Ética científica: pesquisas que criam híbridos de animais e humanos

Os avanços nas tecnologias genéticas e de células-tronco significam que, em teoria, os cientistas podem criar animais com características e comportamentos mais humanos.

Quimeras

A Academia de Ciências Médicas da Grã-Bretanha está pedindo ao governo que estipule regras mais estritas para as pesquisas médicas envolvendo animais.

Segundo o documento, são necessárias regras mais estritas para as pesquisas que criam animais híbridos ou animais quiméricos, resultado da mistura de duas ou mais espécies, sobretudo com características humanizadas.

O grupo teme que experimentos envolvendo transplante de células acabem criando anomalias, as chamadas quimeras, como macacos com a capacidade de pensar e falar como os humanos.

O alerta ressalta o debate da questão dos limites da pesquisa científica.

"Todo o mundo ri quando falamos de gatos com dedos virados ao contrário, mas se nós realmente fizermos isso no laboratório eu não acho que as pessoas ficarão tão felizes," diz o Dr. Robin Lovell-Badge, do Instituto Nacional de Pesquisas Médicas.

Animais com capacidades humanas

Apesar de a maioria dos experimentos atualmente ser feita com ratos e camundongos, os cientistas estão particularmente preocupados com os testes em macacos.

Na Grã-Bretanha são proibidas as investigações com macacos de grande porte como gorilas, chipanzés e orangotango. Em outros países, como os Estados Unidos, essas pesquisas são liberadas.

"O que tememos é que se comece a introduzir um grande número de células cerebrais humanas no cérebro de primatas e que isso, de repente, faça com os que os primatas adquiram algumas das capacidades que se consideram exclusivamente humanas, como a linguagem," diz o professor Thomas Baldwin, outro membro da academia. "Estas são possibilidades muito exploradas na ficção, mas precisamos começar a pensar nelas."

Hora de parar

O relatório indica três áreas particularmente "delicadas" na pesquisa com animais: a cognitiva, a de reprodução e a criação de características visuais que se percebam como humanas.

"Uma questão fundamental é se o fato de povoar o cérebro de um animal com células humanas pode resultar em um animal com capacidade cognitiva humana, a consciência, por exemplo", diz o relatório.

O professor Martin Bobrow, principal autor do relatório, sugere o que chama de "prova do grande símio": se um macaco que recebeu material genético humano começa a adquirir capacidades similares às de um chimpanzé, é hora de frear os experimentos.

Na área de reprodução, recomenda-se que embriões animais produzidos a partir de óvulos ou esperma humano não se desenvolvam além de um período de 14 dias.

O relatório lista técnicas que não poderiam ser usadas de forma ética, incluindo a humanização do cérebro dos macacos e o desenvolvimento de embriões que misturem DNA de humanos e de outros primatas.

Frankestein

O campo mais polêmico é o de animais com características "singularmente humanas", experimentos que o relatório chama de "tipo Frankestein, com animais humanizados".

Segundo o relatório, "criar características como a linguagem ou a aparência humana nos amimais, como forma facial ou a textura da pele, levanta questões éticas muito fortes".

A criação de animais com pele humana, por exemplo, é algo altamente tentador para o teste de cosméticos e novas técnicas de absorção de medicamentos. Mas o que uma compradora de cremes pensaria ao ver tal animal com uma pele semelhante à sua?

Comentando o alerta feito pelos cientistas britânicos, a revista Nature lembra o romance Doutor Moreau, de H.G.Wells, de 1896, que criou o termo "animais humanizados".

O livro convida os leitores a discutir os limites éticos das pesquisas científicas guiadas unicamente pela curiosidade e ponderar sobre o valor moral da distinção entre humanos e animais.

As criaturas intrinsecamente infelizes e ameaçadoras do romance ainda permanecem no reino da ficção, mas os dilemas éticos apresentados por Wells são absolutamente atuais.

Categorias com experiências com animais

Os cientistas recomendam a divisão dos experimentos com animais em três categorias, sendo que a maioria das pesquisas conhecidas do público atualmente se enquadram na primeira categoria, sobre a qual o relatório não levanta nenhuma nova restrição.

Na categoria dois estariam experimentos permitidos mas que "exigiriam uma forte justificação científica".

Isso incluiria a adição de genes a primatas não-humanos e alterações significativas a um animal, capazes de torná-lo "mais semelhante a um humano" do que ele é em condições naturais.

Os experimentos da categoria três seriam totalmente proibidos, como permitir o desenvolvimento de qualquer embrião híbrido por mais do que 14 dias, inseminar animais com esperma ou óvulos "influenciados" por células reprodutoras humanas e modificar primatas não-humanos para criar consciência ou comportamento similar ao humano.

Benefícios da hibridização

Milhares de animais têm sido manipulados para expressar um gene humano ou para modelar aspectos específicos de doenças humanas. Na grande maioria dos casos, porém, eles continuam a se parecer com sua própria espécie.

Um dos autores do relatório, o professor Christopher Shaw, do King's College, de Londres, diz que tais estudos "são extraordinariamente importantes".

A academia ressalta ainda que não é contrária a experimentos que envolvam, por exemplo, o implante de células e tecidos humanos em animais.

Estudos atuais, por exemplo, transplantam células cancerígenas em ratos a fim de testar novas drogas contra o avanço da doença.

A academia defende, no entanto, que, com o avanço das técnicas, estão surgindo novos temas que precisam ser urgentemente regulamentados.

Os avanços científicos atuais já permitem a criação de ratos com lesões similares às causadas por um derrame cerebral, para que sejam depois injetadas células-tronco humanas, a fim de corrigir os danos.

Outro estudo com implante de um cromossomo humano no genoma de ratos com síndrome de Down também foi essencial para a compreensão da doença.

Mas os avanços nas tecnologias genéticas e de células-tronco significam que, em teoria, os cientistas podem criar animais com características e comportamentos mais humanos. É sobre isso que os cientistas afirmam que é necessário uma regulamentação clara e precisa.

O relatório, intitulado Animais contendo material humano, pode ser lido, em inglês, no endereço www.acmedsci.ac.uk/index.php?pid=47&prid=77.

Vacina com microagulhas protege mais do que injeção

Uma vacina aplicada na pele, usando microagulhas, oferece melhor proteção contra vírus da gripe do que a mesma vacina aplicada através de injeção.

Micropicadas

Uma vacina aplicada pela pele, usando microagulhas, dá uma proteção melhor contra o vírus H1N1 da gripe do que a mesma vacina aplicada por injeção subcutânea ou intramuscular.

A constatação surpreendente foi feita por pesquisadores da Universidade Emory e do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos.

O estudo foi publicado no Journal of Infectious Diseases.

Proteção duradoura

Camundongos que receberam uma vacina em dose única contra o H1N1 através da pele, usando as microagulhas revestidas de metal, assim como os camundongos vacinados através de injeção subcutânea, foram 100 por cento protegidos em um teste letal para os animais, seis semanas após a vacinação.

Contudo, quando se depararam com o vírus H1N1, seis meses depois, os camundongos que receberam a injeção apresentaram uma redução de 60 por cento na produção de anticorpos contra o vírus e a inflamação pulmonar.

Os animais que foram vacinados com as microagulhas, por outro lado, mantiveram altos níveis de proteção e produção de anticorpos após os seis meses, sem sinais de inflamação pulmonar.

"Um dos principais objetivos do desenvolvimento da vacina da gripe tem sido o de conferir fortes respostas imunes, incluindo a memória imunológica e a resposta imunológica celular para uma proteção a longo prazo, e limitar a propagação do vírus após a infecção," destaca o Dr. Dimitrios Koutsonanos, coordenador do estudo.

Forma mais eficiente de aplicar vacinas

Os cientistas já sabiam que a injeção intramuscular não é a forma mais eficiente para aplicar vacinas.

Os músculos têm uma baixa concentração das células necessárias para retransmitir os sinais imunológicos e ativar uma resposta das células T, incluindo as células dendríticas, macrófagos e células que expressam a MHC classe II.

A pele, por seu lado, contém uma rica rede de células com antígenos, incluindo macrófagos, células de Langerhans e células dendríticas dérmicas, que ativam as citocinas e as quimiocinas - as células imunológicas de sinalização responsáveis por iniciar uma resposta imunológica.

"A aplicação com microagulhas também oferece outras vantagens logísticas que tornam este método atraente para a vacinação contra a gripe, como o baixo custo de fabricação, as pequenas dimensões, o fácil armazenamento e distribuição, e a administração simples, que pode permitir a auto-vacinação para aumentar a cobertura," defendem os pesquisadores.

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Alzheimer genético pode ser detectado 20 anos antes dos sintomas

Detecção precoce de Alzheimer

Formas hereditárias da doença de Alzheimer podem ser detectadas até 20 anos antes que surjam os problemas com a memória e com o raciocínio.

Esta é conclusão de um estudo liderado pelo Dr. Randall Bateman, da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, e apresentado na última semana durante a Conferência Internacional da Associação sobre Doença de Alzheimer, em Paris.

A identificação precoce do Alzheimer, ainda em seus estágios iniciais, é uma prioridade para os pesquisadores.

Muitos deles acreditam que, quando os sintomas se tornam aparentes, a doença de Alzheimer já prejudicou largamente o cérebro, tornando difícil ou mesmo impossível a recuperação da memória e de outras capacidades mentais.

Mutações genéticas

Os resultados confirmam e ampliam conhecimentos anteriores, obtidos do estudo das formas mais comuns da doença de Alzheimer, incluindo dados que sugerem que mudanças nos níveis de marcadores biológicos no fluido espinhal podem ser detectadas anos antes da demência.

"Queremos evitar danos e perda de células cerebrais intervindo no início do processo da doença - mesmo antes que os sintomas externos se tornem evidentes, porque então pode ser tarde demais," disse o Dr. Bateman.

Os cientistas dizem que os resultados demonstram a viabilidade de ensaios clínicos para prevenir o Alzheimer em pacientes com registro genético da doença.

Pessoas que carregam as mutações, mas ainda são assintomáticas, têm níveis significativamente mais baixos de beta-amiloide e níveis mais elevados de proteína tau em seu fluido cerebroespinhal do que os participantes sem as mutações.

Eles planejam começar os primeiros testes para essa avaliação já no ano que vem.

Alzheimer genético

Os pesquisadores estão estudando membros de famílias que possuem mutações em um de três genes: proteína precursora amiloide, presenilina 1 ou presenilina 2.

Pessoas com essas mutações desenvolvem a doença de Alzheimer precocemente, com sintomas a partir dos 40 ou 50 anos ou, em alguns casos raros, até com 30 anos.

Quando um dos pais desenvolve a demência na idade de 50 anos, um filho que herdou a mutação deve desenvolver a demência aproximadamente na mesma idade, o que está permitindo que os cientistas monitorem essa população a longo prazo.

"Baseados no que vemos em nossa população, as mudanças na química do cérebro podem ser detectadas até 20 anos antes da idade prevista para o surgimento dos sintomas," diz Bateman. "Essas mudanças relacionadas ao Alzheimer podem ser alvos específicos para ensaios de prevenção em pacientes com formas hereditárias da doença de Alzheimer."

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O segredo de um envelhecimento saudável e feliz

Envelhecer bem

Quer escolhamos lutar contra ele ou aceitá-lo como algo natural, o fato é que todos vamos experimentar o envelhecimento.

E envelhecer bem tem sido associado com um assim chamado "efeito positividade", uma tendência e uma preferência por experiências positivas e emocionalmente gratificantes, que marcam as pessoas que envelhecem bem consigo mesmas.

Agora, uma pesquisa realizada pela equipe da Dra. Stefanie Brassen, e publicada na revista científicaBiological Psychiatry, explica como e quando esse efeito funciona no cérebro.

Emoções positivas

Os neurocientistas alemães estudaram esse efeito usando neuroimagens para avaliar o envolvimento cerebral de adultos jovens e velhos enquanto eles realizavam uma tarefa cognitiva especializada.

A tarefa incluía imagens supostamente irrelevantes de faces neutras, felizes, tristes ou com medo.

Durante partes da tarefa quando os participantes não tinham que prestar muita atenção, os idosos foram significativamente mais distraídos pelos rostos felizes.

Quando isso ocorria, eles apresentavam um aumento na atividade na parte do cérebro que ajuda a controlar as emoções. E este sinal mais forte no cérebro foi correlacionado com as pessoas detentoras de uma maior estabilidade emocional.

Teorias do ciclo de vida

Segundo os pesquisadores, os resultados se juntam aos pressupostos das teorias de ciclo de vida, sugerindo que atitudes motivacionais para um envelhecimento saudável podem levar a um maior envolvimento das pessoas no "gerenciamento" de suas emoções positivas.

"Além disso, nossa descoberta de uma relação entre a atividade do córtex cingulado anterior rostral e a estabilidade emocional reforça a hipótese de que esse maior controle emocional no envelhecimento aumenta o bem-estar emocional," afirmou a Dra Brassen.

As teorias dos ciclos vida explicam que o viés de positividade na vida adulta reflete uma maior ênfase no curto prazo, em vez de prioridades de longo prazo.

Este estudo fornece um outro indício de como o cérebro contribui para esta mudança de prioridades relacionada com a idade.

As conclusões sugerem que envelhecer bem pode ser bem simples: basta usar seu cérebro para focar no lado positivo das coisas.

Síndrome metabólica é associada ao nível educacional

Síndrome metabólica

Um estudo realizado em São Carlos (SP) mostrou que a síndrome metabólica é altamente prevalente na cidade.

Além disso, a gravidade do problema tem relação direta com os níveis educacionais da população.

A síndrome metabólica é um conjunto de fatores de risco cardiovascular que inclui hiperglicemia - com ou sem diabetes -, hipertensão arterial, obesidade e aumento da circunferência da cintura.

O estudo, realizado por pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). A cidade de São Carlos tem 220 mil habitantes e fica a 230 quilômetros da capital paulista.

De acordo com a autora principal do artigo, a endocrinologista Ângela Leal, professora do Departamento de Medicina da UFSCar, o estudo de base populacional envolveu 1.116 indivíduos de 30 a 79 anos de idade.

Educação para a saúde

Os resultados, segundo Ângela, sugerem que o planejamento de políticas públicas de saúde voltadas para a redução do risco de síndrome metabólica, nos países em desenvolvimento, deve levar em conta o aprimoramento da educação.

"O baixo nível educacional é um gargalo para a saúde no Brasil. Não conseguiremos melhorar as condições de saúde se os níveis educacionais permanecerem baixos. Esse trabalho vem se somar a inúmeros outros que revelaram a correlação entre saúde e educação", declarou.

Além da associação da prevalência da síndrome metabólica com a condição educacional, o estudo também detectou, em menores níveis, associação do problema com a faixa etária, o peso e a cor da pele, segundo Ângela. Não foi detectada, no entanto, associação entre a prevalência da síndrome metabólica e a renda familiar, ou o hábito de fumar.

Entre as mulheres, a circunferência abdominal aumentada foi quase duas vezes mais frequente que entre os homens: 66,5%, contra 37,4%, segundo a pesquisa.

Prevalência da síndrome metabólica

O trabalhou incluiu coleta de sangue, avaliação da pressão arterial e medição de peso e circunferência abdominal, além da aplicação de questionários sobre condições de saúde e indicativos sociodemográficos.

A análise dos dados revelou que a prevalência da síndrome metabólica foi de 35,7% entre os homens e de 38% entre as mulheres. Com o critério que inclui circunferência abdominal, a prevalência sobe para 45,3% entre os homens e para 45,5% entre as mulheres.

"Os resultados mostram que a prevalência da síndrome metabólica é muito alta. Mas o que nos chamou mais a atenção é que foi observada uma clara associação do problema com a condição educacional. Quanto mais baixo o nível educacional, maior o risco de síndrome metabólica", disse Ângela.

Diabetes

As amostras, segundo ela, foram colhidas entre agosto de 2007 e junho de 2008. Para que a amostra fosse representativa da população, um trabalho de amostragem dirigido pelo professor Jorge Oishi, do Departamento de Estatística, havia sido realizado previamente.

"Os estudos de base populacional ajudam a traçar um perfil da população. O trabalho reuniu dados sobre alterações de colesterol, triglicérides e hipertensão arterial, além dos dados sobre o histórico de saúde e as variáveis sociodemográficas. Ainda colhemos dados sobre atividade física, que serão avaliados no segundo semestre de 2011", disse Ângela.

De acordo com os critérios de diagnóstico adotados, 13,5% dos indivíduos pesquisados apresentaramdiabetes mellitus. Um estudo concluído pelo mesmo grupo em 2009, também sob coordenação de Ângela, já havia concluído que a prevalência de diabetes mellitus chegava a 13,5% entre os habitantes de São Carlos. O número sugeria um aumento na prevalência da doença em relação a estudos anteriores feitos no Brasil.

No estudo atual, a síndrome metabólica foi abordada, no estudo, a partir de dois dos principais critérios internacionais: o da Federação Internacional de Diabetes - que inclui a variável da circunferência abdominal - e o NCEP-ATPIII (sigla para National Cholesterol Education Program - Adult Treatment Panel 3).

Cellular Stress Can Induce Yeast to Promote Prion Formation

ScienceDaily (July 24, 2011) — It's a chicken and egg question. Where do the infectious protein particles called prions come from? Essentially clumps of misfolded proteins, prions cause neurodegenerative disorders, such as mad cow/Creutzfeld-Jakob disease, in humans and animals. Prions trigger the misfolding and aggregation of their properly folded protein counterparts, but they usually need some kind of "seed" to get started.

Biochemists at Emory University School of Medicine have identified a yeast protein called Lsb2 that can promote spontaneous prion formation. This unstable, short-lived protein is strongly induced by cellular stresses such as heat. Lsb2's properties also illustrate how cells have developed ways to control and regulate prion formation. Research in yeast has shown that sometimes, prions can actually help cells adapt to different conditions.

The results are published in the July 22 issue of the journal Molecular Cell. The senior author is Keith Wilkinson, PhD, professor of biochemistry at Emory University School of Medicine The first author is senior associate Tatiana Chernova, PhD.

The aggregated form of proteins connected with several other neurodegenerative diseases such as Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's can, in some circumstances, act like prions. So the Emory team's finding provides insight into how the ways that cells deal with stress might lead to poisonous protein aggregation in human diseases.

"A direct human homolog of Lsb2 doesn't exist, but there may be a protein that performs the same function," Wilkinson says. "The mechanism may say more about other types of protein aggregates than about classical prions in humans, This mechanism of seeding and growth may be more important for aggregate formation in diseases such as Huntington's."

Lsb2 does not appear to form stable prions by itself. Rather, it seems to bind to and encourage the aggregation of another protein, Sup35, which does form prions.

"Our model is that stress induces high levels of Lsb2, which allows the accumulation of misfolded prion proteins," Wilkinson says. "Lsb2 protects enough of these newborn prion particles from the quality control machinery for a few of them to get out."

The research was supported by the National Institutes of Health.

Battle of the Microbes: Pseudomonas Breaches Cell Walls of Rival Bacteria Without Hurting Itself

ScienceDaily (July 24, 2011) — Microbiologists have uncovered a sneaky trick by the bacteriumPseudomonas aeruginosa to oust rivals. It deploys a toxin delivery machine to breach cell walls of competitors without hurting itself. Its means of attack helps it survive in the outside environment and may even help it cause infection.

P. aeruginosa is a common bacterium that lives in soil, and also an opportunistic pathogen best known for infecting the lungs of cystic fibrosis patients.

The scientists discovered that P. aeruginosa injects toxins into rival bacteria with a needle-like puncturing device called the type VI secretion system (T6SS). The toxins degrade competitors' protective barricades -- their cell walls. The research report also delineates the complex defensive mechanisms by which P. aeruginosa protects itself from its own artillery.

The journal Nature will publish the findings July 21.

While generally harmless to healthy people, this versatile bacterium takes advantage of those with weakened immune defenses, explained lead author Alistair Russell, a National Science Foundation fellow in the laboratory of Joseph Mougous, assistant professor of microbiology at the University of Washington (UW) and the study's senior author.

P. aeruginosa's ability to thrive in the thick airway mucous of cystic fibrosis patients and in burned or otherwise severely damaged skin makes it a major public health concern. All of these environments have one thing in common: other bacteria.

According to Russell, "Competition among bacteria is brutal and fierce." By killing off competitors, P. aeruginosa widens its territory, leading to its overall success. Moreover, the better able it is to outlast other bacteria in the environment, the better chance it has of coming in contact with, and colonizing, people.

"Pseudomonas is never going to encounter an infection site if it can't survive in the outside world," Russell added.

The researchers have detailed the mechanism of the T6SS, which breaches a protective layer present in bacteria and delivers toxic proteins that degrade the cell wall. After the cell wall is compromised, the cell bursts like an overfilled water balloon.

The T6SS mechanism transports toxins so that they never enter P. aeruginosa's cell wall space. To thwart an attack from other members of its species, each P. aeruginosa cell also has specific immunity proteins that inactivate toxins injected by neighboring cells.

Bacterial species that lack these immunity proteins are susceptible.

The study also confirms previous observations of the evolutionary similarity between the T6SS needlelike delivery mechanism and bacteriophage -- viruses that infect bacteria.

Interestingly, in a technique called "phage therapy," scientists have long sought to exploit the antibacterial properties of these viruses in order to treat bacterial infections.

One limitation is that bacteriophage are relatively unstable and require a host bacterium to increase their numbers. Mougous and his colleagues are excited by the potential of the antibacterial properties of the T6SS to be used in an analogous way.

Russell explained, "We might be able to take helpful bacteria, give them this system genetically, and increase their ability to clear out professional pathogens -- those bacteria that make their living causing disease."

Knowledge of this complex bacterial antimicrobial mechanism also might help in the design of more sophisticated drugs.

"If scientists could inhibit this secretion system in Pseudomonas through a new type of antibiotic, this opportunistic pathogen would not be able to break through the normal, healthy barrier of bacteria in the human body," Russell said.

The study was supported by the National Institutes of Health, the European Commission within the DIVINOCELL program, and a graduate research fellowship from the National Science Foundation.

In addition to Russell and Mougous, the study researchers were Rachel D. Hood and Michele LeRoux of the UW Department of Microbiology, (who contributed to the writing of this news item), and Nhat Khai Bui and Waldemar Vollmer of the Center for Bacterial Cell Biology, Institute for Cell and Molecular Biosciences, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, U.K.