Brains as Clear as Jell-O for Scientists to Explore

Eu sempre brinco que se um resultado é muito mas muito bom e impactante, ele será publicado no New York Times.

Foi o que aconteceu hoje, quando abri a página do NYT, lá estava essa reportagem: cientistas conseguem tornar o cérebro transparente (como gelatina), permitindo uma visão exploratória como nunca antes imaginado.

"The visible brain has arrived — the consistency of Jell-O, as transparent and colorful as a child’s model, but vastly more useful. Scientists at Stanford University reported on Wednesday that they have made a whole mouse brain, and part of a human brain, transparent, so that networks of neurons that receive and send information can be highlighted in stunning color and viewed in all their three-dimensional complexity without slicing up the organ.
Even more important, experts say, is that unlike earlier methods for making the tissue of brains and other organs transparent, the new process, called Clarity by its inventors, preserves the biochemistry of the brain so well that researchers can test it over and over again with chemicals that highlight specific structures within a brain and provide clues to its past activity. The researchers say this process may help uncover the physical underpinnings of devastating mental disorders like schizophrenia, autism, post-traumatic stress disorder and others."

Vejam essa foto do cérebro "claro"e transparente como gelatina (de limão?).

O link para o estudo original está aqui: Nature
Structural and molecular interrogation of intact biological systems

• Kwanghun Chung,
• Jenelle Wallace,
• Sung-Yon Kim,
• Sandhiya Kalyanasundaram,
• Aaron S. Andalman,
• Thomas J. Davidson,
• Julie J. Mirzabekov,
• Kelly A. Zalocusky,
• Joanna Mattis,
• Aleksandra K. Denisin,
• Sally Pak,
• Hannah Bernstein,
• Charu Ramakrishnan,
• Logan Grosenick,
• Viviana Gradinaru
• & Karl Deisseroth

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A ecologia da doença

Em um artigo publicado no NYTimes, Jim Robbins descreve uma área de pesquisa multidisciplinar cujo objetivo é entender como a alteração/destruição de ecosistemas terrestres pode desencadear epidemias/pandemias. Segundo o autor, 60% das doenças infecciosas emergentes que afetam os seres humanos são zoonoses - são originárias de animais e mais de dois terços destas,  originárias de animais selvagens.

Equipes de veterinários e biólogos da conservação estão no meio de um esforço global com médicos e epidemiologistas para entender a "ecologia da doença." É parte de um projeto chamado Predict, que é financiado pela Agência dos Estados Unidos para o Desenvolvimento Internacional. Os especialistas estão tentando descobrir, com base em como as pessoas alteram a paisagem - com uma nova propriedade ou uma nova estrada, por exemplo - onde doenças (próximas epidemias) podem "transbordar" da natureza para os seres humanos. A idéia é identificá-los quando eles surgem, antes que eles possam se espalhar . Os pesquisadores estão coletando sangue, saliva e outras amostras a partir de espécies selvagens de alto risco. Assim, irão criar uma biblioteca dos vírus que circulam por estes tecidos (sangue, saliva, etc). Uma vez que ocorra uma infecção de seres humanos, a biblioteca servirá para acelerar a identificação do agente infeccioso. Em paralelo, os experts em conservação estudam maneiras de manejar, de maneira sustentável, florestas, a vida silvestre e rebanhos para evitar ou prevenir a entrada de novos agentes em comunidades próximas, gerando a próxima pandemia.

Um exemplo prático:

O vírus Nipah, no Sul da Ásia, apareceu nos morcegos Pteropus vampyrus. Estes morcegos comem fruts, mastigam a polpa e, em seguida, cospem as sementes. Os morcegos evoluíram com o vírus ao longo de milhões de anos, e, por isso, eles aparentam sintomas de um resfriado quando infectados. No entanto, em 1999, na Malásia, um pedaço de fruta mastigada por um morcego caiu em uma pocilga. Os porcos foram infectadas com o vírus e daí, ele se multiplicou e pulou para os seres humanos. De 276 pessoas infectadas na Malásia, 106 morreram, e muitos outros sofreram distúrbios neurológicos permanentes e incapacitantes. Não há cura ou vacina. Desde então, houve 12 focos menores no Sul da Ásia.

Não é fazer tempestade ou terrorismo mas é pensar como as crescentes alterações no meio ambiente pode aproximar hospedeiros completamente naive de novos patógenos, até então confinados a determinados grupos de vertebrados. 

"Não se trata de manter a floresta nativa intocada e livre de pessoas", diz Simon Anthony, virologista molecular em EcoHealth. "É aprender como fazer as coisas de forma sustentável. Se você entende o que leva ao surgimento de uma doença infecciosa, você pode aprender a modificar os ambientes de forma sustentável. "

Ecuadorean Villagers May Hold Secret to Longevity

Post de Fabiana Celes
LIP- CPqGM/FIOCRUZ

O Hormônio do Crescimento (GH) é um peptídeo produzido pela hipófise anterior que age indiretamente nos tecidos através de sua ligação ao receptor de hormônio do crescimento (GHR). Este receptor é uma proteína celular transmembrana cuja porção externa é reconhecida pelo GH circulante enquanto a interna promove a sinalização celular via proteínas da família STAT e JAK [1,2]. Em resposta a ligação do GH ao seu receptor, as células do fígado e de tecidos moles secretam Fatores de Crescimento Semelhantes à Insulina (IGFs), os quais aumentam a produção de ATP e a intensidade de entrada de aminoácidos nas células, acelerando a síntese protéica. Através deste mecanismo, o GH promove o crescimento esquelético e muscular em crianças e jovens e atua no processo de cicatrização, reparo celular e manutenção da massa óssea e muscular dos adultos [2,3].

A Insensibilidade ao Hormônio do Crescimento (IGH) pode ser definida como a inabilidade de tecidos-alvos de responderem normalmente ao GH e pode relacionar-se com o funcionamento inadequado de genes responsáveis pela produção de componentes do eixo GH/IGF [2,4]. As manifestações clínicas são diversas, entretanto o quadro clássico é descrito como Síndrome de Laron (SL) que envolve baixa estatura importante, características faciais típicas e obesidade centrípeta [4]. Esta síndrome é decorrente de uma mutação no gene codificante do GHR que resulta na perda de 8 unidades da porção externa do receptor, impedindo a ligação do GH ao mesmo, comprometendo a produção de IGFs.

Os estudos (Guevara-Aguirre et al.) abordados pela reportagem em questão envolvem um grupo de moradores de aldeias remotas do Equador, os quais geralmente medem menos de 1,06 metros de altura e são portadores da Síndrome de Laron. Um grupo de 99 indivíduos tem sido acompanhado há 24 anos pelo Dr. Jaime Guevara-Aguirre, médico equatoriano especialista em diabetes. De acordo com indicadores de saúde acumulados de seus pacientes, observou-se que embora o câncer seja freqüente entre as pessoas que não têm a SL, aqueles que a possuem raramente desenvolvem esta patologia. Além disso, verificou-se que, embora a obesidade seja comum em portadores desta síndrome, eles não apresentam quadros de diabetes.

Estes indivíduos foram encontrados por Aguirre em 1987 e após 7 anos, em 1994, a comparação dos portadores de SL com seus familiares já demonstrava a ausência de desenvolvimento de câncer, entretanto críticas importantes foram feitas a este trabalho uma vez que o grupo avaliado era pequeno e o tempo de acompanhamento tinha sido curto.

Estudos laboratoriais com C. elegans knockout para o gene do receptor de IGF 1 (DAF 2) tem demonstrado que a ausência do receptor faz com que os animais knockout vivam 2 vezes mais que os naive. Os pacientes com SL têm efeito equivalente, uma vez que suas células produzem IGF em pequena quantidade e por isso possuem baixa sinalização para DAF 2. Dessa maneira espera-se que os pacientes com SL possam viver por mais tempo. Esta sobrevida poderia ser significante caso a taxa de morte por causas não relacionadas a idade, como alcoolismo e acidentes, não fossem tão elevadas entre estes indivíduos.

Com o intuito de relacionar os níveis baixos de IGF 1 e a ausência de diabetes e câncer em portadores de Síndrome de Laron, realizou-se ensaios onde células humanas foram cultivadas com soro de pacientes com SL e posteriormente induziu-se lesão do DNA por ação de um composto químico. Verificou-se que o soro protegeu as células do dano genético e estimulou a autodestruição de células danificadas como mecanismo que impedir a proliferação exacerbada das mesmas gerando tumores. Estes efeitos foram revertidos quando quantidades pequenas de IGF 1 foram adicionadas ao soro.

Uma linhagem de camundongos criada por John Kopchick da Universidade de Ohio tem um defeito no gene do receptor de hormônio de crescimento, tal como os portadores de SL. Estudos tem demonstrado que estes camundongos vivem 40% mais que os normais.

Embora baixas taxas de IGF 1 sejam benéficas aos indivíduos com SL é importante considerar que algum nível deste hormônio é necessário para proteger estes indivíduos de doenças cardíacas e que a administração de IGF 1 antes da puberdade poderia promover o crescimento normal da musculatura e ossos destes indivíduos, levando a melhoria da qualidade de vida.

Referências:
1. The New York Times. Ecuadorean Villagers May Hold Secret to Longevity. Disponível aqui. Acesso em 23 de fevereiro de 2011.

2. BOGUSZEWSKI, C. L. Genética Molecular do Eixo GH-IGF1. Arq Bras End Met. 45 (2001)

3. TORTORA, G. J.; GRABOWSKI, S.R. Princípios de Anatomia e Fisiologia. 9ed. Guanabara Koogan. Rio de Janeiro. 2002. p 523-524

4. SBEM. Insensibilidade ao Hormônio do crescimento. Disponível aqui
Acesso em 23 de fevereiro de 2011