Veias artificiais inteligentes produzem e liberam medicamentos

Embora os cientistas as chamem de veias artificiais, elas são na verdade veias criadas naturalmente pelo corpo em resposta à inserção de um conjunto de células geneticamente manipuladas para produzir os medicamentos. [Imagem: Lin et al./Blood]

Veias quase naturais

Cientistas induziram a criação de vasos sanguíneos capazes de produzir e liberar medicamentos diretamente na corrente sanguínea, dispensando as constantes injeções.

As veias "artificiais" foram produzidas com células manipuladas por engenharia genética, tendo sido capazes de reverter a anemia nos camundongos em que foram implantadas segregando um composto chamado eritropoietina.

Embora os cientistas as chamem de veias artificiais, elas são na verdade veias criadas naturalmente pelo corpo em resposta à inserção de um conjunto de células geneticamente manipuladas.

Drogas recombinantes

Os pesquisadores afirmam que, quando totalmente desenvolvidas e testadas em humanos, essas "veias artificiais inteligentes" serão valiosas para a aplicação contínua de medicamentos em pacientes que hoje precisam tomar injeções continuamente.

Este é o caso da aplicação de Fator VIII e Fator IX em pacientes com hemofilia, alfa interferon em pacientes com hepatite C e interferon beta para esclerose múltipla. Mas as possibilidades vão bem além desses casos.

Essas drogas de aplicação contínua são chamadas de drogas recombinantes. Além do desconforto das injeções constantes, as drogas recombinantes são caras porque são muito difíceis de fabricar.

"A mudança de paradigma aqui é, por que nós não instruímos suas próprias células a se tornarem fábricas desses medicamentos," explica o Dr. Juan Melero-Martin, do Hospital Infantil de Boston (EUA), que está desenvolvendo as veias artificiais inteligentes.

Veias inteligentes

Os pesquisadores criaram as veias produtoras de medicamento isolando células endoteliais do sangue humano e inserindo nelas um gene para produzir o composto eritropoietina, que é produzido naturalmente pelo fígado e pelos rins.

A seguir eles as mesclaram com células-tronco mesenquimais, suspensas em um gel, e injetaram a mistura sob a pele de camundongos.

As células formaram redes de vasos sanguíneos espontaneamente e, em uma semana, começaram a liberar a eritropoietina na corrente sanguínea dos animais.

Isso foi suficiente para reverter a anemia que havia sido induzida nas cobaias para simular a anemia por que passam pacientes em tratamentos de radioterapia ou por falhas nos rins.

O gene produtor do "medicamento natural" pode ser controlado: ele só é ativado quando o animal recebe um medicamento, chamado doxiciclina, diluída na água. Retirando o medicamento da água, as células param de produzir a eritropoietina.

Imagem 3D mostra genoma do câncer formando glóbulo fractal

Este é o chamado "glóbulo fractal", a estrutura em que o genoma do câncer se organiza, o que foi descoberto graças a uma técnica que gera imagens 3D do DNA.[Imagem: Geoff Fudenberg/Leonid Mirny]

Genoma em 3D

Uma das principais características das células cancerígenas é que determinadas regiões de seu DNA tendem a se duplicar muitas vezes, enquanto outras são deletadas.

Frequentemente essas alterações genéticas fazem com que as células tornem-se ainda mais malignas, o que permite que elas cresçam e se espalhem pelo corpo, iniciando o processo de metástase.

Agora, cientistas descobriram que a estrutura tridimensional do material genético tem um papel fundamental em determinar quais partes do DNA são mais propensas à alteração nas células tumorais.

Glóbulo fractal

Para isso, eles precisaram desenvolver uma técnica para comparar a arquitetura em 3D da cromatina com as aberrações cromossômicas frequentemente observadas em cânceres.

A cromatina é o complexo DNA e proteínas, que juntas são chamadas de cromossomo, existente dentro do núcleo celular.

A imagem mostra o que os cientistas chamam de "glóbulo fractal", um arranjo muito denso que permite que o DNA se enrole em um novelo muito apertado sem dar nós e sem fazer dobras que possam interferir com a capacidade da célula em ler seu próprio genoma.

Apesar disso, esse novelo de DNA apresenta "pontas", não pontas terminais, mas voltas que se sobressaem do glóbulo fractal e podem se tocar - e é aí que está o grande problema.

Forma e função

Os cientistas descobriram que quaisquer dois pontos que se encontram normalmente têm mais chances de formar a extremidade da molécula de DNA que é cortada ou duplicada.

"Parece que, em grande medida, as aberrações cromossômicas no câncer são dirigidas pela estrutura do cromossomo", disse Leonid Mirny, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos.

O estudo revela os mecanismos por trás das alterações genéticas que ocorrem nas células cancerosas.

Isto poderá ajudar a apontar locais que hospedam genes causadores de câncer, assim como genes supressores de câncer, e que ainda não são conhecidos.

Agora a equipe planeja aplicar a técnica para gerar imagens 3D do genoma de outros tipos de câncer.

Isto permitirá checar se o mesmo mecanismo agora descoberto funciona de forma análoga em outros tipos de tumores.

Óleo de alho protege o coração

Já se sabia que o óleo de alho protege diabéticos contra doenças do coração. Agora os cientistas descobriram que ele é eficaz também depois que os problemas já ocorreram.[Imagem: Dixi/Wikimedia]

Trissulfeto dialil

Um componente do óleo de alho ajuda a liberar compostos protetores para o coração após um ataque cardíaco, durante uma cirurgia cardíaca, ou como um tratamento para insuficiência cardíaca.

Em baixas concentrações, o sulfeto de hidrogênio (ou gás sulfídrico) protege o coração contra danos em várias intercorrências.

No entanto, este gás é instável e volátil, tornando difícil usá-lo como terapia.

O trissulfeto dialil, um componente do óleo de alho, parece ser a solução para isso.

Alho para o coração

Pesquisadores da Universidade Emory (EUA) descobriram que este componente do óleo de alho leva os benefícios do sulfeto de hidrogênio até o coração, sem as dificuldades de manipulação direta do gás.

A descoberta sugere que os médicos possam usar o trissulfeto dialil em muitas das situações em que as pesquisas demonstraram as vantagens do uso do sulfeto de hidrogênio.

"Isto pode evitar a necessidade de injetar medicamentos que liberam o sulfeto de hidrogênio fora de uma situação de emergência," diz David Lefer, um dos autores da descoberta.

61% melhor

Os pesquisadores bloquearam as artérias coronárias de camundongos por 45 minutos, simulando um ataque cardíaco. A seguir, eles aplicaram o trissulfeto dialil, pouco antes de o fluxo de sangue ser restaurado.

O composto reduziu a proporção de tecido cardíaco danificado em 61%, em comparação com os animais que não receberam o composto do óleo de alho.

"A interrupção de oxigênio e do fluxo sanguíneo danifica as mitocôndrias, e a perda da integridade mitocondrial pode levar à morte celular," explica o pesquisador. "O sulfeto dialil desliga temporariamente a função das mitocôndrias, preservando-os e diminuindo a produção de espécies reativas de oxigênio."

Confirmado novo vírus causador de câncer

Oncovírus

Cientistas norte-americanos confirmaram o citomegalovírus como uma causa dos tipos mais comuns de câncer das glândulas salivares.

O citomegalovírus (CMV) vem se juntar a um pequeno grupo dos chamados oncovírus - os vírus causadores de câncer.

Agora já são oito os oncovírus identificados. O mais conhecido deles é o HPV.

Felizmente, parece que os vírus não têm apenas o papel de bandido: descobertas recentes revelaram os vírus oncolíticos - vírus capazes de destruir o câncer.

Citomegalovírus

A classificação do citomegalovírus como oncovírus tem importantes implicações para a saúde humana.

Esse vírus, que tem alta prevalência entre os humanos, pode causar doenças severas, e mesmo fatais, em pacientes com sistema imunológico comprometido.

Ele também causa defeitos de nascimento se a mulher tiver o primeiro contato com o citomegalovírus quando está grávida.

Michael Melnick, pesquisador da Universidade da Califórnia, afirma que a descoberta de seu grupo não descarta a possibilidade de que o CMV tenha papel em outros cânceres, além daquele das glândulas salivares.

Contra-ataque

"Nos pacientes saudáveis, como sistemas imunológicos normais, o citomegalovírus fica dormente e inativo nas glândulas salivares. Ninguém sabe o que o reativa," explica o pesquisador.

O estudo demonstrou que, quando há um tumor nas glândulas salivares, o vírus está ativo e há uma maior concentração de proteínas associadas a ele.

Mais do que isso, a quantidade de proteínas criadas pelo vírus tem uma correlação positiva com a gravidade do câncer.

Isto foi importante porque, conhecendo as proteínas que o vírus usa para intensificar o câncer, há agora um caminho a seguir em busca de contra-atacá-lo.

A modesta mulher que venceu a malária

Descoberta da artemisinina

Apesar dos constantes esforços para o desenvolvimento de uma vacina contra a malária, o melhor medicamento contra a doença continua sendo a artemisinina.

Este composto, derivado da planta medicinal chinesa Artemisia annua, ou Qinghaosu, tem um elemento curioso em sua história: até há pouco, ninguém sabia quem o havia descoberto.

Todas as referências citam que a artemisinina foi "descoberta na China nos anos 1970". Mas descoberta por quem?

Descobrir isto foi o trabalho de detetive a que se propôs Louis Miller, um pesquisador da malária do Instituto Nacional de Saúde nos Estados Unidos.

Ao participar de uma reunião em Shangai sobre a doença, ele se espantou ao descobrir que os próprios chineses também não sabiam a resposta.

Tu Youyou

Em tempos de Revolução Cultural, o grupo era mais importante do que o indivíduo, e divulgar nomes de cientistas nunca foi uma prioridade em um período em que as próprias publicações científicas chegaram a ser proibidas pela China.

Depois de revisar artigos, manuscritos e até atas de reuniões na época consideradas secretas, Miller chegou finalmente à resposta que procurava.

Tu Youyou, agora com 80 anos, descobriu a artemisinina em uma história digna de um roteiro de cinema. E ela encara toda a sua vida de trabalho e de pesquisas com um desprendimento difícil de encontrar fora dos scripts dos grandes heróis.

Há poucos dias, ela teve seu trabalho finalmente reconhecido ao receber o Prêmio Lasker, a principal comenda médica dos Estados Unidos.

Perguntada sobre o que ela achava da homenagem, Youyou respondeu: "Fiquei grata pelo prêmio. Mas eu me sinto mais recompensada quando vejo tantos pacientes curados."

Qinghao, ou Artemisia anua, a planta que produz o composto ativo artemisinina. [Imagem: Wikipedia/Jorge Ferreira]

Medicina tradicional e medicina moderna

Durante a Revolução Cultural, em 1967, Youyou foi retirada de sua casa, afastada da família e enviada para a região de maior incidência de malária na China graças ao seu currículo exemplar: ela era versada na ciência ocidental e na ciência tradicional chinesa.

Depois que mais de 240.000 compostos químicos já haviam sido testados no Ocidente, sem qualquer efeito contra a malária, era necessário alguém que pudesse escarafunchar a extensa biblioteca medicinal da China tradicional, sem repetir o trabalho já feito no Ocidente.

Ao retornar para casa, depois de cumprida sua tarefa, a filha de Youyou, deixada com quatro anos de idade, não a reconheceu e perguntou quem era aquela mulher estranha que se achava dona da casa.

Mas os anos de trabalho de Youyou não foram em vão.

Ela descobriu uma receita tradicional baseada em uma planta, a Artemisia annua, indicada para febres intermitentes - uma marca registrada da malária.

Youyou encontrou a receita em um livro escrita 1.600 anos atrás, mas teve antes que descobrir como retirar o composto ativo da planta, que se perde na preparação dos tradicionais chás, o que ela fez usando um solvente à base de éter, que ferve a 35 °C.

Responsabilidade

Depois de obter resultados excepcionais em animais, faltava testar o composto em humanos, tanto para aferir sua eficácia quanto sua segurança, ou atoxicidade.

Youyou testou a droga nela mesma: "Como chefe do grupo de pesquisas, eu tinha essa responsabilidade," contou ela, após receber o prêmio nos EUA.

Seu trabalho, sem a citação de seu nome, só foi publicado em 1977, quando o medicamento já estava sendo usado para salvar vidas no mundo todo.

Se ela sentiu falta do reconhecimento pelo seu trabalho? Ela mesma responde.

"O que eu fiz foi o que eu deveria ter feito como uma compensação pela educação que recebi de meu país," afirmou Youyou. "É responsabilidade dos cientistas continuarem buscando o bem-estar de todos os humanos."

De forma bastante inspiradora, o nome de Youyou poderia ser traduzido, do inglês, como Você-Você - uma lição em tempos de vaidades e muitos Eu-Eu.

A descoberta da artemisinina continua a ser um ponto de orgulho para a China, e muitos pesquisadores argumentam que essa descoberta mostra a importância de se pesquisar as ervas medicinais tradicionais em busca de outras "pedras preciosas".

USP cria nova técnica para identificar câncer de mama

Exame misto

Um pesquisador da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto desenvolveu uma nova maneira para identificação do câncer de mama.

O sistema desenvolvido pelo físico médico André Luiz Coelho Conceição foi construído com base nas informações de radiação espalhada pela mama quando exposta a exames de raio X.

Anteriormente, esses dados eram tidos como indesejáveis por reduzir a qualidade da imagem em relação à mamografia.

Durante a pesquisa, André Luiz desenvolveu a combinação das duas técnicas de tratamento: a observação dos tecidos a partir do espalhamento dos raios X e a mamografia tradicional.

Tecidos da mama

Com a idade, as fibras da mama tendem a ser substituídas por células de gordura, tornando os seios mais flácidos. Desta maneira, quanto mais jovem for a mama mais fibroso será seu tecido.

O tecido fibroso é constituído principalmente por água. Já a gordura é basicamente formada por ácidos graxos.

Foi essa diferenciação responsável pelos diferentes resultados no espalhamento dos raios X em médio ângulo. Entretanto, ela só ocorreu da maneira esperada nos tecidos normais. Os tecidos com tumores malignos e benignos apresentaram comportamentos diferentes.

As mamas com tumores passaram a ter um maior componente de água em sua estrutura, comportamento inverso ao considerado natural. Vale lembrar que a mama tende a perder água ao ganhar ácidos graxos com o passar do tempo. "A hipótese é que o tumor precisa de um aumento da vascularização da mama para se desenvolver, isso implica também no aumento da porcentagem de moléculas de água", aponta André Luiz.

Normais, malignas e benignas

Os resultados desta pesquisa são inovadores: "A diferença desse estudo foi a combinação de técnicas de espalhamento em baixo e médio ângulo e a interpretação dos dados, que foram utilizados para a criação de um modelo para diagnosticar as amostras de tecidos mamários em 'normais', 'benignas' ou "malignas". Nossa conclusão é mais propositiva nesse sentido", garante o físico.

Vários modelos para a determinação de um diagnóstico preciso do câncer de mama foram testados por André Luiz. O que apresentou melhor resultado foi o que se baseou em um método estatístico chamado "análise multivariada".

"O nosso modelo conseguiu identificar corretamente 100% das amostras. Elas foram classificadas como normais, malignas ou benignas", conclui.

Junção de métodos

André Luiz sugere que, para maior eficácia na identificação do câncer de mama, o método atual e o novo modelo proposto em sua pesquisa se complementem.

A utilização da informação proveniente da radiação espalhada fornece meios complementares à informação da mamografia convencional, que é baseada simplesmente na radiação que é transmitida pela mama.

O modelo atual apresenta uma taxa de erro (falsos negativos e falsos positivos) em cerca de 10% a 20% dos pacientes. "Esse é um erro muito grave, que pode ser evitado com a combinação dos dois métodos," afirma

André Luiz diz não defender a substituição de uma análise pela outra porque o novo modelo só foi aplicado em pequenas amostras, nunca na mama inteira. O processo de avaliação de toda a mama está em fase de estudo e aprimoramento, mas até lá é importante que a mamografia tradicional seja utilizada como uma das ferramentas para o diagnóstico.

Não é possível se fazer uma previsão de quando isso será aplicado em clinicas e hospitais públicos do Brasil. Tudo depende do desenvolvimento de novos detectores, mas já existem estudos nesse sentido em diversos grupos do mundo.

Outra técnica, ainda mais avançada, está em desenvolvimento para eliminar o uso dos raios X, cujos efeitos podem se acumular ao longo do tempo:

• Micro-ondas substituem raios X na mamografia