Células herdam informação que não está no DNA

Cada célula retém uma memória da sua identidade, lembrando-se de quais genes devem ficar ativados - logo, esta informação não pode ficar nos próprios genes.[Imagem: Mariana Silva/Lars Jansen/IGC]

Além do DNA

Apesar de geneticamente idênticas, as trilhões de células do corpo humano adulto são de diferentes tipos.

São células musculares, da pele ou do cérebro, mas todas dependentes dos genes que estão ativados e desligados no interior de cada uma.

Cada célula especializada retém uma memória da sua identidade, "lembrando-se" quais genes que devem ficar ativados e quais devem ser desligados, mesmo quando a célula se divide.

Ocorre que esta memória não está inscrita diretamente no DNA e, mesmo assim, ela é hereditária - é algo conhecido como informação epigenética.

Instruções epigenéticas

As instruções epigenéticas estão muitas vezes contidas em proteínas, que controlam não só os genes, mas também a organização dos cromossomas. Essas proteínas são conhecidas como centros epigenéticos.

Lars Jansen e a sua equipe do Instituto Gulbenkian de Ciência, em Portugal, agora descobriram a forma pela qual um destes centros epigenéticos organizadores é fielmente transmitido entre a célula-mãe e as duas células-filhas que resultam da divisão celular.

Com estes resultados, a equipe não apenas elucida um processo biológico até agora enigmático, mas também abre caminho para a compreensão de mais uma possível causa do câncer.

Centrômeros

Os cientistas estudaram o centrômero, uma estrutura formada por proteínas, existente em todos os cromossomos, ligando-os ao esqueleto da célula (o chamado citoesqueleto) durante a divisão celular.

É o centrômero que assegura que, durante a divisão celular, cada célula-filha recebe exatamente um conjunto de cromossomas recém-formados.

O papel dos centrômeros é decisivo, uma vez que qualquer imperfeição no seu funcionamento dá origem a células com o número errado de cromossomos, o que é uma marca de células tumorais.

Pergunta sem resposta

"Quando as células se dividem, elas duplicam fielmente todos os seus genes, que são transmitidos a duas células-filhas. Algo de semelhante tem de acontecer com a informação não-genética.

"Mas como é que a célula copia proteínas? E como é que assegura que se produz o número correto de cópias?

"Esta é ainda uma pergunta sem resposta. Abordamos a questão recorrendo ao centrômero como modelo, uma vez que se conhece qual a proteína responsável pelo seu comportamento epigenético," explica Mariana Silva, que realizou os experimentos.

As células possuem uma espécie de relógio interno, que controla a duplicação das informações em momentos diferentes. [Imagem: Mariana Silva et al./Developmental Cell]

As células possuem uma espécie de relógio interno, que controla a duplicação das informações em momentos diferentes. [Imagem: Mariana Silva et al./Developmental Cell]

Memória molecular

A proteína chama-se CENP-A e mantém a "memória molecular" do centrômero, assegurando a passagem das informações das células-mãe para as células-filha.

Já se sabia que as células duplicam o seu DNA antes de entrar em mitose (o processo de divisão celular propriamente dito), mas a duplicação do centrômero, conduzido pela proteína CENP-A ocorre apenas após a mitose, num intervalo de tempo conhecido por G1.

O que faltava saber era o que dispara a duplicação do centrômero e de que forma a célula assegura a precisão deste processo.

Os cientistas portugueses descobriram que os processos de duplicação do DNA e de duplicação da CENP-A são controlados pelo mesmo complexo, que opera como um relógio molecular, impelindo a progressão sequencial das diferentes fases do ciclo celular.

As proteínas Cdk (do inglês cyclin-dependent kinases) são componentes-chave deste complexo: quando estão ativas (antes de se iniciar a mitose), o DNA é duplicado e a duplicação de CENP-A (isto é, dos centrômeros) é inibida.

Reciprocamente, quando as proteínas Cdk estão inativas (após a mitose), a CENP-A é duplicada, mas a duplicação do DNA fica bloqueada.

Fazendo uma analogia com o ciclo diurno, é como se o DNA se duplicasse à meia-noite, e o centrômero ao meio-dia, graças ao controlo das "proteínas-relógio" Cdk.

Hereditariedade epigenética

Os cientistas chegaram a este modelo em uma série de experiências nas quais eles inibiram a atividade da Cdk em células humanas e de galinha, em determinados instantes.

Eles verificaram que conseguiam enganar as células, induzindo-as a produzirem centrômeros novos, mesmo enquanto duplicavam o seu DNA. "Era como se as células estivessem com jet-lag," diz Lars Jansen.

Lars contextualizou a descoberta:

"O que descobrimos foi um mecanismo simples e ordenado, através do qual a célula emparelha a duplicação do DNA, a divisão celular e a construção do centrômero. Ao utilizar o mesmo complexo (as proteínas Cdk) para todos estes processos, a célula confere tempos diferentes, bem definidos, a cada processo, assegurando, desta forma, que se produzem o número correto de cópias de genes e de centrômeros.

"Manter estes processos separados temporalmente poderá ser crucial para evitar erros em cada um. E elucidar estes princípios gerais de hereditariedade epigenética é fundamental para a nossa compreensão da regulação dos genes, da organização dos cromossomas e das causas e origens das várias doenças que resultam de erros nestes mecanismos."

Inseticida traz mais ameaças que benefícios no combate à dengue

O Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) manifestou-se formalmente contra a distribuição de inseticidas à população como medida de combate ao mosquito da dengue. [Imagem: IOC/Fiocruz]

Desmedida

O Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) manifestou-se formalmente contra a distribuição de inseticidas à população como medida de combate ao mosquito da dengue.

A população de Foz do Iguaçu (PR), recebeu nesta semana 80 mil frascos de inseticida para tentar combater o mosquito transmissor da dengue em domicílios residenciais.

"O uso de inseticida é uma estratégia complementar que sob hipótese alguma pode ser tratada como a medida mais efetiva. Isso causa falsa sensação de segurança na população e o pior, provoca a disseminação de mosquitos resistentes aos inseticidas disponíveis", esclarece Denise Valle, do IOC.

"O controle efetivo é o controle mecânico, através da eliminação dos criadouros não deixando água parada. Esta sim, é uma medida que mata indiscriminadamente os [pernilongos] resistentes e os susceptíveis a inseticidas. O spray fica por poucos minutos no ar e só efetivo no contato direto com o mosquito, desde que não seja de uma linhagem resistente", sublinha.

Resistência contra inseticidas

Além disso, Denise informa que a população de mosquitos se recompõe muito rapidamente no ambiente, por isso a ênfase no controle das formas imaturas (ovos, larvas e pupas) do vetor, mediante a remoção mecânica dos criadouros.

Além disso, as populações de mosquitos são variadas no país, cada uma apresentando níveis de resistência diferenciados.

Existem poucos produtos disponíveis para controle do vetor. Por isso, devem ser usados com cautela, já que a resistência entre as populações de mosquitos coloca um novo desafio para o combate à doença.

Segundo o Ministério da Saúde, a aplicação desses produtos [inseticidas do tipo aerossol pertencentes em geral ao grupo dos piretroides] só deve ser feita pelas equipes de vigilância das secretarias estaduais e municipais de Saúde treinadas para o manuseio seguro destes produtos.

"Apenas orientamos o uso de inseticidas quando há comprovação da transmissão de dengue, evidenciada por critérios epidemiológicos", observa o Secretário de Vigilância em Saúde (SVS), do Ministério da Saúde, Jarbas Barbosa.

Na nota técnica, o Instituto alerta que "a utilização inadequada e indiscriminada destes produtos poderá causar graves consequências no meio ambiente e interferir na eficácia dos programas de controle da dengue, tornando o mosquito ainda mais resistente ao inseticida."

Mosquito que gosta do homem

O Aedes aegypti é um mosquito doméstico com hábitos oportunistas: ele vive dentro ou ao redor de domicílios ou de outros locais frequentados por pessoas, como estabelecimentos comerciais, escolas ou igrejas, por exemplo.

Tem hábitos preferencialmente diurnos e alimenta-se de sangue humano, sobretudo ao amanhecer e ao entardecer. Mas também pode picar à noite, pois não deixa a oportunidade passar.

Por ser um mosquito que vive perto do homem, sua presença é mais comum em áreas urbanas e a infestação é mais intensa em regiões com alta densidade populacional - principalmente, em espaços urbanos com ocupação desordenada, onde as fêmeas têm mais oportunidades para alimentação e dispõem de mais criadouros para desovar.

A infestação do mosquito é sempre mais intensa no verão, em função da elevação da temperatura e da intensificação de chuvas - fatores que propiciam a eclosão de ovos do mosquito.

Para evitar esta situação, é preciso adotar medidas permanentes para o controle do vetor, durante todo o ano, a partir de ações preventivas de eliminação de focos do vetor. Como o mosquito tem hábitos domésticos, essa ação depende sobretudo do empenho da população.

10 Minutos Contra a Dengue

O Instituto Oswaldo Cruz está lançando a campanha "10 Minutos Contra a Dengue", elaborada a partir do conhecimento científico sobre o Aedes aegypti.

A campanha consiste em orientar a população para investir 10 minutos por semana para checar e eliminar os principais criadouros do pernilongo dentro de suas residências.

Devido à biologia do vetor, uma checagem semanal é o suficiente porque, do ovo ao mosquito adulto, o ciclo de desenvolvimento do A. aegypti leva de 7 a 10 dias. Por isso, agindo uma vez por semana é possível interromper o ciclo de vida do A. aegypti e evitar o nascimento de novos mosquitos adultos. A inspiração veio da estratégia de controle do Aedes adotada em Cingapura, nos anos de 2004 e 2005.

"A proposta é investir dez minutos por semana para remover criadouros no ambiente doméstico e peri-doméstico, de modo a interferir no ciclo de desenvolvimento do vetor, impedindo que ovos, larvas e pupas do mosquito cheguem à fase adulta", enfatiza Denise Valle.

"Temos que ficar atentos ao acúmulo de água em calhas, ralos, bandejas de geladeira e ar condicionado, entre outros locais como vasos de plantas, garrafas pet viradas com a boca para cima, pneus, e vedar adequadamente caixas d'água, por exemplo", diz.

"Dengue é um problema que desafia a todos, porque já não é apenas um problema de saúde pública, mas também de educação, de comunicação e de mobilização. As ações para combatê-la não podem ser delegadas apenas aos governos. Se cada um fizer sua parte, temos mais chance de alcançar o sucesso na luta contra a doença," completa.

Para orientar a ação de "10 Minutos Contra Dengue", os especialistas do IOC elaboraram um guia com os 13 criadouros estratégicos no ambiente doméstico, orientações sobre medidas de prevenção e uma tabela que poderá orientar a checagem semanal.

O Guia 10 Minutos Contra Dengue pode ser baixado gratuitamente.

Injeção que pode tratar esquizofrenia chega ao Brasil neste mês

Uma injeção que precisa ser tomada apenas uma vez por mês chega ao mercado brasileiro em dezembro e pode ajudar a contornar um dos principais problemas do tratamento da esquizofrenia: o abandono da medicação.

"Foi difícil aceitar a esquizofrenia", diz engenheiro

"Muitas vezes o paciente não se dá conta de que está doente e corta a medicação. Uma alternativa que diminua a frequência de remédios ajuda na aderência e no controle da medicação", diz Helio Elkis, coordenador do Programa de Esquizofrenia do Hospital das Clínicas da USP.

Aprovado em junho pela Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária), o palmitato de paliperidona é o que se chama de antipsicótico --um remédio que ajuda a prevenir distúrbios característicos da doença.

Um levantamento feito pelo Instituto de Psiquiatria do HC revelou que cerca de 50% das pessoas com esquizofrenia abandonam a medicação após um ano do início do tratamento.

Essa interrupção pode agravar os sintomas da doença e favorecer o acontecimento de surtos psicóticos.

Além dos fatores psicológicos, os muitos efeitos colaterais da medicação também são apontados como razão para que os pacientes abandonem os remédios.

Os remédios, sobretudo os mais antigos, podem desencadear desde aumento de peso até rigidez muscular e um quadro de tremores parecido com o do mal de Parkinson.

O excesso de saliva e a dificuldade de controlá-la, que deram o apelido pejorativo de "louco babão" aos afetados, derivam, na verdade, da medicação, e não são sintomas naturais do transtorno.

Para controlar esses efeitos indesejáveis, muitos pacientes usam conjuntamente outros medicamentos.

COQUETEL

Como no Brasil a maioria das pessoas com esquizofrenia toma antipsicóticos em forma de comprimidos diários, é comum que haja um verdadeiro "coquetel" de pílulas, facilitando o esquecimento e até o abandono da medicação pelos pacientes.

"Diminuir a quantidade de remédios é algo bom, mas eu diria que a maior vantagem do palmitato de paliperidona é a redução dos efeitos colaterais", diz Rodrigo Bressan, coordenador do Proesq (Programa de Esquizofrenia) da Unifesp (Universidade Federal de São Paulo).

Embora menores, as reações adversas também acontecem com os usuários.

Um estudo com o remédio publicado na revista especializada "Schizophrenia Research" lista, entre outras coisas, ganho de peso, dores de cabeça e insônia.

Ainda assim, como em boa parte dos remédios recentes, esses efeitos foram menos intensos do que nos da primeira geração de antipsicóticos.

O TRANSTORNO

Os mecanismos que causam a esquizofrenia --transtorno que afeta cerca de 1% da população mundial, segundo a OMS (Organização Mundial da Saúde)-- ainda não foram totalmente esclarecidos. Sabe-se, no entanto, que existe um componente hereditário forte.

Filhos de esquizofrênicos têm mais chances de desenvolver a doença, embora ela também apareça em pessoas sem histórico familiar.

O transtorno costuma se manifestar entre o fim da adolescência e o início da vida adulta. Em geral, os sintomas aparecem nas mulheres de forma um pouco mais tardia do que nos homens.

Além das manifestações mais conhecidas, como alucinações auditivas e visuais, pessoas com esquizofrenia podem apresentar diminuição da capacidade de raciocínio, abstração, perda de interesse em atividades que antes eram prazerosas e quadros de depressão.

Esqueça (quase) tudo que você sabe sobre oxidantes e antioxidantes

Sinais luminosos emitidos pelos biossensores indicam a produção de oxidantes no tecido dos animais.

Estresse oxidativo

O chamado "estresse oxidativo" tem sido apontado em inúmeras pesquisas como o vilão de inúmeros processos danosos à saúde.

Entre eles estão a calcificação arterial, o câncer e doenças degenerativas, como Parkinson e Alzheimer.

O próprio processo de envelhecimento tem sido creditado ao estresse oxidativo, que ocorre quando há nos tecidos um excesso das chamadas espécies reativas de oxigênio (ou ROS, do inglês Reactive Oxygen Species).

Esses compostos são oxidantes - é daí que se tem dado tanta importância aos antioxidantes, que combateriam processos patogênicos ou o envelhecimento, embora haja muita controvérsia na área:

• Antioxidantes não retardam envelhecimento, afirmam cientistas

Sem fundamentação adequada

No entanto, esses estudos, que fundamentaram esse "saber corrente" sobre oxidantes e antioxidantes, não eram assim tão bem fundamentados.

"Até agora, ninguém tinha sido capaz de observar diretamente alterações nas espécies reativas de oxigênio em um organismo vivo e menos ainda como eles se conectam com os processos das doenças," afirmou o Dr. Tobias Dick, do renomado Centro de Pesquisas do Câncer da Alemanha (DKFZ).

"Havia apenas alguns métodos indiretos ou muito pouco específicos de detectar quais processos oxidativos estão realmente acontecendo em um organismo," desmistifica ele.

Na verdade, praticamente todos esses estudos eram feitos em células, ou em amostras de tecidos, mas nunca em um animal vivo.

Oxidantes não estão relacionados com envelhecimento

Foi por isto que o estudo da equipe alemã atraiu tanta atenção ao ser divulgado na semana passada.

Eles finalmente conseguiram observar os processos que envolvem as espécies reativas de oxigênio em um animal vivo.

E os resultados desta primeira análise mostram que esses oxidantes não tão ruins, ou tão nocivos ao organismo, quanto se imaginava.

O mais impactante é que os pesquisadores não observaram nenhuma associação entre o envelhecimento e um aumento geral nos oxidantes no organismo:

"O grupo não encontrou nenhuma evidência suportando a tão falada hipótese de que o tempo de vida de um organismo é limitado pela produção de oxidantes danosos," afirma o instituto alemão em comunicado.

O único aumento nas espécies reativas de oxigênio com alguma relação com o envelhecimento foi localizado no tecido intestinal.

Mas mesmo aí, animais que viveram mais tiveram um incremento nos oxidantes ainda mais acelerado do que nos animais que viveram menos - ou seja, a associação foi positiva, e não negativa.

Produção de oxidantes varia pelo corpo

"Muitas coisas que observamos nos animais com a ajuda dos biossensores foram surpresas para nós. Parece que muitas conclusões obtidas [em estudos] com células isoladas simplesmente não podem ser transferidas para um organismo vivo completo," resume o Dr. Tobias Dick.

Os biossensores são genes que os cientistas introduziram no material genético de moscas da fruta, o modelo animal preferido nestas pesquisas.

Esses biossensores são específicos para vários oxidantes e indicam o status do estresse oxidativo de cada célula emitindo um sinal luminoso, em tempo real, e ao longo de toda a vida da cobaia.

Isto permitiu que os cientistas demonstrassem que os oxidantes não são produzidos igualmente por todo o corpo, mas variam largamente de órgão para órgão.

Por exemplo, as células sanguíneas produzem muito mais oxidantes em seus geradores de energia, as mitocôndrias, do que as células musculares ou intestinais.

Além disso, o comportamento da larva se reflete na produção das espécies reativas de oxigênio em tecidos individuais: os pesquisadores foram capazes de distinguir se a larva estava se alimentando ou se estava se movendo usando a energia acumulada em suas células de gordura - ou seja, pelo estresse oxidativo dessas células.

"Antioxidante" mais famoso não reduz oxidantes

Para tirar qualquer dúvida, os cientistas alimentaram os animais com N-acetil-cisteína (NAC), uma substância que se acredita ter um efeito antioxidante e que muitos cientistas defendem como sendo um protetor contra todos os efeitos danosos atribuídos aos oxidantes.

Novamente o efeito surpreendeu, saindo exatamente ao contrário do que tanto se fala - não foi apenas que os cientistas não encontraram nenhuma evidência de redução nos oxidantes em razão da ingestão da NAC; mas, ao contrário, a ingestão do antioxidante causou uma elevação dos oxidantes em vários tecidos dos animais.

"O exemplo do NAC também demonstra que atualmente nós ainda não somos capazes de influenciar de forma previsível os processos oxidativos em um organismo vivo por meio de fármacos," afirmou o Dr. Dick.

Mas, se passar do estudo de uma célula para o estudo de um animal vivo, durante todo o seu tempo de vida, já foi um grande avanço, ainda falta muito para compreender o papel dos oxidantes e anti-oxidantes no corpo humano.

"É claro, nós não podemos simplesmente transferir essas descobertas das moscas da fruta para o homem. Nosso próximo objetivo é usar os biossensores para observar o estresse oxidativo em mamíferos, especialmente em reações inflamatórias e no desenvolvimento de tumores," concluiu o cientista.

Nitroglicerina é aliada do coração contra infartos

Cientistas descobriram uma nova molécula que inibe os efeitos prejudiciais ao coração promovidos pela tolerância à nitroglicerina.

Remédio explosivo

Um cientista brasileiro ajudou a descobrir uma molécula que, administrada juntamente com a nitroglicerina, pode evitar infartos mais graves decorrentes da tolerância ao composto.

A nitroglicerina é um composto químico explosivo obtido a partir da reação de nitração da glicerina.

Além de sua aplicação em explosivos, o composto é utilizado na medicina há séculos como vasodilatador no tratamento de dores no peito, conhecidas como angina.

O tratamento também é utilizado nas salas de emergência de hospitais, quando pacientes chegam com sinais de infarto agudo de miocárdio.

Tolerância à nitroglicerina

Entretanto, os benefícios da nitroglicerina para o coração estão limitados pelo desenvolvimento de tolerância ao composto.

Na pesquisa, realizada no Departamento de Química e Biologia de Sistemas da Escola de Medicina da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, o brasileiro Júlio César Batista Ferreira e o chinês Lihan Sun descobriram que a intolerância à nitroglicerina não se deve somente à perda do efeito vasodilatador do medicamento.

Segundo Ferreira, quando precedido do infarto do miocárdio, o uso sustentado de nitroglicerina pode causar efeitos devastadores ao coração.

A tolerância à nitroglicerina é resultado da inativação da aldeído-desidrogenase 2 (ALDH2), uma enzima essencial para a proteção cardíaca em humanos e animais vítimas de infartos.

Os pesquisadores verificaram que a molécula ALDA-1 é capaz de manter o funcionamento da ALDH2 e evitar efeitos deletérios decorrentes da tolerância à nitroglicerina durante o ataque cardíaco.

Medicamento em ciclos

De acordo com Ferreira, ao ser administrada junto à nitroglicerina, a ALDA-1 mantém a enzima ALDH2 ativada durante o infarto do miocárdio, inibindo os efeitos prejudiciais ao coração da tolerância à nitroglicerina.

"Em casos de dores no peito e infarto, médicos costumam administrar a nitroglicerina em ciclos liga/desliga - 16 horas com o fármaco e 8 horas sem -, na tentativa de mascarar o efeito de tolerância. Mas esse período prolongado leva à inativação da ALDH2, fator que eleva as chances de um infarto mais grave", disse Ferreira.

O pesquisador explica que a ALDH2 é uma enzima mitocondrial cujas funções são essenciais no sistema cardiovascular, entre as quais catalisar a conversão da nitroglicerina ao vasodilatador óxido nítrico e remover aldeídos tóxicos produzidos durante o infarto do miocárdio.

"Com a inibição dessa enzima pelo excesso de nitroglicerina, esses aldeídos se acumulam no coração e passam a se ligar a proteínas, lipídios e ao DNA, resultando na morte celular durante o infarto do miocárdio. Com a ALDH2 ativada, é possível remover com mais facilidade esses aldeídos, minimizando os danos ao coração", disse Ferreira.