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Plasticidade Sináptica

LTP/LTD, Metaplasticidade e Modelo BCM


Abstract
Os mecanismos de maior importância para a aprendizagem de sequências causa-efeito e memorização é a plasticidade sináptica, um conceito segundo o qual a aprendizagem está associada ao fortalecimento de sinapses, e a plasticidade da própria plasticidade sináptica, a metaplasticidade.
A eficácia sináptica é regulada pelo LTP e LTD, sendo que o primeiro é responsável pelo reforço das sinapses e o segundo pelo enfraquecimento das mesmas. No entanto são ambos igualmente importantes para o desenvolvimento cognitivo.

Introdução
A plasticidade sináptica, postulada inicialmente por Donald Hebb, constitui uma base celular para aprendizagem e memorização. Pode ser descrita como a alteração de eficácia sináptica8,21 – estima da contribuição sináptica para o potencial pós-sináptico excitatório (PEPS), que determina o momento e a frequência do potencial de acção do neurónio pós-sináptico, depois de ultrapassado o threshold excitatório. O peso da sinapse depende de factores pré-sinápticos e pós-sinápticos.
Desta forma, com alteração de eficiência sináptica podemos modificar a atividade neuronal. A plasticidade sináptica manifesta-se sob a forma de reforço de sinapses entre neurónios activados simultaneamente (Regra de Hebb)25 e/ou supressão na ausência desta encadeação (Regra de Oja), podendo ser de longa ou curta duração27.

Mecanismo de Plasticidade Sináptica
A LTP (long-term potenciation) é desencadeada por estímulos de alta frequência - 40-300Hz - (Mackay; Bliss e Lomo) ao contrário de LTD (long-term depression) que resulta de estimulação de baixa frequência - 1-5Hz 1,11,20.
O mecanismo de LTP baseia-se na libertação de glutamato, na sequência de despolarização do neurónio pré-sináptico e a despolarização do neurónio pós-sináptico: através do desbloqueio de NMDA e a entrada de Ca2+ na célula pós-sináptica por via de complexos VSCC (voltage-sensitive Ca2+ channels) e NMDA (N-metyl-D-aspartate)23 (ver fig.1)13,18,21,27, ativa-se mGluR que irá desencadear uma cadeia de reações metabólicas mediada por uma proteína G. Consequentemente, o retículo sarcoplasmático liberta cálcio, cujo aumento de concentração intracelular conduz à ativação de quinases (CaMKII, PKC, fyn-trosina quinase)21,22,27,35, e à fosforilação das proteínas da membrana. Disto resulta a maximização de correntes dos recetores AMPA e NMDA. (A ativação de CaMKII também leva a exocitose de novos recetores AMPA34,38).
Também é possível a maximização sináptica. O processo depende de CREB (cAMP responsable element building protein), ativado com o aumento da concentração de cálcio no núcleo, e modela a expressão genética e a síntese proteica6,35. Existem dois períodos de fosforilação de CREB e da expressão génica, na altura de estimulação, e 3-6 horas após a estimulação35. Igualmente é possível a síntese de NO, que atua como um transmissor retrogrado no terminal pré-sináptico, aumentando a sua própria libertação35,40.
Estimulação de baixa frequência promove baixa concentração de cálcio intracelular, e ativa, preferencialmente, as fosfotases (calcineurina e PP1). O processo leva à diminuição de eficiência sináptica (LTD) e inverte os efeitos de LTP por desfosforilação de proteína GluR1 nos recetores AMPA, diminuindo a condutância dos canais, o que baixa a amplitude de PEPS40.Quando o nível Ca2+ é baixo, este liga-se a calmodulina e ativa a calcineurina (PP2B). Sequencialmente, aumenta a atividade de PP1 que funciona como inibidor de recetores AMPA e CaMKII, levando à endocitose de recetores AMPA21,22,35.
Evidências experimentais sugerem que é necessário ter em conta a sequência de ativação pré e pós-sináptica. Pois, a ativação pré-sináptica e posterior despolarização do neurónio pós-sináptico levam a grande fluxo de Ca2+ e LTP. Por outro lado, se a ativação pós-sináptica anteceder o potencial de ação pré-sináptico, a entrada de cálcio é reduzida e ocorre LTD. Esta propriedade é conhecida como STDP (spike timing-dependent plasticity)39 e deve-se à necessidade de deteção simultânea de eventos pré-sinápticos (libertação glutamato) e pós-sinápticos (despolarização da célula com consequente libertação de Mg2+ dos NMDAs) para a entrada massiva de Ca2+e indução de LTP38. A assimetria temporal permite uma aprendizagem sequencial e previne modificações absurdas.
Assim, o Ca2+ intracelular é o principal regulador de plasticidade sináptica5, e a indução de LTP/LTD depende de atividade relativa de quinases e fosfotases. As duas formas de modificação de eficácia sináptica
permitem a execução de tarefas complexas como aprendizagem e memorização9,16,17, cooperando para
modificar o estado funcional das redes neuronais no cérebro.

Metaplasticidade e Modelo BCM
O estudo da plasticidade do córtex visual levou a formulação de uma de um novo modelo, teoria BCM
(Bienenstock-Cooper-Munro)10,30,31,37:
 a modificação de threshold (m ) o que irá reforçar ou enfraquecer a sinapse. A modificação
sináptica irá variar com uma função não-linear  que depende da atividade pós-sináptica (c).
Este parâmetro depende de x (atividade pré-sináptica),  é o grau de modificação e w (eficácia
sináptica)8,9,31;
 A modificação do m depende de atividade recente do neurónio pós-sináptico, i.e., depois de
uma estimulação prévia facilitará ou dificultará a indução de LTP21,26;
 A modificação de threshold ocorre em todos as sinapses excitatórias dos neurónios afectados
(plasticidade heterosináptica)2,3,4.

Esta última propriedade sugere que pode ocorrer o fenómeno de metaplasticidade: a alteração do
limiar para a indução de LTP/LTD no modelo BCM2. Esta propriedade corresponde ao priming, isto é,
facilitação ou dificultação prévia de excitação sináptica, condicionando a plasticidade sináptica2. Uma
hipótese para explicação do fenómeno é a modificação de propriedades de recetores de NMDA e ativação de mGluR2,14. Curiosamente, a ativação separada de mGluR conduz à facilitação de LTP, e a de NMDA leva àinibição de LTP. Também são relevantes os fatores modulatórios, como neurotransmissores e hormonas circulantes28,29.
Ilustração 1: LTP na região do hipocampo (CA1 e CA3). (A) - sinapse normal; (B) - Indução de LTP com activação de quinase e mensageiro retrógrado; (C) - LTP por indução de expressão génica e síntese protéica (Adaptado do Kandel)

Conclusão
A LTP foi descoberta no hipocampo. Hoje, já são conhecidos fenómenos de plasticidade sináptica em diversas zonas cerebrais, como é o caso de CA1 e CA3 do hipocampo20,24,38, estriado, amígdala e córtex visual, entre outros.
A plasticidade sináptica e metaplasticidade constituem bases importantes para a aprendizagem, sendo indispensáveis na memória de longo e curto prazo, uma vez que promovem redes neuronais especializadas na identificação de estímulos específicos e respectiva resposta, rápida e eficaz.
Em suma, o fenómeno de plasticidade sináptica, tendo uma complexa base fisiológica influenciada por estímulos externos, expressão génica e modificações endócrinas29,35, é essencial para a adaptação do ser humano às condições do mundo exterior e constitui uma enorme vantagem evolutiva. Pois, a plasticidade sináptica é o mecanismo fundamental de desenvolvimento e funcionamento do cérebro.

Anastasiya Strembitska, Carlos Rafael Lopes, Inês Silva, José Leitão, Sara Cartaxo

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Ondas electromagnéticas afectam mecanismo neurológico das formigas


Na experiência, insectos perderam 50 por cento das suas capacidades de orientação e memorização


 As ondas emitidas pelos telemóveis prejudicam gravemente as capacidades neurológicas das formigas. Num estudo levado a cabo pela Universidade Livre de Bruxelas, revela-se que o olfacto, a visão, a orientação ficam afectados quando expostos às ondas electromagnéticas.
 Dirigido pela investigadora Marie-Claire Cammaerts, o estudo foi publicado na revista «Electromagnetic Biology and Medicine». Apesar de não ser claro que as conclusões se possam aplicar ao ser humano, o estudo demonstra que pode haver relação entre as ondas e certos efeitos negativos no mecanismo neurológico.
 As formigas que foram submetidas a uma exposição de ondas semelhantes às dos telemóveis perderem mais de 50 por cento das suas capacidades de orientação e memorização, duas características essenciais para a organização dos formigueiros.
 Os efeitos não são, no entanto, irreversíveis. Passadas 30 horas da exposição, as formigas recuperaram parte das suas capacidades, não a 100 por cento.
 A experiência consistiu em atrair um grupo de formigas para um lugar com comida. Utilizaram feromonas, que servem para estes insectos se orientarem através do olfacto.
 Normalmente, as formigas são capazes de seguir o rasto de volta ao formigueiro e repetir o percurso as vezes que forem necessárias. Mas submetidas à exposição de uma frequência de 900 Megahertz e uma potência de 2 Watt, muito inferior a de uma antena de telemóvel normal, as formigas perderam o caminho e foram incapazes de orientar-se, apesar de já conhecerem o trajecto.
 As ondas “afectam a membrana celular, o que tem consequências graves sobre o sistema nervoso”. No caso dos insectos, pode afectar directamente o desenvolvimento de larvas e as neurosecreções.
 “O mundo já não pode viver sem os dispositivos que funcionam com ondas magnéticas. No entanto, devem aumentar-se as precauções”, afirma a Marie-Claire Cammaerts.


2012-07-12
Fonte: Ciência Viva

Novas moléculas capazes de tratar diferentes tipos de cancro


 Faltam ainda vários anos de testes antes que possam ser comercializadas

Modelo do composto MRT, antagónico do Smoothened. (Imagem: F. Manetti)
Uma equipa de investigadores franceses e italianos, do Centro Nacional de Investigação Científica (CNRS) e do Inserm, descobriu uma nova família de compostos que poderão permitir tratar inúmeros tipos de cancro, tais como os cerebrais e de pele. O estudo veio publicado no «Journal of Medicinal Chemistry».

 As moléculas patenteadas pelo CNRS estão a bloquear o canal de sinalização Hedgehog, uma cadeia de reacções moleculares e cuja ruptura estará implicada em vários tipos de cancros, mormente alguns tumores agressivos em crianças. Já nos adultos tem um papel chave na manutenção das células estaminais no cérebro.
Os compostos poderiam, a longo prazo, levar a novos medicamentos, mas entretanto constituem um precioso mecanismo para compreender o papel da via de Hedgehog no desenvolvimento de novos cancros e a resistência a tratamentos.

 Na origem das disfunções que afectam a via de sinalização Hedgehog, encontraram-se diferentes mutações do receptor Smoothened – essencial para permitir a activação desta via. Já vários laboratórios farmacêuticos desenvolveram moléculas capazes de bloquear o referido receptor.

 Para descobrir novos compostos antagónicos, a equipa coordenada por Martial Ruat, adoptou uma estratégia original: monitorizar um banco de moléculas informatizado. Agora, entre as 500 mil moléculas, procuraram as que seriam mais susceptíveis de produzir o mesmo efeito do que as capazes de bloquear o receptor Smoothened. Em 20, os cientistas foram capazes de seleccionar uma, que após ligeiramente modificada, com o propósito de a optimizar, lhes permitiu descobrir uma família de compostos, os MRT.

 De seguida, o grupo de trabalho testou a actividade biológica destes compostos, em cultura de células e o resultado mostrou que os MRT bloqueavam a proliferação de células suspeitas de serem, na sua origem, tumores cerebrais.

 Contudo, os investigadores avançam que faltam ainda vários anos de testes antes que estas prometedoras moléculas possam ser comercializadas sob forma de fármacos, mas por enquanto já ajuda a entender determinadas resistências de alguns tumores.

2012-02-29

Fonte: cienciahoje.pt

4th Workshop on Biomedical Engineering


This year Organization Committee of the annual Workshop on Biomedical Engineering (WBME) invites you to the 4th Workshop on Biomedical Engineering, which will take place at the Faculty of Sciences of the University of Lisbon, in April 21st, 2012.


C3 Building at University of Lisbon, Faculty of Sciences


Envelhecimento celular aumenta risco de ataque cardíaco e morte prematura


Telómeros vão ficando mais curtos com a idade e com determinados estilos de vida

 Cada célula do corpo possui cromossomas que têm nas suas extremidades os chamados telómeros. Estes desempenham a função de manter a estabilidade estrutural do cromossoma. Com o passar do tempo e dependendo também dos estilos de vida, os telómeros vão ficando mais curtos. Há muito que os investigadores consideram que essa redução aumenta o risco de ataque cardíaco e morte prematura.

 Um estudo realizado na Dinamarca, e que envolveu 20 mil pessoas, demonstra que existe efectivamente uma relação directa. A investigação forneceu também aos médicos uma forma de avaliar a saúde celular de cada pessoa. O artigo está publicado na «Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology». 

 “O risco de ataque cardíaco ou morte prematura está presente sempre que os telómeros ficam mais curtos devido ao estilo de vida (tabagismo, sedentarismo, obesidade, entre outros) ou a idade avançada”, explica Borge Nordestgaard, professor clínico de epidemiologia genética da Faculdade de Ciências da Saúde e de Medicina da Universidade de Copenhaga e médico-chefe do Hospital Universitário de Copenhaga.

 O recente «Estudo Geral da População de Copenhaga» envolveu aproximadamente 20 mil pessoas, algumas das quais foram acompanhadas durante 19 anos. A conclusão, dizem os investigadores, “foi clara”: se o “comprimento dos telómeros é curto, o risco de ataque cardíaco e morte prematura aumenta em 50 e 25 por cento, respectivamente”.

“Sabíamos já que o fumo e a obesidade aumentam o risco de doença cardíaca. Comprovamos agora, como se especulava, que o aumento do risco está directamente relacionado ao encurtamento dos telómeros de protecção - podemos dizer que o tabagismo e a obesidade envelhecem o corpo a nível celular, do mesmo modo que o passar do tempo”, explica Borge Nordestgaard.

2012-02-17
Fonte: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=53104&op=all
Artigo Original

Tafamidis aprovado pela Comissão Europeia (Medicamento que impede progressão da ‘doença dos pezinhos’ poderá estar disponível em 2012)

A notícia pela qual muitos portugueses esperavam chegou hoje: o Vyndaqel (tafamidis), único medicamento capaz de travar a paramiloidose (conhecida por doença dos pezinhos), foi aprovado pela Comissão Europeia.
Num artigo publicado anteriormente no«Ciência Hoje» dava-se conta da polémica entre doentes e governo, que recusou a aprovação da aplicação do medicamento a título de excepção como o fizeram outros países europeus, antes da decisão da Comissão Europeia. De sublinhar que Portugal é o país europeu com mais casos desta doença neurodegenerativa, rara, hereditária e fatal.
No comunicado hoje divulgado pela Pfizer, farmacêutica que comprou a patente do tafamidis, afirma-se que esta aprovação “representa um avanço importante uma vez que o Vyndaqel é o primeiro e único medicamento aprovado actualmente para retardar o compromisso neurológico periférico em doentes com Polineuropatia Amiloidótica Familiar Associada à Transtirretina (PAF-TTR) de estádio 1”, ou seja no início dos primeiros sintomas.
“O dia de hoje marca um grande avanço para os doentes que vivem com PAF-TTR na União Europeia”, diz Yvonne Greenstreet, vice-presidente e líder do Medicines Development Group da Specialty Care Business Unit da Pfizer.
“Esta comunidade necessita urgentemente de uma terapêutica efectiva e estamos muito orgulhosos por disponibilizar o primeiro e único medicamento aprovado para o tratamento dos doentes com esta doença genética rara e debilitante”, sublinha.
Teresa Coelho, médica do Hospital de Santo António no Porto que participou nos ensaios clínicos do Vyndaqel afirma que “um diagnóstico de PAF-TTR, habitualmente realizado em jovens adultos, tem impacto quer no bem-estar psíquico quer emocional dos doentes e cuidadores e limita significativamente as suas actividades diárias”.
A farmacêutica está agora a trabalhar com as autoridades de saúde nacionais na União Europeia para lançar o novo tratamento e antecipa que os profissionais de saúde poderão prescrevê-lo em alguns países europeus no início de 2012. 

Implantação da traqueia artificial

Em Junho de 2011, no Hospital Karolisnka, em Estocolmo (Suécia), foi efectuado a primeira implantação de traqueia artificial.

Num artigo publicado recentemente na revista «The Lancet», um grupo de investigadores no qual se inclui a portuguesa Ana Teixeira descreve a operação e a evolução pós-operatória do doente.
A intervenção cirúrgica foi efectuada num doente de 36 anos que sofria de um cancro da traqueia descoberto já num estado avançado. O prognóstico de sobrevivência dos pacientes com este tipo de cancro cinco anos após o diagnóstico é apenas de 5%.
A solução proposta foi a implantação de uma traqueia criada a partir das células estaminais do próprio doente, o que elimina a possibilidade de rejeição que é comum nas operações de transplante de órgãos e enxerto de tecidos dos outros organismos devido a incompatibilidade do complexo HLA e consequente resposta do sistema imunitário. O formato desta traqueia artificial foi baseado  nas imagens obtidas durante numa tomografia computadorizada da traqueia do paciente a partir das quais foi criado o modelo em 3D o que permitiu melhor adaptação anatómica do órgão. Composta por um polímero (um tipo de plástico), foi tratada com células retiradas da medula espinhal do paciente durante as 36 horas que precederam a cirurgia.
Durante as duas semanas após a operação, e com o propósito de continuar a colonização da traqueia artificial com células estaminais, o paciente recebeu um tratamento de hormonas eritropoietina (estimula a produção das células do sangue na medula óssea) e de G-CSF. Neste intervalo do tempo registou-se um aumento da expressão de genes que inibem a apoptose e um aumento de células estaminais em circulação sanguínea.
Seis meses após a operação, o paciente apresenta uma boa qualidade de vida, sem recorrência do tumor. A traqueia artificial rapidamente serviu de suporte ao crescimento de células e apresenta hoje um revestimento com células epiteliais (que servem de barreiras contra a entrada de agentes invasores).
A investigadora explica que nas duas semanas que se seguiram a cirurgia, registou-se um aumento de células estaminais na circulação sanguínea e um aumento da expressão de genes anti-apoptose nestas células.
Agora, a equipa está num estudo complementar, a analisar a interacção de células estaminais com a traqueia artificial in vitro. Paolo Macchiarini, cirurgião italiano, foi o responsável por esta operação e pensa agora utilizar a mesma técnica para tratar uma criança de nove meses da Coreia que nasceu com uma malformação da traqueia.

Esta tecnologia parece ter um futuro promissor, pois não requer dadores humanos, a traqueia artificial pode ser criada em poucas semanas, e não causa rejeição por causa de incompatibilidade entre o receptor e dador, diminuindo riscos de inflamação e necessidade de intervenções cirúrgicas posteriores.

Ondas cerebrais agora descobertas envolvidas na formação da memória (Grupo de investigação brasileiro publica estudo na «Cerebral Cortex»)

Ondas recém-descobertas estão ligadas à consolidação da memória durante o sono

 Uma investigação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e do Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (Brasil), publicada na revista científica «Cerebral Cortex», dá conta da existência de uma onda cerebral até agora desconhecida. Esta propaga-se pelas camadas superficiais de uma área do cérebro envolvida na formação de memórias.

 As medições que levaram e esta descoberta foram realizadas em ratos de laboratório, mas os cientistas acreditam que outros mamíferos, incluindo os seres humanos, também apresentam este tipo de ondas. As ondas cerebrais surgem quando os neurónios são atravessados por impulsos eléctricos de forma sincronizada.

 As ondas interagem com outras já conhecidas e serão importantes para a construção e consolidação das memórias no cérebro. Apesar de este estudo estar ainda no início, Adriano Tort professor do Instituto do Cérebro da UFRN e coordenador da investigação, adianta que as ondas aparecem durante a fase do sono REM (rapid eye movement, movimento rápido dos olhos), em que se dão os sonhos e que joga um papel importante no processamento da memória.

 A onda ocorre no hipocampo, uma região que os cientistas definem como um ‘GPS do cérebro’. As oscilações acontecem em frequências específicas, sendo que o novo tipo detectado tem o seu pico de actividade em 140 Hz. A onda aparece ligada outra mais lenta, com a qual interage.

 A próxima fase do trabalho será perceber quais os grupo de neurónios que estão em actividade para gerar esse resultado.

2011-12-26
Fonte: cienciahoje.pt
Original: http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2011/11/10/cercor.bhr319.abstract?sid=cb7eeaab-94b6-4c94-bdff-8481a7262243

Sangue artificial pode ser produzido nos próximos dez anos (Cientistas usam células estaminais para criar espécie de glóbulos vermelhos)

A equipa está a trabalhar para produzir sangue do tipo O Negativo
Ensaios clínicos para testar o sangue criado a partir de células estaminais adultas devem começar dentro dos próximos dois ou três anos. A notícia aumenta a expectativa de que o sangue artificial poderá, em breve, tornar-se rotineiramente utilizado quando não há glóbulos vermelhos humanos disponíveis, avança o The Telegraph.

 De acordo com o jornal britânico, os cientistas também estão a desenvolver substâncias parecidas com sangue que poderão ser injectadas no corpo como uma alternativa provisória até que uma transfusão de sangue natural seja executada.
Os cientistas da Universidade de Edimburgo, na Escócia, estão a usar células estaminais da medula óssea para fazer crescer um material que se assemelha aos glóbulos vermelhos criados naturalmente no corpo humano.

 A equipa está a trabalhar para produzir sangue do tipo O Negativo, compatível com 98 por cento da população mundial, mas produzido por apenas sete por cento. Como será desenvolvido em laboratório, o sangue artificial estará livre de qualquer vírus ou doença, como HIV e hepatite.

 Este sangue não poderá ser um substituto para o sangue natural, mas apenas actuar provisoriamente quando surgirem pacientes que necessitam urgentemente de transfusões e essas não podem ser feitas. Exemplos disto são os tratamentos nas ambulâncias, zonas de guerra, zonas de desastres naturais, etc.

 Segundo um dos cientistas, Marc Turner, “vai demorar cerca de 10 anos para os glóbulos vermelhos artificiais começarem a ser usados na prática clínica”, o que significa que não se devem acabar com as doações de sangue.

2011-11-03

CNC desenvolve novo tratamento para cancro da mama(Novidade terapêutica consegue impedir que tumor invada outros tecidos)


Uma equipa liderada pelo investigador João Nuno Moreira, do Centro de Neurociências e Biologia Celular (CNC) da Universidade de Coimbra (UC), desenvolveu “uma nova estratégia para o combate ao cancro da mama”.
 O estudo, recentemente publicado online na revista «Breast Cancer Research and Treatment», desenvolve “uma nanopartícula capaz de se associar às células de cancro da mama e às endoteliais dos vasos sanguíneos do tumor”.
Esta “nova possibilidade terapêutica” consegue “impedir que o tumor invada outros tecidos”, explicou João Nuno Moreira, sublinhando que se trata de um meio que “pode ter um impacto muito grande na recorrência da doença”.
“Ao conseguir impedir-se que o tumor invada outras células, reduz-se enormemente" essa possibilidade, segundo afirmou o especialista, que tem “grande expectativa” em relação ao “potencial terapêutico” desta descoberta. No entanto, o investigador sublinhou ainda que “o cancro é uma doença com muitas causas e muito complexa” e esta é apenas uma das “várias frente de ataque” que ela exige. Mas, os resultados agora publicados pela equipa por si liderada “são um avanço muito significativo na terapia do cancro da mama”, acredita João Nuno Moreira.
“Esta é uma nova geração de nanopartículas" que, para além de “um aumento efectivo da eficiência terapêutica” - através da "diminuição da recorrência tumoral” -, também podem actuar ao nível da prevenção dos “efeitos secundários associados à quimioterapia”, salientou o investigador do CNBC e da Faculdade de Farmácia de Coimbra.
 Num modelo animal do cancro da mama, “o fármaco (doxorrubicina) contido na nanopartúcula atingiu rapidamente e em elevada dose o tumor”, disse João Nuno Moreira, referindo que os ensaios entretanto já efetuados em tumores depois de extraídos da mama apresentaram igualmente resultados que justificam a “grande expectativa” com que a descoberta está a ser encarada.
 Desenvolvido, “desde 2004/05, por uma equipa de nove investigadores”, ligados ao CNBC, às faculdades de Farmácia das universidades de Coimbra e de Lisboa, ao IPO (Instituto Português de Oncologia) de Coimbra e à Faculdade de Medicina do Porto, a nova nanopartícula só deverá reunir as condições para iniciar testes em humanos daqui a cerca de três anos, admitiu João Nuno Moreira. A investigação foi inteiramente realizada pelo referido grupo de especialistas, “em laboratórios nacionais”.

2011-09-15

Atacar "as sete causas mortais" (Especialista propõe combate aos danos causados pelo envelhecimento)


Em 25 anos podemos ter as tecnologias e os medicamentos necessários para combater "as sete causas mortais" do envelhecimento, afirmou Aubrey de Grey, gerontólogo da Universidade de Cambridge, num congresso em Madrid, informa a Lusa.
 Segundo o especialista em medicina regenerativa,"temos que lidar com a magnitude do sofrimento e danos que o envelhecimento causa".

 Aubrey de Grey defende a aposta num novo paradigma de combate ao envelhecimento e atrasar o processo. O responsável da SENS Foundation referiu que para que isto avance, é necessário "entusiasmo público que se transforme depois em política pública".
"Continua a ser uma área subfinanciada, com pouco investimento na procura de medicamentos que combatam os danos do envelhecimento e, em paralelo, apenas medicamentos geriátricos", afirmou.
 Considerando que a saúde do futuro "será essencialmente sobre os temas do envelhecimento", o cientista garantiu que é possível combater o envelhecimento.
 Para que os métodos de combate ao problema sejam eficazes, não se pode apostar apenas "no antes" e no "depois" do envelhecimento, mas sim durante, "entrando no corpo pontualmente para reparar os danos causados", sugeriu.
 Actuar antes "no metabolismo que causa os danos" é demasiado complexo, "já que se desconhece muito mais sobre o metabolismo do que se conhece". E lidar depois, com cuidados geriátricos, é inadequado porque os danos já são demasiados.
A alternativa, para Aubrey de Grey, é actuar com métodos regenerativos, "recuperando a estrutura de tecidos biológicos, de órgãos" ou agir "ao nível molecular, restaurando a estrutura de alguns coisas ao nível celular".
"Quase tudo hoje é medicina geriátrica. Trata-se as doenças da idade como outras doenças. Mas por causa dos danos acumulados, é um trabalho cada vez mais difícil e menos eficaz", explicou.
 A alternativa é atacar "as sete coisas mortais": lixo dentro das células, lixo fora das células, células a mais ou células a menos, mutações de cromossomas ou da mitocondria e cruzamentos de proteínas.
 De acordo com o especialista em medicina regenerativa, desde 1982 que não se identifica um novo tipo de dano causado. “Estamos muito próximos, talvez poucas décadas, de combater cada uma destas sete formas de causar danos ao corpo", disse.

2011-10-20

Derivados de lagosta e algas mineralizadas para regenerar tecidos (George Winter: Prémio europeu para investigador português)


Rui Reis, investigador da Escola de Engenharia da Universidade do Minho, foi galardoado com a principal distinção da Europa na área dos Biomateriais – o George Winter Award, atribuído pela European Society for Biomaterials (ESB) e que se destina a reconhecer, encorajar e estimular contributos notáveis para a investigação na área dos biomateriais.

 Insistiu em salientar que "este prémio carreira" destaca, igualmente, "o contributo da restante equipa de investigação na área de regeneração de tecidos", com materiais naturais aplicados em células estaminais. Materiais naturais como amido de milho ou soja e quitina – um polímero equivalente ao colagénio que pode ser encontrado em derivados de camarões ou lagosta –, algas mineralizadas (verdes e em corais) são alguns dos biomateriais mais utilizados para a criação de osso e cartilagem, segundo explicou ao «Ciência Hoje» (CH).
Os materiais de origem marinha são combinados e utilizados "como suporte de células estaminais para a regeneração, em cultura de células, no domínio de defeitos ósseos ou tecidos".

 No entanto, os projectos deste cientista vão ‘de vento em popa’, já que conta já com mais de uma dezena de patentes registadas e “a investigação está cada vez mais próxima da aplicação clínica” – estando, entretanto, apenas a ser aplicada em pequenos e grandes animais. O trabalho de Rui Reis já saiu do laboratório e “está numa empresa que conta com capitais de risco e alguns investidores privados”.

 Os materiais, em termos empresariais, ainda “não são comercializados para pacientes humanos”, por falta de regulações nacionais e europeias, mas “estarão disponíveis a outros laboratórios que os possam usar”, avançou ainda ao CH.

 Com 44 anos, Rui Reis torna-se um dos galardoados mais jovens a receber esta distinção, já que “costuma ser atribuída a cientistas aposentados ou em vias disso”. O prémio será entregue, no próximo dia 7, durante a conferência anual de biomateriais da sociedade, em Dublin, na Irlanda, com a presença de mais de mil investigadores de todo o mundo.

2011-09-15

Por Marlene Moura (texto)


Premiado dispositivo com maior impacto futuro no campo clínico (Equipa de Aveiro e do Hospital de São Sebastião galardoados)


Equipa de investigadores da Universidade de Aveiro e do Hospital de São Sebastião em Santa Maria da Feira conquistaram o prémio «Highest Impact Demonstration in Wearable Technology», na 33ª Conferência Internacional da sociedade IEEE de Engenharia em Medicina e Biologia, a maior na área de Engenharia Biomédica, com a apresentação intitulada «The SWORD ambulatory rehabilitation system», realizada em Boston. 
 O sistema resulta do trabalho de doutoramento (em curso) de Virgílio Bento, e insere-se no projecto de investigação: «SWORD - Stroke Wearable Operative Rehabilitation Devices, Desenvolvimento e validação clínica de um dispositivo vibratório inteligente de uso ambulatório na reabilitação de doentes com AVC», co-financiado por fundos europeus (através do programa COMPETE) e pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.
O dispositivo foi desenvolvido no Instituto de Engenharia Electrónica e Telemática de Aveiro (IEETA), mas testado e optimizado no Hospital de São Sebastião, por Virgílio Bento, Márcio Colunas e David Ribeiro, orientados por João Paulo Cunha, em estreita colaboração com o Vítor Cruz, pertencente ao Departamento de Neurologia do hospital.
 O trabalho de investigação visa o desenvolvimento de novos aparelhos de reabilitação médica que permitam uma mais eficaz recuperação motora do paciente após dano neurológico. Casos particulares de aplicação são, por exemplo, a reabilitação de pacientes que sofreram um acidente vascular cerebral (AVC). O sistema é uma plataforma de reabilitação que permite o treino físico em ambulatório mantendo a mesma qualidade comparativamente a um ambiente clínico.
 Ainda a partir de um método de quantificação de movimento, é pedido ao paciente que treine em casa um conjunto de tarefas motoras. Cada execução é quantificada pelo sistema sendo dado directo feedback ao paciente através de uma aplicação de software instalada no seu computador pessoal. O feedback, em forma auditiva e visual, permite verificar se o movimento foi efectuado correctamente e caso não tenha sido, mostra fazê-lo correctamente.
Dispositivo pode ajudar pacientes que tenham sofrido um AVC.
No fim de cada sessão de treino, os dados relativos ao número de movimentos correctamente e incorrectamente executados, tempo de treino, nível de dificuldade atingido (entre outros parâmetros), são enviados remotamente para a consola clínica do paciente, onde o médico responsável pode verificar a evolução da recuperação.

Vantagens
 Portanto, o sistema apresente inúmeras vantagens, como uma eficaz gestão dos recursos humanos do hospital (menor custos); maior intensidade na reabilitação do paciente; a recuperação pode ser no conforto da sua casa; eficaz preparação do plano de reabilitação do paciente e uma contínua e não subjectiva avaliação da evolução do paciente.
 A trigésima terceira conferência da sociedade IEEE de Engenharia em Medicina e Biologia, que ocorreu dos dias 30 de Agosto a 2 de Setembro em Boston, é a mais importante na área da Engenharia Biomédica, contando com a presença de várias celebridades científicas como por exemplo Craig Venter ou Dean Kamen. Na competição participaram 12 equipas provenientes dos mais variados locais, como o M.I.T, Universidade da Califórnia, Universidade da UTAH, Instituto de Reabilitação de Chicago, entre outros.
 Segundo Virgílio Bento, agora é necessário fazer uma optimização das várias componentes que integram o sistema e proceder a uma validação clínica extensiva que permita que este se torne num dispositivo de reabilitação médica global capaz de ser aplicado a milhões de pacientes que sofreram um AVC e conseguir assim uma maior e mais eficaz reabilitação funcional e motora.

Investigadores portugueses identificam o que provoca leucemia (Descoberta pode determinar tratamento mais eficaz)

 Investigadores do Instituto de Medicina Molecular (IMM), em Lisboa, descobriram o mecanismo molecular envolvido no aparecimento de leucemia linfoblástica aguda de células T (LLA-T), um cancro do sangue especialmente frequente em crianças que se caracteriza por um aumento descontrolado do número de glóbulos brancos.
Em entrevista ao Ciência Hoje, João T. Barata, coordenador do estudo, explica que há vários mecanismos descritos para o desenvolvimento de leucemia linfoblástica aguda em geral. “A activação mutacional do gene Notch1 é dos mais frequentes. A expressão aberrante de um outro oncogene, TAL1, também é extremamente comum”,exemplifica.“Por outro lado, nós demonstrámos no passado que alterações, ao nível da proteína, que levam à inactivação do gene supressor de tumores PTEN, também ocorrem em inúmeros casos de LLA-T”, acrescenta.O investigador e equipa do IMM descobriram que “existem também mutações que afectam o gene IL7R em cerca de 9 por cento dos doentes. A forma como as mutações promovem o desenvolvimento de leucemia passa pelo facto de elas tornarem a proteina IL-7R, que é um receptor expresso na superfície das células, permanentemente activada”, refere João T. Barata.E continua: “O receptor interleucina 7R (IL-7R) promove a sobrevivência e multiplicação celulares. Em condições normais tal acontece apenas quando a IL-7, uma proteína que circula no sangue, se liga ao IL-7R. No entanto, no caso da LLA-T, as mutações levam a que o IL-7R funcione de forma permanente e sem necessidade da IL-7. A consequência é um aumento descontrolado da sobrevivência e proliferação das células que contêm estas mutações”.O estudo dos investigadores portugueses, publicado na revistaNature Genetics, revelou ainda que há um grupo de fármacos que poderá actuar contra o desenvolvimento deste tipo de tumores, abrindo novas perspectivas de terapia.“Estudámos inibidores de JAK1, uma molécula que verificámos ser indispensável para o funcionamento dos receptores IL-7R mutados. Verificámos que a inibição de JAK1 consegue eliminar a maior parte ou mesmo a totalidade das células que expressam o IL-7R alterado. Inibidores de JAK1 estão actualmente em ensaios clínicos para outro tipo de cancros e no contexto de doenças inflamatórias como artrite reumatóide. Para além destes, estamos interessados em testar outros inibidores farmacológicos (por exemplo de PI3K) ou anticorpos específicos”, descreve o investigador.
E conclui: “A nossa esperança e a razão pela qual trabalhamos todos os dias, é que o estudo se venha a traduzir em algo que beneficie os doentes, aumentando o arsenal de armas actualmente existente para combater este tipo de leucemias pediátricas”.



2011-09-07

Por Susana Lage

Fonte: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=50800&op=all

Excesso de cobre induz o envelhecimento celular (Investigação desenvolvida na Faculdade de Medicina da Universidade do Porto)

Uma investigação desenvolvida por cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto (FMUP), liderados por Liliana Matos, revela que o cobre está envolvido no processo de envelhecimento celular. Publicado na revista «Age», este trabalho é o primeiro passo para se perceber de uma forma mais aprofundada doenças como Alzheimer ou a Doença de Wilson, explicou a autora em conversa com o «Ciência Hoje». “Apesar de ser essencial para o funcionamento do organismo, o cobre pode ser prejudicial se for em excesso ou se existir alguma desregulação metabólica no organismo”, explica a investigadora, que desenvolveu este projecto de doutoramento com o objectivo de perceber em que medida os metais ferro e cobre estão envolvidos nos processos de envelhecimento celular. Para a realização deste estudo, a equipa, composta também por Henrique Almeida, professor auxiliar na FMUP, e Alexandra Gouveia, professora auxiliar na Faculdade de Ciências da Nutrição e Alimentação da Universidade do Porto, introduziu cobre numa cultura de células. “Verificamos que estas células começaram a apresentar características de senescência”, ou seja, de envelhecimento. Presente em alimentos como fígado, cacau, nozes, amendoins ou ostras, o cobre é importante para a distribuição de proteínas pelo corpo, para o bom funcionamento do cérebro, do sistema imunológico, dos vasos sanguíneos e para a formação de colagénio. O excesso de cobre pode acontecer, por exemplo, devido à contaminação excessiva de certos alimentos deste metal (por exemplo o marisco) ou por uma imprópria metabolização do metal. Liliana Matos afirma que este estudo é a primeira fase de uma investigação que se quer mais aprofundada: “O segundo passo será perceber de que forma o cobre induz a senescência. Queremos compreender, nomeadamente, quais as proteínas envolvidas neste processo”. A “longo prazo” esta investigação poderá trazer novos conhecimentos sobre doenças degenerativas e mesmo encontrar soluções terapêuticas. 

 Artigo: Copper ability to induce premature senescence in human fibroblasts

Fonte: http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=50816&op=all

UMinho: lentes ‘especiais’ eliminam temporariamente miopia (Estudo pode vir a ajudar milhões de pessoas com problemas de visão)


Estudo analisou a reacção da córnea e da correcção visual
Um tratamento ainda pouco conhecido pode vir a corrigir a miopia de milhões de pessoas.
 Trata-se de usar de noite umas lentes de contacto ‘especiais’ que mudam a curvatura da córnea e permitem adquirir uma visão satisfatória, tornando-as desnecessárias de dia.
As conclusões resultam do estudo «Efeitos das propriedades biomecânicas da córnea na resposta ortoqueratológica», de Sofia Nogueira, recém-licenciada em Optometria e Ciências da Visão na Universidade do Minho (UMinho), que analisou a reacção da córnea e da correcção visual de 14 pacientes que interromperam o tratamento, após o uso de lentes de contacto especiais durante nove meses.
“Os resultados demonstram que a maioria dos sujeitos consegue ter uma visão satisfatória durante dois dias sem utilizar as suas lentes”, afirma a investigadora.
 A investigação, orientada pelo professor da Escola de Ciências da UMinho, José González-Méijome, centra-se na ortoqueratologia, técnica clínica que utiliza lentes de contacto rígidas e permeáveis aos gases concebidas para remodelar a córnea a fim de reduzir ou eliminar temporariamente defeitos da visão como a miopia e o astigmatismo.
 As lentes ortoqueratológicas têm como objectivo moldar a camada mais superficial da córnea (epitélio). Destacam-se das lentes vulgares por serem de “geometria inversa”. Como explica Sofia Nogueira, “as lentes utilizadas no tratamento têm uma conformação contrária à da córnea para aplaná-la e, por conseguinte, corrigir a miopia”.
Lente de contacto de ortoqueratologia aplicada sobre o epitélio da córnea

 O trabalho demonstra a perda gradual do efeito ortoqueratológico, sendo que o tratamento torna-se normalmente menos eficiente em casos de miopia mais elevada. Em casos de miopia baixa (inferior a -1.5 dioptrias), a deterioração visual é mínima no final do primeiro dia, o que não justifica a utilização de lentes durante a noite. O mesmo já não acontece com os míopes com mais dioptrias: “Apesar de alguns pacientes ainda sentirem as repercussões dos efeitos, a maioria dos envolvidos tinham que dormir com lentes de contacto no segundo dia, tendo já perdido grande parte da compensação obtida com o tratamento”, explica a investigadora.
 José González-Méijome assegura, contudo, que pacientes com miopia até seis dioptrias “podem utilizar as lentes durante o sono e retirá-las de manhã usufruindo de uma boa visão durante todo o dia. É normal que o tratamento regrida naturalmente e que a córnea adopte novamente a sua forma original se o paciente deixar de utilizar as lentes de contacto durante a noite”, afirma.
 O tratamento é um processo gradual que não depende apenas da utilização adequada das lentes de contacto. O investigador já tinha constatado num estudo, desenvolvido em 2008, que as propriedades biomecânicas da córnea condicionam o grau de sucesso. Este projecto vem confirmar, neste caso, que a regressão da terapia está igualmente relacionada com factores intrínsecos do olho.


2011-09-02


Nova ferramenta de diagnóstico da asma alérgica (Investigadores concebem dispositivo mais rápido e não-invasivo)


A asma alérgica afecta directamente as vias aéreas.
Uma equipa de investigação das universidades de Aveiro (UA) e Madeira (UM) e do Serviço de Pediatria do Hospital Infante D. Pedro, em Aveiro, está a trabalhar numa nova abordagem metodológica para caracterizar a asma alérgica em função dos seus padrões metabolómicos. O grande objectivo deste método é conseguir desenvolver novas estratégias para um diagnóstico precoce, terapias de monitorização e compreensão das patogenias desta doença crónica, que afecta milhões de pessoas em todo o mundo.
 A asma alérgica (um sub-tipo de asma) é um problema de saúde crescente que afecta todas as faixas etárias. Os agentes alérgicos responsáveis são comuns ao dia-a-dia de qualquer individuo, tais como, ácaros, mofo, pólen e alimentos ou conservantes destes. Através de um método inovador, os investigadores analisaram os compostos voláteis no ar utilizando a técnica GC/MS. A equipa defende que o ar exalado por um paciente é um bom ponto de partida para a investigação, uma vez que a asma alérgica afecta directamente as vias aéreas.
Para identificar os compostos voláteis da asma foram recolhidas amostras de ar de 35 crianças com asma alérgica, das quais 13 com rinite alérgica. Como controlo de comparação, também se examinaram amostras de outras saudáveis.
“Desenvolvemos técnicas de extracção de compostos voláteis e criámos condições para conseguir recolher, em quantidades que fossem analisáveis, os compostos não vestigiais; optimizámos vários parâmetros para a recolha do ar exalado, como o controlo da variabilidade intra-individual e criámos condições para que o ar ambiente não influenciasse a composição do ar exalado", segundo explicou Sílvia Maria da Rocha, investigadora responsável da UA.
 Durante o estudo, utilizaram um método estatístico robusto (PLS-DA) para tratar os resultados, que permitiu verificar que são sempre os mesmos compostos, normalmente associados ao stresse oxidativo, que estão sempre aumentados nas crianças com asma quando comparados com grupos de controlo.

Primeiras conclusões
 As primeiras conclusões mostram que não houve diferença estatística entre o ar exalado de amostragem dentro do mesmo dia, bem como entre as semanas de amostragem diferentes. De acordo com a investigadora da UA, pretendeu-se que os resultados fossem fiáveis, controlando as variações, para obter compostos que são marcadores da doença sem influência de factores externos. “A asma é uma doença crónica e, por isso, não estamos a actuar na cura, mas na compreensão de vários aspectos relacionados com a doença, para aumentar a qualidade de vida dos doentes”, referiu ainda a especialista.
 Apesar da população em estudo ser pequena, os investigadores conseguiram já recolher informações fundamentais que representam a base científica para a definição de uma ferramenta rápida e não-invasiva de diagnóstico.
 A inovação possibilitará aprofundar os conhecimentos na área de diagnóstico da doença, seguir os efeitos da sua terapia e as alterações provocadas no organismo, para, num futuro próximo, se poder intervir numa fase precoce do seu diagnóstico e prognóstico. As primeiras conclusões foram publicadas no Journal of Chromatography A.


2011-08-19


Sensor implantado para seguir desenvolvimento de tumores

Aplicação capta níveis de oxigénio próximos do tecido 

 Uma equipa de investigadores alemães, da Technical University Munich (TUM), liderada por Sven Becker, desenvolveu um sensor que pode ser implantado junto de tumores para monitorizar o seu crescimento. A aplicação capta níveis de oxigénio próximos do tecido para detectar se o tumor se desenvolve. Os resultados são posteriormente transmitidos por ‘wireless’ à equipa médica – reduzindo a necessidade de scanners e idas frequentes ao hospital para vigiar o crescimento do tecido. Por exemplo, se os níveis de oxigénio descerem demasiado, poderá indicar um crescimento mais agressivo e alertar o corpo clínico. Os especialistas esperam com isto conseguir tratamentos mais direccionados e menos agressivos. Os engenheiros médicos da TUM pretendem agora desenvolver um aparelho que inclua medicação para que esta possa aplicar directamente doses terapêuticas de quimioterapia na área afectada. Assim, os pacientes serão tratados mais rapidamente e de forma menos tóxica. O sensor ainda está em fase de desenvolvimento, mas os cientistas consideram que possa estar pronto dentro de dez anos para uso médico. 

 2011-09-01 

Desequilíbrios hormonais influenciam resposta do corpo à doença 

Uma equipa de investigadores da Universidade Nacional Australiana está a investigar uma nova forma de tratamento para o cancro do pulmão a partir de uma enzima capaz de controlar a proliferação das hormonas que influenciam a resposta do corpo a esta doença. Segundo um estudo publicado na “Medicinal Chemistry Communications”, revista da "Royal Society Chemistry", o grupo liderado por Chris Easton e Lucy Feihua Cao está a trabalhar com uma enzima designada por PAM e a estudar a sua capacidade para activar hormonas peptídicas. Este novo trabalho demonstrou que desequilíbrios neste tipo de hormonas originam algumas formas de cancro e também doenças inflamatórias e asma. 
Lucy Feihua Cao explicou que pessoas com maiores quantidades de calcitonina, um tipo de hormona peptídica, têm menos probabilidade de superarem um cancro do pulmão. "É por isso que trabalhamos para tentar reduzir a quantidade de calcitonina, nomeadamente através do controlo da actividade da enzima PAM", revelou a investigadora. "Os nossos resultados são promissores, mas estamos numa etapa inicial", apontou Chris Easton, acrescentando que muitos dos testes realizados foram eficazes na redução de calcitoninas. Com este trabalho, o grupo australiano espera criar um “novo medicamento que melhore e prolongue a vida de muitas pessoas que têm cancro do pulmão", a principal causa de morte por doenças oncológicas no mundo, acrescentou o cientista. 
  

2011-08-23  

Actividade do córtex parahipocampal afecta a memória



Descoberta ajuda a entender porque é que nos lembramos melhor de certas coisas



Uma equipa de cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT), EUA, demonstrou que a actividade numa parte específica do cérebro, conhecida como córtex parahipocampal (PHC, na sigla inglesa), prevê quão bem as pessoas poderão recordar uma informação visual.
O estudo, publicado na revista NeuroImage, revela que a nossa memória funciona melhor quando o cérebro está preparado para absorver novas informações.
Os investigadores verificaram que quando o PHC de voluntários era activado antes de lhes ser exibida uma determinada imagem tornavam-se menos propensos a recordá-la mais tarde.
Segundo John Gabrieli, investigador principal do estudo, “quando a área está ocupada, por alguma razão ou outra, o cérebro está menos preparado para aprender algo novo”.
O PHC, que foi previamente ligado à lembrança de informações visuais, envolve o hipocampo, uma parte do cérebro fundamental para a formação da memória. No entanto, este estudo é o primeiro a investigar como a actividade do PHC, antes de uma imagem apresentada, afecta a forma como a imagem foi lembrada.


Para realizar o estudo, inicialmente foram mostradas 250 fotografias coloridas de interiores e exteriores a voluntários que estavam a ser monitorizados por ressonância magnética funcional (fMRI). Em seguida foram apresentadas 500 imagens, incluindo as 250 que já tinham visto, como um teste de memória. Os exames de ressonância magnética revelaram que as imagens foram mais lembradas quando houve menor actividade no PHC antes de os participantes visualizarem a imagem pela primeira vez.
Numa segunda experiência, os investigadores usaram a ressonância magnética em tempo real para determinar quando o cérebro estava “preparado” ou “não preparado” para recordar imagens. As imagens apresentadas quando o cérebro estava num estado “preparado” eram as mais memorizadas.

Até agora, os cientistas acreditavam que a memória era baseada na memorização inerente de informações específicas com acontecimentos mais prováveis de serem recordados. Mas, recentemente, neurocientistas cognitivos descobriram que o cérebro é capaz de consolidar, armazenar e recuperar informações importantes.
De acordo com Nicholas Turk-Browne, professor de psicologia da Universidade de Princeton, a descoberta ajuda a entender porque é que nos lembramos de certas coisas melhor do que outras.

2011-08-25