Informativo 253 – Mamutes; celulose e corpo de um, cérebro de outro

1 – Mamutes mantinham o sangue frio

2 – Curativo de celulose da cana

3 – Corpo de um, cérebro de outro

1 – Mamutes mantinham o sangue frio

Análise do DNA revela adaptação que permitiu a sobrevivência no gelo
Os mamutes se foram da Terra há 3.500 anos, mas eles estão de volta. Ou quase. Cientistas conseguiram extrair o DNA de um desses animais, com mais de 43 mil anos, achado na Sibéria, e combiná-lo com o de elefantes asiáticos (o seu parente vivo mais próximo) e inseri-lo em bactérias, que passaram a produzir a proteína extinta. Essa ressurreição genética – uma das primeiras vezes em que a proteína de um ser extinto há séculos foi revivida em uma célula atual – revelou que tais animais possuíam uma adaptação especial para sobreviver no frio: o seu sangue podia correr gelado em suas veias, sem coagular.
O trabalho foi publicado na “Nature Genetics”.
Mamutes tiveram um ancestral comum com os elefantes na África há sete milhões de anos, antes de migrarem para o norte, há cerca de dois milhões de anos, enquanto os que permaneceram na região deram origem aos elefantes modernos.
Alterações na hemoglobina economizavam energia Cada uma dessas espécies desenvolveu adaptações para o seu habitat: para se refrescarem no calor, os elefantes desenvolveram orelhas grandes e outras características. Já os mamutes apresentaram orelhas pequenas e pêlo espesso, com o objetivo de reter calor. O que os pesquisadores da Universidade de Manitoba, no Canadá, queriam saber era se as suas proteínas tinham se modificado também.
– Para isso, precisávamos de seu DNA. Era o único modo de saber isso – diz Kevin Campbell, que conduziu o estudo.
A análise revelou uma adaptação na hemoglobina (célula responsável por carregar oxigênio na corrente sanguínea) do mamute, que permitiu que tais animais sobrevivessem em latitudes altas sem perder calor. O DNA do mamute apresentava mudanças pequenas, em somente 1% das proteínas estudadas. Mas elas foram o suficiente para que a hemoglobina do animal precisasse de menos energia para liberar oxigênio no corpo enquanto passava pelas artérias, fazendo com que o seu sangue corresse frio entre suas veias.
– Sem essa adaptação genética, os mamutes perderiam calor no inverno e teriam que comer mais para repor a perda. E não havia muita comida no inverno – diz Campbell. (O Globo, 4/5)

2 – Curativo de celulose da cana

Pesquisa feita na USP desenvolve tecido para ser utilizado em curativos a partir do bagaço de cana-de-açúcar
Um dos mais abundantes resíduos da indústria sucroalcooleira, o bagaço de cana-de-açúcar, poderá ter uma destinação nobre graças a uma pesquisa desenvolvida na Universidade de São Paulo (USP).
A equipe, coordenada pelo professor Adalberto Pessoa Júnior, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas, desenvolveu uma fibra que poderá se tornar um tecido que, com o acréscimo de enzimas e fármacos, tem potencial para ser utilizado como curativo com múltiplas aplicações.
A pesquisa surgiu a partir da iniciativa da professora Silgia Aparecida da Costa, do Curso de Têxtil e Moda da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP. “O objetivo foi aproveitar dois importantes resíduos, o bagaço da cana e a quitosana, substância extraída da carapaça de crustáceos e que tem propriedades farmacológicas”, disse à Agência FAPESP.
A quitosana é obtida a partir da quitina, um polissacarídeo formador do esqueleto externo de crustáceos como siris e caranguejos, e tem propriedades fungicida, bactericida, cicatrizante e antialérgica.
O trabalho, que contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular, uniu as áreas farmacêutica e de engenharia de tecidos e depositou patente do processo de fabricação da fibra com potenciais farmacêuticos.
O primeiro desafio foi extrair a fibra da cana-de-açúcar, trabalho feito por Sirlene Maria da Costa que atuou no projeto com apoio de Bolsa de Pós-Doutorado da Fapesp. Durante o doutorado – para o qual também contou com bolsa da Fundação – Sirlene havia desenvolvido um papel corrugado, utilizado no interior de embalagens de papelão, feito da celulose do bagaço da cana.
“Por ter uma fibra curta, nosso maior receio era que a cana produzisse uma fibra de má qualidade para a fabricação de tecidos”, disse Sirlene. No entanto, em testes efetuados no Laboratório de Têxteis e Confecções do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), o tecido derivado do bagaço apresentou um grau de polimerização quatro vezes maior que o da viscose, o que significa maior resistência.
Os bons resultados da fibra extraída do bagaço tornaram desnecessária a sua mistura com outros tipos de celulose, uma alternativa que os pesquisadores previam caso a qualidade do material oriundo da cana não correspondesse aos padrões exigidos.
A fibra obtida pela equipe da USP ainda conta com características que a tornam adequada para a confecção de roupas. “Ela é agradável ao toque e bastante confortável, sendo um tipo de liocel”, disse a professora Silgia referindo-se ao nome comercial da fibra oriunda da polpa da madeira.
No entanto, para ser utilizada como curativo foi preciso analisar se não haviam vestígios dos reagentes utilizados no processo de obtenção da celulose. “Constatamos que 99% do reagente é recuperado após o processo, portanto a fibra não agride a saúde”, afirmou.
Obtida a fibra, o passo seguinte foi agregar enzimas e fármacos. Além da quitosana, a professora Silgia realizou ensaios para imobilizar quatro outras substâncias às fibras de cana: os fármacos comerciais anfotericina B e sulfadiazina e as enzimas bromelina e lisozima, a primeira obtida do talo do abacaxi e a segunda da clara de ovo.
A equipe foi bem-sucedida também nessa etapa e os testes realizados posteriormente em células mostraram que o tecido curativo da cana não apresentava efeitos tóxicos.
“O produto se mostrou tecnicamente viável. A avaliação econômica caberá à iniciativa privada, caso alguma empresa se interesse em licenciar o processo”, disse Pessoa, que considera o material útil para tratamento de queimaduras, por exemplo.
Curativos bucais e roupas repelentes
Um grupo de pesquisa da Faculdade de Odontologia de Bauru da USP entrou em contato com Pessoa a fim de desenvolver um curativo em parceria para ser utilizado na mucosa bucal.
“O local é de difícil aderência, por isso, vamos testar a fibra para verificar se ela adere no interior da boca”, explicou o professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas.
A professora Silgia, por sua vez, pretende agora iniciar uma pesquisa para incorporar citronela a tecidos de algodão. A substância extraída do capim-limão é eficiente para repelir insetos. “Roupas com citronela seriam úteis para afastar insetos como o mosquito da dengue”, destacou.
Os desafios do trabalho, segundo ela, é fazer com que a substância permaneça na roupa mesmo após sucessivas lavagens e que não seja absorvida pela pele.
(Fábio Reynol, Agência Fapesp, 5/5)

3 – Corpo de um, cérebro de outro

Pesquisadores conseguem alterar o cérebro em desenvolvimento em uma espécie de peixe, que ficou parecido com o de outra espécie
Um grupo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, conseguiu modificar o cérebro de uma espécie de peixe de modo que ficasse parecido com o de outra espécie, tanto no formato como em suas características.
A transformação ocorreu por conta da aplicação de substâncias químicas de modo a manipular genes em embriões em desenvolvimento. O estudo será publicado esta semana no site e em breve na edição impressa da revista “Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Os cientistas também descobriram diferenças nos padrões gerais do cérebro no início de seu desenvolvimento, antes que funções neurológicas se formassem por meio do processo conhecido como neurogênese.
No desenvolvimento inicial do cérebro, a parte anterior (ou frontal) é especificada a partir da parte posterior. Em seguida, ocorre a neurogênese, à medida que células precursoras amadurecem e se tornam neurônios. Essas células precursoras podem se replicar indefinidamente, mas, uma vez que se tornam neurônios, a replicação termina.
Quanto mais tarde ocorrer a mudança de precursores em neurônios maduros, maior se torna o cérebro ou a região cerebral em questão. Segundo esse modelo, os cérebros de espécies diferentes, por exemplo, do homem e do camundongo, são semelhantes em seus estágios iniciais de desenvolvimento, mas se tornam bem diferentes por conta do processo posterior de neurogênese.
“Encontramos diferenças no padrão geral do cérebro tão cedo quanto 48 horas após a fertilização”, disse J. Todd Streelman, professor da Faculdade de Biologia da universidade norte-americana e um dos autores da pesquisa.
O grupo estudou o desenvolvimento cerebral em seis espécies de ciclídeos (família de peixes fluviais) encontrados no lago Malauí, na África, três que vivem em ambientes rochosos e três de locais arenosos.
“Repetimos diversas vezes testes de dois a quatro dias após a fertilização e verificamos que os ciclídeos de areia exibiam uma expressão maior do gene wnt1, conhecido como um fator importante no desenvolvimento da parte frontal do cérebro. Isso se relaciona com um maior tálamo, a estrutura posterior usada no processamento visual”, disse Jonathan Sylvester, outro autor do estudo.
As espécies de ciclídeos que vivem na areia usam a visão para detectar plâncton e seus cérebros são fortemente direcionados à integração de sinais visuais. Já aqueles que têm nas rochas seu hábitat se alimentam de algas e possuem cérebros maiores, talvez, segundo os pesquisadores, por conta da necessidade de se movimentar por ambientes mais complexos.
“Os genomas das duas espécies são muito semelhantes, quase tão parecidos quanto os genomas de dois humanos diferentes, mas seus cérebros variam tanto como os de dois grupos distintos de mamíferos”, explicou Streelman.
Os cientistas trataram embriões dos dois tipos de peixes com cloreto de lítio por cerca de quatro horas durante o início do desenvolvimento da parte posterior do cérebro a partir da anterior. Depois, os embriões foram devolvidos à água e analisados em diferentes estágios de desenvolvimento.
Os autores da pesquisa observaram que o tratamento alterou a sinalização do gene wnt1, que levou à redistribuição dos precursores para o tálamo posterior, induzindo a formação de um cérebro diferente.
“A neurogênese é um processo muito importante no desenvolvimento cerebral e em sua evolução. Apenas mostramos que há diferenças no processo de desenvolvimento que ocorrem muito mais cedo do que se suspeitava e que essas mudanças são também relevantes para a diversidade cerebral”, disse Streelman.
O artigo “Brain diversity develops at the boundaries” (DOI: 10.1073/pnas. 0914697107), de J. Todd Streelman e outros, poderá ser lido em breve por assinantes da “Pnas” em www.pnas.org. (Agência Fapesp, 5/5)