A nuvem arco-íris

O halo multicolor em torno do pico desta nuvem negra parece celestial, mas na verdade é uma nuvem iridescente píleo, também chamado de cap cloud. Estas nuvens suaves e redondas formam-se em cima de uma nuvem cumulus inchada, quando sobe para um ar mais elevado, mais frio.
A nuvem píleo é composta de gotículas de água de tamanho uniforme que a luz solar difrata, criando um arco-íris de cores. Normalmente, o efeito é ofuscado pelo brilho do sol, mas nesta foto tirada na Etiópia, a nuvem mais escura ajuda a bloquear o brilho para revelar o espectro de luz por trás.

Fonte: New Scientist

Será este o verdadeiro espelho mágico?

A descoberta, publicada revista Science, levou a uma reformulação das leis matemáticas que predizem o caminho de um raio de luz refletidos uma superfície ou que viajam de um meio para outro - por exemplo, do ar para o vidro. "Usando superfícies de designer, nós criamos os efeitos de um espelho de parque de diversões numa superfície plana", diz o co-investigador principal Federico Capasso, Professor de Física Aplicada na SEAS . "A nossa descoberta leva a óptica para um novo território e abre a porta para desenvolvimentos emocionantes na tecnologia fotónica."
Tem sido reconhecido desde os tempos antigos que a luz viaja em velocidades diferentes através de diferentes meios. A reflexão e a refração ocorrem sempre que a luz encontra um material num determinado ângulo, porque um lado do feixe é capaz de viajar à frente do outro. Como resultado, a frente de onda muda de direção. As leis convencionais, ensinados nas aulas de física no mundo todo, prevêem os ângulos de reflexão e refração baseados apenas sobre o ângulo incidente (de entrada) e as propriedades dos dois meios.
Enquanto estudava o comportamento da luz sobre superfícies modeladas com nanoestruturas metálicas, os pesquisadores perceberam que as equações atuais eram insuficientes para descrever os fenómenos bizarros observado no laboratório. As novas leis generalizadas, derivados e demonstradas experimentalmente em Harvard, têm em conta a descoberta do grupo de Capasso. em que a fronteira entre dois meios, com padrões especiais, pode-se comportar como um terceiro meio.
"Normalmente, uma superfície como a superfície de um lago é simplesmente uma fronteira geométrica entre dois meios, ar e água", explica o autor Nanfang Yu. "Mas agora, neste caso especial, a fronteira torna-se uma interface ativa que pode curvar a luz por si só."
O componente chave é um conjunto de antenas minúsculas feitas de ouro que existem na superfície do silício usado no laboratório de Capasso. A matriz é estruturada numa escala muito mais pequena do que o comprimento de onda da luz a bater. Isto significa que, ao contrário de um sistema óptico convencional, o limite de engenharia entre o ar e o silício transmite uma abrupta mudança de fase (apelidado de "descontinuidade de fase") para as cristas da onda de luz que o atravessam.
Cada antena na matriz é um ressonador minúsculo que pode aprisionar a luz, segurando a sua energia por um determinado período de tempo antes de a libertar. Um gradiente de diferentes tipos de ressonadores em nanoescala em toda a superfície do silício pode efetivamente dobrar a luz antes que ele se comece a propagar através do novo meio. O fenómeno resultante quebra as regras antigas, criando feixes de luz que refletem e refratam de forma arbitrária, dependendo do padrão de superfície.
De forma a generalizar as leis de reflexão e de refração, presentes nos livros de texto, os pesquisadores de Harvard adicionaran um novo termo para as equações, representando o gradiente de mudança de fase transmitida na fronteira. Na ausência de um gradiente de superfície, as novas leis reduzem-se às já bem conhecidas.
"Ao incorporar um gradiente de descontinuidades de fase através da interface, as leis da reflexão e da refração tornam-se leis de designer, e uma panóplia de novos fenómenos aparecem", diz Zeno Gaburro, investigador visitante no grupo Capasso e co-investigador principal deste trabalho . "O feixe refletido pode saltar para trás em vez de para a frente. Pode-se criar um índice de refração negativo. Existe um novo ângulo de reflexão interna total." Além disso, a frequência (cor), amplitude (brilho), e polarização da luz também podem ser controlados, o que significa que a saída é, em essência, um feixe de designer.
Os pesquisadores já conseguiram produzir um feixe de vórtice (corrente de luz em forma helicoidal, tipo saca-rolhas) a partir de uma superfície plana. Eles também prevêem que lentes planas poderiam focar uma imagem sem alterações na imagem.

Fonte: Science Daily

Macrófagos injetados no cérebro podem combater progressão de Alzheimer

Um grupo de pesquisadores da Charité – universidades alemãs de Berlim e de Freiburg – foi capaz de documentar pela primeira vez como o sistema imunológico pode combater a progressão da doença de Alzheimer. Como parte do seu trabalho neurocientífico, os pesquisadores mostraram que a fagocitose (ingestão celular) de certas células do sistema imunológico, chamadas de macrófagos, desempenha um papel fundamental. Também foram capazes de demonstrar como proteínas de sinalização específicas, chamadas quimiocinas, intercedem no processo de defesa. Os resultados do estudo foram publicados recentemente no Journal of Neuroscience.
Os cientistas examinaram o papel preciso de macrófagos em doenças neurodegenerativas durante dez anos. Segundo Josef Priller, diretor de neuropsiquiatria no Campus Charité Mitte e líder da equipa de investigação, os macrófagos podem reduzir os depósitos nocivos no cérebro que são a causa da doença de Alzheimer.
Em modelos animais, o grupo de pesquisa foi capaz de mostrar agora que certo subconjunto de macrófagos é responsável pela degradação dos depósitos. Isto contradiz a noção académica anterior de que a reação defensiva não poderia ser assumida pelas células imunológicas do cérebro, as micróglias, porque estas são afetadas no processo patológico da doença.
Macrófagos especializados que se originam na medula óssea são ativados e enviados em direção ao cérebro para remover depósitos tóxicos. As células transportadoras recebem o comando para se especializarem e se infiltrarem no cérebro na forma de macrófagos. Os pesquisadores foram capazes de identificar uma quimiocina específica desse processo pela primeira vez.
O resultado abre portas para novas abordagens no tratamento da doença de Alzheimer. Os pesquisadores esperam poder injetar macrófagos no cérebro para acelerar a degradação dos depósitos na doença de Alzheimer. Também estão confiantes de que encontraram o conhecimento para terapias com poucos efeitos colaterais.

Fonte: Ciência Diária

Carência de Novos Medicamentos

Esquizofrenia, depressão, compulsão e outros problemas mentais provocam sofrimento e custam biliões de dólares a cada ano em perda de produtividade. Distúrbios neurológicos e psiquiátricos são responsáveis por cerca de 13% dos encargos globais das doenças, o que se relaciona com perdas de vida pela mortalidade prematura e sobrevivência num estado não ideal de saúde, de acordo com a Organização Mundial da Saúde.
Apesar da necessidade crítica de novos e melhores medicamentos, incluindo drogas para tratamento de uma ampla faixa de doenças neurodegenerativas, incluindo Alzheimer e Parkinson, drogas para tratar essas doenças são complexas e dispendiosas para serem desenvolvidas pelas grandes empresas da indústria farmacêutica. O risco de gastar milhões em novos medicamentos para depois serem descartados é elevado. Por isso, grandes empresas farmacêuticas estão a desacelerar as suas áreas de I&D em medicamentos usados em neuropsiquiatria e noutras doenças do sistema nervoso central (SNC).
O grupo do Centro para o Estudo do Desenvolvimento de Drogas da Tufts chegou a essa conclusão depois de realizar pesquisas em empresas farmacêuticas e de biotecnologia sobre o processo de desenvolvimento de drogas. Essas pesquisas permitem gerar estimativas confiáveis do tempo, custo e risco de produzir novas drogas. As análises mostram que agentes do sistema nervoso central são mais difíceis de desenvolver que a maioria dos outros tipos.
Um dos problemas associados a essas drogas neuropsiquiátricas é o longo período necessário para desenvolvê-las. Uma droga para o SNC passa 8,1 anos a ser testada em seres humanos – dois anos mais que a média para todos os medicamentos. Elas também demoram mais tempo para terem regulamentação aprovada – 1,9 anos, em comparação com a média de 1,2 anos para os demais. Contabilizando os seis a dez anos normalmente gastos em testes e pesquisas aos pacientes, apenas 8,2% das prováveis candidatas a drogas para o SNC que começam a ser testadas em humanos chegarão ao mercado, em comparação com os 15% dos medicamentos em geral. Os fracassos também tendem a ocorrer mais tarde no processo de desenvolvimento clínico, quando os custos e a exigência de recursos atingem o limite. Não mais do que 46% das drogas candidatas para tratar o SNC são bem-sucedidas em testes de estágios posteriores (fase III), em comparação com 66% da média de todos os outros medicamentos. Como resultado, o custo de desenvolver uma droga para o SNC está entre os mais altos de qualquer outra área terapêutica.
O que torna essas drogas tão arriscadas? Avaliar se um candidato a antibiótico, por exemplo, irá ou não funcionar é relativamente directo – ou ele mata, ou não mata a bactéria –, e o curso do tratamento leva normalmente alguns dias, o que dispensa testes de segurança e eficácia de longo prazo. Os ensaios de compostos para o SNC, ao contrário, são muito mais rígidos e complexos. É difícil julgar se a redução de episódios de esquizofrenia ou de melhora cognitiva em pacientes de Alzheimer resulta de uma droga ou de uma variação aleatória do estado do paciente. Os períodos de tratamento podem ser tão longos quanto a vida toda do paciente. Não é de admirar que as taxas de sucesso sejam tão baixas.
Algumas promessas estão no horizonte. A Coalizão contra Doenças Graves, formada por agências do governo, empresas farmacêuticas e grupos de defesa de pacientes, desenvolveu uma base de dados de testes clínicos padronizados que permitirá aos pesquisadores planear estudos mais eficazes de novos tratamentos, inicialmente para as doenças de Alzheimer e Parkinson. A lei da reforma na saúde, do presidente americano Barack Obama, contém também várias disposições que podem fornecer incentivos para a inovação em áreas de necessidades médicas carentes. Uma delas é a Rede para Aceleração de Curas, que autoriza o Instituto Nacional de Saúde a apoiar pesquisadores académicos a selecionar compostos promissores. Finalmente, produzir novos medicamentos para o SNC pode depender de uma abordagem inovadora baseada em redes de computadores, em que empresas possam partilhar riscos e recompensas. É óbvio que os desafios para desenvolver novos medicamentos neuropsiquiátricos são bem grandes para qualquer empresa, instituição ou organização enfrentar sozinha.

Fonte: Scientific American

Açafrão contra o cancro?

Mais conhecido como um tempero e corante, o açafrão também pode atrofiar o cancro do fígado em ratos, de acordo com experiências recentes. Num relatório publicado na revista Hepatology, os pesquisadores afirmam que o açafrão suprime uma série de compostos relacionados com o cancro e aumenta outros que são benéficos.
O açafrão é uma especiaria cara feita da flor da planta Crocus sativus. Estudos anteriores sugeriram que traz benefícios contra a depressão, perda de memória, inflamação e actua como um antioxidante. Estudos em animais e em células humanas chegaram a sugerir que o açafrão pode inibir certos tipos de cancros. "Mas o mecanismo exato do efeito anticancerígeno do açafrão não é claro", diz Amin Amr, um biólogo molecular da Universidade dos Emirados Árabes Unidos em Al-Ain.
Embora o tempero tenha sido usado como um remédio popular desde há séculos, somente nas últimas décadas o seu valor tem sido testado no laboratório. No novo estudo, Amin e os seus colegas alimentaram diariamente 24 ratos com açafrão, durante 24 semanas. Duas semanas após o início desse processo os investigadores injetaram nos animais dietilnitrosamina e 2-acetilaminofluoreno, uma combinação química conhecida por causar cancro do fígado. Oito outros ratos receberam uma combinação semelhante mas estavam a ser tratados com água destilada em vez de açafrão. Seis deles desenvolveram nódulos no fígado durante o estudo, enquanto que apenas quatro dos 24 ratos que receberam açafrão apresentarem esses nódulos. De entre os oito ratos que receberam a maior dose de açafrão, nenhum desenvolveu qualquer nódulo.
Amin diz que a sua equipa escolheu para estudar o cancro do fígado porque muitos dos cancros que apresentam metástases acabam muitas vezes por afetar esse órgão.
O açafrão regulou uma proteína envolvida na proliferação celular chamada Ki-67 e reduziu outros compostos ligados a danos no fígado e ao stress oxidativo. O stress oxidativo resulta de um desequilíbrio entre moléculas reactivas instáveis chamadas radicais livres e os antioxidantes que as neutralizam. Esta situação pode levar ao crescimento celular aberrante, o ponto de partida do cancro, diz Amin. Antioxidantes importantes, incluindo uma eznima chamada superóxido dismutase, foram restaurados nos ratos que receberam açafrão.
Outros testes efetuados em células humanas de cancro do fígado mostraram que o açafrão inibe a ação de proteínas-chave - NF-kappa B, interleucina-8 e receptor do fator de necrose tumoral 1 - que contribuem para a proliferação celular e inflamação. Outra evidência mostra que o açafrão ativa a morte celular programada em células cancerosas, um mecanismo de segurança que muitas vezes é inibido no cancro.
"Este é um trabalho muito grande, e a qualidade é muito boa", diz Tapas Saha, um biólogo molecular da Universidade Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer Center. Mas Saha, que não esteve envolvido neste estudo, diz que a aplicação destes resultados como um tratamento em pessoas pode ser um desafio. O açafrão deve ser colhido à mão, observa ele, e assim o preço continua alto. "O açafrão é um material tão caro", diz ele, "que é muito difícil de entender como é que pode ser usado como uma droga."
Versões sintéticas dos componentes importantes de açafrão podem ser menos caras. Amin diz que pesquisas futuras podem ajudar a identificar esses componentes. Enquanto isso, a equipa planeia testar o tempero em pacientes com cancro do fígado.

Fonte: Science News