Cientistas vão sequenciar matéria escura da vida

Este é o equipamento de micromanipulação usado para isolar as células bacterianas e submetê-las a um processo de "amplificação de DNA", que agora vai permitir sequenciar o genoma da chamada "matéria escura da vida".

Matéria escura da vida

Pesquisadores apresentaram uma nova técnica que será capaz de sequenciar e analisar as informações genéticas da "matéria escura da vida".

Os cosmólogos acreditam que uma entidade chamada matéria escura - algo que não se sabe o que é, mas cujos efeitos podem ser medidos - compõe 23% de toda a massa do Universo, enquanto a matéria normal, da qual somos feitos nós e as estrelas, compõe apenas 4% dessa massa total (os outros 73% são energia escura).

Os biólogos, por sua vez, calculam a existência de uma quantidade inumerável de bactérias e outros micro-organismos que são virtualmente desconhecidos do homem, mas, provavelmente, são a maior parte dos organismos vivos que compõem a Terra.

Por isso eles a chamaram de "matéria escura da vida".

Bactérias benéficas

Agora, os cientistas desenvolveram uma técnica automática para sequenciar o código genético dessas criaturas microscópicas, abrindo caminho para que o homem conheça melhor microorganismos que são responsáveis não apenas por doenças, mas também pelo funcionamento do corpo humano e pela produção de antibióticos e biocombustíveis.

Pavel Pevzner e seus colegas da Universidade da Califórnia (EUA) desenvolveram um novo algoritmo que melhora dramaticamente o desempenho dos programas de computador usados para sequenciar o DNA - e ele pode fazer isto a partir de uma única célula bacteriana.

"O novo algoritmo captura 90% dos genes de uma única célula. Está certo que não é 100%, mas é quase tão bom quanto as técnicas mais modernas já desenvolvidas para sequenciamento do genoma: os biólogos hoje conseguem capturar 95% dos genes, mas eles precisam de bilhões de células para fazer isto," afirmam os cientistas.

Estima-se as bactérias sejam responsáveis por 10% do peso do corpo humano. Esta é outra razão pela qual é tão importante estudar seu DNA.

DNA das bactérias

Os aparelhos mais modernos de sequenciamento genético precisam de bilhões de células para funcionar, o que exige que as bactérias sejam cultivadas em laboratório.

Mas cerca de 99,9% delas - a matéria escura da vida - não podem ser cultivadas em laboratório porque vivem em condições ambientais específicas que são difíceis de reproduzir artificialmente - por exemplo, em simbiose com outras bactérias ou sobre a pele de um animal.

A possibilidade de sequenciar até 90% do genoma de uma bactéria a partir de uma única célula é uma vitória que está sendo comemorada. E os cientistas afirmam que não esgotaram as possibilidades de seu algoritmo, sendo possível melhorá-lo.

Hepatite C pode ser curada na metade do tempo

Telaprevir

Uma nova pesquisa mostrou que o tratamento da hepatite C, uma doença crônica difícil de tratar, pode ser reduzido para seis meses em cerca de dois terços dos pacientes.

Isto é possível usando uma combinação de medicamentos baseado no telaprevir.

O telaprevir é uma droga nova, aprovada para uso há cerca de três meses, com o potencial para inibir a replicação do vírus.

Coquetel anti-hepatite

A nova droga antiviral, juntamente com uma medicação similar, chamada boceprevir, praticamente dobrou o número de pacientes que apresentaram uma boa resposta ao tratamento.

Entre os pacientes tratados com telaprevir, interferon peguilatado e ribavirina, 72% dos pacientes foram curados da hepatite C.

Segundo o estudo, publicado no New England Journal of Medicine, isto significa que dois terços dos pacientes podem ser curados na metade do tempo.

Os estudos são iniciais e, até agora, feitos em um número muito pequeno de pacientes. Como em todos os casos de medicamentos novos, eventuais efeitos colaterais ainda não são bem conhecidos.

Terapia combinada

Segundo os médicos, os pacientes que ficaram livres do vírus entre as primeiras 4 e 12 semanas da nova terapia combinada podem de fato suspender o tratamento em um período em 6 meses, contra as 48 semanas atuais (praticamente 1 ano).

Ou seja, a terapia combinada permite a redução do tempo de tratamento para aqueles pacientes que mostram uma resposta mais rápida aos medicamentos.

"Isto significa que, em vez de uma abordagem 'tamanho único', nós podemos individualizar o tratamento para os pacientes com base na sua resposta específica às drogas," disse o Dr. Fred Poordad, coordenador da pesquisa.

"Uma vez que você estiver curado por estas drogas antivirais, você estará curado da hepatite C completamente. Este é um fato pouco conhecido do público e mesmo dos médicos que não trabalham regularmente na área," completou.

Brasil quer controlar uso do mercúrio e antecipar fim dos HCFCs

Controle no uso do mercúrio

O Brasil pretende propor o controle do uso do mercúrio.

Chegou a ser cogitado um pedido de banimento da substância, mas o mercúrio hoje é usado em lâmpadas, termômetros, baterias de computador e uma infinidade de outras aplicações.

A expectativa é que seja criado um protocolo global que regulamente o uso do mercúrio.

O Brasil participará nesta segunda-feira de uma reunião que pretende construir uma posição conjunta dos países latino-americanos.

Intoxicação com mercúrio

O mercúrio acumula-se no organismo humano, com grande tendência a se concentrar no cérebro, fígado e rins.

A intoxicação crônica com mercúrio comumente manifesta-se na forma de problemas neurológicos, com problemas motores e sensoriais. A intoxicação repentina (aguda) normalmente apresenta problemas intestinais.

O problema mais crítico do uso desse metal pesado hoje é sua presença nas lâmpadas fluorescentes compactas.

Por consumirem menos energia do que as lâmpadas incandescentes, há uma campanha mundial para adoção dessas chamadas lâmpadas PL, apesar de que alguns especialistas afirmem que, com isso, "cada um de nós tem várias 'bombas de mercúrio' em casa".

Veja mais detalhes sobre os riscos do mercúrio nas lâmpadas na reportagem:

• Mercúrio liberado por lâmpadas fluorescentes compactas pode exceder níveis seguros

Produção de mercúrio

O mercúrio também ocorre naturalmente.

No final do século passado, houve uma grande campanha sobre uma eventual contaminação dos rios da Amazônia com o mercúrio, o que era atribuído aos garimpeiros, que usam o metal pesado para capturar o ouro dos garimpos.

Estudos mais detalhados, contudo, mostraram que a concentração natural do mercúrio no solo da região era o responsável pelos níveis da substância nos rios.

O Brasil não produz mercúrio industrialmente, importando 100% do metal pesado utilizado no país. Mas as autoridades não sabem para onde vão 35% da substância que entra no país.

A tendência mundial é que o mercúrio passe por um processo de substituição gradativa, semelhante ao que vem acontecendo com o chumbo.

Em fevereiro de 2009, a Organização das Nações Unidas (ONU) criou um grupo para discutir normas que regulamentem o uso do mercúrio em todo o mundo. Um texto com regras internacionais deve ser apresentado em uma conferência no Japão, em 2013.

Guilherme Franco Netto, um dos representantes do Brasil na reunião latino- americana, afirmou que a posição brasileira será em defesa de "um protocolo internacional bastante restritivo e que inclua processos que passem pela produção, compra, venda e pelo descarte de resíduos".

HCFC - Hidroclorofluorcarbonetos

O Brasil também quer antecipar o fim da utilização dos hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs).

Os hidroclorofluorcarbonetos foram lançados para substituir os clorofluorcarbonos (CFCs), gases utilizados principalmente em refrigeração - geladeiras e aparelhos de ar-condicionado - que agridem a camada de ozônio.

• Gás CFC ainda é usado em medicamentos no Brasil

Mas logo se descobriu que os hidroclorofluorcarbonetos não só igualmente afetam a camada de ozônio, como ainda agravam o efeito estufa.

O problema é que os HCFcs, além da refrigeração, são usados para a fabricação de espuma de assentos, volantes e encostos de veículos e em embalagens térmicas.

A meta assumida pelo Brasil prevê a eliminação gradual dos HCFCs até 2040.

No entanto, segundo a ministra do Meio Ambiente, Izabella Teixeira, o compromisso poderá ser adiantado em dez anos. "O Brasil é considerado um dos países com melhor desempenho no Protocolo de Montreal. A expectativa é que a gente possa antecipar de 2040 para 2030 a meta dos HCFCs."

Atualmente, o Brasil consome 1,3 mil toneladas de HCFCs por ano. Esse montante deverá ser mantido até 2013.

A partir daí, serão calculadas reduções de 10% até 2015, 35% até 2020, 67,5% até 20205, 97,5% até 2030 e 100% até 2040.

• Bombinhas para asma com CFC serão proibidas no país

Curativo brilha quando entra em contato com bactérias

O polímero "abraça" a bactéria, emitindo uma luz ao mudar de formato.

Plástico que brilha

Pesquisadores da Universidade de Sheffield, na Grã-Bretanha, desenvolveram polímeros que brilham quando entram em contato com bactérias.

A descoberta abre caminho para a criação de técnicas de detecção rápida de infecções e avaliação contínua do tratamento de ferimentos.

Para isso, basta que o novo plástico seja posto em contato com o ferimento e iluminado com luz ultra-violeta.

Os pesquisadores afirmam que a maneira mais prática para fazer isso é usar o polímero para criar uma espécie de "curativo inteligente".

Gram-positivas e gram-negativas

O material pode ser incorporado em um gel, para facilitar sua aplicação, sobretudo no tratamento de ferimentos.

O nível de brilho que o plástico alcança indica a gravidade da situação - quanto mais bactérias, maior é o brilho.

Os polímeros são ligados de forma irreversível a fragmentos de antibióticos, que se ligam a bactérias gram-negativas ou gram-positivas - as que causam as infecções mais graves.

Com isto, o mesmo gel pode ser usado para eliminar as bactérias dos ferimentos.

Exemplos de bactérias gram-negativas são Legionella, Salmonella e E. Coli.

Já entre as bactérias gram-positivas responsáveis por infecções estão MRSA, C. difficile, meningitis eperitonitis.

Corante fluorescente

"Os polímeros incorporam um corante fluorescente e são projetados para reconhecer e se ligar às bactérias, colapsando ao seu redor. Esta mudança no formato do polímero gera um sinal fluorescente que podemos detectar usando uma lâmpada UV portátil," disse a professora Sheila MacNeil, uma especialista em engenharia de tecidos.

Atualmente, determinar o nível de infecção bacteriana exige cultivar em laboratório partes coletadas do ferimento, o que leva vários dias para se obter o resultado.

Com o novo polímero, esta verificação passará a ser possível em poucas horas.

Bolsas de colesterol nas pálpebras elevam risco cardíaco

Xantelasma

Xantelasma, ou xanteloma, é uma doença da pele que se manifesta na forma de pequenas erupções amareladas nas pálpebras.

Essas bolsas são essencialmente pequenos depósitos de colesterol.

Agora, cientistas dinamarqueses afirmam que o surgimento das erupções do xantelasma são um indicador importante para um maior risco de ataque cardíaco e outras doenças cardiovasculares.

O estudo, publicado no British Medical Journal, afirma que as pessoas com xantelasmas têm um risco 48% maior do que a população em geral de ter um infarto.

Acúmulo de colesterol no corpo

Como são bolsas de colesterol, as erupções na pálpebra podem ser um indicativo de acúmulo de colesterol em outras partes do corpo, o que explicaria o maior risco das doenças cardiovasculares.

Os cardiologistas do Hospital Herlev, na Dinamarca, acompanharam mais de 12.000 pessoas ao longo de mais de 30 anos.

Das que apresentavam xantelasmas (4,4%) 39% tiveram mais propensão a apresentar doenças cardíacas. Especificamente no caso de ataques cardíacos, o risco foi maior para 48%.

Normalmente as pessoas que apresentam as erupções procuram auxílio médico apenas por razões estéticas.

O novo estudo alerta para a necessidade também de um acompanhamento cardiovascular - para isso, a melhor ação é a mudança para um estilo de vida mais saudável.

MRI Research Demonstrates ALS Attacks Multiple Parts of the Brain

ScienceDaily (Sep. 18, 2011) — Recently published studies by a researcher in the Faculty of Medicine & Dentistry demonstrate that ALS -- known as Lou Gehrig's disease -- damages neurons in parts of the brain responsible for cognition and behaviour.

ALS, which stands for amyotrophic lateral sclerosis, is a fatal neurodegenerative disease that eventually leaves patients unable to move, breathe or swallow. Previous research has shown about 50 per cent of patients with ALS also have mild cognitive and behavioural changes, but between five and 15 per cent of patients can have severe changes resulting in dementia. In Canada, between 2,500 and 3,000 people live with the disease. Most die within two to five years of diagnosis.

Sanjay Kalra, a researcher in the faculty's Division of Neurology and a practising neurologist, has published two papers this year in the American Journal of Neuroradiology providing evidence that ALS affects more than just the motor cortex, the part of the brain responsible for motor function.

"ALS was previously thought to be a disease restricted to the motor system causing only weakness," says Kalra, the principal investigator in both peer-reviewed papers.

"But a significant proportion of people with ALS also have cognitive and behavioural changes. We wanted to know how ALS was impacting other parts of the brain to cause these symptoms.

"There is increasing evidence from pathological studies of ALS patients post-mortem that not just the motor system is involved. Our research supports this and demonstrates in those living with ALS, that the disease is indeed attacking other parts of the brain. The cognitive and behavioural changes we are seeing in patients are not reactive," he says. "They are not happening because someone is depressed or doesn't have initiative because he is weak. Those changes are happening because there are biological and chemical changes in parts of the brain that are responsible for behaviour and cognition."

Kalra uses magnetic resonance imaging (MRI) not to just look at pictures of the brain, but also as a means of measuring the levels of various chemicals in the brain. In his most recently published paper, he looked at two different chemicals called NAA and mIns. NAA is known as a neural marker, which means it is only found in neurons, while levels of mIns increase when there is abnormal scarring in the brain.

"If NAA is decreased, it means neurons have died or they are not working. Many papers have shown NAA to be decreased in regions where you expect it to be decreased with ALS -- the motor cortex. But our recent study shows that these levels are also decreasing in areas of the brain responsible for cognition and behaviour," says Kalra.

His paper published in early 2011 looked at decreasing levels of NAA in the cingulate cortex -- the first time MRI had been used to measure chemicals in this region of the brain in ALS. And his most recently published paper, which came out late this summer, was the first to demonstrate that NAA was decreasing and mIns was increasing in the frontal lobe, even when there weren't signs of cognitive or behavioural issues in patients. The frontal lobe is considered the hub for cognition and behaviour in the brain.

Kalra would like to continue his research using MRI to track the changes in the brain of those who have ALS, and to evaluate new drugs. Kalra is the leading researcher in Canada to use MRI to study ALS. In November 2010, he was invited to give a presentation at Oxford University, and earlier this year he collaborated with a number of international researchers to write a commentary piece in Lancet Neurology about this growing area of research.

He first became interested in studying ALS when he was a neurology resident looking for a research project using MRI. He has continued studying the disease ever since.

Funding for this research was provided by the University Hospital Foundation, the MSI Foundation of Alberta, ALS Society of Canada, ALS Association, and the Shelly Mrkonjic ALS Research Fund.

T Cells Making Brain Chemicals May Lead to Better Treatments for Inflammation, Autoimmune Diseases

ScienceDaily (Sep. 18, 2011) — Scientists have identified a surprising new role for a new type of T cell in the immune system: some of them can be activated by nerves to make a neurotransmitter (acetylcholine) that blocks inflammation. The discovery of these T cells is novel and suggests that it may be possible to treat inflammation and autoimmune diseases by targeting the nerves and the T cells.

The study was published this week in Science.

"The discovery that 2 percent of T cells can make acetylcholine under the control of nerves gives a new insight into how the nervous system regulates immunity," said Kevin J. Tracey, MD, president and chief executive officer of The Feinstein Institute for Medical Research, and principal investigator of the study. "The arrival of electrical signals from nerves activates these specialized T cells to produce the acetylcholine necessary to block inflammation, and protect against damage. It is possible to transfer these cells to cross-protect mice from inflammation, and to control these T cells by electrically stimulating the nerves directly."

The present study followed years of work from Dr. Tracey's lab that identified the role of the vagus nerve, named for its wandering course from the base of the brain to the liver, spleen and other organs, in blocking inflammation. Applying electrodes to stimulate the vagus nerve blocked the release of tumor necrosis factor (TNF) and other cytokines that underlie the tissue damage in arthritis, inflammatory bowel disease and other syndromes. Stimulating this nerve pathway led to increased production of acetylcholine, a neurotransmitter that binds to the alpha 7 nicotinic acetylcholine receptor. Activating this receptor on macrophages blocked the release of immune molecules (the cytokines,) suggesting a novel strategy for developing anti-inflammatory agents.

But these results raised an important question because the nerve fibers in spleen release norepinephrine, another neurotransmitter, but not acetylcholine. The search for the cells that produce acetylcholine led these investigators to use "nude" mice, devoid of T cells. Then they examined the spleen cells that make acetylcholine and that led them to a subset of T cells. Transferring these acetylcholine producing T-cells into nude mice restored the vagus nerve circuit that blocked inflammation.

"Our results point to a population of acetylcholine-synthesizing memory T cells in spleen that is integral to the function of the inflammatory reflex, the nerve circuit that regulates inflammation and immunity," said Dr. Tracey. "It is as if these T cells occupy a nerve-like function in this important circuit."

It should be possible to target these T cells and to modulate this neural circuitry to develop therapeutic modalities for inflammatory and autoimmune diseases. In the future, it may be possible to isolate these T cells and exploit their anti-inflammatory activity. In the meantime, there is a more direct route to use this discovery for therapy. Rheumatoid arthritis patients in Europe are being studied in clinical trials where vagus nerve stimulators are implanted and turned on to stimulate this circuit and suppress inflammation.

New Light On Detection of Bacterial Infection: Polymers Fluoresce in the Presence of Bacteria

ScienceDaily (Sep. 18, 2011) — Researchers at the University of Sheffield have developed polymers that fluoresce in the presence of bacteria, paving the way for the rapid detection and assessment of wound infection using ultra-violet light.

An image of a polymer (blue) forming an intimate aggregate with the SA (red).

When contained in a gel and applied to a wound, the level of fluorescence detected will alert clinicians to the severity of infection. The polymers are irreversibly attached to fragments of antibiotics, which bind to either gram negative or gram positive bacteria -- both of which cause very serious infections -- informing clinicians as to whether to use antibiotics or not, and the most appropriate type of antibiotic treatment to prescribe. The team also found that they could use the same gels to remove the bacteria from infected wounds in tissue engineered human skin.

Professor Sheila MacNeil, an expert in tissue engineering and wound healing, explained: "The polymers incorporate a fluorescent dye and are engineered to recognise and attach to bacteria, collapsing around them as they do so. This change in polymer shape generates a fluorescent signal that we´ve been able to detect using a hand-held UV lamp."

"The availability of these gels would help clinicians and wound care nurses to make rapid, informed decisions about wound management, and help reduce the overuse of antibiotics," added project lead Dr Steve Rimmer.

Currently, determining significant levels of bacterial infection involves swabbing the wound and culturing the swabs in a specialist bacteriology laboratory with results taking several days to be available. The team is confident that its technology can ultimately reduce the detection of bacterial infection to within a few hours, or even less.

The research has already demonstrated that the polymer (PNIPAM), modified with an antibiotic (vancomycin) and containing a fluorescent dye (ethidium bromide), shows a clear fluorescent signal when it encounters gram negative bacteria. Other polymers have been shown to respond to S. aureus, a gram positive bacteria. These advances mean that a hand-held sensor device can now be developed to be used in a clinical setting.

The research is the result of a three-year project which started in 2006, part-funded by the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) and the Defence Science and Technology Laboratory (Dstl) -- an agency of the Ministry of Defence, interested in the medical application of the research in battlefield conditions, and a subsequent EPSRC funded PhD studentship.

The team is also investigating whether using a sophisticated technique called fluorescence Non Radiative Energy Transfer (NRET) to generate the light signal could enable a highly refined sensor technology that could have applications in other areas.

"For example, we think that NRET could be very useful in an anti-terrorist and public health capacity, detecting pathogen release or bacterial contamination, whether accidental or deliberate," says Dr Rimmer. "NRET also allows us to learn more about how the polymers collapse around the bacteria, which is important in developing our understanding of how bacteria interact with these novel responsive polymers."