Células T preparadas para destruir tumores

Cientistas usaram pela primeira vez terapia génica com sucesso para destruir células tumorais em pacientes com doença avançada - um objectivo que levou 20 anos para alcançar.
Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia criaram células T dos próprios pacientes para reagirem contra uma molécula encontrada na superfície de células de leucemia.
As células T alteradas foram cultivadas fora do corpo e infundidas de volta em pacientes que sofriam de leucemia linfocítica crónica (LLC) em fase terminal, uma doenças que afecta a medula óssea e sangue e é a forma mais comum de leucemia.
Dois participantes do estudo de Fase I têm estado em remissão há um ano. Um terço teve uma resposta anti-tumoral forte, e o seu cancro permanece sob controlo. O grupo de pesquisa pretende tratar mais quatro pacientes com LLC antes de prosseguir para um estudo maior de Fase II.

"Nós colocamos uma chave na superfície de células T que se encaixa numa fechadura que apenas as células cancerosas possuem", diz o Dr. Michael Kalos, da Universidade de Pennsylvania e um dos investigadores do estudo.
Os resultados fornecem "um roteiro de ataque de tumor que poderá ser aproveitado para outros tipos de cancro", incluindo os do pulmão e ovários, bem como mieloma e melanoma, segundo os investigadores. As descobertas foram publicadas simultaneamente no New England Journal of Medicine e Science Translational Medicine.
Kalos diz que os esforços do passado para usar a técnica, conhecida como "transferência de célula T adoptiva", falharam tanto porque a resposta das células T foi muito fraca, ou porque provou ser muito tóxica para o tecido normal.

Nova metodologiaA técnica difere de outras terapias projectadas para aproveitar o próprio sistema imunitário do organismo para combater tumores, como vacinas terapêuticas para o cancro.
"Estamos a dizer para esquecer a estimulação de uma resposta do sistema imunitário. Vamos é fornecer uma resposta imunitária", afirma Kalos.

O tratamento parece ser seguro, mas os investigadores dizem que mais estudos são necessários. Os pacientes com leucemia na Fase I do estudo tiveram que ser tratados com uma droga estimuladora do sistema imunitário, uma vez que a molécula-alvo, CD-19, também está presente em certas células normais desse sistema.
Para efectuar a terapia génica, os pesquisadores usaram um vírus que só pode infectar as células uma vez. Foi utilizado para transportar um receptor quimérico para o antigénio CD-19 em conjunto com receptores de dois outros componentes da actividade das células T.
Cerca de duas semanas após a terapia génica, os pacientes começaram a apresentar 'síndrome de lise tumoral' - calafrios, náuseas e febre - causada pelos produtos de degradação de células de cancro que estavam a morrer.
As células T modificadas foram detectadas no sangue dos pacientes durante vários meses depois, e uma parte delas transformou-se em células T de memória, que poderão fornecer protecção contínua contra a recorrência do cancro, conforme suspeitam os investigadores.

Efeitos laterais, viabilidade ainda desconhecidaO dr Walter Urba do Providence Cancer Center, em Portland Oregon, adverte que a presença contínua de células T activadas e células de memória podem ser mais um problema em outros tipos de cancro, onde os efeitos tóxicos sobre os tecidos normais poderiam ser mais graves.
Além disso, a viabilidade a longo prazo do tratamento ainda é desconhecida.
"Uma das grandes perguntas é se as células T persistentes continuam a sua actividade de evitar que o tumor regresse", diz Urba, que não esteve envolvido no estudo.
Todos os financiamentos para o trabalho desenvolvido eram provenientes da comunidade académica, mas o trabalho é caro.
"Estamos à procura de parceiros corporativos à medida que ponderamos desenvolver os ensaios clínicos de Fase II", diz o dr. Kalos.
Um estudo mais aprofundado irá mostrar se os últimos resultados "reflectem um avanço em direcção a uma autêntica terapia clinicamente aplicável e eficaz, ou se não passam de mais um avanço promissor que encontra uma barreira que não pode ser facilmente superada", diz Urba num editorial do NEJM.

Fonte: ABC Science

Pele electrónica inteligente: a "tatuagem" do futuro?

Uma equipa de engenheiros desenvolveu um dispositivo que combina componentes electrónicos para a detecção, diagnóstico médico, comunicações e interfaces homem-máquina, tudo numa estrutura semelhante a um pedaço de pele ultrafina que é colocado diretamente sobre a pele com a facilidade, flexibilidade e conforto de uma tatuagem temporária. Liderada pelo investigador John A. Rogers, professor de engenharia na Universidade de Illinois, a equipa de investigação publicou o seu artigo na revista Science.O circuito electrónico dobra-se, enruga-se e estende-se com as propriedades mecânicas da pele. Os investigadores demonstraram o seu conceito através de uma gama diversificada de componentes electrónicos montado sobre um substrato fino e elástico, incluindo sensores, LEDs, transístores, receptores de frequência de rádio, antenas wireless, bobinas de condutores e células solares para a energia."Nós colocámos tudo do nosso saco de truques nessa plataforma, e depois acrescentou-se algumas outras ideias novas de outras pessoas, para mostrar que poderíamos fazê-lo funcionar", disse Rogers.
As peças são inicialmente montadas numa fina folha de plástico solúvel em água, que é depois laminada para a pele com água - tal como a aplicação de uma tatuagem temporária. Alternativamente, os componentes electrónicos podem ser aplicados directamente numa tatuagem temporária em si, proporcionando a ocultação da eletrónica."Nós pensamos que este poderia ser um importante avanço conceitual em electrónicos portáteis, para alcançar algo que é quase imperceptível para o usuário", disse o o professor Todd Coleman, que co-liderou a equipa multi-disciplinar. "A tecnologia pode ligá-lo ao mundo físico e ao mundo cibernético de uma forma muito natural e confortável."Dispositivos electrónicos colocados na pele têm muitas aplicações biomédicas, incluindo sensores EEG e EMG para monitorizar a actividade muscular e nervosa.Uma grande vantagem da utilização da pele como circuito é que não precisa de gel condutor, fita adesiva, a pinos de penetração da pele ou fios volumosos, o que pode ser desconfortável para o usuário e limita a eficiência de acoplamento. Eles são muito mais confortáveis ​​e menos pesados do que os eléctrodos tradicionais e dão aos usuários total liberdade de movimentos."Se queremos entender o funcionamento do cérebro nm ambiente natural, que é totalmente incompatível com os estudos de EEG nm laboratório", afirmou Coleman,"a elhor maneira de fazer isso é gravano sinais neuronais em ambientes naturais, com dispositivos que são invisíveis para o usuário."Monitorização num ambiente natural durante a actividade normal é especialmente benéfico para a monitorização contínua do estado de saúde e bem-estar, estado cognitivo ou padrões de comportamento durante o sono.Além da recolhe de dados, a pele electrónica pode fornecer novos capacidades aos seus usuários, acrescentou. Por exemplo, pacientes com doenças musculares ou neurológicas, como esclerose lateral amiotrófica, poderiam usá-la para comunicar ou para fazer a interface com computadores. Os pesquisadores descobriram que, quando aplicado na pele da garganta, os sensores poderiam distinguir os movimentos musculares para a fala simples. Os investigadores até a utilizaram para controlar um jogo de vídeo, demonstrando o potencial de interface humano-computador.O grupo de Rogers é bem conhecido pelos seus dispositivos inovadores esticáveis e flexíveis, mas dispositivos que poderiam confortavelmente contorcer-se como a pele exigiram um paradigma novo de fabricação."Os nossos anteriores dispositivos electrónicos não são bem-adaptados à mecanofisiologia da pele", disse Rogers. "Em particular, a pele é extremamente macia, mas a sua superfície pode ser áspera, com textura microscópica significativa. Estas características exigiram diferentes tipos de abordagens e princípios de design."Rogers colaborou com o professor de engenharia Yonggang Huang da Northwestern University para enfrentar a mecânica difícil e questões materiais. A equipa desenvolveu um dispositivo com uma geometria de serpentina filamentosa, em que os circuitos para os vários dispositivos são fabricados como minúsculos, fios. Quando montados em finas folhas de borracha macia, a forma ondulada semelhante a uma cobra permite dobrar, amassar, torer e estirar, mantendo a funcionalidade."A indefinição da electrónica e da biologia é realmente o ponto chave aqui", disse Huang. "Todas as formas estabelecidas de dispositivos electrónicos são duras e  rígidas. A biologia é macia, elástica. São dois mundos diferentes. Esta é uma forma de integrá-los verdadeiramente."Os investigadores usaram simples adaptações de técnicas utilizadas na indústria de semicondutores, por isso os dispositivos são facilmente manufacturados em larga escala. A empresa do dsipositivo mc10, de que Rogers é co-fundador, já está a trabalhar para comercializar certas versões desta tecnologia.Actualmente, os investigadores estão já a trabalhar para integrar os diversos dispositivos montados na plataforma de modo que eles trabalhem juntos como um sistema, em vez de individualmente, e para adicionar capacidade wi-fi."A visão é explorar estes conceitos nos sistemas que têm auto-suficiência, funcionalidade integrada, talvez em última análise, trabalhar de forma terapêutica com controle de feedback fechado, com base em sensores integrados, de forma coordenada com o próprio corpo", disse Rogers.

Fonte: E! Science News

Molécula de Arquimedes cria novos compostos químicos

Existem apenas 13 "sólidos Archimidean" - uma família de poliedros 3D simétricos, atribuídos ao matemático grego. Agora os químicos fizeram uma versão à escala molecular de uma dessas estruturas especiais, conhecido como o octaedro truncado.
A pequena estrutura funciona como uma jaula, capaz de encapsular uma surpreendente variedade de iões e moléculas sem se desintegrar. Ajuda também na criação de substâncias que não se formaria de outra forma.
Michael Ward e colegas, da New York University, construíram a sua “jaula molecular”, que tem oito faces hexagonais e seis quadradas, através da junção de dois tipos moleculares de "blocos de construção", um feito de grupos químicos conhecidos como guanidiniums, o outro por grupos sulfonato. Estas moléculas foram montadas de forma a originar o octaedro truncado, formando 72 ligações de hidrogénio entre si.

Jaula estável
A jaula de carga negativa tem encapsulado iões negativos, assim como os positivos, e moléculas neutras. Normalmente, uma entidade carregada só capta iões de carga oposta, diz Ward.
Por adicionar alguns reagentes enquanto a mistura de blocos de construção se estava a formar, a equipa de investigação também criou no interior das jaulas três complexos metálicos - contendo chumbo, bismuto e mercúrio - que nunca tinham sido observados anteriormente. As jaulas podem ser criadas de forma a dissolverem-se em condições suaves, sendo que assim poderiam ser usadas para a libertação de tais substâncias. Muitas vezes o conteúdo das jaulas altera sua estrutura. "Mas este sistema em particular encontra sempre o seu caminho para o mesmo sistema de ligações", diz Ward.
"O resultado é fascinante", diz Achim Müller, da Universidade de Bielefeld, na Alemanha. O mais impressionante é que a equipa conseguiu criar o octaedro truncado, apesar de ser difícil prever a forma de tal estrutura tão antes do tempo.

Fonte: New Scientist

Robot pode prevenir derrames radioactivos em tubagens

Um estudo descobriu que três quartos dos locais dos reactores nucleares apresentam locais libertaram trítio radioactivo da tubagem enterrada que transporta água para cubas frias do reactor, contaminando muitas vezes as águas subterrâneas. De acordo com um relatório recente do Government Accountability Office dos EUA, a indústria tem métodos limitados para monitorizar os derrames das tubagens subterrâneas.
"Nós temos 104 reactores no país", diz Harry Asada, professor de engenharia no Departamento de Engenharia Mecânica e director do Laboratório MIT d'Arbeloff de Sistemas de Informação e Tecnologia. "Cinquenta e dois deles têm 30 anos ou mais, e nós precisamos de soluções imediatas para garantir a segurança das operações desses reactores."
Asada afirma que um dos maiores desafios para os inspectores de segurança é identificar corrosão nas tubagens subterrâneas de um reactor. Actualmente, os inspectores das plantas nucleares usam métodos indirectos para monitorizar as tubagens enterradas: através da criação de um gradiente de tensão para identificar as áreas onde os revestimentos dos tubos podem ter sofrido corrosão, e através de ondas ultra-sónicas para examinar a existência de fendas em determinados comprimentos dos tubos. A análise directa pressupõe cavar os tubos e inspeccioná-los visualmente - uma operação custosa e demorada.
Agora Asada e os seus colegas estão a trabalhar numa alternativa de monitorização directa: robots pequenos, do tamanho de ovos estão a ser desenvolvidos para mergulhar em reactores nucleares e nadar através de canalizações subterrâneas, verificando se há sinais de corrosão. Estes robots estão equipados com câmaras, sendo capazes de suportar o ambiente de reactor, extremamente radioactivo, transmitindo imagens em tempo real a partir de dentro.
O grupo apresentou detalhes do seu mais recente protótipo no IEEE 2011 – Conferência Internacional de Robótica e Automação.

Cannonball!À primeira vista, o inspector robótico de Asada parece-se com nada mais do que uma bala pequena de canhão. Não há hélices ou lemes, ou qualquer mecanismo óbvio na sua superfície para ligar o robot através de um ambiente subaquático. Asada diz que tais "apêndices", comuns em muitos veículos submarinos autónomos (AUVs), são muito volumosos para os seus objectivos - um robot equipado com propulsores externos ou hélices ficaria facilmente aprisionado nas estruturas complexas de um reactor, incluindo sondas de sensores, redes de tubagens e articulações. "Seria necessário fechar a fábrica apenas para retirar o robot para fora", diz Asada. "Então nós tivemos que criar [o nosso design] extremamente à prova de falhas".
Ele e sua estudante de graduação, Anirban Mazumdar, decidiram criar um robot como uma esfera lisa, concebendo um sistema de propulsão que pode aproveitar a força considerável de água que corre através de um reactor. O grupo desenvolveu uma válvula especial para mudar a direcção do fluxo com uma pequena mudança na pressão e incorporou uma rede de válvulas em forma de Y dentro do casco, ou "pele" do pequeno robot esférico, usando a técnica de impressão 3-D para construir a rede de válvulas, camada por camada. "No final do dia, temos tubagens que vão em todas as direcções ...", diz Asada. "Eles são muito pequenos."
Dependendo da direcção que eles querem que o seu robot nade, os investigadores podem fechar vários canais de forma a atirar água através de uma válvula específica. A água de alta pressão leva à abertura de uma janela no final da válvula, correndo para fora do robot e criando uma corrente de jacto que impulsiona o robot na direcção oposta.

Robot-patrulha
Como o robot navega num sistema de tubagens, a câmera embutida capta imagens ao longo do interior do tubo. O plano original de Asada envolvia a recuperação do robot e examinar as imagens depois. Mas agora ele e os seus alunos estão a trabalhar para equipar o robot com comunicação sem fios debaixo de água, usando tecnologia óptica de laser para transmitir imagens em tempo real a distâncias de até 100 metros.
A equipa também está a trabalhar num "globo ocular", mecanismo que permitiria a câmera rodar e orientar-se no próprio lugar. O estudante Ian Rust descreve o conceito como semelhante a uma bola de hamster.
"O hamster muda a localização do centro de massa da bola correndo até ao lado da mesma bola", diz Rust. "A bola então rola nessa direcção."
Para conseguir o mesmo efeito, o grupo instalou um eixo cardan duplo no interior do robot, permitindo-lhes mudar o centro de massa do robot de forma arbitrária. Com esta configuração, a câmara, que está fixa no exterior do robot, pode rodar e orientar-se enquanto o robot fica parado.
Asada imagina os robots como algo de curto duração, não totalmente descartável, capaz de inspeccionar tubos em diversas missões antes de se desfazer devido às exposições repetidas à radiação.
"O sistema tem uma simplicidade que é muito atraente para a implantação em ambientes hostis", diz Henrik Christensen, director do Centro de Robótica e Máquinas Inteligentes do Instituto de Tecnologia da Geórgia. Christensen, que não esteve envolvido no trabalho, observou que os robots como o de Asada poderiam ser útil não só para a monitorização de reactores nucleares, mas também para inspeccionar outros espaços de reduzido acesso - tubos de esgoto de cidades em expansão, por exemplo. "Qualquer um gostaria de ter um sistema que pode ser implantado com um custo e risco limitados, por isso um sistema autónomo de tamanho mínimo é muito atraente", diz ele.

Fonte: Science Daily

Descoberta nova ordem de insetos do Cretáceo Inferior da América do Sul

Cientistas do Museu de História Natural de Stuttgart na Alemanha descobriram uma nova ordem de insectos do Cretáceo Inferior da América do Sul. Os fósseis com 120 milhões de anos, baptizados de Coxoplectoptera, fornecem orientações adicionais sobre a evolução dos insectos. Os resultados foram publicados na revista Insect Systematics & Evolution.

O grupo de trabalho liderado pelos Dr. Arnold Staniczek e Dr. Günter Bechly, ambos especialistas do museu em insectos muito antigos, confirma que os fósseis são parentes extintos daqueles voadores actuais. Os Coxoplectoptera, no entanto, diferem significativamente dos insectos voadores modernos, bem como de todos os outros insectos conhecidos, na sua anatomia e modo de vida. Graças à descoberta de espécimes adultos alados e larvas muito bem preservadas, os cientistas foram capazes de esclarecer a posição filogenética destes animais.

Estes seres alados são como uma manta de retalhos, compostos por diferentes características encontradas em vários insectos actuais: possuem asas de uma Ephemeroptera – insecto aquático com breve vida na fase adulta conhecido popularmente como mosca de Maio; abdómen e forma da asa de uma libélula; e pernas de um louva-deus. Por esta razão, os investigadores sugerem o nome alemão “chimärenflügler” (voador quimérico) para este novo grupo de insectos.

A excelente preservação das larvas permitiu aos investigadores a verificação de detalhes da anatomia por meio da utilização de técnicas de microdissecação. Contudo, o modo de vida das larvas é ainda um grande quebra-cabeças: embora algumas das características destas larvas e suas incorporações mostrem claramente que eram habitantes dos rios, diferem fisicamente de todos os outros insectos aquáticos conhecidos.

A sua anatomia única indica que estes animais eram predadores vivendo parcialmente enterrados no leito de rios. O estilo de vida predatório é sugerido pela forma como foram desenvolvidas as pernas dianteiras e as pinças (como mandíbulas). Também a carapaça corporal, o achatamento lateral do corpo atarracado e as patas traseiras apontam para uma vida subterrânea.

Além disso, estes animais forneceram pistas para o debate polémico de longa data sobre a origem evolutiva das asas de insectos: os cientistas presumem que as asas originaram-se na espinha torácica, enquanto os genes das pernas eram recrutados para controlar a evolução das asas.

Apresentando vestígios do modo de vida de insectos primitivos do Cretáceo Inferior, há cerca de 120 milhões de anos atrás, a “quimera voadora” levou a classificação filogenética para novas noções sobre a relação de insectos voadores originais e a ancestralidade das moscas de Maio (mayflies). A descoberta da Coxoplectoptera contribui para uma melhor compreensão da evolução dos insectos.

Fonte: Ciência Diária