Vacina contra Ebola
Um dos mais mortais de todos os vírus, o incurável ebola, poderá ser evitável em breve, segundo estudo apresentado durante a 162ª reunião anual da Society for General Microbiology do Reino Unido, em Edimburgo, na Escócia.
Pesquisadores dos Estados Unidos e Canadá afirmaram terem feito testes bem-sucedidos de vacinas contra ebola em primatas e planejam agora iniciar experimentação em humanos.
“A ameaça de bioterrorismo representada pelo vírus ebola não pode ser ignorada. Também temos visto um número maior de ocorrências naturais em humanos dessa doença mortal. Com o crescimento do número de viagens internacionais, o vírus pode ser transportado como uma possível arma e, por conta disso, precisamos desesperadamente de uma vacina”, disse Anthony Sanchez, dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos.
Até o momento, foram registrados mais de 1,5 mil casos de febre hemorrágica causada pelo ebola em humanos em todo o mundo. A doença se manifesta abruptamente e sintomas incluem febre, dor de cabeça, garganta inflamada, fraqueza, dores musculares e nas articulações, diarréia, vômitos e dor de estômago. Também podem ocorrer sangramento e vermelhidão nos olhos. A taxa de mortalidade do ebola hemorrágico é de cerca de 90%.
Por conta de o vírus ser tão perigoso, a produção e o teste de vacinas representam um grande desafio para os cientistas. Um empecilho significativo tem sido o pequeno número de instalações de segurança máxima com pessoal autorizado a conduzir pesquisas.
“Outra dificuldade para o desenvolvimento de vacinas para vírus como ebola, marburg ou lassa é que eles disparam respostas de anticorpos sangüíneos que não são eficazes. Para tais vírus nós precisamos de respostas de mediação celular, que envolvem a produção de linfócitos T antes que a imunidade do organismo se torne forte o suficiente para prevenir ou afastar uma infecção”, explicou Sanchez.
Os cientistas empregaram diversas técnicas de recombinação de DNA, o que possibilitou o estímulo de resposta celular e a produção de modelos de vacina que afirmam ser eficientes em macacos. O grupo pretende iniciar testes em humanos de uma das vacinas, que já passou por testes clínicos em 2006.
“Os testes em primatas não humanos foram muito bem-sucedidos e tornaram possível que o desenvolvimento de vacinas progredisse rapidamente. Experimentações bem-sucedidas em humanos significa que poderemos vacinar profissionais de saúde durante surtos de ebola hemorrágica, ajudando a proteger as vidas deles e a controlar a forma como a doença se espalha”, disse Sanchez.
Fontes:
Agencia FAPESP
Nanotecnologia de DNA
Pesquisadores descrevem técnica engenhosa para produção de estruturas tridimensionais em escala nanométrica a partir do auto-agrupamento de moléculas de DNA.
A novidade oferece aos cientistas um método eficiente para fazer com que moléculas de DNA se agrupem espontaneamente formando estruturas complexas. O estudo está descrito em artigo publicado na edição de 13 de março da revista Nature.
A estrutura de dupla hélice do DNA e o seu emparelhamento por bases, que permite o reconhecimento e a ligação altamente seletiva das fitas complementares, são há muito conhecidos. “Essas características e a capacidade de criar fitas com qualquer seqüência desejada fizeram com que o DNA fosse usado no design de várias nanoestruturas e até mesmo para executar computações moleculares”, descreveram os autores.
Apesar disso, a maior parte das formas obtidas até agora a partir do DNA tinha uma ou duas dimensões. Exemplos de formas tridimensionais incluem cubos e tetraedros, mas em construções sempre difíceis de obter com os métodos existentes, que exigem o uso de centenas de fitas.
O grupo liderado por Chengde Mao, do Departamento de Química de Purdue, conseguiu resolver o problema ao programar o próprio DNA para dobrar em unidades estruturais básicas. Dependendo das dobras do “origami molecular” diversas unidades se ligam umas às outras, de modo a formar estruturas complexas como dodecaedros ou buckyballs – cujo formato lembra a da bola de futebol com gomos.
“O design da construção básica de DNA funciona de maneira que muitas cópias de unidades idênticas se agrupam em estruturas tridimensionais maiores. Nós testamos esse conceito de automontagem hierárquica com moléculas de DNA que formam estruturas parecidas com uma estrela de três pontas”, explicaram.
“Ao controlar a flexibilidade e a concentração dessas estrelas, a montagem resultou em tetraedros, dodecaedros e buckyballs com tamanhos de dezenas de nanômetros e formados por quatro, 24 ou 60 peças. Esperamos que essa estratégia de montagem possa ser adaptada para permitir a fabricação de uma ampla gama de estruturas tridimensionais complexas”, destacaram.
Segundo os pesquisadores, a complexidade dos poliedros obtidos, combinados com a simplicidade do método de fabricação, deverá torná-los muito atrativos para o uso em ciência de materiais e nanotecnologia.
Fontes:
Hierarchical self-assembly of DNA into symmetric supramolecular polyhedra. Yu He et al. Nature 452, 198-201 (13 March 2008).
Agencia FAPESP
Nobel fala de celulas tronco no Brasil
O britânico naturalizado norte-americano Oliver Smithies, ganhador do Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia em 2007, esteve em São Paulo e aproveitou o importante assunto da esperada decisão do Supremo Tribunal Federal (STF) sobre o futuro das pesquisas com células-tronco embrionárias humanas no Brasil.
Segundo o professor da Escola de Medicina da Universidade da Carolina do Norte, há um grande mal entendido em relação ao significado de uma célula-tronco embrionária estar viva ou morta.
“Assim como sabemos se uma planta ou um animal estão vivos, também podemos identificar vida em uma célula-tronco embrionária humana e, quando a descartamos, estamos condenando o potencial da célula e outras pessoas à morte. No momento em que a reutilizamos, podemos reconstituir tecidos e outras partes dos seres humanos, fazendo com que a célula cumpra seu papel de doadora de vida”, disse.
Smithies ministrou, na tarde de segunda-feira (10/3), em São Paulo, a palestra de abertura do 1º Simpósio Brasileiro de Tecnologia Transgênica, promovido pela Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). Até 12 de março, o evento colocará em discussão o potencial terapêutico e econômico da aplicação da transgenia em animais.
Aos 82 anos, Smithies afirmou que ficaria muito contente se, quando morrer, partes de seu corpo puderem ser utilizadas para salvar outras vidas. “Da mesma forma, se em vez de serem descartados, os embriões humanos forem usados para fins terapêuticos, eles contribuirão para manter a vida.”
“Acredito que, em breve, o uso das células-tronco embrionárias será naturalmente aceito e fará parte do cotidiano da ciência”, apontou Smithies, que, ao lado de Mario Capecchi e Martin Evans, recebeu o Prêmio Nobel por ter desenvolvido uma técnica conhecida como “nocaute genético”, que permite apagar genes para a modificação do genoma de células-tronco embrionárias de camundongos.
A partir do conhecimento de que determinados genes causam doenças humanas específicas, por meio da técnica é possível modificar esses mesmos genes em uma célula-tronco embrionária de cobaia e criar um novo camundongo transgênico com uma modificação genética que imite a doença, de modo que sejam testadas, por exemplo, novas drogas para seu tratamento.
“A técnica consiste no isolamento das células dos embriões dos animais para a posterior alteração dos genes de interesse. Com isso, identificamos genes-alvo e os perturbamos até eles desaparecerem, visando à geração de outros animais modificados que servirão de modelo para o estudo de doenças humanas”, explicou.
Modelos animais
Smithies lembrou que esses avanços tiveram início em uma iniciativa ousada de Evans que, em 1985, isolou pela primeira vez células-tronco embrionárias de um camundongo e as levou, no bolso, até o laboratório do grupo. “Foi quando começamos a estudar esse tipo de célula. Desde então, conseguimos os primeiros camundongos com os genes alterados”, lembrou.
Para João Bosco Pesquero, diretor do Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para a Medicina e Biologia (Cedeme) da Unifesp, com a técnica de Smithies e colaboradores será possível gerar animais transgênicos com modificações de interesse medicinal em seu genoma.
“Os modelos animais podem auxiliar no entendimento de como certas doenças surgem, se propagam e devem ser tratadas”, disse o organizador do simpósio. Nesse caso, não estaria descartado o tratamento de pacientes com algum tipo de disfunção genética utilizando terapias celulares que modificam genes dos indivíduos.
Smithies, que trabalha com biologia molecular desde antes de 1953, quando ainda não era demonstrado que o DNA era responsável pela transmissão de características hereditárias, atualmente utiliza células-tronco embrionárias para desenvolver outras cobaias que são usadas no estudo de doenças como fibrose cística, hipertensão e problemas renais.
Mais informações sobre o 1º Simpósio Brasileiro de Tecnologia Transgênica: http://proex.epm.br
Fontes:
Agencia FAPESP
Novas variantes dos alelos do sistema ABO
Após estudos sorológicos e moleculares em pacientes com leucemia, pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP) conseguiram identificar novas variantes dos alelos do sistema ABO.
De acordo com a coordenadora do estudo, Marcia Zago Novaretti, professora do Departamento de Hematologia, a descoberta ajuda a compreender o sistema ABO, que é o mais importante grupo sangüíneo da medicina para transfusões e transplantes. Os resultados foram publicados na revista Genetics and Molecular Research.
Segundo a professora, a literatura internacional já registrava que pacientes com leucemia podem ter enfraquecimento dos antígenos ABO, ou seja, mostrar uma reatividade mais fraca na tipagem ABO.
“Com os recursos atuais e com a clonagem do gene ABO, estudamos molecularmente pacientes com leucemia para verificar se essa diferenciação se dava em nível molecular ou era apenas um achado sorológico”, disse Marcia à Agência FAPESP. O artigo é um desdobramento de um projeto de Auxílio a Pesquisa que teve apoio da FAPESP e foi encerrado em 2004.
Ao estudar, sob o ponto de vista sorológico e molecular, 108 pacientes com diferentes tipos de leucemia, os pesquisadores encontraram 22 novas variantes de ABO, além das 116 conhecidas. A maior das novas variações se localiza no alelo O.
Participaram do estudo, realizado no Hospital das Clínicas da USP, 51 homens e 57 mulheres, com idade média de 43,4 anos, portadores de leucemia mielóide ou linfóide, crônica ou aguda.
“O estudo pode ajudar a compreender um pouco melhor as leucemias. Não sabemos se essa descoberta será de alguma utilidade em termos de prognósticos, mas ela pode indicar o caminho para estudos que verifiquem se a doença evolui de forma diferente nesses pacientes com essas mutações”, afirmou Marcia.
O estudo é o primeiro relato de um grande número de amostras de pacientes com leucemia genotipados para ABO. “Os resultados mostraram um alto nível de atividade recombinante no gene ABO nos pacientes com leucemia”, disse.
De acordo com a professora da FMUSP, o sistema ABO, localizado no braço longo do cromossomo nove, tem mais de 160 alelos e não está presente apenas na linhagem de células que compõem os elementos do sangue, mas também no endotélio (parte interior dos vasos sangüíneos), em outros tipos de células e até mesmo em secreções. “A complexidade do sistema exigia que realizássemos estudos moleculares”, explicou.
Associação com doenças
Como o sistema ABO persistiu ao longo da evolução da espécie, os cientistas estimam que ele tenha alguma função específica, que, no entanto, ainda não foi esclarecida. Ao entender melhor o funcionamento do sistema, poderão surgir pistas de quais seriam as variantes ou mutações críticas para especificidade e atividade dos antígenos ABO.
“Sabemos que há associação do sistema ABO com algumas doenças. Indivíduos de grupo O, por exemplo, têm úlceras duodenais com mais freqüência. Além disso, o sistema pode ter uma expressão aberrante em algumas células malignas – isto é, a distribuição do grupo sangüíneo pode ser desigual entre indivíduos com uma determinada doença”, destacou Marcia.
Segundo ela, depois da classificação sorológica, com a realização da tipagem testada para antígenos, todas as amostras tiveram o DNA extraído. Em seguida, passou-se ao estudo molecular com o PCR alelo-específico- técnica usada para detectar mutações específicas - seguida pelo seqüenciamento do gene ABO.
A autora afirma que estudos moleculares sistemáticos do gene ABO em grupos diferentes de pacientes possivelmente deverão levar ainda à descoberta de novas variantes ABO.
Fontes:
ABO genotyping in leukemia patients reveals new ABO variants Marcia Zago Novaretti et al.
Agencia FAPESP
Variacoes geneticas e distribuicao geografica
Nos últimos 30 anos, a capacidade de estudar variações em seqüências de DNA levou a um grande aumento no conhecimento da história e das relações entre populações humanas. Agora, um novo estudo acaba de dar um passo além nessa compreensão, após concluir uma extensiva análise das diferenciações genéticas do homem.
Publicada na edição de 22/2/2008 da revista Science, a pesquisa, feita por um grupo de cientistas de instituições dos Estados Unidos e da França, analisou 650 mil variações genéticas comuns em 938 indivíduos de 51 populações diferentes.
O estudo, coordenado por Jun Li, do Departamento de Genética da Escola de Medicina da Universidade Stanford, destaca a evolução de populações humanas modernas a partir de áreas geográficas reduzidas, bem como sua distribuição pelo planeta.
Os cientistas observaram um padrão na distribuição da freqüência dos alelos ancestrais que se reflete na variação das dinâmicas populacionais em regiões geográficas.
Os pesquisadores conseguiram descrever as origens genéticas de oito grupos diferentes na Europa e quatro no Oriente Médio. Os dados obtidos apóiam o modelo de distribuição “para fora da África”, segundo o qual os primeiros humanos modernos teriam saído desse continente para colonizar o resto do mundo.
De acordo com o estudo, variações genéticas dentro de populações são responsáveis pela maior parte da diversidade genética humana. Mas os resultados também destacaram a importância das variações entre populações.
“Os resultados, entretanto, nada dizem a respeito da origem e da distribuição da variação fenotípica humana. Algumas regiões do genoma podem ter experimentado divergência acelerada devido à seleção local à medida que humanos anatomicamente modernos se espalharam pelo globo durante os últimos 100 mil anos, adaptando-se a uma grande variedade de hábitats e climas”, afirmaram os autores.
Fontes:
Worldwide Human Relationships Inferred from Genome-Wide Patterns of Variation Jun Z. Li et al. Science 22 February 2008 319: 1100-1104.
Agencia FAPESP
Gene da puberdade precoce
Um estudo realizado por pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP) revelou pela primeira vez evidências da associação de um defeito em um gene com a puberdade precoce central.
Depois de estudar o DNA do sangue de 53 crianças com puberdade precoce central, os pesquisadores identificaram uma mutação no gene GPR54 em uma menina. O GPR54 é um receptor que quando ativado por uma proteína denominada kisspeptina é responsável por regular a secreção de hormônios que desencadeiam a puberdade.
O estudo, cuja primeira autora é a doutoranda Milena Gurgel Teles, foi publicado na revista norte-americana The New England Journal of Medicine. A pesquisa faz parte de um projeto temático da FAPESP coordenado por Ana Claudia Latronico, orientadora de Milena.
De acordo com Ana Claudia, até agora a maioria dos casos de puberdade precoce central em meninas não tinha uma etiologia, isto é, não tinha uma causa conhecida. Nos meninos, os casos são muito mais raros e, geralmente, relacionados a tumores no sistema nervoso central.
“Trabalhos anteriores mostravam que 20% das meninas afetadas tinham familiares que também apresentavam história de puberdade precoce, o que sugeria o envolvimento de fatores genéticos. Mas, pela primeira vez, evidenciamos uma causa relacionada a um gene”, disse à Agência FAPESP.
físicas ocorrem por volta dos 10-11 anos entre as meninas, e em torno dos 12-13 entre os meninos Segundo a pesquisadora, o processo puberal, caracterizado por mudanças físicas características, tais como mamas nas meninas e pêlos corporais nos meninos, ocorre entre 10 e 11 anos nas meninas e entre 12 e 13 anos nos meninos. Mas só quando ele ocorre antes dos 8 anos em meninas e dos 9 em meninos é considerado puberdade precoce.
“Em cerca de 90% dos casos, as meninas com puberdade precoce central não apresentam lesões no sistema nervoso central que justifiquem o aparecimento do problema”, disse.
Segundo a cientista, quando o problema está relacionado às gonadotrofinas – hormônios produzidos no hipotálamo e na hipófise que produzem ovários e testículos – trata-se da puberdade precoce central. “Essa forma de puberdade precoce é muito mais freqüente entre as meninas, que podem apresentar mamas e menstruação mesmo antes dos 5 ou 6 anos de idade”, disse Ana Claudia.
Os pesquisadores avaliaram 53 casos de puberdade precoce central, sendo 48 em meninas e três em meninos. Uma das meninas apresentou um defeito no gene GPR54, que regula a secreção do hormônio GnRH, estimulador das gonadotrofinas hipofisárias.
“O defeito que identificamos age como um ativador do receptor, por isso a criança tem mais hormônios em uma idade que não era a esperada. Esse é provavelmente o primeiro gene identificado entre vários outros que possivelmente estão implicados no início da puberdade e portanto representam potenciais causas desse problema", disse a professora associada da FMUSP.
A puberdade precoce não é rara. Ela afeta cerca de um indivíduo a cada 10 mil. “Em termos estatísticos não é um problema raro. Felizmente, embora as causas sejam desconhecidas, os tratamentos disponíveis hoje são muito efetivos”, disse Ana Claudia
O tratamento utilizado é a medicação conhecida como agonista de GnRH, um tipo de hormônio que bloqueia a síntese e liberação das gonadotrofinas, administrado em injeções mensais ou trimestrais.
“Quando não é tratada, a puberdade precoce pode fazer a menina menstruar muito cedo. A principal conseqüência é a baixa estatura na vida adulta. A pessoa, em geral, fica com menos de 1,50 metro. O tratamento, embora seja caro, é muito eficaz”, afirmou.
A descoberta do fator genético relacionado ao problema, de acordo com a pesquisadora, não afetará os tratamentos. “O objetivo era contribuir para compreender como agem os hormônios, como funciona o mecanismo que desencadeia a puberdade e entender a fisiopatologia do problema”, disse.
“Os mecanismos que controlam esse início da puberdade ainda são misteriosos. Queremos entender como polimorfismos em genes podem modular a idade de inicio da puberdade. E também como as mutações genéticas podem explicar as patologias puberais”, destacou.
Fontes:
A GPR54-Activating Mutation in a Patient with Central Precocious Puberty. Milena Gurgel Teles et al. New England Journal of Medicine Volume 358:709-715 February 14, 2008 Number 7.
Agencia FAPESP
Engenharia genetica
Pesquisadores criaram uma técnica capaz de utilizar moléculas de DNA para construir estruturas tridimensionais feitas de nanopartículas de ouro.
Moléculas sintetizadas de DNA foram anexadas a minúsculas esferas de ouro. Com a técnica, ao mudar as seqüências de bases do DNA, os pesquisadores conseguiram construir estruturas cristalinas de formas diferentes. O método, resultado de uma década de pesquisas, foi descrito em artigo publicado na edição desta quinta-feira (31/1) da revista Nature.
De acordo com os autores, a técnica é um passo fundamental para o desenvolvimento de materiais funcionais que utilizem o princípio de automontagem programável. A abordagem deverá permitir o uso de materiais inorgânicos para construir estruturas com propriedades específicas para aplicações como terapias, biodiagnósticos, óptica, eletrônica ou catálise.
A maior parte das gemas, como diamantes, rubis e safiras, são materiais inorgânicos cristalinos. Em cada estrutura de cristal, os átomos têm uma disposição precisa que dá a cada material suas propriedades únicas. As conhecidas propriedades de dureza e refração do diamante, por exemplo, decorrem de sua estrutura: a localização precisa de seus átomos de carbono.
Os pesquisadores utilizaram o DNA para orientar a montagem do cristal. A mudança da seqüência de bases da fita de DNA muda o projeto e, conseqüentemente, o formato das estruturas cristalinas. Os dois cristais descritos no estudo, ambos feitos de ouro, têm propriedades distintas porque as partículas foram arranjadas de forma diferente.
“Agora estamos mais próximos do sonho de separar tudo em blocos construtivos fundamentais – que, para nós, são as nanopartículas – e reorganizá-los com a estrutura que quisermos para obter as propriedades necessárias para determinadas aplicações”, disse Chad Mirkin, um dos autores do estudo e diretor do Instituto Internacional de Nanotecnologia da Universidade Northwestern.
Os cientistas trabalharam com partículas de ouro de cerca de 15 nanômetros de diâmetro e anexaram a cada uma delas fitas duplas de DNA, sendo que uma fita era sempre mais longa que a outra.
A parte de fita simples do DNA, a maior, serviu, segundo os cientistas, como um “DNA de ligação”, que procura uma fita simples complementar anexada a outra nanopartícula de ouro. A conexão das duas fitas simples completa a dupla hélice, ligando fortemente as nanopartículas entre si.
Cada nanopartícula de ouro teve múltiplas fitas de DNA anexadas a sua superfície, levando as nanopartículas a fazer ligações em diversas direções, resultando em uma estrutura tridimensional: um cristal. Cada seqüência diferente de DNA de ligação resultou em um tipo diferente de estrutura cristalina.
“Nós observamos até mesmo um caso em que o mesmo DNA de ligação resulta em diferentes estruturas, dependendo da temperatura em que as partículas são misturadas”, disse Mirkin.
Utilizando raios X de alta energia produzidos por uma fonte de luz síncrotron no Laboratório Nacional Argonne, em associação com simulações computacionais, a equipe conseguiu imagens dos cristais para determinar a disposição exata das partículas na estrutura. Os cristais resultantes tinham cerca de 1 milhão de nanopartículas.
“Os cientistas levaram décadas para aprender como sintetizar o DNA. Agora, sabemos como utilizar a forma sintetizada fora do corpo para organizar matéria inorgânica de maneira útil, o que é realmente espetacular”, destacou Mirkin.
A equipe utilizou apenas um tipo de bloco elementar – as esferas de ouro –, mas, quando o método for mais desenvolvido, uma série de blocos de diferentes tamanhos poderá ser empregada, além de diferentes composições (ouro, prata e partículas fluorescentes, por exemplo) e diferentes formas (esferas, discos, cubos e triângulos).
O controle da distância entre as nanopartículas também é fundamental para as funções das estruturas. “Quando chegarmos a isso, poderemos construir o que bem entendermos. As regras que governam a automontagem agora são conhecidas. Determinar como combinar nanopartículas em estruturas interessantes é um dos grandes desafios nesse campo”, disse Mirkin.
Fontes:
DNA-programmable nanoparticle crystallization. Sung Yong Park et al. Nature 451, 553-556 (31 January 2008).
Agencia FAPESP
Criado Genoma Artificial
Foi criada uma cópia artificial do genoma completo da bactéria Mycoplasma genitalium.
Embora a síntese química de genes seja rotineira, até então os únicos genomas sintéticos completos obtidos eram de vírus. O M. genitalium é a bactéria com o menor genoma entre todos os organismos independentes usados em cultura, mas ainda assim conta com mais de 580 mil pares de base.
O estudo descreve um método que poderá permitir a outros pesquisadores gerar moléculas de DNA muito maiores do que era possível até então. Segundo a Science, o trabalho representa um importante passo rumo à criação de microrganismos sintéticos que poderão ser usados para a produção de biocombustíveis, na limpeza de lixo tóxico ou no seqüestro de carbono, entre muitas outras aplicações potenciais.
O grupo do Instituto J. Craig Venter, liderado por Daniel Gibson, sintetizou quimicamente, in vitro, grandes pedaços do genoma da bactéria com tamanhos diferentes, cada um representando um oitavo ou um quarto da seqüência completa.
As cópias foram armazenadas em cromossomos artificiais dentro da bactéria Escherichia coli. Em seguida os pesquisadores montaram as peças em cultura de levedura, empregando o próprio mecanismo celular do organismo para ajudar na tarefa.
O agrupamento foi isolado e seqüenciado, resultando em um clone da bactéria original. O resultado foi denominado Mycoplasma genitalium JCVI-1.0, ou seja, a primeira versão do mesmo feita pelo instituto (com suas iniciais em inglês).
“Um clone com a seqüência correta foi obtido. Os métodos descritos [no artigo] serão úteis para a construção de grandes moléculas de DNA a partir de peças sintetizadas quimicamente e também nas combinações de segmentos de DNA naturais e sintéticos”, descreveram os autores.
Fontes:
Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome. Daniel G. Gibson et al. Published Online January 24, 2008. Science.
Agencia FAPESP
Gene do desenvolvimento do cortex cerebral
Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine identificaram um gene que é especificamente responsável por gerar o córtex cerebral, uma descoberta que pode levar a terapias com células-tronco para o tratamento de lesões cerebrais e doenças como derrames e mal de Alzheimer. O estudo foi publicado na edição desta sexta-feira (18/1) da revista Science.
A equipe liderada por Edwin Monuki, do departamento de Patologia da universidade, descobriu que o gene chamado Lhx2 instrui as células-tronco do cérebro em formação para gerar o córtex. O gene “criador de córtex” era procurado há muitos anos pelos cientistas.
O córtex é a parte do cérebro responsável pelas mais elevadas funções cognitivas e sensoriais como a linguagem, a tomada de decisões e a visão. Sem a ação do gene, não há formação de córtex cerebral.
“Essa nova informação sobre o papel do Lhx2 no desenvolvimento cortical pode potencialmente ser utilizada na pesquisa com células-tronco para fazer crescer novos neurônios do córtex que possam substituir os que forem danificados no cérebro”, disse Karla Hirokawa, doutoranda do Laboratório de Medicina e Biologia Celular e do Desenvolvimento, segunda autora do estudo.
“A descoberta tem implicações para os contínuos esforços voltados para a recuperação de pessoas que sofreram derrame e para retardar o progresso de doenças neurodegenerativas”, disse Karla.
O Lhx2 está no grupo dos genes – conhecidos como genes seletores – que agem durante momentos decisivos do desenvolvimento embrionário e fetal, dirigindo as células-tronco ao crescimento em partes específicas do corpo, como cérebro, sangue e ossos.
Em testes com roedores, os pesquisadores descobriram que a atividade do Lhx2 como seletor cortical é crítica apenas durante o estágio em que o córtex em desenvovimento está sendo construído por células-tronco – mas não antes ou depois dessa fase.
Além disso, eles descobriram que as células-tronco corticais que não expressam o gene Lhx2 se transformam em outro tipo de célula – conhecido como células de bainha – que induzem as células vizinhas a formar o hipocampo, que é a parte mais antiga do cérebro em termos de evolução, e o principal centro de memória.
O papel do Lhx2 no desenvovimento cortical tem amplas implicações no campo nascente da pesquisa com células-tronco. O laboratório de Monuki está atualmente estudando como ativar os genes Lhx2 em células-tronco neurais, inciciando o processo no qual as novas células corticais começam a crescer.
“Se formos bem-sucedidos, o conceito de utilização do Lhx2 para incutir células-tronco com propriedades corticais pode ser a base de estudos clínicos que possam um dia auxiliar no tratamento de pacientes”, disse Monuki.
Em dezembro, os pesquisadores do laboratório de Monuki publicaram um estudo que identificava um novo método para selecionar células-tronco que, segundo eles, é mais rápido, mais simples e mais barato que as técnicas atuais. O método poderia, no futuro, permitir terapias para pessoas com diferentes doenças que vão de lesões no cérebro e coluna vertebral até as doenças de Parkinson e Alzheimer.
Fontes:
Lhx2 Selector Activity Specifies Cortical Identity and Suppresses Hippocampal Organizer Fate. Vishakha S. Mangale et al. Science 18 January 2008: Vol. 319. no. 5861, pp. 304 - 309.
Agencia FAPESP
Genes desregulados no cancer
Utilizando técnicas de biologia computacional foram descobertos 480 genes que têm um papel importante na divisão celular humana. Os estudos mostraram que mais de 100 desses genes possuem padrões anormais de ativação em células cancerosas.
De acordo com o pesquisador Ziv Bar-Joseph, da Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, as células malignas perdem o controle do processo de replicação, por isso, a detecção de diferenças na ativação genética do ciclo celular em células normais e malignas fornece importantes pistas sobre como o câncer se desenvolve. Os genes descobertos, segundo o cientista, são alvos potenciais para drogas terapêuticas.
Ao contrário de muitos estudos sobre o câncer, que procuram identificar a ausência de genes que podem causar a doença, a nova pesquisa mostra que os genes podem contribuir para o aparecimento da doença de maneiras menos óbvias.
“Vimos que há muitos genes que estão presentes e mesmo assim estão envolvidos com o câncer devido ao fato de não estarem ativos, ou expressos, da maneira habitual”, disse o co-autor da pesquisa Itamar Simon, um biólogo molecular da Escola Médica da Universidade Hebraica, em Israel.
Em vez de se “ligarem” e “desligarem” ciclicamente, como ocorre normalmente nos processos de replicação e desenvolvimento celular, esses genes estão expressos de forma fixa, ou simplesmente não estão expressos.
Apenas alguns dos genes apontados como desregulados em células cancerosas – como o PER2 e o HOXA9 – já haviam sido associados ao câncer. A maioria, cuja relação com a doença até agora não havia sido estabelecida, inclui pelo menos três genes responsáveis pela reparação de mutações genéticas que ocorrem durante a duplicação do DNA na célula.
A falha do ciclo em genes reparadores de DNA das células cancerosas levanta a possibilidade de que algumas mutações associadas com a doença podem não ser sua causa. “Algumas das mutações podem ser causadas pelos genes com problemas no ciclo e não o contrário”, disse Bar-Joseph.
Para determinar se as mutações genéticas são um efeito colateral de certos tipos de câncer, em vez de uma causa, mais pesquisas serão necessárias. O mesmo vale para a identificação de quais são os mais importantes entre os 118 genes que não “ligam” e “desligam”.
“Esses genes parecem ser importantes, mas não sabemos ainda quais deles têm um papel-chave ou podem se tornar alvos para drogas terapêuticas”, disse Simon. “Nós reduzimos o número de candidatos. Agora, em vez de procurar em milhares de genes, podemos nos concentrar numa centena.”
O artigo Genome-wide transcriptional analysis of the human cell cycle identifies genes differentially regulated in normal and cancer cells, de Ziv Bar-Joseph e outros, pode ser lido por assinantes da Pnas em, clique aqui
Fontes:
Genome-wide transcriptional analysis of the human cell cycle identifies genes differentially regulated in normal and cancer cells. Ziv Bar-Joseph et al. Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), Published online before print January 14, 2008.
Agencia FAPESP
