Uma árvore de ramos inusitados

Ampla amostragem genética revela parentescos e eventos evolutivos na diversificação de família de roedores

© EDUARDO CESAR

Com um modo de vida semiaquático, o ratão-do-banhado existe desde o estado de São Paulo até o sul

Quem pensa que ratos não passam de bichos asquerosos de cauda pelada que rondam os esgotos nunca viu um rato-do-cacau, da espécie Callistomys pictus. Com seu nome que significa, em latim, “rato mais bonito”, o roedor que pesa por volta de meio quilograma (kg) tem pelagem longa e macia entre o branco e o prateado com uma mancha preta que percorre as costas. Apenas um grupo muito seleto de pessoas já viu esse animal que vive no alto das árvores na região cacaueira de Ilhéus no sul da Bahia, uma distribuição restrita que garante à espécie o status de ameaçada de extinção na lista vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN, em inglês): apenas 13 indivíduos já foram registrados por zoólogos. A versão mais recente da árvore genealógica (filogenia) dessa família de roedores indicou que seus parentes mais próximos são os ratões-do-banhado (Myocastor coypus), uma revelação curiosa que ressalta ainda mais o desconhecimento sobre esses animais. “As duas espécies são completamente diferentes em aparência, hábito e distribuição geográfica”, afirma o zoólogo Yuri Leite, professor na Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) e um dos autores do artigo publicado no final de dezembro no site da revista Molecular Biology and Evolution.

Leite, que há mais de 20 anos persiste em um trabalho de detetive para capturar ratos da família Echimyidae, ou equimídeos, e entender as relações entre as espécies, considera surpreendente o parentesco entre animais tão diferentes quanto o rato-do-cacau e o ratão-do-banhado. Mesmo assim, não foi uma novidade para ele, que já publicara a mesma conclusão em 2014 na revista Natureza on line, como parte do trabalho de doutorado de sua aluna Ana Carolina Loss. Naquele momento, o próprio título do artigo denotava uma certa incredulidade (“Relações filogenéticas inesperadas do rato-do-cacau Callistomys pictus”). “Poderia ser um viés de amostragem, porque tínhamos uma quantidade limitada de dados”, reconhece, “mas agora não”. Apesar de já ter feito muito trabalho de campo em busca de roedores praticamente pelo Brasil inteiro, ele mesmo nunca viu um rato-do-cacau.

O trabalho de 2014 conava com 14 gêneros de equimídeos, dos quais foram analisados quatro trechos do genoma. O estudo mais recente, liderado pelo evolucionista francês Pierre-Henri Fabre, professor na Universidade de Montpellier, abrange todos os 26 gêneros da família por meio de material genético extraído de espécimes depositados em nove museus zoológicos de vários países (entre eles, uma amostra de tecido de rato-do-cacau da coleção da Ufes). A partir desse material, técnicas mais recentes de sequenciamento agora permitiram construir árvores filogenéticas levando em conta 18 genes diferentes, a amostragem mais completa já realizada para esses animais.

Um dos problemas das árvores anteriores é incluir características ósseas, que aparentemente não revelam com precisão a trajetória evolutiva. A ideia sempre foi que semelhanças são consequência de parentesco, mas o princípio não vale para toda a anatomia. Leite conta que os dentes, por exemplo, são muito variáveis (talvez como adaptação à alimentação) e semelhantes entre animais que agora aparecem muito distantes na filogenia. O resultado mostrou que os equimídeos arborícolas são em grande parte parentes entre si e formam um ramo na árvore filogenética (ver infográfico). O mesmo vale para os terrestres, agrupados em três conjuntos. Em um deles surgiram, entre 6 milhões e 12 milhões de anos atrás, dois gêneros semifossoriais (Clyomys e Euryzygomatomys), que passam boa parte de seu tempo debaixo da terra.

Outro roedor com esse modo de vida é o rato-de-espinho Carterodon sulcidens, um animal raro que vive em galerias subterrâneas em áreas de Cerrado, no Brasil Central. Apesar dos avanços obtidos pelo estudo, sua identidade continua incerta e ele não parece ser aparentado com equimídeos semifossoriais, com quem é muito parecido. “Há algo de estranho na evolução molecular desse animal, não podemos nem dizer com certeza que seja um equimídeo”, avalia Leite. “Algumas análises o colocam como mais próximo das hutias, integrantes de outra família de roedores endêmica do Caribe, algo realmente inesperado em termos morfológicos e biogeográficos”, conta. Fabre também ressalta a velocidade com que o material genético sofre mutações, a taxa de evolução molecular, que considera excepcional a ponto de driblar os métodos de análise utilizados. “Vamos tentar com mais genes e dados genômicos no futuro”, planeja.

© RAQUEL MOURA

Rato-do-cacau é o parente mais próximo do ratão-do-banhado

Máquina do tempo

Uma contribuição da análise feita agora, além de apontar os parentescos de uma maneira mais precisa do que já tinha sido possível, foi testar hipóteses sobre quais fatores levaram à diversificação dessa família de roedores. O mecanismo mais invocado para explicar efeitos geográficos na evolução costuma ser a vicariância, em que barreiras como montanhas ou oceanos surgem impedindo o trânsito de organismos e isolando espécies em subconjuntos que passam a evoluir separadamente. Mas o estudo recém-publicado aponta para a dispersão como evento mais comum, situações nas quais o trânsito de animais passa a ser possível. Não é possível voltar ao passado para ter certeza de como aconteceu, mas modelos estatísticos permitem combinar o parentesco entre as espécies, sua localização e a idade das linhagens e sugerir o cenário mais provável. “Se em um grupo todas as espécies aparecem na Mata Atlântica, o ancestral deve ter vivido nessa floresta”, exemplifica Fabre. “Mas se o grupo mais próximo dessas espécies atlânticas é amazônico, pode ter havido um exemplo de separação entre a Mata Atlântica e a Amazônia.” É uma simplificação. A partir daí, outros fatores são levados em conta para tentar diferenciar entre separações e junções em tempos distantes. “Graças a modelos geológicos e de dispersão, testamos as hipóteses de vicariância e dispersão”, explica o francês.

Um caso marcante é justamente o pareamento improvável entre o rato-do-cacau e o ratão-do-banhado. Fabre confessa que, apesar de sugestões no passado de que havia semelhanças entre os dentes e o número de cromossomos das duas espécies, foi uma surpresa encontrá-los juntos na árvore, com um apoio estatístico convincente. A linhagem que deu origem aos dois gêneros é antiga e teria se bifurcado, de acordo com as análises, por volta de 10 milhões de anos atrás, enquanto a cordilheira dos Andes se soerguia e quando surgiram grandes zonas alagadas em florestas, como o mar do Paraná. “Essas incursões aquáticas podem ter estimulado adaptações que levaram tanto ao hábito arborícola como ao semiaquático”, propõe Leite. Subir nas árvores ou nadar são duas saídas possíveis para sobreviver nas mesmas condições.

© ALEXANDRA BEZERRA / MPEG

O rato-de-espinho tem posição incerta na genealogia

As análises biogeográficas também corroboram resultados anteriores que indicavam um papel importante da elevação da cordilheira dos Andes e de conexões entre a Amazônia e a Mata Atlântica na diversificação desses animais, em diferentes momentos do passado. Para Leite, a nova árvore filogenética pode servir para gerar outras perguntas ecológicas ou evolutivas. Por que um determinado grupo evoluiu da maneira que se observa? O que torna o rato-do-cacau raro? A região onde eles vivem, no sul da Bahia, tem um alto grau de endemismo, com espécies que existem apenas lá. “Queremos investigar o que aconteceu com alterações no nível do mar e expansão da floresta para possibilitar a diversificação de roedores”, sugere Leite, um especialista em encontrar e capturar até mesmo ratos praticamente inacessíveis, que nunca descem do alto de árvores nas quais circulam apenas à noite. Ele já descreveu diversas espécies da família.

Fabre, que há anos se dedica a esses animais rodeados de mistério, ressalta seus encantos. “Temos poucos dados e é um dos grupos mais interessantes da América do Sul, visto que são diversificados do ponto de vista ecológico, morfológico e taxonômico”, afirma, destacando que restam muitas espécies a descrever e que se sabe pouco sobre as já registradas pela ciência.

Artigos científicos
FABRE, P.-H. et al. Mitogenomic phylogeny, diversification, and biogeography of South American spiny rats. Molecular Biology and Evolution. On-line. 25 dez. 2016.
LOSS, A. C. et al. Unexpected phylogenetic relationships of the painted tree rat Callistomys pictus (Rodentia: Echimyidae). Natureza on line. v. 12, n. 3, p. 132-6. jul-set. 2014.

Fonte: Revista Fapesp on line fev/2017
Por Maria Guimarães

Transmissão de ebola se concentra em grupos sociais

Estudo que associa dados de evolução dos vírus e modelos epidemiológicos ajuda a traçar estratégia para combater a doença

© NAHID BHADELIA/CDC

Em treinamento do Centro de Controle de Doenças dos Estados Unidos, profissionais de saúde usam trajes especiais para 

tratamento de ebola

As imagens que chegam dos países atingidos pela epidemia de ebola são aterradoras. Pessoas sem forças para se levantar, barradas na porta de hospitais superlotados; profissionais de saúde enfrentando uma verdadeira guerra vestidos quase como astronautas ou mergulhadores de águas profundas, e mesmo assim sem segurança de sobreviver ao trabalho. “Será muito difícil parar essa epidemia”, avalia o biólogo Atila Iamarino, do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP).

Não é pessimismo gratuito. Durante pós-doutorado no laboratório de Jeffrey Townsend, da Universidade Yale, nos Estados Unidos, com bolsa da FAPESP, o brasileiro participou de um estudo pioneiro por ter reunido modelos epidemiológicos e dados sobre a evolução do vírus. Os resultados, publicados hoje (16/12) na revista Clinical Infectious Diseases, mostram que conceitos inadequados foram usados para estimar o avanço da doença no oeste da África durante a epidemia de 2014. “Os modelos presumem que qualquer doente tem chance de encontrar qualquer pessoa, de maneira aleatória”, explica Iamarino. Isso pode ser verdade para doenças como a gripe, facilmente transmitida pelo ar. Mas é diferente no caso de ebola, em que é preciso contato com fluidos de doentes para ser contaminado. Por isso, muito do contágio se dá em funerais, quando o corpo é lavado e muitos tocam e beijam o falecido. “No caso do ebola, a pessoa ainda é capaz de transmitir o vírus depois que morre”, alerta.

Especialista em evolução viral, Iamarino analisou a sequência genética do vírus dos primeiros 78 pacientes que foram admitidos em hospitais em Serra Leoa, onde a doença já atingiu mais de 8 mil pessoas este ano e matou quase 2 mil, segundo estimativas divulgadas pela Organização Mundial da Saúde. As diferenças entre os genomas permitem avaliar o número real de doentes e compará-los com os casos notificados, para saber a taxa de subnotificação, que é comum por medo de enfrentar estigma na comunidade e de ter o corpo do familiar levado por agentes de saúde. Esses dados indicaram que, em média, cada doente transmite o vírus a menos de duas outras pessoas (1,4), enquanto os modelos epidemiológicos mais usados estimaram uma transmissão para mais de duas pessoas a cada infectado. Parece pouco, mas em termos epidemiológicos faz muita diferença.

A explicação para essa discrepância está no pressuposto de como a doença se espalha: a transmissão não é aleatória, mas sim concentrada em grupos localizados. Entender isso é essencial para traçar estratégias de combate à doença. É possível conter uma epidemia trabalhando rapidamente em tratar e isolar os primeiros doentes e as pessoas que estiveram em contato com eles. Mas isso não aconteceu em Serra Leoa e na Libéria, onde o atendimento médico demorou a chegar e a se organizar. Segundo a análise publicada, com o decorrer do surto a doença deixou de circular em grupos e passou a ser transmitida mais aleatoriamente. “Enquanto a doença circula em grupos definidos, é muito mais fácil traçar os contatos e isolar os doentes”, diz Iamarino.

A prevenção também precisa ser pensada em escala local, agora que vacinas estão sendo testadas. “É preciso montar cadeias de vacinação em torno das regiões afetadas, em vez de distribuir as doses ao acaso.” É impossível saber como o surto atual vai avançar e quando vai terminar, mas dado o longo período de incubação e contágio, o biólogo da USP aposta que no próximo ano o vírus continuará a agir nessa região do oeste africano.

Artigo científico
SCARPINO, S. V. et al. Epidemiological and viral genomic sequence analysis of the 2014 Ebola outbreak. Clinical Infectious Diseases. 16 dez 2014.

Fonte: Revista Fapesp - dez/2014

Por: Maria Guimarães

Riscos e benefícios das células-tronco

Ganhador do prêmio de Medicina em 2007, o geneticista inglês Martin Evans fala dos desafios e possibilidades 

dessa abordagem terapêutica.

de Lindau

Evans: descobridor das células-tronco embrionárias em camundongos, que permitiram modificar os genes dos animais e usá-los como modelos de doenças

Nascido em 1º de janeiro de 1941 em um distrito da cidade de Stroud, distante cerca de 180 quilômetros a oeste de Londres, o geneticista Martin Evans se lembra do que chama de seu primeiro experimento. Em um cenário rural marcado pela visão de prisioneiros da Segunda Guerra Mundial que lavravam os campos locais, o pequeno Martin misturou água, areia e cimento na esperança de obter um material sólido, como vira outras pessoas fazerem. Mas verteu muita água e errou a mão na receita. Meio século mais tarde, precisamente em 2007, ao lado do americano Mario R. Capecchi e do também britânico Oliver Smithies, Evans recebeu o Prêmio Nobel de Medicina por sua contribuição na formulação de uma receita de programação celular que, ao contrário da velha argamassa que desandara, deu muita liga: ele descobriu as células-tronco embrionárias em camundongos, cuja manipulação genética permitiu a criação de modelos animais – os roedores nocaute – que reproduzem as condições clínicas de doenças humanas. Essa técnica permite desligar deliberadamente um gene e, dessa forma, causar nos camundongos a mesma condição clínica, ou um distúbio similar, que atinge os humanos.

Desde 2012 no cargo honorário de chanceler da Universidade de Cardiff (País de Gales), Evans foi um dos 37 laureados com a maior honraria da ciência que participaram do 64º Encontro de Prêmio Nobel em Lindau, pequena cidade do Sul da Alemanha, às margens do lago Constança, na divisa com a Áustria e a Suíça. No evento, o geneticista deu palestras e conversou com 600 jovens cientistas de 80 países, inclusive o Brasil. Nesta entrevista, concedida em uma mesa de restaurante à beira do lago, o pesquisador fala dos possíveis impactos das pequisas com células-tronco no desenvolvimento de tratamentos para doenças. “Boa parte das terapias com células-tronco será mais parecida com uma cirurgia”, diz ele. “Teremos de analisar o risco e o benefício [desses procedimentos] para a população e para o meio ambiente.”

As pesquisas médicas com células-tronco vão gerar novos tratamentos para doenças?
Realmente acho que as células-tronco farão parte de uma importante linhagem de terapias. Acredito que as coisas deverão ser assim. Mas espero que haja um controle severo de como serão usadas. Creio que poderão gerar uma medicina bastante personalizada se conseguirmos atingir esse objetivo e os riscos serão bem menores para os pacientes. As pessoas têm medo de que ocorra algum problema com os tratamentos à base de células-tronco e o paciente acabe desenvolvendo tumores, mas não estamos falando da aplicação de uma vacina, que é um procedimento feito em grande escala, em milhares de pessoas. Se as células-tronco gerarem procedimentos personalizados, será possível rapidamente voltar atrás e tentar resolver algum eventual problema ocasionado especificamente no paciente. As pessoas terão de se perguntar se vale a pena colocar algum tipo de célula em seu organismo. Elas fariam isso por questões cosméticas? Na verdade, isso já está ocorrendo, embora eu não veja nenhuma motivação para fazer isso. Presumo que, nesses casos estéticos, algumas pessoas achem que a questão do risco e do benefício da terapia seja compensadora. Nos tratamentos com células-tronco, o ideal é que os benefícios sejam enormes e os riscos os menores possíveis.

Quando novos tratamentos com células-tronco vão se tornar disponíveis?
Alguns já estão sendo empregados, em nível experimental. Há estudos com aplicações de células na retina. As pessoas imaginam que é horrível fazer esses testes nos olhos, mas esse é um ótimo lugar porque se trata de um órgão isolado. O pior que pode acontecer é o paciente perder a visão do olho, o que já iria ocorrer de qualquer jeito, mesmo sem a aplicação. A adoção das terapias celulares será um processo lento. Minha resposta-padrão para essa pergunta, que pode não estar correta, é a seguinte: não acredito que eu ou alguém da minha geração irá se beneficiar desses novos tratamentos. Também não acho que a sua geração vai se beneficiar. Suspeito que as pessoas que estão nascendo agora têm grandes possibilidades de utilizar esses procedimentos daqui a 50 anos. Esse é o meu palpite. Mas haverá muitos exemplos distintos de tratamentos. As células-tronco serão um tipo de intervenção importante ao lado de abordagens farmacêuticas e provavelmente da terapia gênica. Espero que não haja muitos problemas com elas, como ocorreu com as pesquisas com terapia gênica, que fizeram os estudos nesse campo pararem por uma década.

O geneticista inglês em um encontro em Lindau com jovens pesquisadores: estímulo para novas gerações

Além de problemas técnicos ainda não superados, as pesquisas com células-tronco obtidas de embriões humanos enfrentam questões éticas. Como o senhor avalia essa situação?
Meu trabalho sempre foi com células embrionárias de camundongos. Há restrições nos trabalhos com animais, mas não como no caso dos humanos. Tudo de que posso falar são minhas ideias sobre as células-tronco humanas. Já estive envolvido em comitês que tratam disso. Estamos no meio de um processo em que nós e o público temos de entender onde estamos. Há pequenos progressos que estão sendo feitos nos laboratórios de pesquisa, mas as maiores decisões terão de ser tomadas quando as terapias começarem a sair dos laboratórios e puderem ser aplicadas nos pacientes. Teremos de ver se coisas que eram feitas em pequena escala, experimentalmente, podem ser consideradas éticas se aplicadas em grande escala. Teremos de analisar o risco e o benefício para a população e para o meio ambiente. É preciso levar em conta para quem serão os benefícios e para quem serão os riscos. Dessa forma, poderemos tomar decisões racionais e sensatas.

As células-tronco com pluripotência induzida (iPS) são realmente uma esperança para o desenvolvimento de novas terapias?
As coisas estão mudando rapidamente. Achávamos que os tratamentos iriam sair das células embrionárias, mas há células que virtualmente podem se comportar como as embrionárias e gerar diversos tecidos se submetidas a um tratamento químico especial. Essas células, as iPS, podem ser retiradas da pele das pessoas e há muitos métodos diferentes de produzi-las. Nesse caso, estamos falando de células que podem vir de uma fonte muito menos polêmica do que as embrionárias, ou seja, de outras células adultas. Acho que os melhores tratamentos virão de células retiradas do próprio paciente que está sendo tratado. Muitas das normas sobre uso de células-tronco que estamos usando são uma evolução da regulação do setor de fármacos, mas essas duas áreas não são exatamente iguais. No caso das drogas, é preciso fazer muitos testes clínicos, pois esse é um tipo de tratamento que, se for aprovado, será prescrito para milhões de pessoas. No caso dos tratamentos com células-tronco, boa parte das terapias será mais parecida com uma cirurgia. Volto ao exemplo dos experimentos em que células-tronco são usadas para tentar tratar alguns tipos de cegueira. Embora estejamos usando células-tronco, estamos falando de um tipo de operação feita nos olhos. O procedimento envolve riscos e benefícios pessoais. O paciente pode achar que vale a pena se submeter ao procedimento se souber que corre o risco de perder a visão se não realizar tal cirurgia. A decisão de aprovar a operação só vai afetar uma pessoa, e ninguém mais.

O senhor está convencido de que as iPS são realmente muito similares às células embrionárias?
Devemos ver as coisas sob dois aspectos. Primeiramente, diria que elas são muito similares. Em segundo lugar, nem todas as células-tronco embrionárias são boas. O mesmo ocorre com as iPS. Há, no momento, ao menos 12 procedimentos diferentes para obter iPS, todos baseados nas observações iniciais do professor Shinya Yamanaka [da Universidade de Kyoto, ganhador do Nobel de Medicina de 2012, por ter conseguido reprogramar células adultas para se comportarem como se fossem células embrionárias e, assim, voltarem a ser pluripotentes]. Segundo Yamanaka, para fibroblastos [células da pele] se tornarem iPS era necessário introduzir quatro diferentes fatores de transcrição [na verdade, inserir quatro genes que produzem proteínas denominadas fatores de transcrição, que regulam o funcionamento de outros genes nas células]. Agora há pessoas que conseguem fazer isso com três fatores e quem obtenha esse resultado dando proteínas ou RNA às células adultas. A reprogramação celular demanda tempo. Obviamente há múltiplos processos ocorrendo dentro das células e precisamos entendê-los. Mas essa reprogramação de uma célula adulta para uma iPS similar a uma célula embrionária é a mais dramática reversão em termos de desenvolvimento e diferenciação celular. É voltar totalmente para trás. Como o próprio professor Yamanaka lhe diria, ele só conseguiu fazer isso porque já sabia como deveria cultivar células embrionárias, quais condições elas necessitavam e como eram. Para mim, está claro que estamos entrando em uma nova era na qual teremos conhecimento e habilidade técnica para transformar um tipo de célula em outra. Dessa maneira, os pesquisadores estão fazendo células nervosas, músculos, e a biologia celular está realmente progredindo.

Nos últimos anos, alguns artigos científicos que descreviam supostos importantes avanços nas pesquisas com células-tronco foram considerados errados ou fraudulentos e sua publicação foi cancelada. Como o senhor vê essa questão?
Na minha área, houve cinco ou seis episódios dramáticos desse tipo e eu me pergunto se eles são casos especiais. Sabemos que há questões éticas e interesses envolvidos nesses episódios. Houve aquele famoso caso do sul-coreano [Hwang Woo-suk, que publicou dois artigos fraudulentos na Science, em 2004 e 2005]. Falando desse caso mais recente [um artigo de janeiro escrito por uma equipe japonesa do Riken Center for Developmental Biology, publicado na Nature], os resultados pareciam muito improváveis. Fiquei surpreso de a revista ter publicado o trabalho sem ter pensado muito no assunto.

As revistas científicas precisam ser mais cuidadosas ao aceitar trabalhos para publicação?
Devo responder que sim e não. Se forem altamente seletivas sobre o que acham que está certo, as revistas, na verdade, não estão fazendo seu trabalho. Os editores não devem se colocar nessa posição. Mas, sim, seus revisores, que devem discutir a probabilidade de os trabalhos submetidos estarem corretos. Nesse trabalho do centro Riken, havia claramente ilustrações que não mostravam o que elas diziam que mostravam. Não estamos em uma posição de dizer se foi uma fraude deliberada ou se se tratou de uma interpretação excessivamente otimista das imagens. Certamente, o trabalho estava errado. Mas não sabemos como e por quê. Tendo a achar que foi uma interpretação demasiadamente otimista. Mas, vamos colocar as coisas assim, o processo de edição do trabalho certamente pode ser alvo de questionamentos.

Qual foi o impacto da criação dos camundongos nocaute que se tornaram modelos animais para o estudo de doenças?
Hoje há a exigência de se fazer um camundongo nocaute para muitas doenças. Os pesquisadores até reclamam disso. Mas é preciso fazer. Mostrei um slide em minha palestra em que, segundo uma previsão, o mercado de camundongos nocaute vai movimentar US$ 1,8 bilhão em 2018. O que isso significa? Não sei dizer. Estimamos que mais ou menos metade dos genes já foi nocauteada. Hoje há até quem esteja fazendo o caminho inverso que tínhamos que fazer no passado. Antes encontrávamos um fenótipo em um experimento com animais ou em um paciente e tínhamos que procurar a mutação que era sua causa. Hoje pode-se forçar as mutações a apresentarem um fenótipo. Assim, pode-se reconhecê-las.

Que tipo de pesquisa o senhor faz agora?
Nada. Estou aposentado. Falo um pouco com colegas mais novos, mas não faço nenhum trabalho de laboratório. Escrevo alguns artigos e estou também envolvido com uma empresa que faz tratamentos com células-tronco. Mas não faço muita coisa.

O que mudou em sua vida, do ponto de vista pessoal e profissional, depois do Nobel?
Quando recebi o Nobel, estava me aposentando da Universidade de Cardiff. Mas eles quiseram me manter e me deram um cargo honorário. Nos últimos anos, tenho sido chanceler da universidade. Ganhar um Nobel significa que você será inundado com convites. É muito difícil lidar com isso. Tenho sido muito feliz e sempre tive apoio da universidade, me deram uma assistente pessoal que é muito útil.

Essa é sua segunda participação em Lindau. Por que aceitou novamente o convite?
Depois do Nobel, me disseram que eu iria ser convidado para vir aqui. Lindau tem uma ótima atmosfera, é um lugar bonito, e o evento é muito bem organizado. É ótimo encontrar outros Nobel e adoro a multidisciplinaridade das conversas. E, é claro, há os encontros com os jovens estudantes. Em toda minha vida, parte das minhas atividades sempre foi interagir e encorajar os mais jovens. Gosto muito de fazer isso.

As novas gerações estão interessadas em ciência?
Sim, acho que há muita gente interessada em pesquisa. Mas há problemas na forma como a ciência é ensinada nas escolas. A ciência é um disciplina intelectual. É uma atividade similar à dos poetas e dos artistas. Não acho que devemos estar interessados em apenas uma coisa. Certamente não pensaria a ciência apenas como a base para possíveis aplicações tecnológicas. Esse aspecto é bom. Todos nos beneficiamos de avanços técnicos na medicina e em outros campos. Uma carreira na medicina, e eu sei disso porque tenho amigos na área, pode ser muito recompensadora. Mas os melhores clínicos que conheço são aqueles que pensam sobre a profissão.

* Marcos Pivetta viajou à Alemanha a convite do Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico (Daad) 

Fonte: Revista Fapesp edição 222

O caminho de pedras das doenças raras

Mapeamento mostra distribuição de distúrbios genéticos no país

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A via-sacra de Monte Santo: local de peregrinação que recebe milhares de pessoas todo ano De Monte Santo, BA

José de Andrade Pereira é um homem de fibra. Em 2004, ele levou o filho mais velho, que aos três anos era muito baixo, tinha dedos curtos, cabeça grande e dificuldade de fala – e mais uma vez estava com forte dor de ouvido –, a um posto de saúde de Monte Santo, interior da Bahia. O médico lhe disse que, além de cuidar da dor de ouvido, não poderia fazer mais nada diante de uma doença que não conhecia e que ele deveria apenas esperar o menino morrer. Pereira reagiu: “Esperar é o que não vou fazer, nunca!”. Ele fez a viagem de seis horas até Salvador e perguntou a um porteiro do Hospital Universitário Professor Edgard Santos quem ele deveria procurar para tratar de um menino como aquele. Os médicos examinaram o menino e depois o irmão de 11 meses, na viagem seguinte, e concluíram que os dois tinham mucopolissacaridose tipo 6, uma doença rara de origem genética então sem tratamento. Pereira alertou: “Tem outras crianças assim por lá”. Sua visão de mundo mudou a história desta cidade do sertão baiano.

Monte Santo foi um acampamento para as tropas do governo que lutaram na guerra de Canudos. A praça principal exibe uma escultura em madeira de Antonio Conselheiro, o beato que liderou os sertanejos vistos como opositores da república nascente. Apontada para a escultura há uma matadeira, canhão usado nas batalhas em que morreram 25 mil revoltosos e 5 mil soldados. Nos últimos anos Monte Santo tem sido o palco de outras batalhas: a identificação, o tratamento e a prevenção de doenças genéticas raras, que começaram a ser reconhecidas a partir da indicação de Pereira. Antes as crianças com doenças como a mucopolissacaridose permaneciam em suas casas. Seus pais achavam que nada mais poderia ser feito.

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Os ex-votos da capela no final da trilha de pedra

Médicos e pesquisadores de Salvador, Rio de Janeiro e Porto Alegre foram a Monte Santo pela primeira vez em 2006 e se espantaram com a diversidade de doenças raras que viam em um só lugar. Já diagnosticaram 13 pessoas com mucopolissacaridose tipo 6, uma proporção 240 vezes maior do que a média nacional, 84 com deficiência auditiva de possível origem genética, 12 com hipotireoidismo congênito, nove com fenilcetonúria, que pode causar deficiência intelectual se não tratada, quatro com osteogênese imperfeita, marcada pela extrema fragilidade dos ossos, e quatro com síndrome de Treacher Collins, que prejudica a formação dos ossos do crânio.

Acredita-se que os casamentos entre parentes, antes muito frequentes, possam ter favorecido o surgimento de doenças físicas e mentais de origem genética. Muitas pessoas se casavam sem saber que tinham ascendentes próximos em comum. José Pereira e sua esposa, Júlia Isaura dos Santos Pereira, souberam que eram parentes só há poucos anos, ao reconstituírem a genealogia da família com os pesquisadores de Salvador, e enfim entenderam por que tinham ouvido falar de tios com a mesma doença dos dois filhos mais velhos. Talvez as raízes mais profundas desses problemas estejam na própria história do lugar. Vários relatos do historiador baiano José Calasans indicam que o município hoje com 52 mil moradores – espalhados em 47 povoados ao redor do núcleo urbano – foi um centro de convergência de pessoas doentes em busca dos milagres do Conselheiro, que reforçou a fama religiosa do lugar. Foi ele quem reformou as capelas ao longo da via-sacra, um caminho íngreme e sinuoso de pedras, com 2,8 quilômetros (km) de extensão, que termina em uma capela erguida no alto do morro em 1786 por um padre italiano. Todo ano, milhares de romeiros sobem o caminho de pedras, às vezes de joelhos ou com uma pedra na cabeça, para pagar promessas. Por serem geralmente pobres, os doentes, curados ou não, seus familiares e romeiros podem ter tido dificuldade para voltar para suas terras de origem ou preferido ficar na região.

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Monte Santo ao anoitecer: palco de batalhas históricas

Como deve haver mais pessoas ainda não diagnosticadas, a médica geneticista Angelina Acosta, professora da Universidade Federal da Bahia (UFBA), subiu ao auditório da Câmara de Vereadores no início da tarde do dia 10 de julho e expôs a médicos e políticos seu plano de fazer um censo da saúde de toda a população. “Somos de universidades, mas trabalhamos com vocês todos, para que nosso trabalho tenha uma aplicação prática”, ela afirmou. A secretária municipal da Saúde, Itácia Macedo de Andrade Silva, acompanhava tudo com atenção. “Quero fazer algo pela minha terra”, disse ela, explicando por que voltou à cidade depois de estudar enfermagem em Salvador. Na manhã seguinte, a equipe coordenada por Angelina e por Kiyoko Sandes conversou com 80 agentes comunitários da saúde que vão visitar os povoados em busca de outros casos, a partir deste mês. O diálogo resultou em indicações de pessoas que ainda não haviam sido examinadas e na formação de um comitê para acompanhar o censo e o tratamento. José Pereira era um dos integrantes.

As doenças raras formam um mundo de sofrimento, solidão, fantasias e culpa, que começa a ser examinado publicamente. “O Sistema Único de Saúde [SUS] reconheceu que as doenças raras devem ser tratadas”, comenta Clarice Alegre Petramale, diretora do departamento de gestão e incorporação de tecnologias do Ministério da Saúde. A política nacional de atendimento médico às pessoas com doenças raras – definidas como qualquer enfermidade apresentada por até 13 pessoas em cada grupo de 20 mil indivíduos – está em vigor desde maio deste ano. Os grupos de doenças prioritárias para atendimento devem ser anunciados até o fim deste ano.

 

Para a maioria das doenças raras não há medicamentos específicos, apenas tratamento de apoio, como fisioterapia e fonoaudiologia. Quando existe medicação, é geralmente importada e obtida por meio de decisões judiciais. “Os remédios são caros e muitas vezes de eficácia incerta, porque não passaram por todos os testes rigorosos de avaliação, já que foram testados em um número muito pequeno de pacientes”, diz Magda Carneiro-Sampaio, diretora do Instituto da Criança da Universidade de São Paulo (USP). “E os medicamentos podem ser indicados já em estágios avançados das doenças, quando não funcionam tão bem. É uma situação mal equacionada, mas não é só no Brasil.” Maíra Catharina Ramos, da Universidade de Brasília, calculou que a compra voluntária pelo governo de apenas um medicamento usado para tratar mucopolissacaridose implicaria uma economia de R$ 50 milhões, em relação ao que é gasto para atender as decisões judiciais, que obrigam o governo a comprar os remédios. Estima-se que 13 milhões de pessoas no país tenham alguma doença rara, das quais, em todo o mundo, já foram descritos 6 mil tipos, a maioria de origem genética.

De norte a sul
O trabalho dos pesquisadores acadêmicos com os profissionais da saúde locais em busca de outros moradores com doenças incomuns coloca Monte Santo na linha de frente do Censo Nacional de Isolados (Ceniso), organizado pelo Instituto Nacional de Genética Médica e Populacional (Inagemp). Em abril de 2014, um artigo publicado na revista Genetics and Molecular Biology apresentou um dos resultados do Ceniso: um levantamento nacional dos municípios com grupos de pessoas ou famílias com doenças genéticas. Uma versão atualizada desse mapeamento, apresentada na página anterior, reúne 81 municípios, onde vivem 4.136 pessoas com características genéticas específicas, os chamados isolados genéticos. Nem sempre são doenças. O município gaúcho de Cândido Godói, por exemplo, apresenta um número extraordinário de gêmeos. A equipe da médica geneticista Lavínia Schuler Faccini, professora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e membro do comitê coordenador do Inagemp, identificou 91 gêmeos duplos e um triplo nascidos entre 1959 e 2000 no município, hoje com 6 mil moradores. Entre 1994 e 2006, 2% das crianças nascidas em Cândido Godói eram gêmeas, o dobro da média nacional. Em um dos distritos a taxa de gêmeos chegou a 10%.

 

Algumas doenças genéticas se manifestam na idade adulta, mesmo depois dos 40 anos de idade, como a ataxia de Machado-Joseph, que causa a perda progressiva do equilíbrio, dos movimentos e da fala. Lavínia, com sua equipe, que faz o aconselhamento genético dos familiares de quase 400 pessoas com ataxia em Porto Alegre, tem observado que o diagnóstico em geral tardio costuma gerar angústia e culpa, porque as pessoas já podem ter tido filhos ou netos com as mutações causadoras da doença.

Há doenças de alcance regional, como a síndrome de Li-Fraumeni, uma forma genética hereditária de predisposição ao câncer, já identificada em 325 pessoas dos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Um estudo recente registrou uma prevalência alta, de 0,27%, da mutação causadora da doença em 171 mil bebês de Curitiba examinados, indicando que essa doença, em alguns lugares, não é rara e necessitaria de um acompanhamento intensivo, principalmente com as pessoas de risco mais alto.

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Primas com fenilcetonúria controlada: Raíra Anielli Carvalho Silva, entre a mãe, Eliana Batista Carvalho, e o irmão, Ranieri Carvalho Silva (esquerda), e o avô de 92 anos, José Lopes de Carvalho, e o pai, José Nildo Andrade Silva

O médico Eduardo Enrique Castilla, pesquisador da Fiocruz do Rio de Janeiro e um dos idealizadores do censo, acredita que o total de municípios já identificados com doenças genéticas raras no Brasil deve representar apenas 20% do previsto. A lista não para de crescer porque os pesquisadores continuam encontrando indicações de outros lugares ainda não mapeados. Em junho deste ano, o geneticista Carlos Menck, da USP, foi a Miracatu, cidade de 30 mil habitantes a 130 km de São Paulo, e identificou quatro pessoas de uma mesma família com xeroderma pigmentoso, já diagnosticada em 22 dos moradores de um povoado no interior de Goiás. Embora a doença seja a mesma, as mutações que a causam, os genes e os cromossomos atingidos são diferentes nas pessoas dos dois estados.

Desde 2013, a equipe da médica geneticista Denise Cavalcanti, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), identificou novos clusters, outro nome para os isolados genéticos, de diferentes displasias esqueléticas, doenças que prejudicam o crescimento dos ossos. Os clusters estão em cinco municípios dos estados do Ceará, Alagoas, Pernambuco e São Paulo. Um deles, identificado em colaboração com uma médica geneticista de Fortaleza, impressiona pelo número de pessoas diagnosticadas até agora – 27, de 22 famílias. Dispersas em pelo menos 10 cidades pequenas do interior do Ceará, elas têm uma doença bastante rara chamada picnodisostose, a mesma que determinou a baixa estatura do artista francês Henri de Toulouse-Lautrec. Denise, com seu grupo, trabalha agora para identificar o possível local de origem da mutação que causa a doença, o chamado efeito fundador, no Ceará.

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Camilly Vitória de Souza Andrade, entre o pai, José Armando Moraes de Andrade, e a mãe, Cremilda Maria de Souza Andrade

“Você não imagina como é importante para as mães saber o nome da doença dos filhos, mesmo que não exista tratamento, porque aí param de andar de um médico para outro”, diz Denise. Um dia ela recebeu uma carta de uma mulher de Belém que agradeceu pelo diagnóstico de um filho e comentou: “Era angustiante não termos um diagnóstico, era como andar no escuro ou sem rumo”. Quando conhecem o nome das doenças, as mães “voltam a apostar nos filhos”, observa Isabella Queiroz, professora da Escola Bahiana de Medicina e psicóloga da Apae de Salvador que atende as famílias com doenças genéticas de Monte Santo. “Já fizemos mais de 200 sessões de aconselhamento genético.” Nesses encontros, a equipe médica explica que as doenças genéticas hereditárias resultam da transmissão de genes com alterações (ou mutações), porque apenas o casamento entre parentes não é a única explicação. Ao ver um mapa genético da família relacionando as pessoas saudáveis e doentes, uma mulher entendeu a seu modo o que acontecia: “Juntou uma manchinha minha com outra de meu marido e nasceu prejudicado, é isso?”. É também quando transbordam a culpa por ter tido filhos doentes, o desamparo e a raiva. Um dos homens questionou quem o atendia: “Não posso mais ter filhos? Então estou condenado?”. A equipe de aconselhamento genético sabe que deve expor os riscos de doenças hereditárias sem intervir sobre a escolha dos casais de terem filhos.

Às vezes, casais mais jovens, antes de ter filhos, procuram voluntariamente o serviço médico para detectar eventuais mutações prejudiciais, indicando que o número de casos de algumas doenças genéticas pode cair nos próximos anos. O hábito de casar com primos – muito mais frequente nos países muçulmanos do que no Brasil – é que talvez seja mais difícil de mudar, porque tem sido adotado há muito tempo, como forma de manter as terras em família ou por preferências pessoais. Quando visitaram Tabuleiro do Norte, município a 200 km de Fortaleza com alta prevalência de uma doença metabólica conhecida como síndrome de Gaucher, os pesquisadores ouviram os homens dizerem que as mulheres da capital eram boas para namorar e as de Tabuleiro, boas para casar. Permanecer atrelado ao próprio lugar é que poderia, portanto, causar o índice elevado de doenças genéticas. Um padre de Monte Santo, conta-se, ofereceu bicicletas para os rapazes buscarem noivas em outros lugares, mas ninguém aceitou.

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Livro de casamentos da paróquia de Monte Santo em 1938: no caso de primos, o vigário tinha de dar “dispensa de impedimento”

“Muita coisa mudou”, observa Maria Olívia Sousa Costa, secretária da Saúde de Monte Santo de 2008 a 2011. “Os médicos se tornaram responsáveis pela identificação de doenças raras, e as mães ganharam consciência de seus direitos à saúde e reclamavam quando faltava infusão.” Infusão é um preparado com a enzima arilsulfatase B, que as crianças com mucopolissacaridose tipo 6 não produzem e é aplicada em sessões de quatro horas, uma vez por semana. Durante anos os pais levavam as crianças a Salvador para receberem a medicação, desde 2011 aplicada em um anexo do hospital da cidade. Nem tudo mudou, porém, porque nem sempre há medicação. “Tem de cobrar sempre, mas não me acanho, não”, diz Pereira. Seus dois filhos começaram a ser tratados em 2008 em Salvador, quatro anos depois do diagnóstico, já que a enzima não tinha sido ainda liberada para uso no Brasil. A doença não pôde ser revertida. Hoje Jorge tem 17 anos e seu irmão Sidney, 14, ambos com menos de um metro de altura e com dificultades de movimento. Vitor Gonzaga Andrade, filho de Alaíde Gonzaga Andrade, prima de Pereira, começou a receber a medicação aos dois anos e hoje, aos seis, corre como um menino saudável.

Cremilda Maria de Souza Andrade se sentiu desarvorada ao saber que a filha Camilly tinha fenilcetonúria, diagnosticada um mês depois de nascer. Foi para Salvador e começou o tratamento, que consiste em uma dieta rigorosa, sem nenhuma proteína que contenha fenilalanina, que o organismo não consegue processar. “Hoje estou feliz”, diz Cremilda, mostrando com orgulho os cadernos da filha, agora com 11 anos e sempre atenta à dieta. Camilly é prima de Raíra Anielli Carvalho Silva, de 12 anos, que também tem fenilcetonúria, detectada logo após nascer e controlada por meio da alimentação. No mesmo povoado de Raíra, porém, moram dois irmãos, hoje com 40 e 27 anos e a mesma mutação das meninas. Como o teste do pezinho ainda não era comum na região quando eles nasceram, a doença deles foi detectada muito depois, não foi controlada e causou os distúrbios mentais que os impedem de sair de casa.

Pé na estrada
Para fazer um trabalho abrangente, os pesquisadores têm de sair do laboratório, colocar uma roupa de estrada, viajar para lugares inimagináveis, conhecer os hábitos e os silêncios dos moradores do interior do país e buscar informações em outros espaços. Para localizar pessoas com maior risco de doenças genéticas, Angelina Acosta e sua equipe consultaram os livros de casamentos, batizados e mortes na paróquia de Monte Santo desde 1831, e refizeram a história de 1.419 famílias. Depois de se perderem, encontraram o caminho das pedras, valioso até mesmo para os historiadores, ao verem que as mulheres ganhavam sobrenome apenas depois de casadas, os casais registravam as filhas com o sobrenome da mãe e o filho com o sobrenome do pai, além de apelidos usados como nomes – um homem conhecido como Santana na verdade chamava José da Silva. Em Monte Santo, nomes e sobrenomes se repetiam em um labirinto como o da família Buendía em Cem anos de solidão, cujos integrantes viviam casando entre si e depois temiam ter filhos com rabo de porco.

A publicação de artigos científicos ainda é importante, mas não é a prioridade, porque há “uma obrigação moral” de relatar as descobertas primeiramente às comunidades estudadas, enfatiza Castilla. Em uma manhã de sábado, Lavínia e sua equipe se puseram à frente de 200 pessoas no salão de festas da igreja de Cândido Godói para explicar o motivo do número elevado de gêmeos, muitos deles na plateia: era uma provável consequência de uma variação do gene da proteína p53, que poderia favorecer o desenvolvimento de dois embriões por gestação. Durante décadas se acreditou que os gêmeos eram um efeito da água supostamente especial do município.

Artigos científicos
CASTILLA, E. E. & SCHULER-FACCINI, L. From rumors to genetic isolates. Genetics and Molecular Biology. v. 1, n. 37, p. 186-93. 2014.
TAGLIANI-RIBEIRO A. et al. High twinning rate in Cândido Godói: a new role for p53 in human fertility. Human Reproduction. v. 27, n. 9, p. 2866-71. 2012.
MACHADO, T. M. B. et al. Types of marriages, population structure and genetic disease. Journal of Biosocial Science. v. 45, n. 4, p. 461-70. 2013. 

Fonte: Revista Fapesp on line edição 222 2014

Por: CARLOS FIORAVANTI

Um peixe modelo: Mais prático e barato que os roedores, o paulistinha começa a ser usado em pesquisas de neurociências e testes de medicamentos no Brasil

Preenchendo lacuna: nativo da Ásia, o paulistinha ou zebrafish é um modelo animal intermediário entre a drosófila e os roedores

No subsolo do Museu de Ciências e Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS), em Porto Alegre, funciona uma agência de encontros um tanto incomum. Todo fim de tarde alguns casais – trios, na verdade – são conduzidos a uma sala silenciosa onde, às escuras, passam algumas horas se conhecendo a certa distância. Pela manhã, quando as luzes são acesas e o contato físico é liberado, os participantes iniciam um namoro de apenas 15 minutos que costuma deixar muitos descendentes. Um cartaz afixado no lado de fora da porta mantém afastados os curiosos: “Não entre: acasalamento em andamento”. Nesse laboratório da PUC-RS, a bióloga Monica Ryff Moreira Vianna, seguindo estratégias que ela otimizou, controla a reprodução de um pequeno peixe listrado de prata e negro conhecido como zebrafish ou paulistinha, cada vez mais usado nas pesquisas em neurociências no mundo e, agora, no Brasil.

“Em alguns testes, o zebrafish pode funcionar como uma alternativa ao uso de roedores; em outros, pode oferecer informação complementar”, afirma o biólogo Denis Rosemberg, que recentemente participou da instalação de um biotério de zebrafish na Universidade Comunitária da Região de Chapecó (Unochapecó), em Santa Catarina. Ele começou a trabalhar com o peixe no Laboratório de Neuroquímica e Psicofarmacologia, da farmacologista Carla Bonan, durante a graduação na PUC-RS. Ele investigou os efeitos danosos do álcool sobre o cérebro e demonstrou a ação neuroprotetora da taurina, naturalmente produzida pelo organismo e encontrada em bebidas energéticas, quando migrou para a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Em Santa Catarina, Rosemberg e o farmacologista Angelo Piato começam agora a usar o peixe para investigar os efeitos do estresse no sistema nervoso central e no comportamento. Esse, aliás, é um dos casos em que o zebrafish (Danio rerio) pode oferecer vantagens sobre os roedores. É que no peixe o hormônio que controla o estresse é o cortisol, o mesmo que nos seres humanos é liberado por glândulas situadas sobre os rins em situações reais ou imaginárias de ameaça à vida. Nos roedores, o hormônio produzido nessas situações é a corticosterona, que ocorre em concentrações muito baixas no organismo humano.

Na UFRGS, o grupo do biólogo Diogo Losch de Oliveira conseguiu dar um passo além. Em um trabalho publicado no início deste ano na revista PLoS One, ele e seu aluno de mestrado Ben Hur Mussulini haviam descrito detalhadamente as alterações comportamentais que caracterizam os estágios epilépticos no zebrafish adulto. “Na literatura científica só havia descrições detalhadas para o modelo em larvas, que apresentam um repertório comportamental mais restrito”, diz Losch.

Quase transparente: embriões de zebrafish 24 horas após a fertlização

Mais recentemente seu grupo começou a testar os primeiros de um grupo de 30 compostos desenvolvidos em parceria com Grace Grosmann, da Faculdade de Farmácia da UFRGS. Esses compostos tentam explorar uma via bioquímica distinta das que são alvo dos medicamentos atualmente disponíveis, incapazes de controlar cerca de 30% dos casos de epilepsia. Dos três compostos testados, apenas um se mostrou capaz de reduzir a intensidade das crises e deve seguir para outras fases de avaliação.

Estudos internacionais, a propósito, consideram o zebrafish uma ferramenta bastante promissora para a análise e seleção de compostos candidatos a medicamentos. Com esse peixe, espera-se acelerar e baratear o processo. Uma das vantagens é que seu ciclo de vida é rápido – em quatro dias vários dos seus órgãos estão formados – e as larvas, que nascem às centenas a cada postura, com uns poucos milímetros de comprimento, podem ser acomodadas em vários poços de teste com doses baixíssimas de compostos químicos. Com essa seleção, imagina-se ser possível reduzir o número de moléculas que seguiriam para as fases seguintes, de experimentos com roedores. “Com o zebrafish é possível testar em meses e com alguns milhares de dólares o que levaria anos para ser feito com roedores e custaria milhões”, comenta o bioquímico Diogo Onofre Souza, coordenador do Instituto Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação de Excitoxocidade e Neuroproteção, onde são desenvolvidas as pesquisas com zebrafish na UFRGS. No exterior, algumas indústrias de medicamentos já começam a adotá-lo em sua linha de testes.

Pioneiros

Nativo do sudoeste da Ásia, onde é encontrado em rios calmos e rasos e nas plantações alagadas de arroz e juta, esse peixe chegou aos laboratórios de pesquisa no final dos anos 1960, com o biólogo norte-americano George Streisinger, da Universidade do Oregon. Ele trabalhou sozinho por uma década para selecionar linhagens que permitissem entender como defeitos em diferentes genes afetavam o desenvolvimento. Seu esforço só conseguiu reduzir o ceticismo dos colegas em 1981, quando publicou um artigo na revista Nature apresentando o modelo consolidado. Nos anos seguintes, o número de artigos científicos que usavam o peixe como modelo biológico cresceu aceleradamente, em especial nos estudos de genética e desenvolvimento, e só na última década o zebrafish chegou à neurociência.

Modelos Complementares

“O zebrafish começa a preencher uma lacuna que existia entre os modelos animais para o estudo de doenças humanas”, diz o neurofisiologista Luiz Eugenio Mello, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), que estuda alterações no sistema nervoso central, entre elas as causadas pela epilepsia, usando ratos como modelo biológico. Mello lembra que um axioma da ciência diz que o melhor modelo para investigar uma coisa é a própria coisa. De acordo com esse raciocínio, o ideal para o estudo das doenças humanas seriam os próprios seres humanos. Mas isso raramente é possível. “Na maioria das vezes há restrições éticas e limitações de tempo, espaço e custo para realizar as pesquisas”, afirma. “Por isso são necessários vários modelos experimentais, dos mais simples aos mais complexos, para compreender a origem de alguns problemas.”

Quando não se pode investigar um problema no próprio ser humano, a medicina e a biologia adotam uma espécie de escala preferencial de modelos, em que são levados em conta fatores como a semelhança evolutiva, anatômica, fisiológica e genética. Segundo esse sistema, os animais que permitiriam extrapolar os resultados com mais segurança para as pessoas seriam os outros primatas, como o chimpanzé, cujo uso em pesquisa é proibido no Brasil e vem sendo banido nos Estados Unidos, e outros macacos. “Só trabalha com primata quem dispõe de muita verba e muito espaço”, comenta o biólogo molecular João Bosco Pesquero, também da Unifesp, criador de uma das primeiras linhagens brasileiras de camundongos transgênicos.“Por isso, muita gente opta pelos roedores, que são mamíferos como os seres humanos”, diz.

Larva de zebrafish com 5 dias de vida

Diante de dificuldades técnicas que impedem o trabalho com roedores, o que às vezes ocorre na genética – por exemplo, só há bem pouco tempo se começou a conseguir a produzir ratos transgênicos –, a saída é trabalhar com modelos evolutivamente mais distantes dos seres humanos, mas mais fáceis de manipular, como as drosófilas. E mais recentemente com o zebrafish.

O mais importante, porém, é que, do ponto de vista evolutivo, o zebrafish é mais próximo dos seres humanos do que as drosófilas, há quase um século usadas como organismo modelo em genética. O genoma do zebrafish, concluído no início deste ano, indica que 70% de seus 26 mil genes são semelhantes aos genes humanos – essa similaridade é menor com a drosófila e maior com camundongos e ratos, que serviram de base para muito do que se conhece de fisiologia humana.

“Historicamente as pesquisas em neurociências usam os roedores como modelo biológico, mas esse cenário começa a mudar”, conta Monica, que também integra a diretoria da Rede Latino-americana de Zebrafish (Lazen). Esse consórcio reúne pesquisadores de sete países que usam o peixe em seus estudos e oferece treinamento para aqueles, em geral em início de carreira, interessados em adotar o zebrafish como modelo experimental. Dos 39 grupos que integram a rede, 11 são brasileiros e quase metade está no Rio Grande do Sul.

A produção científica nacional utilizando o zebrafish, que inexistia há pouco mais de uma década, vem crescendo de modo acelerado nos últimos anos, num ritmo maior do que no restante do mundo. A bióloga Luciana Calabró, especialista em cientometria e integrante de um dos grupos que realizam estudos com o paulistinha na UFRGS, chegou a essa conclusão em um levantamento recente realizado em uma das maiores bases internacionais de artigos científicos, a Scopus. “A produção brasileira saiu de 2 artigos por ano em 1999 para 36 em 2012, quando passou a representar cerca de 2% dos trabalhos com zebrafish publicados no mundo”, conta.

A produção nacional com esse peixe ainda é modesta ante a internacional, que soma quase 2 mil artigos por ano nos últimos tempos. Mas vem conseguindo se destacar nas neurociências. “O zebrafish é um modelo novo nessa área e a comunidade que trabalha com ele ainda é pequena”, conta Monica.

No Brasil

Os primeiros trabalhos com esse peixe feitos no Brasil saíram do laboratório da pesquisadora Rosana Mattioli, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), no interior de São Paulo. Naquela época o zebrafish começava a ser usado nas pesquisas em neurociências, mas o comportamento natural da espécie ainda era pouco conhecido. Rosana, então, realizou uma série de experimentos simples que ajudou a identificar a preferência do peixe por viver em ambientes escuros. Ela colocava os exemplares do zebrafish em um aquário pintado de duas cores – metade preto e metade branco – e media o tempo que passavam em cada uma das partes. Assim, observou que eles ficavam a maior parte do tempo (cerca de 80%) no lado negro. Viu também que, uma vez colocados na parte clara, eles rapidamente nadavam para a parte escura. Esse trabalho, publicado em 1999 no Brazilian Journal of Medical and Biological Research, começou a estabelecer a base de um importante teste de ansiedade, aprimorado em seguida por ela e outros pesquisadores e hoje utilizado para avaliar o efeito de compostos que combatem a depressão e a ansiedade.

Ansiedade

Ao ver esse trabalho, o psicólogo Amauri Gouveia Junior, então na Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Bauru, notou uma grande semelhança entre o teste do claro-escuro em zebrafish e um experimento que avalia o nível de ansiedade em roedores. Nesse teste, o roedor é colocado em uma plataforma em X a cerca de 60 centímetros do chão. Em dois dos braços, o espaço para caminhar é protegido por paredes, enquanto nos outros dois é aberto. Uma vez no labirinto, os ratos, curiosos, apresentam a tendência de explorá-lo. Mas passam a evitar a parte aberta. Essa ansiedade resulta de um conflito entre a curiosidade e o medo. “O tempo que os peixes passavam no lado escuro era muito semelhante àquele que os roedores ficavam na parte protegida do labirinto”, conta Gouveia. “Por isso imaginei que os dois testes pudessem medir a ansiedade em animais diferentes.” Desde então, ele aplicou o teste de claro-escuro a 12 espécies de peixe, o zebrafish entre eles, para avaliar ansiedade em peixes. “É um dos testes mais adotados hoje em laboratórios de estudos de peixe no mundo todo”, conta Gouveia, hoje pesquisador na Universidade Federal do Pará.

A fase seguinte é testar compostos que interferem nesse comportamento para tentar descobrir como eles o alteram. Com alguns desses testes padronizados, os pesquisadores brasileiros já identificam alterações químicas e celulares no cérebro, provocadas por crises de epilepsia ou por compostos que controlam a depressão e a ansiedade. Na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), onde instalou um laboratório dezebrafish há dois anos, a geneticista Cláudia Maurer-Morelli e sua aluna de mestrado Patrícia Barbalho viram que os níveis de uma molécula inflamatória, a interleucina 1-beta, aumentaram logo após uma crise epiléptica induzida. As crises também elevam a produção e a atividade do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), uma proteína que em humanos está alterada na epilepsia, como mostraram os resultados publicados por Fernanda Reis-Pinto em 2012 no Journal of Epilepsy and Clinical Neurophysiology. Numa linha de pesquisa em fase inicial, Cláudia planeja produzir peixes com alterações genéticas encontradas em pessoas com epilepsia para investigar o papel dessas mutações na doença. O trabalho integra o Instituto Brasileiro de Neurociências e Neurotecnologia, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão financiados pela FAPESP, coordenado por Fernando Cendes.

Embora os primeiros trabalhos com zebrafish tenham sido feitos em São Paulo, cerca de metade dos artigos brasileiros dos últimos anos é de equipes do Rio Grande do Sul, boa parte em neurociências. Segundo Monica Vianna, uma razão histórica explica a concentração dos trabalhos brasileiros com paulistinha em neurociências. Tanto ela quanto Carla Bonan, da PUC-RS, uma das primeiras a instalar um laboratório dezebrafish no Brasil, haviam feito parte de seu treinamento no grupo de Iván Izquierdo na UFRGS, um dos principais estudiosos da memória no mundo. Depois de trabalhar com roedores no mestrado e no doutorado, Carla e Monica decidiram investir nozebrafish. Nos últimos anos, Carla mostrou que nesses peixes os níveis de algumas moléculas que atuam na comunicação entre as células cerebrais – o trifosfato de adenosina e um de seus componentes, a adenosina – desempenham um papel protetor contra a epilepsia, o estresse e a neurotoxicidade induzida por metais.

Reprodução
Na PUC-RS, Monica e sua equipe trabalharam meses até chegarem à estratégia mais eficiente de promover o acasalamento dos peixes no Laboratório de Biologia e Desenvolvimento do Sistema Nervoso. Ela só conseguiu aumentar a taxa reprodutiva quando reuniu os participantes em grupos de três (uma fêmea e dois machos) e os manteve separados por uma divisória transparente – machos de um lado e fêmeas do outro – durante toda uma noite antes que pudessem finalmente ter contato. “Se não os separo, cada fêmea produz menos de uma dezena de ovos”, conta a bióloga. Já com o isolamento e as 12 horas de namoro a distância, esse número pode aumentar para cerca de 200. Lá ocorrem cerca de dez acasalamentos por dia e nascem, em média, 2 mil filhotes por mês. Em uma manhã excepcionalmente produtiva de maio deste ano, Monica e sua equipe passaram horas recolhendo um a um, com uma pipeta, os cerca de 1.800 embriões que resultaram de um único acasalamento de algumas dezenas de trios de zebrafish, que ela vem usando para investigar a bioquímica da memória e de doenças neurodegenerativas como o mal de Alzheimer.

Com a expectativa de que a demanda por exemplares do peixe possa crescer nos próximos anos, os grupos de Monica, Carla e os colegas que compartilham o biotério da PUC-RS trabalham na sua ampliação. É que os 5 mil peixes mantidos ali hoje são suficientes apenas para suprir os estudos conduzidos por eles e alguns colaboradores. A meta é tornar esses laboratórios um dos principais fornecedores desse zebrafish para pesquisa no Brasil, ao lado do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio), em Campinas, onde a equipe do biólogo José Xavier Neto instalou no ano passado um biotério para produzir zebrafish com alterações genéticas para o estudo do desenvolvimento de vertebrados. Comparando o desenvolvimento embrionário de peixes, galinhas e camundongos, a equipe de Xavier começou a elucidar nos últimos anos o papel de alguns fatores envolvidos na diferenciação do coração dos vertebrados e no desenvolvimento de neurônios sensoriais.

Uma das razões para aumentar a produção do peixe é que há um potencial mercado. A Lei Arouca, que regulamenta o uso de animais em pesquisa, determina que a partir de 2014 sejam usados exemplares de origem, qualidade e uniformidade certificadas. “Em princípio”, diz Monica, “não será mais possível fazer pesquisa com peixes comprados em lojas de animais”.

Fonte: Revista Fapesp -  | Edição 209 - Julho de 2013 -  RICARDO ZORZETTO e MARIA GUIMARÃES                    Imagens: LÉO RAMOS,  NATALIA ELTZ SILVA,  LAURA ROESLER NERY 

Artigos científicos
MUSSULINI, B.H. et al. Seizures Induced by Pentylenetetrazole in the adult zebrafish: a detailed behavioral characterization. PLos One. v. 8. Jan. 2013.

REIS-PINTO, F. C. et al. Análise temporal dos transcritos dos genes bdnf e ntrk2 em cérebro de zebrafish induzido à crise epiléptica por pentilenotetrazol. Journal of Epilepsy and Clinical Neurophysiology. v. 18, n. 14, p. 107-13. 2012.

CASTILLO, H. A. et al. Insights into the organization of dorsal spinal cord pathways from an evolutionarily conserved raldh2 intronic enhancer. Development. v. 137, p. 507-18. 2010.