórcio T2T, disseram que cerca de 8% do genoma humano estava incompleto. Uma das razões pelas quais isso aconteceu foi por causa de restrições tecnológicas. Certas sequências, particularmente trechos de DNA com padrões repetidos, são difíceis de ler. O consórcio usou duas novas tecnologias de sequenciamento que evitam esse problema, permitindo que os pesquisadores sequenciem trechos muito mais longos do genoma com mais precisão.
Os integrantes do Consórcio T2T querem que o sequenciamento sirva como padrão mundial. O atual genoma de referência foi elaborado em 2013, com fragmentos do DNA de muitas pessoas, por um consórcio internacional que inclui o Instituto Europeu da Bioinformática. No estudo recente, a sequência de DNA usada não é de uma pessoa, mas de uma mola hidatiforme, tumor benigno que se desenvolve no útero como resultado de uma gestação não viável. Miga enfatizou que não considerará o anúncio oficial até que o artigo seja revisado por pares e publicado em uma revista médica.

Genética: as ferramentas incríveis por trás da ciência

Uma das áreas mais promissoras da ciência e que mais chamam a atenção dos leigos curiosos é a engenharia genética. Os cientistas dessa área, bem como os pesquisadores em biologia molecular, trabalham para desvendar o chamado “código da vida”, ou seja, o DNA dos seres vivos. A molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) de cada organismo apresenta características únicas, com uma combinação exclusiva de Adenina, Guanina, Citosina e Timina, que são as bases nucleotídicas que compõem o DNA.
A investigação do DNA se baseia em seu mapeamento. Descobrir o sequenciamento genético, ou seja, a sequência em que as bases nucleotídicas se encontram, é necessário para compreender a estrutura de um gene ou genoma. Por sua vez, o gene desvendado revela características de funcionamento das células e microrganismos. O tema pode parecer complexo e distante do cotidiano da maioria das pessoas, mas a verdade é que a genética surpreende em suas aplicações e vai se tornar cada vez mais imprescindível para a humanidade.
O termo “sequenciamento genético” ganhou popularidade em fevereiro de 2020, quando cientistas brasileiros conseguiram realizar o mapeamento genético do coronavírus em apenas 48 horas, enquanto na média mundial o prazo para o sequenciamento fica em torno de 15 dias. “A capacidade de sequenciar rapidamente pode ajudar na tomada de decisões. Se você tem a sequência, pode responder mais rapidamente se o vírus já está circulando em nível local”, afirmou Ester Cerdeira Sabino, pesquisadora e professora do IMT-USP, em notícia da BBC Brasil.
Além de ressaltar a competência dos cientistas brasileiros, as notícias reforçaram como o sequenciamento é fundamental para identificar mutações, descobrir como o coronavírus se comporta e suas origens, além de trazer conhecimento para o desenvolvimento de vacinas e criação de testes diagnósticos. Mas vale a pena reforçar que o potencial dos estudos em genética vai muito além do sequenciamento do coronavírus. A genética pode revelar muito sobre os seres vivos em geral, desvendar as propriedades hereditárias e bioquímicas da vida, esmiuçando a construção e estrutura das células.
Luta contra o câncer
O propósito da genética se aplica especialmente no combate ao câncer. Já imaginou ser possível detectar um tumor antes mesmo de seu surgimento? O câncer é uma doença que se manifesta quando células do indivíduo sofrem mutações prejudiciais e passam a se comportar de forma indesejada, dando origem ao tumor.
A boa notícia é que a genética será capaz de prever essas mutações para realizar um diagnóstico precoce e colaborar para a criação de tratamentos mais eficazes. Esse caminho já está sinalizado, por exemplo, com o trabalho do projeto Pan-Câncer. Os pesquisadores analisaram o genoma completo de mais de 2,6 mil pacientes com câncer, retratando a forma como cada tumor surge em nível molecular, classificando as mutações nas células cancerosas.
“Você pode comparar a genômica com a invenção do microscópio. Por si só, não é capaz de curar um câncer, mas hoje em dia não é possível conceber o diagnóstico e o tratamento da doença em hospitais sem ela. Como o câncer é o produto de mutações, a genômica está tendo e, acima de tudo terá, um papel transformador”, afirmou o pesquisador Íñigo Martincorena, do Instituto Sanger (Reino Unido), em notícia do El País.
Na Universidade de São Paulo, o Centro de Pesquisas sobre o Genoma Humano e células-tronco (CEGH-CEL) se destaca em pesquisas de localização de genes que produzem doenças genéticas, além de estudos com células-tronco. Entre os trabalhos desenvolvidos, os pesquisadores buscaram uma explicação genética para a microcefalia causada pelo zika vírus nos filhos de gestantes infectadas. “A USP atende pacientes com doenças genéticas desde a década de 1970, época que marcou a introdução genética médica no Brasil”, afirmou a coordenadora Mayana Zatz ao Jornal da USP.
Avanços no campo
A engenharia genética e biologia molecular também beneficiam o agronegócio. Você sabia que a Bayer e a Embrapa mapearam o genoma de um perigoso fungo que prejudica lavouras? Trata-se de uma pesquisa inédita que revelou o sequenciamento genético do Phakopsora pachyrhizi, o fungo que causa a doença ferrugem asiática, a doença mais prejudicial em plantações de soja. “Com a pesquisa, podemos traçar novas linhas para o controle da doença. Isso pode dar origem a novos agroquímicos e até lançamentos de biotecnologia, como variedades transgênicas”, afirmou Dirceu Ferreira Junior, diretor do Centro de Expertise em Agricultura Tropical (CEAT) da Bayer, em notícia da revista Dinheiro Rural.
Outro recente sequenciamento genético importante foi do fungo Metarhizium rileyi, que ataca lagartas da soja. Nesse caso, trata-se de um fungo benéfico para o agricultor, que pode se tornar um aliado para combater pragas na plantação. “Esse fungo atua como um inimigo natural de várias lagartas, como a lagarta-da-soja, a falsa-medideira, o cartucho-do-milho e o curuquerê do algodoeiro”, afirmou o pesquisador da Embrapa Daniel Sosa-Gómez, líder da pesquisa, em comunicado.
A engenharia genética é aplicada no desenvolvimento de sementes transgênicas e trouxe inúmeros benefícios para a agricultura, como a introdução de genes nas sementes capazes de criar uma planta com características de resistência a pragas. O ramo tem suma importância para a agricultura, por desvendar a biologia das plantas e permitir o desenvolvimento de variedades mais produtivas. Uma das possibilidades é a aplicação da chamada metodologia “CRISPR”, que permite a edição gênica, ou seja, editar o DNA de uma planta sem modificá-lo, desse modo se obtém o melhoramento genético da planta, mas não se configura transgenia.

Clonagem – A Ovelha Dolly

(5 de julho de 1996 — 14 de fevereiro de 2003) foi o primeiro mamífero a ser clonado com sucesso a partir de uma célula somática adulta.
Os cientistas tornaram pública a experiência somente em 22 de fevereiro de 1997, quando Dolly já estava com sete meses de vida.
Os créditos pela clonagem foram dados ao biólogo Ian Wilmut, mas este admitiu, em 2006, que Keith Campbell seria na verdade o maior responsável pela clonagem.
O nome Dolly é uma referência ao nome da atriz e cantora Dolly Parton(capítulo anterior do ☻Mega) . Dolly foi clonada a partir das células da glândula mamária de uma ovelha adulta com cerca de seis anos, através de uma técnica conhecida como transferência somática de núcleo.
Apesar das suas origens, Dolly teve uma vida comum de ovelha e deu à luz a seis filhotes, sendo cuidadosamente observada em todas as fases. Em 1999 foi divulgado na revista Nature que Dolly poderia tender a desenvolver formas de envelhecimento precoce, uma vez que os seus telómeros eram mais curtos que os das ovelhas normais.
Em 2002 foi anunciado que Dolly sofria de um tipo de doença pulmonar progressiva, o que foi interpretado por alguns setores como sinal de envelhecimento. Dolly foi abatida em fevereiro de 2003, aos 7 anos, para evitar uma morte dolorosa por infecção pulmonar incurável. O seu corpo empalhado está exposto no Museu Real da Escócia, em Edimburgo, Escócia.
Dolly foi o primeiro mamífero clonado a partir de uma célula somática adulta. Ou seja, ela é uma cópia perfeita e felpuda de outra ovelha. Três mães contribuíram com seu nascimento. Uma forneceu o ovócito, a outra, os cromossomos que foram inseridos no núcleo desse ovócito. A terceira foi a responsável pela gestação. O ovócito é um óvulo imaturo, em um estágio prévio de desenvolvimento.

O óvulo é uma célula reprodutiva. Ou seja, possuí apenas metade do DNA necessário para gerar um ser vivo completo. A ideia, um clássico do ensino médio, é que a outra porção de cromossomos venha do pai, através do espermatozoide. A união e fusão dos dois gera uma célula completa, que se multiplica e vira um filhote.
Fazer um clone é tirar essa “metade” de DNA que vem de fábrica com o óvulo e substituí-la por uma carga genética completa. Se já está tudo ali, não há necessidade de um espermatozoide trazer a metade que faltava. Basta estímulo artificial para o óvulo se tornar um novo ser vivo. Ele é implantando no útero de uma “mãe de aluguel” e cresce normalmente.
Só há um problema: ele será idêntico ao dono da célula usada no processo. Afinal, o que impede que existam dois exemplares iguais da mesma espécie é a mistura única da carga genética do pai e da mãe. Tire um deles e voilá, você terá um clone.
Isso é um desafio ético. Não há, em teoria, nada de perigoso na existência de um par de ovelhas idênticas. Mas não se pode dizer o mesmo de ser humano. Já pensou o que uma cópia fiel de você seria capaz de fazer em seu nome? A protagonista de Orphan Black sabe.

A polêmica está no ar, e a clonagem é alvo de interesse científico e econômico. Sir Ian Wilmut, o cientista responsável pelo nascimento de Dolly, falou, ao jornal britânico The Guardian, que seria possível criar uma “Arca de Noé” genética, um banco de amostras de tecidos que poderiam ser usadas por cientistas no futuro, com técnicas mais avançadas que as disponíveis atualmente, para evitar a extinção de espécies ou traze-las de volta do mundo dos mortos — ao melhor estilo Jurassic Park.

No final de 2015, a China anunciou a construção do maior centro de clonagem animal do mundo, localizado na cidade de Tianjin, no norte do país. Animais domésticos, cavalos de corrida e gado bovino serão “produzidos” no local através da técnica. Foram investidos 31 milhões de dólares nas instalações, que poderão produzir até 10 mil embriões bovinos por ano. Uma forma inusitada de suprir as necessidades alimentares do país continental.
63% dos americanos não consumiriam carne oriunda de animais clonados, e 90% defendem que os legisladores levem em conta questões éticas na hora de regulamentar a clonagem.

Grupos de defesa dos direitos dos animais se opõe à prática. A produção de quantidades industriais de bichos idênticos facilitaria a objetificação dos seres vivos, e reforçaria a ideia de que são como máquinas a serviço do homem. A ineficiência do processo de clonagem pode ser degradante: em 1996, 277 embriões clonados foram implantados, e só Dolly sobreviveu. Ela morreu cedo, aos sete anos, em 14 de fevereiro de 2003, de uma doença pulmonar grave. A ovelha também sofria de artrite precoce, um entre os vários problemas a que animais clonados estão sujeitos.

Células-tronco vão ao espaço para virar tecidos e facilitar transplantes

A missão Space X CRS-20 chega à Estação Espacial Internacional nesta segunda-feira (9) levando 250 tubos de ensaio com células-tronco humanas. Elas foram condicionadas para se desenvolver como ossos, cartilagens e outros órgãos durante o mês que ficarão no espaço. O experimento em tecidos humanos com ausência de gravidade pode trazer grandes avanços para os transplantes. O professor Oliver Ullrich e a doutora Cora Thiel, ambos do laboratório especial da Universidade de Zurique e coautores da pesquisa, esperam usar a “leveza como uma ferramenta”.
A ideia é que a baixa gravidade a bordo da Estação Espacial Internacional permita que as células recém-formadas se organizem em tecidos tridimensionais, sem uma matriz adicional ou outras estruturas auxiliares.
O experimento será realizado em um laboratório móvel da empresa americana Space Tango. O módulo consiste em um sistema fechado e estéril, no qual as células tronco podem proliferar e se diferenciar à temperatura constante.
“Forças físicas como a gravidade parecem críticas na diferenciação celular e organização da formação e regeneração de tecidos. Como as células exibem crescimento irrestrito espacialmente e podem se agrupar em agregados 3D complexos em microgravidade, a órbita baixa da Terra pode possibilitar a fabricação de estruturas de tecidos humanos”, diz a empresa.
Caso o experimento seja bem sucedido, no futuro poderemos gerar tecidos, como cartilagens ou células-hepáticas, a partir de células-tronco colhidas de pacientes. Além disso, o estudo pode reduzir o número de experimentos com animais. “O tecido humano autólogo produzido artificialmente pode ser usado para determinar qual combinação de medicamentos é a mais adequada para o paciente em questão”.

A Longa vida da “Galinha Verde” – Quanto vive um Papagaio?

Fonte: FAPESP

Com 35 centímetros de comprimento e peso médio de 400 gramas, o papagaio-verdadeiro (Amazona aestiva) vive 60 anos, em média, e pode chegar aos 80. Uma equipe coordenada pelo biólogo brasileiro Cláudio Vianna de Mello, da Universidade de Saúde e Ciência do Oregon, nos Estados Unidos, fez o sequenciamento completo do genoma dessa ave e identificou pelo menos 300 genes que podem estar associados à sua vida longa (Current Biology, 6 de dezembro). Um deles é o Tert, que codifica uma proteína da enzima telomerase, que protege os telômeros, estruturas das extremidades dos cromossomos. A telomerase impede que os cromossomos se deteriorem durante a divisão celular e nesses papagaios seria mais ativa, retardando o envelhecimento das células. Os pesquisadores também identificaram mutações em genes associados a mecanismos de reparo no DNA, controle de proliferação celular e proteção a estresse oxidativo do sistema imune que poderiam aumentar a longevidade. O genoma do papagaio foi comparado com o de outras 30 espécies de aves, incluindo longevas, como a araracanga (Ara macao), que vive de 40 a 60 anos. O estudo sinaliza que regiões de DNA do papagaio que divergem do padrão encontrado em outras aves longevas e trechos regulatórios de genes envolvidos no desenvolvimento do cérebro poderiam estar associados ao aumento da capacidade cognitiva dessa espécie. O papagaio-verdadeiro tem um colorido único: as fêmeas adultas exibem uma plumagem vermelho-alaranjado com um fino anel externo avermelhado na íris; nos machos, de bico negro, esse detalhe é amarelo-alaranjado.

Rosalind Franklin, a química que descobriu a estrutura do DNA

Cientista foi injustiçada por colegas de laboratório que, em 1962, receberam o Nobel de Fisiologia ou Medicina pelo achado sem dar os devidos créditos a Franklin.
Nascida em 1920, a química britânica Rosalind Elsie Franklin era a segunda de cinco filhos de uma influente família judaica, bastante atuante no movimento do sufrágio feminino. Com o apoio dos pais, em 1941, Franklin se formou em Ciências da Natureza pelo Newnham College, uma das faculdades restritas a mulheres da Universidade de Cambridge. Quatro anos mais tarde, conquistou seu Ph.D com uma pesquisa sobre a porosidade do carvão, importante tópico para a indústria do Reino Unido durante a Segunda Guerra Mundial.
Foi esse trabalho que lhe abriu portas para estudar estruturas moleculares de outros objetos, indo do grafite ao RNA viral e culminando na descoberta da estrutura do DNA.
Não fossem os comentários negativos de um homem, no entanto, a contribuição de Rosalind Franklin para a descoberta da estrutura em dupla hélice do DNA talvez nunca fosse revelada. Em sua autobiografia, A dupla hélice: Como descobri a estrutura do DNA, escrita em 1968, o biólogo James Watson chamou Franklin de “agressiva”, mas detalhou sua importância para o processo que o levou a desenvolver o modelo pelo qual recebeu o Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1962.
Em 1951, após passar um período estudando na França, onde Franklin aprimorou o uso da cristalografia de raios-X para criar imagens de matérias microscópicas, a cientista entrou para o laboratório de biofísica do King’s College. Lá, com a ajuda de seu aluno Raymond Gosling, extraiu fibras de DNA para uma análise com raios-X e descobriu que não havia apenas uma forma da molécula, e sim duas. Com sua técnica de cristalografia e difração de raios-X, foi possível fotografar a nova estrutura, originando a famosa Photo 51.
Mas, antes que pudesse desenvolver sua tese, a cientista foi atravessada por Maurice Wilkins, um biólogo molecular que trabalhava no mesmo laboratório. Quando Watson, que tentava desvendar a estrutura do DNA, visitou o local, Wilkins se gabou da descoberta.
Em 1953, Franklin trocou a pesquisa sobre DNA por outra sobre vírus. Watson, junto com Wilkins e Francis Crick, anunciou a descoberta da dupla hélice. Ela nunca os confrontou, e morreu cinco anos depois, aos 37 anos, de câncer no ovário. Sua história só veio à tona após sua morte.

Genoma do Coronavírus

No último dia 28 de fevereiro, uma equipe de pesquisadores brasileiros de maioria feminina anunciou ter completado o sequenciamento do genoma do novo coronavírus, o Covid-19. O grupo, coordenado pela médica Ester Sabino, diretora do Instituto de Medicina Tropical da USP, revelou o feito apenas 48 horas depois da detecção do primeiro caso da doença no Brasil.
Perguntas e Respostas
Quanto tempo levou para realizar o sequenciamento do genoma do Covid-19?
Foram 24 horas. O tempo reduzido é resultado da ajuda de novas tecnologias, que otimizam os processos do sequenciamento.

Qual a utilidade prática desse sequenciamento?
Ele nos fornece diversos dados sobre o vírus, os quais podem ser utilizados na produção de vacinas, no desenvolvimento de tratamentos ou até mesmo nos diagnósticos.

Por que o Brasil foi o primeiro país a fazer esse sequenciamento?
Desde que o país passou por epidemias de zika e dengue, o nosso grupo estava trabalhando em aprimorar os testes de sequenciamento, em uma tentativa de entender mais sobre essas doenças. Estávamos envolvidos com o sequenciamento genético há muito tempo. O resultado desses esforços é que fomos mais rápidos, porque já estávamos prontos.

Trata-se de um vírus novo?
No mundo, não, mas, para os humanos, sim. Acreditamos que o vírus afetasse algum animal, provavelmente o morcego, até sofrer mutações e passar a infectar pessoas também. É importante lembrar que há, no total, sete tipos de coronavírus que nos adoecem.

Quão perigoso é o Covid-19?
O novo vírus mata menos do que outras epidemias recentes, como a gripe suína, mas é muito mais fácil de transmitir. Devemos nos preocupar, porém não em excesso. A doença é grave apenas em algumas pessoas, que desenvolvem pneumonia. Em outras, é como uma simples gripe.

Genética – As Mutações

Todos os seres vivos possuem material genético. O nosso principal material genético é o DNA e, diariamente, ele é replicado, produz proteínas através do RNA dentre outras coisas. Quando alguma proteína começa a ser sintetizada de forma errônea ou surge algo inesperado como um câncer, há uma grande chance de ter acontecido uma mutação genética. Logo, mutação genética é quando há uma perturbação no material genético dos seres vivos causando mudanças nas sequências de nucleotídeos.
Todos os seres vivos possuem material genético. O nosso principal material genético é o DNA e, diariamente, ele é replicado, produz proteínas através do RNA dentre outras coisas. Quando alguma proteína começa a ser sintetizada de forma errônea ou surge algo inesperado como um câncer, há uma grande chance de ter acontecido uma mutação genética. Logo, mutação genética é quando há uma perturbação no material genético dos seres vivos causando mudanças nas sequências de nucleotídeos.
As consequências das mutações
Existem mutações benéficas, mas a grande maioria geram doenças e características diferentes. Por exemplo, a anemia falciforme é a substituição do ácido glutâmico pelo ácido valina e causa uma alteração na forma da proteína. Assim, acontecem alterações no formato dos glóbulos vermelhos do sangue deixando-os incapazes de transportar oxigênio.
Das características, existem mutações que causam o albinismo. Pessoas albinas são extremamente sensíveis a luz solar já que a pele não produz melanina. Este tipo de mutação é hereditário e a pessoa já nasce com ela. Existe o vitiligo, que é a despigmentação da pele. Esta mutação não tem hora para acontecer e a pessoa simplesmente tem sua pele despigmentada, surgindo manchas brancas por todo o corpo.
Das mutações benéficas, existem aquelas que conferem ao seres algum tipo de adaptação. Um exemplo interessante é o das pessoas que têm uma mutação específica no gene CCR5 que confere resistência a infecção do vírus HIV. Uma teoria é de que essa mutação no gene CCR5, comum em pessoas europeias, seja uma resistência inicial à peste bubônica que arrasou a Europa no século XIV e acaba servindo para o HIV também.
Além dos erros nos processos de duplicação do DNA, uma causa relevante do surgimento de mutações: os fatores ambientais. Dentre esses fatores estão o tabagismo, exposição a raios X, exposição à luz ultravioleta, ácido nitroso, corantes existentes em alguns alimentos dentre outras coisas.
Em vários países, há a preocupação da manutenção da camada de ozônio (O3), pois ela é uma proteção natural da Terra contra os raios ultravioleta.
As mutações também podem ser hereditárias, ou seja, passadas de mãe para filho ou de pai para filho. Mutações hereditárias ocorrem quando genes que transmitem características diferentes como albinismo ficam contidos dentro do óvulo ou do espermatozoide.

Medicina – O que é a Terapia Gênica?

A Genética é um dos campos da Biologia que mais sofreram avanços durante o tempo. A descoberta dos genes e da estrutura do DNA, o sequenciamento do genoma humano e as técnicas de DNA recombinante são apenas algumas das importantes vitórias dessa ciência.
A terapia gênica pode ser definida como um procedimento em que são feitas modificações genéticas em células como uma forma de tratar uma doença. Essas modificações são realizadas por meio da inserção de um gene funcional dentro da célula que substituirá o gene defeituoso e promoverá a produção de proteínas corretamente. A técnica funciona como um “transplante de genes”.
A terapia gênica pode ser realizada a partir de duas técnicas diferentes: a germinativa e a somática. Na técnica germinativa, o novo gene é inserido nos espermatozoides ou óvulos, ou seja, nas células germinativas. Já no caso da técnica somática, o novo gene é inserido em outras células que não as germinativas.
Para que o gene seja colocado no interior da célula, é necessária a utilização de um vetor, que normalmente é um vírus. Como os vírus conseguem entrar na célula humana e inserir seus genes, os cientistas utilizaram essa capacidade para desenvolver a técnica. O vírus é modificado para não causar doenças e apenas transportar genes necessários para determinada célula. O gene normal é inserido, as proteínas funcionais são produzidas e a doença, em tese, pode ser curada.

→ Limitações da terapia gênica
Apesar de a terapia gênica possuir bons resultados quando testada em laboratório, ela ainda enfrenta algumas limitações que impedem que alguns tratamentos sejam realizados em grande escala. Entre os problemas enfrentados, destacam-se os métodos de transferência gênica pouco eficientes e a dificuldade de criação de mecanismos precisos de regulação do gene funcional.
A principal barreira para o desenvolvimento da técnica na pratica médica é a segurança, principalmente quando se analisam os vetores. Além disso, há muitas discussões éticas e filosóficas, principalmente quando se deseja realizar o procedimento no embrião ou em células germinativas.
Diversos estudos estão sendo realizados ao redor do planeta a partir da técnica de terapia gênica. Alguns estão obtendo resultados bastante promissores, como é o caso da doença genética conhecida como deficiência da lipoproteína lipase. Os resultados foram tão positivos que deram origem ao primeiro medicamento de terapia gênica do mundo: o Glybera, que pode curar permanentemente a doença.
Além da deficiência da lipoproteína lipase, outros trabalhos apresentaram resultados eficazes. Um exemplo é o estudo publicado na Science em 2013 que revelou a cura de algumas crianças com a Síndrome de Wiskott-Aldrich e Leucodistrofia Metacromática por intermédio da terapia gênica.
Além desses trabalhos, podemos citar um caso recente que ocorreu em 2015: uma garota de um ano de idade, desacreditada pela medicina, submeteu-se a uma técnica de terapia gênica que reverteu a sua leucemia. Apesar de a menina ainda não poder ser considerada curada, não existem atualmente traços da doença em seu corpo.

Todas as células imaturas têm potencial para se desenvolver em células-tronco

Novo estudo sensacional realizado na Universidade de Copenhague desmente o conhecimento tradicional do desenvolvimento de células-tronco. O estudo revela que o destino das células intestinais não é predeterminado, mas sim determinado pelo ambiente das células. O novo conhecimento pode facilitar a manipulação de células-tronco para terapia com células-tronco. Os resultados acabam de ser publicados na Nature.
Todas as células do intestino fetal têm o potencial de se desenvolver em células-tronco, conclui um novo estudo realizado na Faculdade de Saúde e Ciências Médicas da Universidade de Copenhague. Os pesquisadores por trás do estudo descobriram que o desenvolvimento de células intestinais imaturas – ao contrário de suposições anteriores – não é predeterminado, mas afetado pelo entorno imediato das células nos intestinos. Essa descoberta pode facilitar o caminho para uma terapia eficaz com células-tronco, diz o professor associado Kim Jensen, do Centro de Pesquisa e Inovação em Biotecnologia (BRIC) e do Centro da Fundação Novo Nordisk para Biologia de Células-Tronco (DanStem).
“Costumávamos acreditar que o potencial de uma célula para se tornar uma célula-tronco era predeterminado, mas nossos novos resultados mostram que todas as células imaturas têm a mesma probabilidade de se tornar células-tronco no órgão totalmente desenvolvido. Em princípio, é simplesmente uma questão de estar no lugar certo na hora certa. Aqui os sinais do entorno das células determinam seu destino. Se formos capazes de identificar os sinais necessários para que a célula imatura se desenvolva em uma célula-tronco, será mais fácil manipular as células na direção desejada”.
Ao longo da vida, os órgãos do corpo são mantidos pelas células-tronco, que também são capazes de reparar danos menores nos tecidos. Uma melhor compreensão dos fatores que determinam se uma célula imatura se desenvolve ou não em uma célula-tronco pode, portanto, ser útil no desenvolvimento de células-tronco para terapia e transplante.

“Nós obtivemos maior percepção dos mecanismos pelos quais as células do intestino imaturo se desenvolvem em células-tronco. Espero que possamos usar esse conhecimento para melhorar o tratamento de feridas que não cicatrizam, por exemplo, nos intestinos. Até agora, porém, tudo o que podemos dizer com certeza é que as células do trato gastrointestinal têm essas características. No entanto, acreditamos que este é um fenômeno geral no desenvolvimento de órgãos fetais ”.

Células Luminescentes e Colaboração Matemática
As descobertas surpreendentes são o resultado de uma busca pela compreensão do que controla o destino das células-tronco intestinais. O pós-doutorado Jordi Guiu desenvolveu um método para monitorar o desenvolvimento das células intestinais individuais. Introduzindo proteínas luminescentes nas células, ele poderia, usando microscopia avançada, monitorar o desenvolvimento das células individuais.
Após os testes iniciais, as células que os pesquisadores acreditavam serem células-tronco fetais só conseguiram explicar uma fração do crescimento dos intestinos durante o desenvolvimento fetal. Portanto, eles estabeleceram uma colaboração com especialistas em matemática da Universidade de Cambridge. E quando estudaram os dados mais de perto, chegaram à surpreendente hipótese de que todas as células intestinais podem ter a mesma chance de se tornarem células-tronco. Testes subsequentes foram capazes de provar a hipótese.