Segredos do azul do mar: Pouco conhecidos, ambientes costeiros e marinhos abrigam grande biodiversidade e têm potencial para gerar novas moléculas

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Molusco Tambja stegosauriformis: substâncias isoladas com potencial para desenvolvimento de fármacos

Do litoral de cabo Orange, no estado do Amapá, ao singelo curso d’água de Arroio Chuí, extremo sul do Rio Grande do Sul, incluindo os arquipélagos de Fernando de Noronha e de São Pedro e São Paulo e as ilhas de Trindade e Martim Vaz, a costa brasileira é famosa pela beleza e diversidade de suas paisagens, compostas por praias, costões rochosos, dunas e falésias, entre outros ambientes. Já a parte menos conhecida do litoral nacional é aquela que se encontra submersa e parcialmente oculta pela linha do mar, num mundo abaixo da superfície, constituído por ecossistemas extremamente ricos e complexos. “Dos 2,2 milhões de espécies marinhas conhecidos no mundo, apenas 9% foram descritas. Significa que desconhecemos mais de 90% da biodiversidade de nossos ambientes costeiros”, destacou a bióloga Mariana Cabral de Oliveira, do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (IB-USP), em sua palestra durante o penúltimo encontro do Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação, no dia 24 de outubro, em São Paulo.

Ao mesmo tempo, ressaltou a pesquisadora, as altas taxas de extinção, induzidas pelas atividades humanas, como a sobrepesca, poluição, urbanização e transferência de organismos que podem se tornar invasores, têm contribuído para que o trabalho de identificação das espécies marinhas se torne ainda mais complicado. Para se ter uma ideia, estudos estimam que a atual comunidade científica internacional precisaria de aproximadamente 360 anos e US$ 263 milhões apenas para identificar esses animais. “Estamos diante de um enorme desafio”, alertou Mariana. “Grande parte da biodiversidade marinha permanece desconhecida, enquanto a degradação e a exploração excessiva dos recursos naturais fornecidos por esses ambientes são cada vez maiores. Paralelamente, não dispomos de recursos, humanos e financeiros, suficientes para estudar por completo essa variedade de organismos.”

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Da esquerda para a direita: Mariana Cabral de Oliveira, Roberto Berlinck e Maria Gasalla

Para a bióloga, uma abordagem que facilitaria esse processo seria a do DNA Barcoding, ou Código de Barras de DNA (ver Pesquisa FAPESP nº 167). A ideia é simples: gerar uma etiqueta molecular a partir de uma pequena sequência de DNA para cada espécie, de modo a ser possível identificá-la. “Esse seria um sistema prático e uniforme para a identificação de espécies em escala global”, disse. Para isso, também seria necessário um banco de dados bem estruturado.

Esse banco já existe: é o The Barcode of Life Data Systems. “À medida que ele é alimentado com informações coletadas, como fotografias, informações taxonômicas etc., novas etiquetas são criadas, sendo possível compará-las com outras sequências”, explicou. De acordo com Mariana, esse sistema pode ser usado mesmo quando as técnicas taxonômicas tradicionais não são viáveis. “Para identificarem uma espécie, os taxonomistas geralmente precisam do organismo inteiro. Com o DNA barcoding, é possível trabalhar com fragmentos desses organismos, desde que se possa extrair seu material genético.” Projetos desenvolvidos no âmbito do Biota-FAPESP já utilizam essa abordagem. Um deles, realizado numa parceria entre o Instituto de Biociências da USP, o Instituto de Botânica e a Universidade Estadual Paulista de São José do Rio Preto, tem estudado a diversidade, morfologia e distribuição geográfica de macroalgas vermelhas do estado de São Paulo.

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Muitas das espécies marinhas são, inclusive, de grande importância socioambiental. É o caso das algas: “Até 50% do oxigênio disponível no planeta é produzido por elas”, afirmou Mariana. Já as microalgas do plâncton são essenciais nos ciclos geoquímicos globais, enquanto as macroalgas, multicelulares, podem ser fonte de alimento para uma ampla variedade de organismos marinhos, e também para o ser humano. Segundo estudo publicado, em 2012, na revista PLoS One, o Brasil tem os maiores e mais contínuos bancos de algas calcárias do mundo, uma das responsáveis pela formação dos recifes naturais. Sua área equivale à da Grande Barreira de Corais, na Austrália. Apenas o banco de Abrolhos tem cerca de 20.900 quilômetros quadrados (km²).

As algas, na verdade, têm sido um recurso natural cada vez mais explorado pelo homem. O cultivo de Nori (Pyropia spp.), aquela alga que envolve o sushi, movimenta uma indústria de US$ 3 bilhões apenas no Japão. Outra indústria bastante relevante baseada no cultivo desses organismos é a produção de hidrocoloides, um tipo de gelatina extraída de algumas espécies de algas, além da produção de biomassa para biocombustível ou como fonte de moléculas para aplicações diversas. “Usadas como biofábricas, as algas têm ainda um diferencial positivo: são capazes de utilizar a energia solar e remover o gás carbônico (CO₂) da atmosfera, ao passo que geram bioprodutos de interesse econômico”, afirmou Mariana. Ao todo, cerca de 2 mil espécies de algas foram descritas no Brasil. Os grupos com as maiores quantidades de espécies identificadas são as diatomáceas, rodofíceas — as algas vermelhas — e as dinofíceas.

A diversidade de espécies que vivem em ambientes costeiros no Brasil não se restringe apenas à flora marinha. Levantamentos realizados por pesquisadores brasileiros estimam que a fauna litorânea contabilize mais de 10 mil espécies. “É curioso observar o contraste em relação à diversidade e à abundância de espécies entre as duas costas da América do Sul”, disse a bióloga Maria de los Angeles Gasalla, do Instituto Oceanográfico (IO) da USP. Segundo ela, na costa do Atlântico o número de espécies de peixes é maior do que no litoral do Pacífico. Na costa brasileira, 10,5% das espécies de peixes que habitam os recifes de corais são endêmicas. Nas regiões Sul e Sudeste, muitos peixes têm importante valor comercial, como a pescada-foguete (Macrodon ancylodon), a sardinha-verdadeira (Sardinella brasiliensis) e o bonito-listrado (Katsuwonus pelamis).

Apesar de apresentar uma maior riqueza de espécies, a margem oriental da América do Sul abriga uma menor abundância por espécie de peixes do que a borda ocidental. “Neste cenário, o Brasil se destaca também pela grande diversidade de moluscos, mais de 1.800”, destacou Maria. A costa brasileira abriga ainda uma vasta diversidade de crustáceos, peixes, águas-vivas e esponjas, entre outros.

A zona costeira e marinha do Brasil, incluindo a zona econômica exclusiva e a extensão da plataforma continental, abrange uma área de 4,5 milhões de km², dos quais cerca de 34% são considerados pelo Ministério do Meio Ambiente como áreas prioritárias para conservação. “Ao menos em termos burocráticos, no entanto, somente 1,8% está sob proteção de Unidades de Conservação Marinha. Isso não implica que essas unidades funcionem adequadamente, que tenham sido bem delimitadas cientificamente, nem que estejam realmente protegidas dos impactos antrópicos”, afirmou Maria.

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Espécie de alga marinha, fundamental para a produção de oxigênio

Esse percentual está muito abaixo da meta 11 de Aichi, proposta pela Convenção sobre Diversidade Biológica das Nações Unidas, que prevê pelo menos 10% de áreas marinhas ou costeiras protegidas. Já as áreas de concessão para exploração de gás e petróleo seguem aumentando e ultrapassam os 12%. “Os objetivos das unidades de conservação devem ser muito claros em relação ao que, de fato, estariam protegendo. Do contrário, não chegamos a lugar algum”, disse a bióloga do IO. Para atender as necessidades humanas de renda, emprego e alimentação, é crucial, de acordo com a pesquisadora,  manejar a pesca adequadamente e regulá-la.  Segundo Carlos Joly, coordenador do programa Biota-FAPESP, em São Paulo, desde 2008, 90% do litoral está protegido por um mosaico de Áreas de Proteção Ambiental e Áreas de Relevante Interesse Ecológico.

O potencial do pouco conhecido universo marinho também pode ser aproveitado do ponto de vista aplicado. Ao longo dos anos, muitos organismos marinhos têm sido ou foram usados como fontes de novas substâncias para a indústria farmacêutica e de cosméticos. Pigmento obtido da glândula dos moluscos Murex groschi e Murex recurvirostris, a púrpura-de-tiro foi, por exemplo, usada por séculos, desde a Antiguidade até o fim da Idade Média, para tingir vestes. “Essa foi uma das primeiras indústrias químicas baseada em substâncias extraídas de organismos marinhos”, disse Roberto Berlinck, do Instituto de Química da USP de São Carlos. Superexplorados, esses moluscos se extinguiram em meados do século XV. A estrutura da púrpura-de-tiro só foi desvendada bem mais tarde, em 1909, muito tempo depois de seu uso comercial ter sido abandonado.

Agentes antitumorais
Mais recentemente, diversas moléculas isoladas de organismos marinhos têm sido testadas como candidatos a antitumorais. A esqualamina, por exemplo, substância isolada das vísceras do tubarão Squalus acanthus, já está em fase de testes clínicos. “Ela pode ser um agente inibidor da angiogênese, o mecanismo de crescimento de novos vasos sanguíneos a partir dos já existentes que favorece a proliferação de células tumorais”, disse Berlinck.

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Molusco nudibrânquio Tambja: alta concentração de compostos químicos em seu manto externo

Outro exemplo de substância potencialmente útil no combate ao câncer é a ecteinascidina-743, isolada da Ecteinascidia turbinata, um organismo invertebrado de aspecto esponjoso que vive grudado a rochas. Os pesquisadores observaram que essa substância pode ser usada na quimioterapia para danificar o material genético das células tumorais. Atualmente essa substância está em fase de testes clínicos.

Berlinck e outros pesquisadores têm se dedicado ao estudo das defesas químicas dos nudibrânquios, um grupo de moluscos sem conchas com significativa ocorrência no Brasil, no qual estão inseridas as lesmas-do-mar. Num estudo sobre um molusco do gênero Doris, eles isolaram uma substância conhecida como xilosil-MTA, um nucleosídeo modificado com átomo de enxofre. Foi o primeiro relato dessa substância, cujo potencial farmacológico ainda será investigado, em um espécime desse gênero no país. Outros moluscos, como os do gênero Tambja, têm atraído a atenção por serem pequenos e concentrarem muitos compostos químicos em seu manto externo como mecanismo de defesa. Segundo Berlinck, diversas substâncias com potencial farmacológico já foram isoladas desses animais.

O Ciclo de Conferências Biota-FAPESP Educação é uma iniciativa do Programa Biota-FAPESP, em parceria com a revista Pesquisa FAPESP, voltada à discussão dos desafios ligados à conservação dos principais ecossistemas brasileiros (ver programação). As palestras, que se encerram em novembro, apresentam o conhecimento gerado no Brasil sobre o tema e pretendem contribuir para a melhoria da educação científica e ambiental de professores e alunos do ensino médio. 

Fonte: Revista Fapesp on line - nov/2013

Por:  Rodrigo de Oliveira Andrade

Fronteiras fluidas: Propriedades elásticas da membrana variam segundo o tipo e a função da célula

© NIBSC / SCIENCE PHOTO LIBRARY

Captura: célula de defesa chamada macrófago (amarelo) emite prolongamentos e envolve uma hemácia, antes de a digerir

Cada célula do organismo é como uma metrópole agitada em que, em vez de carros e pessoas, circulam continuamente moléculas e estruturas de tamanhos e tipos variados, essenciais para mantê-la viva. Toda essa movimentação, por vezes frenética, ocorre em um espaço limitado, definido por uma estrutura extremamente delgada e maleável: a membrana celular. Formado por uma dupla camada de lipídios, um tipo de gordura que lhe dá a viscosidade de um óleo fino e o torna relativamente fluido, esse revestimento das células abriga aqui e ali proteínas incrustadas. Nos últimos anos vem crescendo a compreensão de que a membrana, de aspecto frágil ao microscópio, desempenha funções bem mais complexas do que a de somente separar o conteúdo interno do meio externo das células.

“A membrana é muito mais do que o pacote envolvendo o conteúdo celular”, resume o biólogo Bruno Pontes, pesquisador da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Atualmente em um estágio de pós-doutorado no Instituto de Mecanobiologia da Universidade Nacional de Cingapura, no Sudeste Asiático, Bruno integra uma equipe no Rio que investiga as características físicas da membrana celular e recentemente mediu, com nível inédito de precisão, suas propriedades elásticas.

Coordenado pelo físico Herch Moysés Nussenzveig, conhecido internacionalmente por seus estudos em óptica, o grupo da UFRJ inclui biólogos, matemáticos, além de, claro, físicos. Em uma série de testes feitos nos últimos anos os pesquisadores usaram um feixe de laser bastante concentrado para manipular em laboratório a membrana de células do cérebro, do sangue e de outros tecidos. Com essa ferramenta chamada de pinça óptica – no ponto de maior concentração, o laser induz o surgimento de dipolos elétricos que permitem atrair e mover objetos microscópicos e, por exemplo, manusear células vivas sem as danificar –, eles constataram que tipos distintos de células apresentam propriedades elásticas de membrana diferentes.

Em experimentos bastante delicados, Bruno usou o laser da pinça para aprisionar esferas microscópicas de um material plástico e, em seguida, fazê-las aderir a diferentes pontos da membrana das células. Segundos mais tarde ele puxava cada uma das esferas a uma velocidade constante até que se formasse um tubo alongado de membrana – a força necessária para esticar a membrana e formar um tubo é da ordem de dezenas de piconewtons, alguns trilionésimos da força que a gravidade exerce sobre uma maçã.

Medindo o raio do tubo e a força necessária para formá-lo, foi possível obter as duas grandezas físicas que determinam a elasticidade da membrana: a tensão superficial (resistência a se romper) e a rigidez de curvatura (resistência a se dobrar). Em alguns casos, a elasticidade da membrana variou tanto de um tipo celular para outro que, segundo Nussenzveig, “saltou aos olhos que deve existir uma relação direta entre as propriedades da membrana e a função que a célula desempenha no organismo”.

Os neurônios, as células mais abundantes no cérebro, responsáveis pelo armazenamento e pela transmissão de informações, foram também aquelas com membrana mais flexível entre os cinco tipos de célula avaliados. Com formato bastante característico, o neurônio tem uma região mais volumosa, o corpo celular, onde fica o núcleo, e outra composta por prolongamentos mais estreitos e alongados, os axônios e dendritos, por onde os sinais elétricos trafegam até chegar ao neurônio seguinte. No cérebro, um neurônio se conecta a outros por meio dessas extensões que podem ser remodeladas constantemente. Como preservam essa plasticidade e são bastante assimétricos, faz sentido, segundo o grupo da UFRJ, que sua membrana seja mais maleável.

O segundo colocado nessa espécie de ranking de flexibilidade foram os astrócitos, de acordo com os resultados que os pesquisadores publicaram em julho deste ano na revista PLoS One. Os astrócitos têm a aparência de estrela e são o segundo tipo de célula mais abundante no cérebro, onde desempenham os papéis essenciais de nutrir os neurônios e de regular a formação de sinapses, conexões entre um neurônio e outro.

Curiosamente, a célula cerebral com membrana mais rígida é também a que costuma ser mais ativa e é capaz de sofrer mais deformações: a micróglia. Semelhante ao astrócito, mas com prolongamentos mais extensos, a micróglia é a principal célula de defesa do sistema nervoso central. Com esses prolongamentos, ela sonda o ambiente o tempo todo à procura de células doentes e agentes infecciosos. Quando os encontra, emite prolongamentos e os engloba para em seguida os destruir, num processo chamado fagocitose.

Na interpretação dos pesquisadores, faz todo o sentido que as propriedades físicas da membrana variem segundo o tipo de célula. Afinal, células diferentes desempenham funções distintas no organismo. “A membrana faz a interface entre o interior da célula e o meio externo, permitindo a interação entre ambos”, lembra o físico, coordenador do Laboratório de Pinças Ópticas da UFRJ. “Ela também detecta sinais químicos e estímulos mecânicos do ambiente ao redor e os transmite para o interior da célula. Ao mesmo tempo, serve de plataforma para a célula exibir sinais para o restante do organismo, indicando, por exemplo, a necessidade de se produzirem anticorpos. Além disso, a membrana dá forma à célula e também se deforma, permitindo à célula se mover por meio da emissão de projeções”, conclui.

Nos experimentos feitos na UFRJ, Bruno e os outros pesquisadores da equipe de Nussenzveig constataram também que a membrana da micróglia apresenta as mesmas propriedades elásticas da membrana de outras células de defesa: os macrófagos, que são produzidos na medula dos ossos e lançados na corrente sanguínea, por meio da qual se espalham pelo corpo (com exceção do sistema nervoso central). De modo semelhante à micróglia, os macrófagos também realizam fagocitose, emitindo prolongamentos que identificam, englobam e destroem tanto células velhas como agentes infecciosos e partículas estranhas ao organismo.

Para o grupo da UFRJ, uma origem embrionária comum pode explicar o fato de a membrana dos macrófagos e a das micróglias compartilharem as mesmas propriedades elásticas. Ambas as células são provenientes da mesoderme, uma das três camadas de células que formam o embrião em seus estágios iniciais (as demais células do sistema nervoso central se originam na ectoderme). E conservam muitas características em comum, embora migrem para regiões diferentes do corpo durante o desenvolvimento – a micróglia vai para o sistema nervoso central, enquanto o macrófago circula pelos tecidos periféricos.

“São como irmãos que foram criados juntos na infância e depois de adultos foram viver em países diferentes”, compara Bruno. “Eles preservam muitas características em comum, embora vivam separados e em contextos diferentes.” Nussenzveig lembra que tanto a micróglia quanto o macrófago têm de suportar forças intensas e grande deformação da superfície durante a fagocitose, o que justificaria que tivessem membranas mais resistentes.

Essa rigidez, porém, não é permanente. Ela é cerca de quatro vezes superior à da membrana dos neurônios quando a micróglia e o macrófago estão inativos, em um estado de dormência. E cai a cerca de metade da inicial quando essas células de defesa são ativadas.

Os pesquisadores registraram esse aumento de flexibilidade quando trataram os macrófagos e as micróglias com compostos encontrados nas paredes de bactérias. Esses compostos despertam as células de defesa e as tornam ativas. “A diminuição da rigidez de curvatura facilita a essas células se dobrarem e emitirem prolongamentos, preparando-se para fagocitar”, explica Nussenzveig.

A semelhança que encontraram entre macrófagos e micróglias também foi observada entre astrócitos e células de glioblastoma, um tipo devastador de tumor cerebral que resulta da proliferação descontrolada de astrócitos. “Ainda não sabemos os detalhes de como essas propriedades influenciam a função de uma célula”, diz Bruno. “Mas o fato de as constantes elásticas mudarem de acordo com o ambiente e o estado em que a célula se encontra certamente exerce alguma influência sobre o seu desempenho”, conta o biólogo, que em Cingapura trabalha com a equipe de Nils Gauthier tentando compreender melhor como essas propriedades elásticas da membrana poderiam orquestrar uma série de fenômenos no interior da célula.

“Esses são indícios bastante consistentes de que as propriedades elásticas da membrana conservam uma relação direta com a função da célula no organismo”, diz Nussenzveig. No trabalho publicado na PLoS One, a equipe da UFRJ demonstrou também que a flexibilidade da membrana não depende apenas dos lipídios que a formam. O que determina em grande parte sua rigidez é o chamado citoesqueleto de actina: uma rede difusa de filamentos da proteína actina que se distribuem pelo interior da célula e se ancoram nas proteínas aprisionadas na membrana.

Antes desse trabalho, se acreditava que os tubos de membrana que se formam quando a célula é manipulada com uma pinça óptica fossem constituídos de membrana pura, ou seja, quase exclusivamente lipídios. O grupo da UFRJ demonstrou que ao puxar a membrana, junto com os lipídios, também se arrasta o citoesqueleto. Observações anteriores, realizadas pelo grupo do Michael Sheetz, diretor do Instituto de Mecanobiologia em Cingapura, onde Bruno faz seu pós-doutorado desde o início do ano, não levavam em consideração a influência dessa rede de fibras proteicas. Essa situação, para os pesquisadores da UFRJ, não condiz com a realidade. “Uma célula com membrana pura, desacoplada do citoesqueleto, não existe porque seria muito instável”, explica Nussenzveig. “Na célula, a membrana fica ancorada em uma espécie de tapete de actina, o córtex, que lhe confere maior rigidez.”

Seu grupo também verificou que a membrana das células é dezenas de vezes mais resistente do que se imaginava. Especialista em óptica e criador do Laboratório de Pinças Ópticas da UFRJ, ele e os físicos Nathan Bessa Viana e Paulo Américo Maia Neto perceberam que, de um modo geral, as pinças ópticas – elas consistem em um sistema de laser acoplado a um microscópio – sofriam de uma espécie de defeito de visão, que interferia nas medições. Esse defeito é uma aberração óptica chamada astigmatismo, uma alteração no foco do laser diminui a força que ele é capaz de exercer. Depois de 13 anos estudando o assunto, a equipe da UFRJ afirma ter finalmente identificado a causa do problema e encontrado uma forma de corrigi-lo. “O trabalho descrevendo essas correções já foi submetido e deve ser publicado em breve”, conta Nussenzveig.

“Finalmente a pinça está completamente entendida a partir de primeiros princípios”, diz o físico. Com isso ele acredita que seu grupo conseguiu o controle completo sobre a pinça e como aumentar seu poder de captura. “Até os nossos trabalhos, a calibração era feita de modo indireto, comparando com força hidrodinâmica, causada pelo atrito da microesfera plástica com o fluido”, conta. Como consequência da calibração menos precisa dos instrumentos, viam-se diferenças grandes, da ordem de até 10 vezes, nas medições feitas por laboratórios distintos. “Nosso grupo é o único que até o momento obteve a calibração absoluta e nossos resultados são confiáveis dentro da precisão que é possível alcançar em biologia celular”, afirma Nussenzveig, que, aos 80 anos, continua entusiasmado com suas pesquisas e sabe que ainda se está longe de conseguir um modelo físico da membrana celular. “Há teorias que procuram analogias com materiais que a gente conhece para descrever o funcionamento da membrana das células”, conta. “Mas são rudimentares. Não basta tratar os materiais como sistemas inertes, passivos. É preciso levar em conta as reações da célula como sistema vivo.”

Artigo científico

PONTES, B. et al. Membrane elastic properties and cell function. PLoS One. 3 de jul. 2013.

Fonte: Revista Fapesp on line - edição 213 - 11/2013

Por Ricardo Zorzetto

Jogos da reabilitação

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Movimento das mãos controla personagem na tela e estimula a atividade motora

Para estimular a atividade motora e cognitiva de pessoas com lesões na medula ou no cérebro, pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram aplicativos (programas) para computadores que reconhecem os gestos humanos e possibilitam a interação com jogos e plataformas já conhecidos como Xadrez, Pacman e Google Street View. A ideia é proporcionar, sem o uso de teclado emouse, uma interação com ambientes virtuais de forma lúdica e fisicamente ativa. De acordo com o pesquisador Alexandre Fonseca Brandão, doutorando no Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia (PPGBiotec), da UFSCar, a utilização dos aplicativos colabora também com o combate ao sedentarismo ao provocar uma mudança na interação com os jogos tradicionais. Um exemplo é o aplicativo denominado GestureChair desenvolvido com base em uma versão do jogo Pacman. “O usuário controla o personagem com movimentos manuais rápidos, denominados swipe (para cima, baixo, direita ou esquerda)”, explica Brandão. Para isso, o computador deve estar equipado com um sensor de movimento.“O tratamento de reabilitação facilita e estimula o paciente a reaprender a controlar suas funções lesadas e a obter maior independência, tornando-o capaz de melhorar sua qualidade de vida”, diz. “O GestureChair é direcionado para portadores de paraplegia que compromete a função do tronco e dos membros inferiores, mas não afeta os superiores.”

Fonte: Revista Fapesp on line - edição 213 - novembro de 2013

A geografia do infarto

© DANIEL BUENO

A taxa de mortalidade de pessoas com mais de 20 anos de idade por cardiopatia isquêmica, como infarto do miocárdio, que havia caído no Brasil durante a segunda metade do século passado, parou de decrescer e atingiu uma aparente estabilidade entre o ano 2000 e 2010. A constatação faz parte de um estudo liderado por Cristina Baena, da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR), que analisou o número absoluto de mortes registradas oficialmente no Brasil por essa causa e a comparou com informações demográficas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Mas essa alteração não é a mais significativa revelada pelo estudo, publicado eletronicamente no dia 25 de julho na revista Heart, em colaboração com outros pesquisadores da PUCPR, da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, e da Universidade de Roterdã, na Holanda. Os registros do Sistema de Informação de Mortalidade do Ministério da Saúde indicam que nas regiões Sul e Sudeste o número de pessoas que morreram em consequência de cardiopatia diminuiu entre 2000 e 2010, mas o contrário se verificou no Norte e no Nordeste. De acordo com Cristina, a diferença não se deve à imprecisão de registros nas áreas mais pobres. “Em nossos métodos fizemos a análise ajustada para as subnotificações”, explica. As distintas taxas de mortalidade por cardiopatia refletem as disparidades socioeconômicas que separam o Norte e o Sul do Brasil em razão dos índices de desenvolvimento humano, taxas de alfabetização e estruturas de atendimento à saúde. Se as tendências se mantiverem, o estudo alerta, essa divergência se agravará até 2015. Segundo os autores, é hora de prestar atenção nessa variação regional para traçar políticas públicas que atendam às necessidades específicas das diferentes áreas do país na busca por combater as doenças cardiovasculares.

Fonte: Revista Fapesp on line - edição 213 - novembro/2013

XI TURMA DA BIOMEDICINA METODISTA NO ENADE!!!!

http://www.metodista.br/biomedicina

http://www.metodista.br/vestibular

ENADE

Olá,

Queridos alunos da XI Turma - Biomedicina Metodista!
Boa sorte amanhã no ENADE!!!!!

"O êxito começa no exato momento em que o homem decide o que quer e começa a trabalhar para consegui-lo"

Gatilho desregulado: Alterações em sensor de nutrientes no cérebro pode desencadear distúrbios metabólicos na vida adulta

A notícia é conhecida: a baixa ingestão de proteínas durante o desenvolvimento do feto no útero e logo após o nascimento pode levar a distúrbios metabólicos na vida adulta, como obesidade, tolerância à insulina e hiperfagia — aumento exagerado do apetite. Agora, um grupo internacional de pesquisadores, entre eles brasileiros da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), pode estar mais próximo de compreender os mecanismos biológicos básicos que causam este fenômeno: num estudo com modelos animais, a equipe verificou que a baixa ingestão de proteínas por ratos na fase intrauterina e, logo em seguida, durante os primeiros dias de amamentação, pode desencadear alterações no funcionamento de um importante sensor nutricional responsável pelo controle do comportamento alimentar em uma região do cérebro conhecida como hipotálamo. Essas alterações podem comprometer a capacidade do cérebro de identificar o status nutricional do organismo durante a alimentação, tornando-o incapaz de indicar com precisão quando é hora de parar de comer.

Imagens de marcações no hipotálamo por imunohistoquímica. Ratos nascidos de fêmeas alimentadas com pouca proteína, mas que podiam comer livremente, exibiram uma redução da atividade do mTOR em dois núcleos cerebrais, arqueado e ventromedial, responsáveis pelo comportamento alimentar

Em seguida a uma refeição, quando aumenta a concentração de nutrientes no organismo, esse sensor — uma proteína conhecida como mTOR — é ativado pelo cérebro. Uma vez acionado, ele passa a agir no controle do comportamento alimentar e na homeostase energética, o sistema de regulagem química do organismo. Assim, induz o organismo a diminuir a ingestão de alimentos. “O mTOR é um indicador de que há energia disponível no corpo. Quanto maior for a ingestão alimentar, maior será sua ativação”, explica Raquel da Silva Aragão, professora do Departamento de Nutrição da UFPE e uma das autoras do artigo, cujos resultados foram publicado em setembro na revista PLoS One.

Os pesquisadores já haviam observado vias moleculares alteradas nos animais nascidos de mães com dieta restrita em proteína durante a gestação e a amamentação. Entre elas, uma via específica responsável pela ativação da mTOR. “Concluímos, assim, que esse sensor poderia desempenhar um papel chave no desenvolvimento de distúrbios metabólicos devido a um ambiente desfavorável antes e depois do parto”, conta.

Para testar a hipótese, os pesquisadores submeteram ratas grávidas a dois tipos de dietas, um com uma quantidade adequada de proteína e outro com uma dieta mais restrita em proteína. Após o nascimento, os filhotes continuaram sendo amamentados por 21 dias. Dessa forma, os filhotes do grupo em que as mães tinham dieta restrita em proteína também estavam sujeitos à restrição pelo leite.

Em seguida, aos 4 meses de vida, os pesquisadores dividiram os filhotes em subgrupos: os que tinham acesso irrestrito à comida, os que ficaram em jejum por 48 horas e os que ficaram em jejum também por 48 horas, mas, 3 horas antes de serem sacrificados, tiveram acesso a ração. Essas diferenças foram usadas como ferramenta para modificar o status nutricional dos ratos antes de serem sacrificados.

Ao medirem os níveis de ativação da mTOR na região do hipotálamo, os pesquisadores notaram que os ratos nascidos de fêmeas alimentadas com pouca proteína, mas que podiam comer livremente, exibiram uma redução da atividade do sensor em dois núcleos cerebrais: o arqueado e o ventromedial. O primeiro é o centro do controle do comportamento alimentar, no qual se concentra uma grande quantidade de neurônios responsáveis pela regulação da ingestão, entre eles os neurônios da fome, conhecidos como AgRP, e os da saciedade, Pomc (ver Pesquisa FAPESP nº 212). Já o segundo é a região que induz sensações de saciedade e que, desregulado, pode levar o indivíduo ao apetite excessivo.

Os pesquisadores também observaram que a resposta ao jejum estava alterada nos filhos das ratas que receberam dieta restrita em proteína. “Esses animais foram incapazes de alterar o nível de ativação da mTOR nos núcleos arqueado e ventromedial em resposta ao jejum”, conta Raquel.

Os resultados sugerem que a restrição à proteína materna durante o período da gestação e amamentação é capaz de alterar, nos filhotes, a detecção do statusnutricional do organismo pelo hipotálamo, já que houve um prejuízo na ativação da mTOR em resposta ao desafio nutricional (jejum) imposto aos ratos. O que é mais grave, esse efeito se estende à vida adulta. “Isso sugere que a alteração nos sensores nutricionais pode ser um mecanismo que liga o ambiente fetal e neonatal pobre em nutrientes com o aparecimento, na vida adulta, da síndrome metabólica”, diz a pesquisadora.

Artigo científico

GUZMÁN-QUEVEDO. O. et al. Impaired Hypothalamic mTOR Activation in the Adult Rat Offspring Born to Mothers Fed a Low-Protein Diet. PLoS ONE. v. 8, n. 9. set. 2013.

Fonte: Revista Fapesp - edição online 11/2013

Por: Rodrigo de Oliveira Andrade

Imagem: Omar Gusman Quevedo 

20 de Novembro - Dia do Biomédico!

Parabéns estudantes de Biomedicina e Biomédicos, em especial aos da Universidade Metodista de São Paulo!!!!!

Quando comer aumenta a fome: Dieta rica em gorduras reduz a saciedade

© MECALEHA/GETTY IMAGES

Em cadeias de lanchonetes é comum ver anúncios de refeições com tamanhos avantajados. Hambúrgueres duplos acompanhados de porções grandes de batatas fritas e um balde de refrigerante para completar. Mas essa montanha de calorias, muitas vezes bem superior à recomendada para uma refeição, nem sempre aplaca a fome. É que quanto mais rica em gordura é a comida, mais se quer comer. Para quem esperaria o contrário, que esses alimentos mais pesados e difíceis de digerir deveriam saciar mais facilmente, agora há explicação. “A dieta hiperlipídica torna mais ativos os neurônios que induzem a fome”, explica o bioquímico gaúcho Marcelo Dietrich, pesquisador na Faculdade de Medicina da Universidade Yale, nos Estados Unidos.

Ele chegou a essa conclusão recentemente estudando a ação de dois grupos de neurônios – um que induz a fome e outro a saciedade –, ambos localizados em uma região na base do cérebro chamada hipotálamo. Em experimentos com camundongos, Dietrich verificou que o consumo de muita gordura desregula esse mecanismo essencial à sobrevivência. Alimentando os roedores com diferentes tipos de dieta, ele constatou que o excesso de gordura aumenta a atividade dos neurônios da fome, conhecidos pela sigla AgRP, ao mesmo tempo que reduz o funcionamento dos neurônios da saciedade, os Pomc. Esse desequilíbrio surge em consequência de mudanças nas mitocôndrias, as organelas que produzem energia nos neurônios, demonstrou o pesquisador em estudo publicado em setembro na Cell. Mais do que revelar de onde vem a voracidade ligada ao consumo de comidas gordurosas, esses resultados indicam que deve ser difícil desenvolver medicamentos contra obesidade baseados na modulação desses dois tipos de neurônio. Isso porque uma mesma proteína induz alterações distintas nas mitocôndrias dessas células.

Fome implacável

O foco dos estudos de Dietrich, que também é associado ao Departamento de Bioquímica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), onde trabalha com o bioquímico Diogo Souza, são os neurônios AgRP, que quando ativados despertam o apetite. “É um mecanismo essencial à vida”, diz o pesquisador. “Mesmo durante o jejum, quando a energia é escassa e o metabolismo de muitas células diminui, uma parte desses neurônios permanece consumindo energia para garantir o impulso de buscar alimento”, explica. Num experimento com camundongos realizado no laboratório de Tamas Horvath, diretor do Programa de Sinalização Celular Integrativa e Neurobiologia do Metabolismo, de Yale, Dietrich e seus colegas investigaram o que acontecia quando os roedores ganhavam ração reforçada em gordura (lipídios). Eles observaram que, depois da refeição, a proporção desses neurônios ainda ativa no cérebro dos camundongos que consumiram gordura era maior do que no dos camundongos em dieta normal. Esse resultado foi o oposto do esperado, uma vez que o primeiro grupo de animais havia consumido mais energia.

Os pesquisadores mostraram que essa ativação anormal ocorre porque as mitocôndrias, produtoras da energia das células, o trifosfato de adenosina (ATP), se fundem. Maiores e menos abundantes, as mitocôndrias geram mais ATP e turbinam a atividade dos neurônios AgRP, aumentando a fome e o acúmulo de gordura. O resultado são camundongos bem acima do peso habitual.

“A fusão das mitocôndrias causada pela dieta rica em gordura é uma novidade”, relata Dietrich. Na situação oposta, quando o organismo está em jejum prolongado, as mitocôndrias se dividem. Menores e mais abundantes, elas são menos eficientes na produção de ATP. Ele comprovou esse efeito das gorduras sobre as mitocôndrias ao tratar com ração hiperlipídica camundongos geneticamente modificados para não produzir duas proteínas, a mitofusina 1 e a mitofusina 2, responsáveis pela união dessas organelas. Ao bloquear a fusão das mitocôndrias – elas permanecem com o tamanho normal –, uma proporção maior de neurônios da fome permaneceu em repouso e os camundongos não engordaram.

Insaciáveis

Os resultados de Dietrich ganham mais importância quando vistos em conjunto com os de outro artigo publicado na mesma edição da Cell. Nesse segundo trabalho, que contou com a participação de Dietrich e Horvath, os pesquisadores Marc Schneeberger e Marc Claret, do Instituto de Investigações Biomédicas August Pi i Sunyer, em Barcelona, Espanha, indentificaram em camundongos outra relação entre a dieta e a função dos neurônios responsáveis pela saciedade, os Pomc. A ausência da mitofusina 2, cuja produção cai quando os roedores são alimentados com ração rica em lipídios, praticamente sabota essas células cerebrais. “Eles se tornam menos ativos”, conta Dietrich. “Como os neurônios Pomc promovem a saciedade, sua inativação rompe o equilíbrio e só os neurônios da fome ficam com atividade alta.” Com o apetite desenfreado, os camundongos se tornam extremamente obesos.

© ANA PAULA CAMPOS; ILUSTRAÇÃO ALEXANDRE AFFONSO

O problema por trás do mau funcionamento dos Pomc novamente está nas mitocôndrias, que, desta vez, se tornam maiores e disformes. Sem a mitofusina 2, as mitocôndrias, além de deformadas, se descolam do retículo endoplasmático, organela que participa da síntese de proteínas. “Acreditamos que as mitocôndrias usem o cálcio e os lipídios armazenados no retículo para a geração de energia”, explica Dietrich. Quando esse fluxo é interrompido, ambas ficam prejudicadas e funcionam mal. Nesse contexto, as mitocôndrias passam a liberar espécies reativas de oxigênio, moléculas que causam desequilíbrios bioquímicos no organismo. Nessa situação as mitocôndrias deixam de produzir o ATP necessário à função dos neurônios Pomc, que, inativos, param de responder à leptina, o hormônio responsável por sinalizar que o organismo está alimentado. A saciedade não vem e os camundongos glutões ficam eficientes em acumular gordura.

Pílulas emagrecedoras

Para Dietrich, a importância desses dois estudos é mostrar que uma mesma molécula pode gerar efeitos muito distintos conforme a célula em que atuam. Mesmo em grupos de células vizinhas na mesma região do cérebro, como é o caso das AgRP e das Pomc, a mitofusina 2 atua de maneira completamente diferente: nas AgRP ela contribui para a fusão das mitocôndrias, enquanto nas Pomc auxilia a adesão das mitocôndrias ao retículo endoplasmático.

Uma consequência mais geral dessa observação, segundo o pesquisador, é que não será simples obter um composto único que atue sobre as vias de sinalização da fome e da saciedade para tratar a obesidade, hoje uma epidemia que atinge 17% dos brasileiros com mais de 20 anos, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Num país em que há abundância de alimentos gordurosos e no qual as refeições pouco saudáveis em lanchonetes são uma solução comum para a correria cotidiana, os resultados de Dietrich e colegas adquirem tom de urgência. “O reflexo da fome é um dos mais básicos para a sobrevivência, não é possível suprimi-lo sem pôr a própria vida em risco”, diz o pesquisador.

Por isso, em sua visão, é tão difícil desenvolver medicamentos contra a obesidade que não tenham efeitos colaterais graves, como ele e Horvath indicaram num artigo de revisão publicado em 2012 na Nature Reviews Drug Discovery.

Mas essa dificuldade não impede que a busca continue. Ao contrário, a estimula. Na Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), o grupo do biólogo molecular João Bosco Pesquero acaba de firmar um acordo de cooperação internacional com colegas do Max Delbrück Center for Molecular Medicine, na Alemanha (ver Pesquisa FAPESP nº 211). O objetivo é acelerar a busca por um medicamento eficaz e seguro contra a obesidade que atue nos neurônios da saciedade.

Em artigo publicado em julho deste ano na Biological Chemistry, o grupo de Pesquero testou camundongos que não produzem os receptores B1 para cinina, envolvidos na ação da leptina. Nesses animais, os pesquisadores verificaram um aumento na atividade dos neurônios da saciedade. “Esses roedores têm um metabolismo diferente, são protegidos da obesidade mesmo consumindo uma dieta gordurosa”, conta Vicencia Sales, doutoranda no grupo de Pesquero e coautora do artigo.

Os grupos da Unifesp e da Alemanha, em parceria com colaboradores de Toulouse, na França, apostam no avanço de um composto em fase de testes experimentais que bloqueia os receptores B1 de cinina. Assim, eles esperam aumentar a sensibilidade dos animais à leptina e saciar a fome. Mas, para que se torne um medicamento viável, entre outras alterações, ainda seria necessário torná-lo mais estável e capaz de atravessar a barreira hematoencefálica para chegar ao cérebro. Isso só valerá a pena, no entanto, caso ele se comprove seguro e eficaz. A droga não parece ser prejudicial para os camundongos, nos quais tem sido testada antes de poder ser aplicada a seres humanos. “Claro que sempre há a preocupação sobre como outros neurônios podem responder a esse composto”, conta Vicencia, que pretende dedicar o resto de seu doutorado a entender o que o fármaco faz no organismo como um todo.

Os resultados de Dietrich evidenciam, para ela, a importância de olhar com mais cautela o que acontece com as mitocôndrias em seu modelo de pesquisa. “É um trabalho muito difícil”, conta. Afinal, é preciso isolar neurônios de um cérebro que já é pequeno como o do camundongo, com cerca de 2 centímetros, para inferir a atividade elétrica e a produção de ATP. “O hipotálamo desses roedores tem mais ou menos 0,3 milímetro e é um pouco maior que um grãozinho de areia”, avalia. Isolar essas células exige uma técnica que o grupo de Yale domina e que fez a diferença no trabalho de Dietrich. A trama de neurônios que envolve mecanismos complexos e fundamentais como a necessidade de se alimentar certamente só pode ser desvendada com a soma de conhecimentos, ideias e especialidades de múltiplos grupos. De preferência, trabalhando em conjunto.

Artigos científicos

DIETRICH, M. O. et al. Mitochondrial dynamics controlled by mitofusins regulate AgRP neuronal activity and diet-induced obesity. Cell. v. 155, n. 1, p. 188-99. 26 set. 2013.

SCHNEEBERGER, M. et al. Mitofusin 2 in Pomc neurons connects ER stress with leptin resistance and energy imbalance. Cell. v. 155, n. 1, p. 172-87. 26 set. 2013.

TORRES, H. A. M. et al. Kinin B1 receptor gene ablation affects hypothalamic CART production. Biological Chemistry. v. 394, n. 7, p. 901-8. jul. 2013.

Fonte: Revista Fapesp - edição 212

Por: MARIA GUIMARÃES e RICARDO ZORZETTO 

Em um verme, as travas do envelhecimento: Fármaco melhora o funcionamento celular em C. elegans

© LÉO RAMOS

Vermes à mão: luta contínua para ampliar a expectativa de vida

Todo dia, na hora do almoço e no final da tarde, em um dos laboratórios do sétimo andar de um prédio antigo da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), o estudante de medicina Vitor Neves Sato examina sob o microscópio os movimentos de vermes transparentes conhecidos como Caenorhabditis elegans, que chegam a no máximo 1 milímetro de comprimento e deslizam sem parar com explícita elegância, como minúsculas cobras, sobre a placa de Petri. Seu interesse é observar os efeitos de um antibiótico sobre a expectativa de vida desse organismo, que começou a ser usado em laboratório há exatos 50 anos e permitiu uma série de descobertas importantes. Foi no C. elegans que os biólogos identificaram os primeiros genes associados ao envelhecimento e o mecanismo da morte celular programada, essencial para o desenvolvimento de qualquer ser vivo.

Sato tem visto que os vermes que cresceram no meio de cultura com antibiótico, em comparação com os que não receberam, viveram de 9% a 19% mais – ou até 10 dias extras, tempo considerável para um ser que raramente vive mais de um mês. O fármaco deve prolongar a vida do verme não por matar bactérias – das quais, por sinal, ele se alimenta –, mas por aumentar a produção e a ação da enzima Dicer e de pequenas moléculas conhecidas como microRNAs. Identificados pela primeira vez em 1993 em C. elegans, os microRNAs são um tipo de ácido ribonucleico (RNA), que, neste caso, adere a outro tipo de RNA, o mensageiro, e contribui para reduzir a produção de proteínas. Em resposta a esse bloqueio, segundo Marcelo Mori, professor da Unifesp que coordena o trabalho, as células devem otimizar a produção de energia, evitando desperdícios e a formação de resíduos, cujo excesso pode danificar o DNA e acelerar o desenvolvimento de doenças associadas ao envelhecimento e a doenças como o câncer.

© LÉO RAMOS

Uma comunidade de C. elegans: vida média de um mês

Desse modo, o antibiótico, cujo nome Mori mantém em sigilo, simula o efeito da restrição calórica, uma forma reconhecida de viver mais, embora em si seja impraticável para os seres humanos, porque implicaria comer 30% a 40% menos “até a morte”, ele ressalta. Outra forma de obter esse efeito é bloquear a ação do gene mTOR, associado à síntese de proteínas. Em um estudo publicado em agosto na Cell Reports, pesquisadores dos Estados Unidos estenderam a expectativa de vida de camundongos em cerca de 20%, o equivalente a ampliar a vida de uma pessoa em 16 anos, reduzindo a atividade do gene mTOR. Curiosamente, nesse experimento, a longevidade não foi a mesma nos diferentes tecidos e órgãos. Os animais ganharam em retenção de memória, coordenação motora e força muscular à medida que envelheciam, mas seus ossos se deterioravam mais rapidamente que o normal, além de se mostrarem mais suscetíveis a infecções.

Ivan José Vechetti Junior, da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Botucatu, trabalha ao mesmo tempo com microRNAs, mTOR e um dos efeitos do envelhecimento, a perda de massa muscular. Nos experimentos que fez de janeiro a maio deste ano na Universidade de Kentucky, Estados Unidos, ele verificou que a produção de um tipo de microRNA, o microRNA1, caiu à metade nos camundongos com hipertrofia muscular nas patas, causada pela retirada de parte dos músculos. Em cultura de células, porém, o microRNA1 agiu de modo inesperado. “O microRNA1 regulou o gene mTOR de modo sutil, não aumentando sua expressão, como esperávamos, mas prolongando sua ação”, diz ele.

Em seu doutorado, sob a orientação de Maeli Dal Pai, Vechetti Junior está examinando a expressão de microRNAs na regeneração muscular de ratos idosos submetidos a atrofia muscular por meio de imobilização. Se o trabalho correr bem, ele espera encontrar novas estratégias para atenuar ou bloquear a perda muscular associada ao envelhecimento, indicando, por exemplo, como deve funcionar a recuperação muscular de pessoas idosas que sofreram uma queda, por exemplo, e passaram certo tempo imobilizadas. “Quais os limites da recuperação muscular? O quanto os exercícios físicos realmente ajudam nessa recuperação?”, ele se pergunta.

Efeito Quasímodo

Os estudos em andamento na Unifesp indicam outro efeito da intensificação da produção de microRNAs: a diluição de agregados do aminoácido glutamina. Segundo Mori, o envelhecimento e algumas enfermidades, como a doença de Huntington, distúrbio neurológico de origem genética, estão associados à formação de aglomerados proteicos ricos em glutamina. Para mostrar que poderia estar no caminho de uma solução para esse problema, Mori mostra os C. elegans que cresceram no meio de cultura enriquecida com antibiótico – e acompanhados, desta vez, pela estudante de biomedicina Ana Forti Pinca. Sob o microscópio, os minúsculos vermes exibem vários pontos verdes espalhados pelo corpo – são as poliglutaminas ligadas a uma proteína fluorescente verde, que facilita a identificação das moléculas que se quer estudar – e se movem sem parar. Em outra placa de Petri, nos vermes que não passaram pelo banho de antibiótico, as esferas verdes são menores, mas aparentemente mais insolúveis e parecem prejudicar o movimento como a corcunda do Quasímodo, personagem do livro O corcunda de Notre-Dame.

© ANA PAULA FORTI PINCA/UNIFESP

Os vermes verdes: as proteínas fluorescentes tendem a se agregar, reduzindo a vitalidade

Mori verificou inicialmente em camundongos, durante seu pós-doutoramento na Universidade Harvard, Estados Unidos, que uma das principais fontes de microRNAs é o tecido adiposo, formado pelas células de gordura, que nos seres humanos em geral se concentra sob a pele e na região abdominal. Seu trabalho indica que as células de gordura exercem um papel ativo no controle do peso e do metabolismo, em vez de apenas exibirem as consequências da gula ou do sedentarismo (ver reportagem). “O tecido adiposo serve como termostato nutricional”, diz ele. “É o primeiro a responder em caso de restrição alimentar, gastando as reservas de energia e sinalizando para as células dos músculos e de outros tecidos que é hora de ser mais eficiente.”

Já se sabia que as células de gordura, produzindo o hormônio leptina, podem inibir o apetite e estimular o metabolismo celular, resultando em perda de peso. Segundo Mori, a sinalização leptina está, por sua vez, associada ao envelhecimento e ao aparecimento de doenças cardiovasculares, diabetes e câncer. O trabalho de Mori descreve uma ação oposta, desacelerando a atividade celular por meio de microRNAs. Em Harvard, Mori mediu a quantidade de microRNAs do tecido adiposo de diferentes tecidos em camundongos mais jovens ou mais idosos. Com o envelhecimento, ele observou, havia uma redução na quantidade de microRNA do tecido adiposo, mas a restrição calórica revertia esse quadro, mantendo os níveis da enzima Dicer e dos microRNAs.

A associação, logo depois confirmada em C. elegans, parecia direta: os animais com os níveis mais altos de Dicer e microRNAs viviam mais, e os com menos morriam antes. “A Dicer está superexpressa em restrição calórica e aumenta a resistência ao estresse oxidativo, que é prejudicial para as células”, ele observou. Do mesmo modo, como detalhado em um artigo publicado na revista Cell Metabolism em 2012, a perda de função dessa enzima, causada por mutações, levava as células à senescência. “A produção de microRNAs no tecido adiposo pode controlar o envelhecimento”, ele concluiu.

Mori começou a trabalhar com C. elegans em 2007 em Harvard porque precisava de organismos com um ciclo de vida menor que o dos camundongos. De modo similar, o biólogo sul-africano Sydney Brenner, inicialmente em Cambridge, Inglaterra, e depois em San Diego, Estados Unidos, inaugurou os estudos com C. elegans em 1963 porque procurava um organismo que, além de crescer rapidamente, lhe permitisse observar o crescimento de células e órgãos, como não era possível em drosófila, o inseto que é o modelo clássico para estudos em genética.

No início, enquanto Brenner preparava e selecionava mutantes, que seriam fundamentais para as pesquisas que decolariam logo depois, a maioria das pessoas não levava o bicho a sério. Um colega de Brenner lhe disse que “não daria um centavo” por seu trabalho, lamentando que ele estivesse 20 anos à frente de sua época, contou o biólogo em 2009, sete anos depois de ter sido um dos ganhadores do Prêmio Nobel em reconhecimento a seus estudos sobre regulação gênica, feitos em C. elegans. “Me contaram que existem hoje 400 laboratórios de C. elegans”, ele comemorou. “Frequentemente me perguntam por que deixei a pesquisa com C. elegans justamente quando estava se tornando realmente interessante. A resposta é simples: as pessoas dessa área hoje são muito melhores que eu era.” Brenner gostava mesmo era de abrir caminhos, que era, como ele definiu, “a parte mais emocionante da pesquisa científica”.

Oportunidade

“Pouca gente trabalha com C. elegans no Brasil, talvez com receio da aceitação de um modelo experimental diferente, que eu vi como oportunidade”, diz Mori, que há dois anos trouxe os bichos na bagagem ao voltar dos Estados Unidos. Agora ele tem uma coleção de 50 linhagens, mantidas em quatro estufas a uma temperatura média de 21º Celsius.

Seu trabalho ainda não tem aplicações, porque os microRNAs constituem na verdade um grupo de centenas de moléculas com tamanho médio de 20 nucleotídeos – e provavelmente algumas agem contra e outras a favor do envelhecimento. O problema é que os microRNAs parecem estar por toda parte e exercer muitas funções: podem, por exemplo, participar da progressão de tumores de próstata, como demonstrado por pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (USP), de doenças cardiovasculares, como estudado no Instituto de Ciências Biomédicas da USP, ou do controle do ritmo circadiano, como é chamado o período de cerca de 24 horas sobre o qual se baseia o ciclo biológico de quase todos os seres vivos, como proposto por um grupo da Universidade Federal de Alagoas.

Apesar das incertezas sobre o papel dessas moléculas, Mori acredita que o controle da enzima Dicer e dos micro-RNAs poderia ser uma estratégia viável para aumentar a expectativa de vida, simulando o efeito da restrição calórica por meio de medicamentos como o antibiótico que ele está avaliando. Evidentemente, o envelhecimento é um processo biológico muito complexo. Em uma conferência realizada em agosto na Itália, Mori observou que um dos focos atuais de atenção são as mitocôndrias, compartimentos celulares responsáveis pela produção de energia. “A comunicação entre a mitocôndria e o núcleo regula a síntese de proteínas e, desse modo, controla o envelhecimento”, diz ele. “Está chegando o momento em que poderemos integrar informações independentes e ter uma noção mais clara de como o organismo envelhece e de como intervir efetivamente.”

Projeto

Identificação de mecanismos responsáveis pelos efeitos benéficos da restrição calórica (10/52557-0); Modalidade Apoio a Jovens Pesquisadores; Coordenador Marcelo Alves da Silva Mori – Unifesp; Investimento R$ R$ 696.496,53 (FAPESP).

Artigos científicos

BRENNER, S. In the beginning was the worm… Genetics. v. 182, p. 413-5. 2009.

MORI, M.A. et al. Role of microRNA processing in adipose tissue in stress defense and longevity. Cell Metabolism. v. 5, n. 16, p. 336-47. 2012.

Fone: Revista Fapesp

Por: CARLOS FIORAVANTI | Edição 212