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segunda-feira, 26 de junho de 2017

Conversa sobre bactérias regada a cerveja

Conversa sobre bactérias regada a cerveja

Bate-papo descontraído sobre microrganismos benéficos ao corpo humano deu a largada para a edição brasileira do 'Pint of Science', festival internacional em que cientistas se reúnem com o público em bares, restaurantes e cafés para falar sobre temas científicos.


Pesquisadores da UFRJ e da Fiocruz se reuniram ontem (15/05) à noite em um bar no Maracanã (RJ) para conversar com um público animado sobre o papel benéfico desempenhado por várias bactérias em nosso organismo. (foto: Sidcley Lyra/ Universidade Federal do Rio de Janeiro)
Você sabia que há mais micróbios na Terra do que estrelas no universo? Essa informação surpreendeu muitos dos presentes ontem à noite em um bar do Rio de Janeiro. Num bar??!! Sim! O grupo estava reunido para uma das primeiras sessões do festival internacional de divulgação científica Pint of Science, que tem como objetivo proporcionar debates divertidos sobre os mais variados temas da ciência em um formato acessível para o público e em ambientes descontraídos, como bares, restaurantes e cafés.
Eram 19h30 e o bar Bento, no Maracanã (RJ), já estava repleto de pessoas, quase todas com um copo de cerveja na mão, prontas para participar de um bate-papo com o tema ‘Vilões ou heróis: microrganismos que habitam nosso corpo’. Os oradores também já brindavam e começaram lançando um desafio. Quem respondesse corretamente a cada uma das questões ganhava uma camisa alusiva ao festival. “Quantos micróbios existem na Terra?” e “Quantas estrelas existem no universo?” foram algumas das perguntas lançadas.
Temos no nosso organismo um número maior de bactérias do que de células!
Depois dessa animada gincana, o microbiólogo Leandro Araújo Lobo, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), começou a convocar a participação do público, dizendo: “Isto não é uma palestra ou um congresso! Isto é um bate-papo!”. E logo a seguir perguntou: “O que vem à cabeça de vocês quando se fala em bactérias?” Alguém gritou: “dor de garganta”; e outra pessoa disse: “doenças”. Mas os pesquisadores estavam ali para desmistificar essa associação. Na verdade, as bactérias são muito mais heroínas do que vilãs. Aliás, temos no nosso organismo um número maior de bactérias do que de células!
Um dos exemplos dados para ilustrar o impacto positivo das bactérias no nosso bem-estar é o fato de que os bebês que nascem de parto normal tendem a ter um nível de saúde geral melhor que os bebês que nascem por cesariana. E isso acontece porque, durante o parto, os bebês são expostos a uma grande quantidade de bactérias que vão colonizar o seu trato digestivo. Quando o bebê nasce por parto normal, acaba ingerindo diversas bactérias benéficas que advêm sobretudo do canal vaginal da mãe. Além de seu importante papel na proteção e defesa do organismo quando há colonização por organismos patogênicos (que causam doenças), essas bactérias auxiliam na absorção de nutrientes.



O modo como um bebê nasce se reflete na composição da sua microbiota (conjunto dos microrganismos que habitam o corpo) e isso tem impacto na sua saúde a longo prazo. (foto: Sander van der Wel/ Flickr – CC BY-SA 2.0)

Segundo o microbiólogo Luis Antunes, da Fundação Oswaldo Cruz, o transplante de microbiota vaginal da mãe para os bebês que nascem por cesariana vai ser algo bastante comum no futuro.  Hoje, o que está disponível é o transplante de microbiota fecal, que foi também discutido com bastante humor ontem à noite, ressalvando sempre os benefícios dessa técnica, sobretudo para os problemas gastrointestinais crônicos.

Bactérias no cardápio

Os participantes do evento também debateram algo que está muito na moda: o consumo de probióticos! Para aqueles que ainda não sabem, trata-se de organismos vivos que, quando administrados em quantidades apropriadas, conferem vantagens à saúde.


O kefir (à esquerda) e a kombucha (à direita), produtos obtidos a partir da fermentação de bebidas, são alimentos probióticos, ou seja, contêm microrganismos que trazem benefícios para a saúde. (fotos: Wikimedia Commons – CC0 e Ed Summers/ Flickr – CC BY 2.0)

Importante foi também fazer a distinção entre prebióticos e probióticos. Os prebióticos não são bactérias, mas sim nutrientes que servem para alimentar e estimular o crescimento de bactérias intestinais benéficas. Explicando melhor, trata-se sobretudo de fibras não digeríveis, mas que são fermentadas pelas bactérias do cólon (região do intestino).
O microbiólogo Marco Miguel, da UFRJ, salientou de imediato que devemos então comer vários alimentos ricos em fibras, como as verduras, já que são alimentos prebióticos. Sobre o consumo de prebióticos e probióticos em pó ou cápsulas como meio de suplementação, o melhor é procurar um profissional de saúde para avaliar essa necessidade e, em caso positivo, determinar a dosagem e o momento do dia que devem ser administrados.


Além das verduras, vários outros alimentos, como batata-doce, banana, cebola, alho e tomate, são naturalmente ricos em prebióticos, nutrientes capazes de estimular o crescimento de bactérias que melhoram o funcionamento do intestino. (fotos: Freeimages e Pixabay)


Mas uma grande dúvida ficou no ar quando alguém perguntou qual o impacto dos alimentos transgênicos (geneticamente modificados) na nossa microbiota. De fato, não é possível avaliar com precisão essa questão, pois não existem ainda as técnicas mais indicadas para tal, mas Miguel respondeu de imediato que os alimentos transgênicos, por serem algo tão novo e diferente, podem exterminar as formas selvagens de bactérias probióticas intestinais.
Antunes ressaltou que, apesar de não se saberem os efeitos a longo prazo do consumo desse tipo de alimento sobre a nossa microbiota, os transgênicos são muito importantes na nossa sociedade, pois promovem o abastecimento necessário para alimentar a atual população mundial.
Muitas outras questões interessantes e curiosas surgiram e, entre gargalhadas, brindes e partilhas de fatias de pizza, encerrou-se o bate-papo. No final, as bactérias benéficas que habitam o nosso corpo ganharam um novo protagonismo, tendo sido atribuído a elas o título de heroínas da noite!
Para quem se interessou em participar desse divertido debate sobre ciência, o Pint of Science acontece até 17 de maio em mais de 100 cidades espalhadas por 11 países! A entrada é gratuita. Confira a programação no Brasil na página do evento.

Margarida Martins
Instituto de Medicina Molecular (Lisboa/ Portugal)
Especial para CH On-line

 http://www.cienciahoje.org.br/noticia/v/ler/id/4924/n/conversa_sobre_bacterias_regada_a_cerveja

Parceria contra câncer e bactérias patogênicas

Parceria contra câncer e bactérias patogênicas

Resultados de estudos sobre os mecanismos de entrada das proteínas virais nas células, feitos por pesquisadores brasileiros e portugueses, deram origem a um projeto para o desenvolvimento de fármacos para o combate de diversas doenças.

O estudo das interações de proteínas virais com membranas celulares de organismos infectados pode contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para o combate ao câncer e a doenças causadas por bactérias. (foto: David Goodsell/ Wikimedia Commons – CC BY 4.0)

 
Há mais de 10 anos, o Laboratório de Bioquímica de Vírus do Instituto de Bioquímica Médica (IBqM) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e o Laboratório de Bioquímica Física de Fármacos do Instituto de Medicina Molecular (iMM), em Lisboa, colaboram em estudos sobre a interação de proteínas virais e as membranas celulares. Resultados desses estudos deram origem a um projeto internacional – chamado Inpact – com o objetivo de desenvolver fármacos inéditos para combater aquela que é conhecida como a doença do século 21 – o câncer –, além de várias doenças infeciosas causadas por bactérias.
Entre os resultados dessa colaboração que serviram de base para a proposta do projeto Inpact está a descoberta de que uma proteína presente na camada que envolve o vírus da dengue é capaz de transportar moléculas que compõem o DNA e o RNA para o interior das células
Entre os resultados dessa colaboração que serviram de base para a proposta do projeto Inpact – que reúne instituições de cinco países – está a descoberta de que uma proteína presente na camada que envolve o vírus da dengue é capaz de transportar ácidos nucleicos (moléculas que compõem o DNA e o RNA) para o interior das células, sem que estas percam sua funcionalidade. Essa capacidade deve-se a certas características também desvendadas pelo mesmo grupo, como o fato de essas proteínas conseguirem atravessar as membranas celulares dos mamíferos.
O estudou, que resultou em um artigo publicado em 2013, contou também com a participação de pesquisadores do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da UFRJ e do Departamento de Ciências Experimentais e da Saúde da Universidade Pompeu Fabra (Barcelona, Espanha).
As terapias baseadas no transporte de ácidos nucleicos ou de proteínas para o interior das células apresentam ainda algumas limitações. Portanto, a descoberta tem enorme potencial biomédico, já que essa proteína do vírus da dengue (chamada capsídica) pode facilitar a translocação de importantes moléculas com ação terapêutica através das membranas celulares e dar origem a tratamentos revolucionários tanto para câncer como para doenças causadas por bactérias.

Nova estratégia

Outro estudo da mesma equipe de pesquisadores e que também serviu de base para a criação do projeto Inpact buscou tornar economicamente viável e menos complexo o emprego de terapias que usam proteínas como agentes transportadores de fármacos. Para transportar os ácidos nucleicos, os pesquisadores propuseram usar apenas pequenos segmentos (peptídeos) que derivam da proteína capsídica do vírus da dengue – e não a proteína inteira –, pois eles são menores e mais fáceis de produzir.
Os resultados desse estudo, publicados em 2014, permitiram definir uma nova via de entrada de ácidos nucleicos para o interior das células. Tal descoberta poderá ser útil para o estabelecimento de tratamentos inovadores, visto que esses peptídeos derivados da proteína capsídica do vírus da dengue são potenciais candidatos a vetores para serem usados em terapias gênicas (em que se introduz material genético proveniente de outro organismo para prevenir ou tratar doenças).


Vários estudos sugerem que a terapia gênica poderá ser uma abordagem eficaz para determinados tipos de câncer. A proteína capsídica do vírus da dengue ou até mesmo pequenos segmentos dessa proteína são potencias candidatos a vetores nesse tipo de terapia. (foto: Pixabay – CC0)
Os resultados desses dois artigos do grupo foram posteriormente confirmados em um artigo de revisão, que foi publicado em 2015 por pesquisadores da UFRJ e do iMM e também serviu de base científica para a criação do projeto Inpact.
“Nessa revisão, compilamos e discutimos todos os achados acerca dos mecanismos de reconhecimento e entrada do vírus da dengue na célula hospedeira, ressaltando principalmente os dados da literatura, incluindo nossos próprios resultados, que corroboram nossa hipótese de que uma das proteínas do vírus [a proteína do capsídeo] tem um papel importante no transporte das moléculas que compõem o genoma do vírus através da membrana das células infectadas ”, explica a primeira autora do artigo, a bióloga Christine Cruz-Oliveira, do IBqM/UFRJ.
Apesar de o foco do projeto Inpact ser o uso dessa abordagem para desenvolver fármacos contra o câncer e doenças infeciosas causadas por bactérias, a descoberta dessa via de acesso às células pode ser empregada no combate a várias outras patologias.
Nas próximas semanas, você vai poder acompanhar alguns resultados já obtidos pelo projeto Inpact.

Margarida Martins
Instituto de Medicina Molecular (Lisboa/ Portugal)
Especial para CH On-line

http://www.cienciahoje.org.br/noticia/v/ler/id/4927/n/parceria_contra_cancer_e_bacterias_patogenicas

domingo, 14 de maio de 2017

Ecografia: tema transversal para o ensino médio

Ecografia: tema transversal para o ensino médio

A técnica popularmente conhecida como ultrassonografia, tão presente atualmente em nosso cotidiano, pode ser um ponto de partida promissor para a abordagem de conceitos científicos nas aulas de biologia e física. Nesta coluna, Carlos Alberto dos Santos mostra o caminho percorrido pela ecografia, desde seu surgimento até o sucesso de sua aplicação médica.

A ecografia, também conhecida como ultrassonografia, é hoje usada para observar qualquer órgão do corpo humano, mas está mais presente na cardiologia e obstetrícia. (foto: Alexandra Abreu/ Flickr – CC BY-NC-ND 2.0)
A ecografia é um recurso tecnológico presente em praticamente qualquer ambiente hospitalar e em muitos consultórios médicos. Surpreende que algo com essa presença em nosso cotidiano não mereça a devida atenção por parte dos autores de livros de física para o ensino médio. Para preencher essa lacuna, abordarei o assunto em duas colunas. Hoje tratarei do contexto médico-hospitalar e, na próxima coluna, apresentarei sugestões de intervenção didática em aulas de biologia e física.
Os nomes ecografia e ultrassonografia designam a mesma técnica, mas são ligeiramente diferentes na etimologia. Ecografia si
gnifica grafia do eco e ultrassonografia significa grafia do ultrassom. O interessante é que os dois termos são complementares em relação ao procedimento técnico usual, no qual tem-se eco do ultrassom. Ou seja, as imagens que vemos nos exames são provenientes de um eco, ou reflexão do som, quando emitido na frequência ultrassônica. A técnica é uma invenção humana, mas o uso desse fenômeno ocorre naturalmente nos morcegos e em alguns mamíferos marinhos, como o golfinho. Tratarei aqui apenas da técnica inventada pelo homem.
Usarei o recurso do mapa conceitual, elaborado com a ferramenta CMapTools, para orientar minha narrativa. Em coluna anterior, discuti como usar essa ferramenta para transformar textos de divulgação científica em plano de aula.

O mapa apresentado na figura foi elaborado a partir de dois artigos: ‘The interaction of physicians, physicists and industry in the development of echocardiography’, publicado em 1973 por Carl Hellmuth Hertz, um dos inventores da ecocardiografia, e ‘Evolution of Echocardiography’, publicado em 1996 por Harvey Feigenbaum, um dos responsáveis pelo renascimento da técnica, em 1963. O mapa é uma espécie de resenha gráfica do que consta na literatura, não apenas nos dois artigos citados.

O nascimento da técnica

A técnica que hoje conhecemos como ecocardiograma surgiu de um encontro casual entre dois estudantes de pós-graduação da Universidade de Lund (Suécia): o físico Carl Hertz, que usava ultrassom para a medida de distâncias, e o médico Inge Edler, que era responsável pelos diagnósticos que antecediam as cirurgias cardíacas. Ao longo da conversa, o médico perguntou ao físico se não havia algo como um radar que lhe permitisse fazer um diagnóstico mais preciso das enfermidades na válvula mitral para orientar procedimentos cirúrgicos.
A técnica que hoje conhecemos como ecocardiograma surgiu de um encontro casual entre dois estudantes de pós-graduação da Universidade de Lund
O ano era 1953, e a Tekniska Röntgencentralen, empresa alemã que realizava ensaios não destrutivos de materiais, havia acabado de adquirir um reflectoscópio de ultrassom. Hertz visitou a Tekniska para verificar se algum eco do seu coração seria observado por meio daquele equipamento. Com o resultado positivo, ele conseguiu o equipamento por empréstimo, para experimentá-lo durante um fim de semana no hospital de Lund.
Estava nascendo a ideia da ecocardiografia, mas sua consolidação exigiria muito esforço da dupla e da comunidade científica. Não tendo ainda o título de doutor, Hertz e Edler não podiam solicitar recursos para a compra dos equipamentos necessários ao ambicioso projeto, mas convenceram os diretores da Siemens a lhes emprestar um reflectoscópio que a empresa estava construindo para um cliente. Era para ficar um ano no hospital de Lund, mas terminou sendo doado pela Siemens.
Logo nos primeiros ensaios, eles conseguiram registrar simultaneamente sinais de ultrassom e eletrocardiograma. Edler percebeu a correlação entre os sinais e a obstrução da válvula mitral. O problema era que os resultados só eram evidentes em pacientes com severas enfermidades cardíacas. Sinais de pacientes saudáveis apresentavam baixa resolução, por causa da baixa sensibilidade do cristal de quartzo, o transdutor de ultrassom (dispositivo que transforma um sinal ultrassônico em sinal elétrico e vice-versa) usado na época. A situação alcançou um patamar superior quando, em 1956, a Siemens fabricou, especialmente para eles, um transdutor de titanato de bário, o precursor dos modernos transdutores.

Atravessando a rebentação

Depois que a técnica atingiu um nível aceitável na resolução dos sinais, permitindo a análise de vários órgãos, a comunidade científica passou a enfrentar a falta de conhecimento da interação do ultrassom com os diferentes tecidos humanos, o que dificultava a interpretação dos novos resultados. Paralelamente a esses estudos, pesquisadores no Japão demonstraram que sinais de efeito Doppler (fenômeno presente em ondas emitidas ou refletidas por um objeto que se movimenta em relação a um observador) podiam ser detectados em função do movimento das válvulas do coração e do fluxo sanguíneo.




Em A, primeiro reflectoscópio de ultrassom utilizado por Edler e Hertz. O equipamento havia sido produzido para uso industrial, de modo que os pesquisadores tiveram que adaptar uma câmara fotográfica na frente da tela para registrar os exames médicos. Em B, ecocardiógrafo moderno, com Doppler, em uso no Hospital do Coração de Natal. (fotos: A – Wikimedia Commons; B – Carlos Alberto dos Santos)


Entre o fim dos anos 1960 e o início dos 1970, ninguém seria capaz de prever o sucesso que a ultrassonografia faz nos dias atuais. O uso do efeito Doppler tão festejado e banalizado atualmente enfrentou o ceticismo da comunidade médica por mais de duas décadas. Só depois de meados dos anos 1970, a ecografia Doppler entrou na rotina clínica. Na verdade, o grande salto se deu no final daquela década, quando ficou demonstrado que dados hemodinâmicos podiam ser precisamente obtidos com o efeito Doppler.
Embora possa ser usada para observar qualquer órgão do corpo humano, é na cardiologia que a ecografia, sob a denominação de ecocardiograma, se faz presente com maior intensidade. E foi por meio da cardiologia que a ecografia tornou-se popular na obstetrícia. Com o objetivo de monitorar a pulsação fetal, os médicos desenvolveram o que genericamente denomina-se ecografia fetal ou ultrassonografia fetal, em meados dos anos 1960. O uso rotineiro da técnica na clínica médica teve início nos anos 1980 e, hoje em dia, é impensável o acompanhamento de uma gestação sem o uso sistemático da ecografia.
O estrondoso sucesso da técnica deve ser creditado às inovações tecnológicas na captação e no tratamento de imagens, uma arte que passa pela fabricação de incríveis transdutores para emissão e captação de ultrassom, pela matemática envolvida na transformação de sinais elétricos em imagens tridimensionais e pela eletrônica associada.
Graças à criatividade de engenheiros, físicos e matemáticos, os médicos contemporâneos têm à sua disposição um recurso não invasivo capaz de acompanhar visualmente a dinâmica do corpo humano em tempo real.

Carlos Alberto dos Santos
Professor aposentado do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e professor visitante da Universidade Federal Rural do Semi-árido (Ufersa)

http://www.cienciahoje.org.br/noticia/v/ler/id/4922/n/ecografia:_tema_transversal_para_o_ensino_medio