Molécula relacionada com a hibernação aumenta a hipotermia terapêutica

Ratos arrefecidos podem fornecer pistas para a redução de danos de ataques cardíacos em seres humanos. A hipotermia terapêutica já é usado para proteger os pacientes que sofrem lesões que restringem o fluxo de sangue e oxigénio para os tecidos, mas o arrefecimento é lento e difícil, até porque o corpo resiste a ele.
Em testes com ratos nos quais foram induzidos ataques cardíacos, Cheng Chi Lee da Universidade do Texas, em Austin, mostrou que uma biomolécula chamada 5'-AMP, que ajuda a abrandar o metabolismo em mamíferos que hibernam, poderia ser usada para ajudar a induzir a hipotermia e reduzir os danos no tecido cardíaco.
Ratos não tratados e ratos aos quais foi administrado 5'-AMP que foram mantidos artificialmente a temperaturas normais sofreram maiores danos no coração. Ratos injetados com 5'-AMP revelaram uma queda dramática na taxa metabólica, o que significa que poderiam ser arrefecidos mais rapidamente e com mais segurança do que os ratos não tratados (American Journal of Translational Research).
"Este avanço na ideia de que o 5'-AMP pode ser útil como uma terapia adjuvante para a refrigeração do corpo já utilizada para proteger o coração de uma lesão após um ataque cardíaco ou cirurgia cardíaca", diz Jeremy Pearson, da British Heart Foundation.

Fonte: New Scientist

Bactérias brilhantes revelam como é possível sincronizar os relógios biológicos

Para entenderem melhor os processos associados aos ritmos circadianos, biólogos e bioengenheiros na UC San Diego criaram um sistema modelo biológico constituído por bactérias E. coli brilhantes. Este sistema circadiano simples, publicado na revista Science, permitiu-lhes estudar em detalhe como é que uma população de células sincroniza os seus relógios biológicos e permitiu que os pesquisadores, pela primeira vez, descrevessem matematicamente esse processo.
"As células do nosso corpo são sincronizados pela luz e sairiam de fase se não fosse a luz solar", disse Jeff Hasty, professor de biologia e de bioengenharia na UC San Diego, que chefiou a equipa de investigação. "Mas a compreensão do fenómeno de sincronização tem sido difícil porque é difícil fazer as medições. A dinâmica do processo envolve muitos componentes e é complicado caracterizar precisamente como é que ele funciona. A biologia sintética fornece uma excelente ferramenta para reduzir a complexidade de tais sistemas, a fim de compreendê-los quantitativamente a partir do zero. É o reducionismo no seu melhor. "
Para estudar o processo de sincronização a nível genético, Hasty e a sua equipa de pesquisadores do Biocircuits Institute da UC San Diego combinaram técnicas de biologia sintética, tecnologia microfluídica e modelagem computacional para construir um chip microfluídico com uma série de câmaras que contêm as populações de bactérias E. coli. Dentro de cada bactéria, a maquinaria genética responsável pelas oscilações do relógio biológico foi ligada a uma proteína verde fluorescente, o que causou uma fluorescência periódica nas bactérias.
Para simular os ciclos de dia e de noite, os pesquisadores modificaram as bactérias de forma a estas brilharem sempre que a arabinose - uma substância química que desencadeou os mecanismos de relógio oscilatório das bactérias - era removida do chip microfluídico. Desta forma, os cientistas foram capazes de simular ciclos dia-noite periódicos durante um período de apenas alguns minutos, em vez de dias, para entenderem melhor como uma população de células sincroniza o seu relógio biológico.
Hasty disse que um sistema microfluídico semelhante, em princípio, poderia ser construído com células de mamíferos, para estudar como as células humanas se sincronizam com a luz e a escuridão. Tais sistemas genéticos teriam importantes futuras aplicações já que os cientistas descobriram que os problemas com o relógio biológico podem resultar em muitos problemas médicos comuns, que vão desde a diabetes a distúrbios do sono.
Outros membros da equipa incluiram Hasty Lev Tsimring, diretor associado do BioCircuits Institute, e os estudantes de pós-graduação em bioengenharia Octavio Mondragon, Tal Danino e Jangir Selimkhanov.

Fonte: Science Daily

Chá verde pode ser eficaz contra alguns defeitos genéticos e tumores

Um composto encontrado no chá verde é a grande promessa para o desenvolvimento de medicamentos para tratar dois tipos de tumores e uma doença mortal congénita. A descoberta é o resultado de pesquisa liderada por Thomas Smith do Centro de Ciência da Planta Donald Danforth, EUA, e realizada em conjunto com seus colegas do The Children’s Hospital of Philadelphia. O artigo do estudo, “Green Tea Polyphenols Control Dysregulated Glutamate Dehydrogenase In Transgenic Mice By Hijacking The ADP Activation Site”, foi publicado recentemente no The Journal of Biological Chemistry.

A glutamato desidrogenase (GDH) é encontrada em todos os organismos vivos e é uma enzima chave no metabolismo dos aminoácidos. Nos animais, a actividade da GDH é regulada por uma complexa rede de metabolitos – produtos ativos, ou não, do metabolismo. O porquê de apenas o reino animal necessitar desta regulação, mas outros reinos não, era desconhecido. Isto foi parcialmente respondido pelo grupo da Stanley ao descobrir que uma doença mortal congénita, Hiperinsulinismo/Hiperamonemia (HHS), é causada pela perda de alguma desta regulação. Nesta desordem, os pacientes (tipicamente crianças) respondem ao consumo de proteína secretando muito mais insulina que o normal, o que os torna severamente hipoglicémicos, podendo, muitas vezes, levar à morte.

Usando estruturas atómicas para entender as diferenças entre animais e plantas, os pesquisadores descobriram que dois compostos encontrados naturalmente no chá verde eram capazes de compensar esta desordem genética desativando a GDH. A equipa também usou cristalografia de raios-X para determinar a estrutura atómica destes compostos ligados à enzima. Com esta informação atómica, os pesquisadores esperam ser capazes de modificar esses compostos naturais para desenvolver drogas melhores.

Curiosamente, dois outros grupos de pesquisa validaram e estenderam estas conclusões ao demonstrar que o bloqueio da GDH com chá verde é muito eficaz para matar dois tipos diferentes de tumores: glioblastoma, um tipo agressivo de tumor cerebral; e transtorno complexo de esclerose tuberosa, uma doença genética que provoca o crescimento de tumores não malignos em vários órgãos.

“Enquanto estes compostos de chá verde são extremamente seguros e consumidos por milhões de pessoas todos os dias, também possuem um número de propriedades que os tornam difíceis de serem usados como verdadeiras drogas. No entanto, a nossa colaboração em curso com o laboratório Stanley mostra que são compostos naturais de plantas que podem controlar esta doença mortal e a sua estrutura atómica pode ser usada como ponto de partida para a concepção de medicação mais eficaz.”

Fonte: Ciência Diária

Bactérias ajudam ratos ansiosos

A maioria das pessoas sabe que o stress pode causar grandes problemas ao estômago. O que poucos sabem é que a relação acontece nos dois sentidos.
Bactérias intestinais benéficas, os famosos Lactobacillus, foram publicitados no passado como alívio para sintomas de stress e ansiedade, mas não ficou claro se os efeitos colaterais poderiam ter impacto sobre o cérebro. Agora, John Cryan, farmacologista da University College Cork, na Irlanda, e os seus colegas, descobriram que esses probióticos têm um impacto directo sobre os neurotransmissores de humor em ratos.
As novas descobertas sustentam a ideia de que uma maneira de curar problemas da mente pode ser através do estômago.
O grupo de Cyran alimentou 16 ratos saudáveis com uma estirpe de Lactobacillus rhamnosus – uma espécie encontrada em alguns iogurtes. A dose que eles usaram foi aproximadamente a mesma que a quantidade de culturas probióticas anunciadas numa embalagem de iogurte Actimel.
A equipa analisou os ratos, junto com 20 murganhos alimentados com uma mistura equivalente mas livre de bactérias (controlo). Num labirinto, os ratos que receberam os probióticos aventuraram-se em espaços abertos mais de duas vezes a mais que os outros, o que sugere que eram menos ansiosos.
E, quando forçados a nadar, os ratos alimentados com as bactérias foram ligeiramente mais propensos à luta – em vez de desistir – do que os irmãos alimentados pelo controlo. "Esses murganhos estavam mais relaxados", explica Cryan, acrescentando que os efeitos dos probióticos foram semelhantes aos observados em murganhos tratados por drogas antidepressivas. Cryan e os seus colegas publicaram os seus resultados no Proceedings of the National Academy of Sciences.

Confirmação químicaMurganhos tratados com probióticos também apresentaram diferenças na química do cérebro. Após o mergulho forçado, os ratos alimentados com as bactérias tinham cerca de metade de corticosterona, uma hormona do stress, no sangue em comparação com os outros ratos. A bactéria também pareceu causar redistribuição de receptores cerebrais para o neurotransmissor GABA (γ-aminobutírico) – os mesmos receptores afectados por medicamentos para combater a ansiedade, como o Valium. Quando os pesquisadores cortaram o nervo vago – que é importante no desencadeamento da coragem –, essas diferenças entre os ratos desapareceram.
"Não é apenas um comportamento e não é apenas a química do cérebro; é o pacote completo", diz Cryan.
“É muito convincente, hoje em dia a nossa microbiota está relacionada com quase tudo” diz Brett Finlay, microbiologista da University of British Columbia em Vancouver, Canadá.

Impulso mentalTrabalhos anteriores mostraram que os probióticos podem melhorar o humor de pacientes com síndrome de fadiga crónica ou síndrome do intestino irritável. E, num estudo publicado no início ano, um grupo de pesquisadores franceses mostrou que uma mistura de Lactobacillus helveticus e Bifidobacterium longum, administrada durante 30 dias, melhorou as notas de voluntários saudáveis em uma série de pesquisas destinadas a avaliar a saúde mental.
Cryan costumava consumir iogurtes probióticos, até suspendê-los pela quantidade de açúcar que contêm. Ele conta que é difícil transferir os resultados dos murganhos para as pessoas, e realça que precisam de ser feitos mais trabalhos para se determinar os efeitos precisos de diferentes estirpes bacterianas. Mas acrescenta: "Se eu fosse stressado, não me importava de tomar estas bactérias em forma de comprimido".
"Se se tomará probióticos para depressão ou não, só o tempo dirá", prevê Finla.

Fonte: Scientific American

Quer preparar biocombustíveis? Use cocó de panda…

Dois pandas gigantes no zoológico de Memphis deixaram um presente aos investigadores. Estudos com fezes de panda mostraram que os micróbios do seu intestino digerem o bambu de forma eficiente - um truque que os seres humanos poderiam aproveitar para transformar o material de plantas lenhosas em fontes alternativas de energia.
"Estamos a levar este lixo – fezes de panda e os correspondentes microorganismos presentes - e tentamos quebrar outra forma de lixo", diz Ashli Brown, um bioquímico na Mississippi State University. Brown publicou os resultados numa reunião em Denver da Sociedade Americana de Química.
Os pandas comem bambu quase que exclusivamente, mas não têm um estômago com vários compartimentos, como as vacas, para ajudar a digerir todas aquelas plantas. Basicamente, o bambu entra por uma extremidade e sai pela outra, e "qualquer coisa que lá reside tem que ser muito eficiente para quebrar o material lenhoso", diz Candace Williams, uma estudante graduada da equipa de Brown.
Williams começou por estudar como é que os pandas extraem os nutrientes do bambu, e diz que foi natural pensar em outras coisas para fazer com as fezes que obteve de YaYa e LeLe no zoológico. Assim, durante 14 meses, ela encontrou nas fezes membros de oito grupos comuns de bactérias, tais como Clostridium. Williams descobriu 12 espécies de bactérias digestoras de resíduos, incluindo pelo menos uma nunca antes visto em pandas.
Os cientistas estão agora a tentar extrair as enzimas que essas bactérias usam para digerir plantas. O trabalho preliminar sugere que essas bactérias são pelo menos tão eficientes na digestão como as similares encontradas no intestino das térmitas, diz Brown.
Uma vez isoladas, as enzimas poderiam ser produzidas no laboratório e, possivelmente, utilizadas para acelerar o processo complicado de converter o material vegetal dura e fibroso, como a celulose, em biocombustível.
"O objetivo será estabelecer biorreatores nas quais a celulose será convertida em hidrogénio e/ou metano", diz José Rodriguez, um químico no estado de Mississippi, que não está envolvido na pesquisa. Mas manter os micróbios vivos nos reatores pode ser um desafio, adverte.
Por enquanto, a equipa de Brown está a avançar com os estudos das fezes. Como os bambus ingeridos são excretados com uma aparência de feno, as fezes de panda "são provavelmente o material fecal mais agradável para trabalhar", diz Brown. "Candace e eu temos trabalhado com outras fezes, e podemos assegurar que estas têm um cheiro bastante agradável."

Fonte: Science News