Vacina brasileira contra tuberculose tem genoma desvendado

DNA da vacina

A variante da vacina BCG utilizada no Brasil para imunização contra tuberculose - a BCG Moreau RDJ - teve o seu código genético integralmente desvendado por especialistas do Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz).

Os dados obtidos são fundamentais para avanços futuros, como o aprimoramento da vacina e o desenvolvimento de novos imunizantes combinados.

O estudo, publicado na edição de outubro do periódico Journal of Bacteriology foi liderado pela pesquisadora Leila Mendonça Lima, realizou a descrição do DNA completo da cepa vacinal.

Esta é a terceira variante da BCG a ter seu genoma completamente sequenciado no mundo.

Base para novas pesquisas

A identificação de todas as sequências de nucleotídeos e genes que formam o DNA da cepa de Mycobacterium bovis atenuada, utilizada na fabricação da vacina brasileira contra a tuberculose, representa um passo fundamental na luta contra a doença no país.

"Foram necessários anos de trabalho minucioso e detalhado, quase artesanal, em que foi preciso estudar e descrever cada pequena e complexa região do genoma, além de comparar nossos resultados com a literatura, para predizer com exatidão os genes e as diferenças em relação a genomas de referência", descreve Leila.

"A partir de agora, temos uma grande quantidade de informação sobre a cepa vacinal brasileira, com um alto grau de detalhamento, que poderá ser utilizada para fortalecer e diversificar as linhas de pesquisa desenvolvidas no Brasil e no mundo sobre a doença", comemora.

Melhores vacinas contra a tuberculose

Os resultados obtidos no Instituto Oswaldo Cruz abrem caminho para o aprimoramento da própria vacina, a sua identificação clínica e microbiológica, e o desenvolvimento de novos imunizantes.

"Podemos usar estas informações para estudos que visem melhorar a imunoproteção, reduzir os possíveis efeitos colaterais e melhorar o controle de qualidade da vacina brasileira, por exemplo", enumera a pesquisadora.

"Também será possível pensar em vacinas recombinantes de DNA que imunizem contra tuberculose e outros agentes causadores de doenças, como protozoários, vírus e bactérias, promovendo alterações no DNA da BCG Moreau", conclui.

Transplante de medula reforça combate ao neuroblastoma

Neuroblastoma

O transplante de medula é um tratamento com excelente resposta para tratar crianças com neuroblastoma.

A conclusão é de um estudo realizado pelo médico Jairo Cartum, da Faculdade de Medicina da USP (FMUSP), que avaliou dados clínicos, laboratoriais e terapêuticos de crianças com mais de um ano que tinham neuroblastoma.

O neuroblastoma é um tumor maligno que se desenvolve principalmente em crianças com menos de cinco anos de idade.

A pesquisa analisou a combinação entre quimioterapia e transplante de medula óssea e mostrou que, mesmo quadros clínicos bastante ruins, apresentam significativa melhora com o transplante.

Quimioterapia mais transplante

Das 53 crianças acompanhadas, 23 seguiram para o transplante e 30 permaneceram apenas com a quimioterapia.

O protocolo de tratamento diz que quem tem uma resposta clínica adequada pode seguir para o transplante, ou seja, aqueles que estão respondendo bem ao tratamento e têm boas chances de cura. Quem responde mal a um medicamento convencional não é encaminhado para o transplante.

A conclusão observada foi que os pacientes submetidos ao transplante de medula óssea apresentam melhor sobrevida total em relação ao grupo não submetido a essa modalidade terapêutica.

Esse câncer tem um comportamento clínico curioso quando comparado aos outros tipos de câncer, pois tem potencial para amadurecer e involuir espontaneamente em crianças menores de um ano.

Porém, uma conclusão importante foi a de que quadros mais graves apresentam uma melhora muito maior quando a quimioterapia é complementada pelo transplante de medula óssea. Os pacientes que fizeram o transplante de medula óssea tiveram um prognóstico de cura muito maior.

Ácido retinoico

O estudo também mostrou a eficácia do ácido retinoico no tratamento: pacientes que recebem o ácido tem 14 vezes mais chances de se curar do câncer.

"Alguns trabalhos já vinham sugerindo isso, mas nós comprovamos a importância significativa deste ácido durante o tratamento. Principalmente, porque ele é.

Nanotecnologia preocupa consumidores

Nanopartículas já são encontradas em mais de mil produtos, mas seus efeitos sobre a saúde humana ainda não foram bem pesquisados. Elas são tão pequenas que podem entrar nas células humanas.

Riscos da nanotecnologia

Um grupo de consumidores se uniu à Universidade de Lausanne, na Suíça, para lançar uma campanha de sensibilização sobre a nanotecnologia - o seu potencial, mas também os possíveis riscos à saúde e ao meio ambiente.

O que os protetores solares têm em comum com os tira-manchas de tecidos e uma geladeira que elimina os odores?

Todos são fabricados com nanotecnologia, com substâncias invisíveis ao olho humano e que têm um potencial incrível, mas também representam riscos desconhecidos.

Nanopartículas já são encontradas em mais de mil produtos e inúmeras empresas utilizam a nova tecnologia, seja na área de pesquisa ou na produção.

Promessas e ameaças

No entanto, o uso generalizado das nanopartículas é em grande parte desconhecido pelo público e ainda não há estudos exaustivo sobre os riscos possíveis para a saúde ou para o meio ambiente.

"Nos últimos 20 anos a nanotecnologia tem sido apresentada como revolucionária a partir de um ponto de vista científico - no sentido de que ela modifica os processos de produção e permite avanços nas áreas de eletrônica, medicina, energia renovável e agricultura", explica Marc Audétat, pesquisador da Universidade de Lausanne.

As esperanças dos pesquisadores são muitas: fala-se de um gel que irá promover o crescimento de dentes, ou mesmo o abrandamento dos efeitos do envelhecimento.

Se essas possibilidades continuam ainda sendo coisa de ficção científica, as dúvidas em torno da nova tecnologia são reais. É por isso que a federação dos consumidores da Suíça, em conjunto com o departamento de ciências da universidade, lançou uma campanha para sensibilizar o público e estimular o debate sobre os prós e contras da nanotecnologia.

Nanopartículas naturais e artificiais

As nanopartículas estão presentes na natureza ou são fabricadas, e consistem de alguns milhões de átomos. É a quantidade desses átomos que determina suas propriedades.

"Algumas matérias mudam quando são reduzidas a dimensões infinitamente pequenas. Esse é o caso do dióxido de titânio, que em seu estado natural é usado como pigmento em tintas na forma de um pó branco, mas se reduzido a uma nanopartícula torna-se transparente e se transforma em um filtro ultra-violeta", explica Huma Khamis, bióloga e especialista em nanotecnologia do grupo de consumidores.

Suas propriedades podem ser surpreendentes, mas também extremamente difíceis de definir, pois basta alterar apenas um átomo para provocar modificações radicais.

• Nanopartículas de titânio rompem barreira de proteção do cérebro

Além disso, as nanopartículas têm uma superfície de contato particularmente grande em relação à sua massa e, portanto, muito sensível ao ambiente externo e altamente imprevisível.

O que causa preocupação é o contato humano com essas substâncias. "Não podemos descartar que essas partículas entrem em contato com o organismo através dos alimentos ou por inalação, com consequências para a saúde", adverte a especialista.

Consumidores como cobaias

De acordo com um estudo do Fundo Nacional de Pesquisa, no caso específico da Suíça, investe-se muito mais para descobrir quais as possíveis aplicações da nanotecnologia do que para saber quais os riscos que ela comporta.

Algumas experiências em animais demonstraram que há efeitos negativos no trato respiratório. Ou, no caso do dióxido de titânio (usado em protetores e cremes), o desenvolvimento de câncer em ratos de laboratório.

No momento, entretanto, a pesquisa toxicológica está em fase embrionária e por isso é difícil introduzir normas para aplicações comerciais - seja na Suíça ou em qualquer parte do mundo.

• Efeitos da nanopartículas sobre a saúde podem estar errados

"Isso não significa que os consumidores devem ser usados como cobaias", afirma Khamis. "Cabe à indústria provar que as substâncias colocadas no mercado são realmente inofensivas, especialmente os cosméticos ou qualquer produto que entre em contato com a pele. Não é só o público que tem o direito de saber quais os itens que contêm nanopartículas. É uma questão de transparência e de livre escolha."

Nanotecnologia e amianto

O uso de nanopartículas também levantou algumas preocupações quanto ao impacto sobre os trabalhadores.

O amianto - que continua matando 100 mil pessoas por ano, no mundo - muitas vezes é dado como exemplo, embora a comparação possa parecer exagerada à primeira vista.

Suspeita-se principalmente dos nanotubos de carbono. No ano passado, foram produzidas 700 toneladas da substância. Moléculas cilíndricas, os nanotubos apresentam uma condutividade térmica extraordinária e propriedades mecânicas e elétricas que os tornam valiosos para uma gama diversificada de matérias estruturais.

Mas se essas qualidades são mais do que promissoras para a indústria, os efeitos na saúde parecem muito semelhantes às do amianto.

• Nanopartículas podem ser tão perigosas quanto amianto?

"A história nos ensinou o quanto é importante conduzir a pesquisa preliminar para determinar os possíveis efeitos das novas tecnologias para evitar o que aconteceu com o amianto", diz Audétat.

Falta pesquisa

Audétat diz que o risco de se esconder algo hoje é menor do que quando os casos de amianto começaram a surgir. O pesquisador está mais preocupado com o fato de se dar mais atenção ao progresso científico do que à promoção de um debate transparente.

Há alguns anos, uma seguradora de saúde da Suíça publicou recomendações para as empresas que utilizam a nanotecnologia. Nenhuma lei sobre o assunto foi aprovada, mas o governo emitiu um plano de ação em 2008 para materiais nano sintéticos dirigidos à indústria e às empresas de varejo para facilitar a identificação de possíveis riscos.

• Nanopartículas danificam DNA de células protegidas por barreira celular

"Esses tipos de iniciativas são importantes, mas não abrangem tudo. É necessário investir na pesquisa sobre os impactos das nanopartículas sobre a saúde de forma que regulamentos possam ser desenvolvidos para aplicações na indústria, agricultura e alimentação", conclui Khamis.

"Apesar dos esforços, a comunidade científica ainda não chegou a um consenso sobre a definição de uma nanopartícula ou as precauções ao modificá-la."

Técnica pioneira evita falência do fígado sem transplante

Fígado temporário

Uma técnica pioneira conseguiu curar um menino britânico de oito meses cuja vida corria perigo por conta de uma grave doença que estava destruindo seu fígado.

Os médicos implantaram células de doadores que atuaram como um fígado temporário, permitindo que o órgão se recuperasse.

Segundo os responsáveis pelo tratamento, do King's College Hospital, em Londres, essa foi a primeira vez que a técnica foi usada em todo o mundo.

Vírus no fígado

Iyaad Syed teve seu fígado atacado por um vírus, fazendo o órgão entrar em falência.

Em vez de colocar o menino na lista de espera por um transplante, os médicos injetaram as células de um doador em seu abdômen.

Essas células processaram as toxinas e produziram proteínas vitais, atuando como um fígado temporário.

As células foram cobertas com uma substância química encontrada em algas para evitar que elas fossem atacadas pelo sistema imunológico do menino.

Após duas semanas, o próprio fígado da criança começou a se recuperar.

Sem rejeição

A questão agora é se a técnica poderia ser usada para ajudar outros pacientes com falência aguda do fígado.

A equipe do King's College Hospital sugere cautela, já que testes clínicos em mais larga escala são necessários para comprovar a eficácia da técnica.

Um dos principais benefícios sobre um transplante é que o paciente não precisa tomar remédios contra a rejeição do novo órgão, conhecidos como imunossupressores.

Targeting Bacterial Gas Defenses Allow for Increased Efficacy of Numerous Antibiotics

ScienceDaily (Nov. 17, 2011) — Although scientists have known for centuries that many bacteria produce hydrogen sulfide (H2S) it was thought to be simply a toxic by-product of cellular activity. Now, researchers at NYU School of Medicine have discovered H2S in fact plays a major role in protecting bacteria from the effects of numerous different antibiotics.

Bacterial clusters living in the lungs of a cystic fibrosis patient are highly resistant to killing by antibiotics.

In the study led by Evgeny Nudler, PhD, the Julie Wilson Anderson Professor of Biochemistry at NYU School of Medicine, researchers found evidence that H2S acts as a general defense mechanism against oxidative stress, the process through which many antibiotics kill bacteria.

This information provides the basis for developing new techniques to suppress this universal bacterial defense mechanism and make bacteria more susceptible to antibiotics at lower doses. It also paves the way for reversing antibiotic resistance in human pathogens such as Staphylococcus, Pseudomonas,E. coli, and many others.

The study's findings were published online on November 17 edition ofScience.

"Surprisingly little has been known about H2S biochemistry and physiology in common bacteria" said Dr. Nudler. "We are excited about the potential impact this research may have on the growing problem of microbial resistance. These findings suggest a conceptually new approach, an adjuvant therapy that targets bacterial gas defenses and thus increases the efficacy of many clinically used antibiotics."

More specifically, the study showed that integrated mechanism of H2S-mediated protection against oxidative stress also protects against antibiotics. The research provides direct support for the emerging concept of the pro-oxidative action of many antibiotics.

In addition, the study demonstrates that bacteria that generate both H2S and nitric oxide (NO) simultaneously, such as B. anthracis (a causative of anthrax), cannot survive without both gases, even under normal growth conditions. One gas makes up for the lack of the other and at least one of them is essential.

In a previous study Dr. Nudler and his colleagues demonstrated that NO plays a similar role in protecting bacteria from antibiotics (Science September 9, 2009). However, because NO is present in only a limited number of bacteria while hydrogen sulfide synthesis occurs in essentially all bacteria, the practical implications of this new finding is extremely wide-ranging.

Smart Swarms of Bacteria Inspire Robotics: Adaptable Decision-Making Found in Bacteria Communities

ScienceDaily (Nov. 17, 2011) — Much to humans' chagrin, bacteria have superior survival skills. Their decision-making processes and collective behaviors allow them to thrive and even spread efficiently in difficult environments.

Simulated interacting agents collectively navigate towards a target. 

Now researchers at Tel Aviv University have developed a computational model that better explains how bacteria move in a swarm -- and this model can be applied to human-made technologies, including computers, artificial intelligence, and robotics. Ph.D. student Adi Shklarsh -- with her supervisor Prof. Eshel Ben-Jacob of TAU's Sackler School of Physics and Astronomy, Gil Ariel from Bar Ilan University and Elad Schneidman from the Weizmann Institute of Science -- has discovered how bacteria collectively gather information about their environment and find an optimal path to growth, even in the most complex terrains.

Studying the principles of bacteria navigation will allow researchers to design a new generation of smart robots that can form intelligent swarms, aid in the development of medical micro-robots used to diagnose or distribute medications in the body, or "de-code" systems used in social networks and throughout the Internet to gather information on consumer behaviors. The research was recently published inPLoS Computational Biology.

A dash of bacterial self-confidence

Bacteria aren't the only organisms that travel in swarms, says Shklarsh. Fish, bees, and birds also exhibit collective navigation. But as simple organisms with less sophisticated receptors, bacteria are not as well-equipped to deal with large amounts of information or "noise" in the complex environments they navigate, such as human tissue. The assumption has been, she says, that bacteria would be at a disadvantage compared to other swarming organisms.

But in a surprising discovery, the researchers found that computationally, bacteria actually have superior survival tactics, finding "food" and avoiding harm more easily than swarms such as amoeba or fish. Their secret? A liberal amount of self-confidence.

Many animal swarms, Shklarsh explains, can be harmed by "erroneous positive feedback," a common side effect of navigating complex terrains. This occurs when a subgroup of the swarm, based on wrong information, leads the entire group in the wrong direction. But bacteria communicate differently, through molecular, chemical and mechanical means, and can avoid this pitfall.

Based on confidence in their own information and decisions, "bacteria can adjust their interactions with their peers," Prof. Ben-Jacob says. "When an individual bacterium finds a more beneficial path, it pays less attention to the signals from the other cells. But at other times, upon encountering challenging paths, the individual cell will increase its interaction with the other cells and learn from its peers. Since each of the cells adopts the same strategy, the group as a whole is able to find an optimal trajectory in an extremely complex terrain."

Benefitting from short-term memory

In the computer model developed by the TAU researchers, bacteria decreased their peers' influence while navigating in a beneficial direction, but listened to each other when they sensed they were failing. This is not only a superior way to operate, but a simple one as well. Such a model shows how a swarm can perform optimally with only simple computational abilities and short term memory, says Shklarsh, It's also a principle that can be used to design new and more efficient technologies.

Robots are often required to navigate complex environments, such as terrains in space, deep in the sea, or the online world, and communicate their findings among themselves. Currently, this is based on complex algorithms and data structures that use a great deal of computer resources. Understanding the secrets of bacteria swarms, Shklarsh concludes, can provide crucial hints towards the design of new generation robots that are programmed to perform adjustable interactions without taking up a great amount of data or memory.