Reino Unido autoriza edição genética de embriões humanos para investigação

Nicolau Ferreira  _Público

01/02/2016 - 12:08

(actualizado às 19:44)

Experiências só serão feitas até ao sétimo dia de desenvolvimento do embrião. Investigação pretende compreender fenómenos como a infertilidade ou os abortos espontâneos

Embrião humano nos primeiros dias de desenvolvimento

O Reino Unido autorizou a edição genética de embriões humanos para a investigação científica, foi anunciado nesta segunda-feira. As experiências só serão feitas durante os primeiros sete dias de desenvolvimento dos embriões e está proibida a sua implantação no útero de mulheres. Os cientistas querem fazer estas experiências para compreender o desenvolvimento embrionário, assim como a razão da ocorrência dos abortos espontâneos.

 

Para a edição do ADN, vai ser utilizada a técnica recente de engenharia genética conhecida por Crispr-Cas9. Esta técnica utiliza uma espécie de tesoura molecular que permite aos cientistas cortar regiões específicas do ADN. A Cas9 é uma enzima que existe na bactéria “Streptococcus pyogenes”. Para a edição genética, os cientistas acoplam à Cas9 um bocadinho de ARN (molécula semelhante ao ADN) que tem a sequência certa para se ligar a uma porção específica da molécula de ADN.

 

Desta forma, o pedaço de ARN “cola-se” ao ADN que os cientistas escolheram, e a enzima Cas9 faz o trabalho de cortar esse pedaço de ADN. Deste modo, é possível cortar pedaços de genes responsáveis por mutações que provocam doenças. É possível substituir ainda esses pedaços por outros pedaços de ADN normal.

 

A técnica não tinha sido aprovada no Reino Unido para a investigação em embriões humanos, embora já tenha sido utilizada em animais. A especialista de células estaminais Kathy Niakan, do Instituto Francis Crick, em Londres, pediu em Setembro autorização à Autoridade de Fertilização e Embriologia Humana (HFEA, na sigla em inglês), que regula estas questões no Reino Unido, para realizar estas experiências.

 

Agora, a HFEA autorizou-as. “Aprovámos o pedido da doutora Kathy Niakan do Instituto Francis Crick”, anunciou a entidade britânica, citada pela agência noticiosa AFP.

 

Ao sétimo dia após a fertilização, o embrião humano já se dividiu em cerca de 250 células. Nesta altura, o embrião chama-se blastocisto. Numa gravidez normal, as células da blastocisto vão dar origem ao bebé e às estruturas de apoio: parte da placenta, o saco vitelino e o saco amniótico. É por estes dias que o blastocisto fixa-se à parede do útero. Mas nem todos os ovócitos fertilizados vão até ao final da gravidez. Em dois terços dos casos ocorrem abortos espontâneos.

 

“Queremos compreender quais são os genes necessários para que um embrião humano se desenvolva e dê origem a um bebé saudável”, disse há dias Kathy Niakan, citada pela BBC online. “Este conhecimento é muito importante porque os abortos espontâneos e a infertilidade são extremamente comuns, mas não se percebe muito bem por que é que acontecem.”

 

A investigadora vai começar por estudar o gene Oct4, que acredita ser crucial nos primeiros estádios do desenvolvimento embrionário, explica por sua vez a agência noticiosa Reuters.

 

Os embriões usados para a investigação pelo instituto serão de casais que fizeram tratamentos de fertilização in vitro e que ficaram com embriões que já não serão utilizados, explica o Instituto Francis Crick em comunicado. A doação será feita com consentimento informado. No entanto, o projecto só arranca daqui a alguns meses, já que “precisa agora de obter a aprovação ética”, lê-se no comunicado do instituto.

 

Mas há quem receie que esta técnica de “corta e cola” de genes e a autorização deste tipo de investigação científica venham a dar origem a bebés “feitos à medida”. “Este é o primeiro passo para a legalização de bebés geneticamente modificados”, disse David King, citado pela Reuters, reagindo à autorização dada pela HFEA. David King é o director do grupo activista britânico Alerta Genética Humana.

 

Ao alterar-se o ADN de embriões humanos, altera-se o ADN de todas as células futuras daquele embrião, incluindo das futuras células sexuais, afectando para sempre aquela linha de descendência.

   

Esta questão foi levantada em Abril de 2015, quando pela primeira vez no mundo uma equipa de investigadores chineses anunciou ter utilizado precisamente a Crispr-Cas9 para alterar em embriões humanos um gene chamado HBB, cujas mutações provocam uma doença do sangue potencialmente mortal. Estas alterações foram realizadas em embriões inviáveis porque tinham sido fecundados por dois espermatozóides, possuindo um número anormal de cromossomas. Os embriões provinham de uma clínica de fertilidade e iriam ser descartados.

 

No entanto, a nova técnica e as suas potencialidades acabaram por ser discutidas no início de Dezembro último, na Cimeira Internacional sobre a Edição do Genoma Humano, em Washington, Estados Unidos, onde se concluiu que seria irresponsável, pelo menos para já, a manipulação genética de embriões, ovócitos ou espermatozóides para gerar bebés. Mas, na cimeira, os cientistas defenderam o uso da técnica para fins de investigação.

 

Num dos últimos passos científicos importantes em que a Crispr-Cas9 foi utilizada, mostrou-se que é possível apagar, em ratinhos, a mutação genética que provoca um tipo de distrofia muscular. Este tipo de uso da técnica como terapia genética aplicada a tecidos específicos – neste caso os músculos – é visto com muito menos desconfiança a nível ético.

   

O Reino Unido é o primeiro país em que a questão ética foi primeiro discutida por uma entidade reguladora destas questões e foi aprovada – o que não aconteceu na China. “Estou encantado com a aprovação pela HFEA do pedido da Dra. Niakan”, comentou Paul Nurse, director do Instituto Francis Crick, citado pela BBC online. “A proposta de investigação da Dra. Niakan é importante para compreender o desenvolvimento saudável de embriões humanos e vai aumentar o nosso conhecimento sobre as taxas de sucesso da fertilização in vitro.”

http://www.publico.pt/n1721994

 

Coimbra Genomics aposta na medicina personalizada com parcerias em cinco países

Nicolau Ferreira - Público

03/02/2016 - 08:01

Empresa portuguesa inventou software que dá informação relevante para consultas médicas com base na genética do doente. Parcerias com Alemanha, Brasil, Estónia, Israel e Portugal são alavanca para chegar aos mercados internacionais.

 

O físico Bruno Soares é o director-executivo da empresa com sede em Cantanhede

O uso da informação genética de cada doente para o diagnóstico e o tratamento das doenças passou a ser uma possibilidade real desde que se concluiu a sequenciação do genoma humano, em 2003. Agora, a empresa portuguesa Coimbra Genomics assinou parcerias com instituições de cinco países para pôr em prática esta ideia. Como? Usando um software que analisa a sequência genética de cada doente e dá informação sobre a sua susceptibilidade para certas doenças e medicamentos.

 

O software, chamado Elsie, é uma plataforma informática que só pode ser usada no contexto clínico, necessitando da autorização do médico e do doente. “É uma ferramenta de suporte à decisão clínica”, explica ao PÚBLICO Bruno Soares, director-executivo da Coimbra Genomics, que está integrada no cluster de empresas do Biocant – Centro de Inovação em Biotecnologia, que fica em Cantanhede.

 

A empresa nasceu em 2013 com o investimento das empresas Critical Ventures e Portugal Ventures. O conselho de administração inclui o físico Carlos Fiolhais, o director do Biocant, Carlos Faro, e Gonçalo Quadros, director da empresa Critical Software. Nos últimos dois anos e meio, a empresa gastou 1,1 milhões de euros na construção do Elsie (um dos nomes da famosa cientista inglesa Rosalind Elsie Franklin, que contribuiu para a descoberta da estrutura da molécula de ADN, em 1953), explorando o complexo mundo da genómica e extraindo a informação que pode ser relevante para a medicina.

 

O anúncio de hoje é o passo seguinte. A empresa fez parcerias com hospitais na Alemanha, no Brasil, em Israel e em Portugal, e integra ainda um estudo-piloto na Estónia. Desta forma, irá testar a tecnologia com os médicos, para depois ser comercializada. “Temos a intenção de entrar em operação comercial já no primeiro semestre de 2016”, antecipa Bruno Soares, que é doutorado em física.

 

Colesterol e dores musculares
A informação em bruto obtida na descodificação do genoma é a sequência das “letras” que compõem a longa molécula de ADN. Uma parte importante destas letras não codifica nenhum dos cerca de 20.000 genes da espécie humana. E para muitos destes genes não se conhece, pelo menos por agora, importância para a saúde. Além disso, em muitos casos, a susceptibilidade a uma doença depende de vários genes. Tudo isto dificulta a possibilidade de se tirar conclusões médicas a partir da informação genética.

 

Para já, a equipa de seis pessoas da Coimbra Genomics (que inclui doutorados em genética, biologia bioinformática e informática) reuniu 30 perguntas – em áreas como a cardiologia, neurologia, pneumologia, gastroenterologia, hematologia, oftalmologia, reumatologia, medicina interna, pediatria e a geriatria –, a que o Elsie dá resposta. “O médico terá de fazer perguntas específicas. Não pode fazer perguntas abertas”, diz o empresário.

 

Uma das perguntas é sobre as estatinas, os medicamentos contra o colesterol. Há uma parte da população que reage mal a estas moléculas, devido à sua genética, e tem problemas musculares. Se um doente tiver o seu genoma sequenciado, o software Elsie poderá aceder a essa informação e indicar imediatamente se corre algum risco de usar as estatinas.

 

“Para perguntas mais complexas sobre doenças, o relatório só é entregue no dia seguinte”, acrescenta Bruno Soares. “O Elsie olha para o código genético do doente e produz um relatório que diz que, em certos estudos, um doente com uma determinada variação genética tem tais características.”

 

Caberá ao médico interpretar a informação. A empresa pretende que o relatório seja de fácil leitura. Desta forma, o médico não terá de estar a par do último gene que a ciência associou a cada doença, defende Bruno Soares. Esse será o trabalho da Coimbra Genomics, que terá de se manter actualizada. É esta aposta que permitirá fazer crescer o potencial do software. Bruno Soares antecipa que o Elsie poderá responder a “milhares de perguntas daqui a cinco anos”.

 

Para a pergunta ser realizada, o médico terá de aceder ao software com uma password e, tanto ele como o doente, terão de introduzir no computador uma “chave física”, para já será uma pen digital. Deste modo, nem o médico poderá conhecer a informação genética de um doente às escondidas, nem o doente poderá saber se tem alguma predisposição para doenças fora de um contexto clínico.

 

Por cada pergunta que o médico faça ao Elsie, o doente terá de pagar “algumas dezenas de euros”, diz Bruno Soares – o valor ainda não foi definido.

 

As parcerias vão servir como “demonstrações do sistema”: na Alemanha, a empresa vai introduzir o software na clínica “Preventicum”, em Essen, e na Ruppiner Kliniken, na região de Berlim-Brandeburgo; no Brasil, será no Hospital Alemão Oswaldo Cruz, em São Paulo; em Israel, no Centro Médico Rambam, em Haifa; e em Portugal, no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra.

 

Só os doentes que têm o genoma sequenciado é que poderão tirar proveito deste serviço, o que dependerá do dinheiro que cada um tem. Bruno Soares argumenta que a sequenciação do genoma é cada vez mais barata, e lembra que em Portugal o Sistema Nacional de Saúde já participa neste exame em casos particulares.

 

A Estónia tem o objectivo de sequenciar o genoma de 20% da sua população, para se colocar na dianteira da investigação na genómica. É neste contexto que a Coimbra Genomics integra o estudo-piloto Iniciativa de Medicina Personalizada da Estónia.

 

Desta forma, a empresa quer mostrar ao mercado internacional que tem “algo muito útil, seguro e inovador”, defende Bruno Soares: “Espero um crescimento muito rápido na fase posterior.”

http://www.publico.pt/n1722177

Investigador do I3S recebe 1,5 milhões de euros para estudar pâncreas

Lusa e PÚBLICO

02/02/2016 - 19:58

José Bessa tem-se dedicado ao estudo do pâncreas.

José Bessa olha para um peixe-zebra

O Instituto de Investigação e Inovação em Saúde (I3S), da Universidade do Porto, anunciou esta terça-feira que o seu investigador José Bessa foi contemplado com um financiamento de 1,5 milhões de euros para estudar o desenvolvimento e o funcionamento do pâncreas, nomeadamente a diabetes.

 

Este dinheiro foi atribuído pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC, na sigla em inglês), numa ronda de negociações que fecha de vez a lista de contemplados em 2015 com estes financiamentos.

 

Assim, relativo ao ano passado, houve financiamento do ERC para um total de dez investigadores portugueses ou a trabalhar em Portugal: além de José Bessa, os outros contemplados foram Cláudio Franco, Vanessa Alexandra Morais e Edgar Gomes (os três do Instituto de Medicina Molecular de Lisboa), Noam Shemesh e Rui Costa (ambos da Fundação Champalimaud), Helder Maiato (também do I3S), Mónica Bettencourt-Dias (do Instituto Gulbenkian de Ciência, em Oeiras), Marina Costa Lobo (do Instituto de Ciências Sociais da Universidade de Lisboa) e António Jacinto (da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Nova de Lisboa).

 

“Este financiamento vai ser excelente porque podemos de facto ter recursos para comprar toda a tecnologia de ponta para desenvolver este projecto de investigação, contratar pessoas e constituir uma equipa para desenvolver este projecto complexo”, afirma agora José Bessa.

 

O trabalho que o investigador está a desenvolver e que irá aprofundar nos próximos cinco anos visa “compreender melhor como é que modificações do nosso genoma podem contribuir para um determinado risco de desenvolvimento desta doença [a diabetes]”, disse José Bessa à agência Lusa. “Podemos, se calhar, melhorar a nossa capacidade de prever o risco associado ao desenvolvimento da doença. No caso de uma pessoa que tem risco demasiado elevado, pode ficar sob vigilância e tomar as devidas precauções em termos de tipo de vida.”

 

No seu projecto, os cientistas do I3S irão utilizar um modelo animal, o peixe-zebra, com pâncreas muito semelhante ao dos humanos. E irão introduzir mutações no genoma não codificante (parte do ADN que não comanda o fabrico de proteínas e que, portanto, não é expressada), para ver se conseguem originar algo semelhante à diabetes de tipo 2. “Queremos decifrar o código do DNA que não contém genes e compreender como é que modificações subtis nesse código podem contribuir para o aumento de risco de algumas doenças, em particular a diabetes”, explica o investigador.

 

O objectivo é compreender “o reguloma do pâncreas”, ou seja, as regiões do genoma que, no seu conjunto, regulam a formação e funcionamento desse órgão. “Sabe-se que durante a diferenciação de qualquer órgão há um conjunto de genes que são expressos e outros silenciados, e que essa expressão é crucial para o correto desenvolvimento e funcionamento dos órgãos. ‘Ligar’ e ‘desligar’ genes, no sítio certo e no momento certo, depende de zonas regulatórias espalhadas pelo genoma dos seres vivos. Erros nessas zonas regulatórias, ou nos reguladores que sobre ela agem, estão na base de várias doenças que conhecemos. É o caso da diabetes”, explica um comunicado do I3S.

 

“Sem este tipo de financiamentos mais avultados, ou com financiamentos mais limitados, os passos que se dão no conhecimento são também limitados”, considera o I3S no comunicado. “Em áreas científicas muito competitivas, como é o estudo da diabetes, haverá sempre alguém, noutro país, em condições para dar passos de gigante. Por isso, a ciência portuguesa está, mais uma vez, de parabéns ao conseguir angariar as condições para competir a nível mundial.”

http://www.publico.pt/n1722172

O cromossoma Y poderá ser inútil para a reprodução masculina

Ana Gerschenfeld - Público

29/01/2016 - 07:41

Sabe-se que este pequeno bocado de ADN é importante para a saúde dos homens. Mas, pelo menos no ratinho, parece ser totalmente redundante em termos reprodutivos.

Um dos ratinhos machos sem cromossoma Y

O cromossoma Y é a quintessência do género masculino. Só os machos o possuem e inclui genes muito importantes para a reprodução. Mas agora, uma equipa de cientistas dos EUA e de França acaba de obter, no ratinho, resultados que parecem pôr seriamente em causa esta função fundamental do cromossoma Y – pelo menos quando se utilizam técnicas de reprodução assistida.

 

Os seus resultados, que foram publicados esta quinta-feira na revista Science, mostram que é possível restaurar a fertilidade de ratinhos machos totalmente desprovidos de cromossoma Y – e portanto supostamente inférteis – graças a outros genes, situados noutros cromossomas.

 

Mais precisamente, bastaram dois “sucedâneos” de genes do cromossoma Y para obter espermatozóides que a seguir permitiram a esses ratinhos estéreis, sem Y, ter filhotes. Segundo os autores do trabalho, os resultados poderão ter, no futuro, implicações na luta contra a infertilidade masculina.

 

Ambos os ratinhos e os humanos possuem dois cromossomas sexuais (no seu conjunto de 23 pares de cromossomas): as fêmeas são XX e os machos XY.

 

Com apenas umas centenas de genes, o cromossoma Y é hoje diminuto em comparação com o X, mas isso nem sempre foi assim. Nos longínquos antepassados dos mamíferos, o X e o Y eram em tudo semelhantes, formando um verdadeiro “par”, tal como os outros 22 pares de cromossomas humanos ainda o fazem.

 

Mas a dada altura, há dezenas de milhões de anos, o cromossoma Y começou a encolher drasticamente, tendo perdido, até hoje, 97% dos seus genes iniciais.

 

Esta aparente fragilidade levou aliás alguns especialistas a argumentar que o cromossoma Y tinha os dias contados. Contudo, vários estudos têm vindo a mostrar claramente que o cromossoma Y está cá para ficar.

 

Porquê? Em particular, porque é vital para a própria sobrevivência do organismo masculino e não apenas para a sua reprodução.

 

Assim, há uns anos, a equipa de David Page, do Instituto Whitehead (EUA), mostrara que, na sua versão actual, o Y só reteve 19 genes dos 600 que partilhava ancestralmente com o X – 19 genes que possuem portanto duas cópias no ADN dos homens – uma no X e uma no Y. Para Page, isto sugeria que esses genes eram particularmente importantes para os homens e que, como na ausência dessa duplicação alguma coisa não correria bem, foi por isso que a evolução se encarregou de os preservar no diminuto cromossoma Y ao longo de dezenas de milhões de anos.

 

Em 2014, essa tese foi confirmada pela equipa de Page e outros, que num artigo na revista Nature concluíam não só que esses 19 genes subsistem no Y há 25 milhões de anos (o contrário da fragilidade), como também que uma boa parte deles são activados em diversos tecidos do corpo para além do aparelho reprodutor masculino. Ou seja: sem o Y, os homens seriam provavelmente inviáveis – e a espécie humana ameaçada de extinção iminente.

 

Dois genes para a fertilidade
Entretanto, a equipa de Monika Ward, da Universidade do Havai (EUA) – a autora principal do artigo agora publicado na Science – tinha por seu lado andado a estudar qual seria a versão “minimalista” do cromossoma Y que garantiria, em certas condições, a fertilidade de ratinhos machos. E estes cientistas mostravam, em 2013 e também na Science, que era possível, com técnicas de reprodução medicamente assistida, gerar descendência a partir de ratinhos machos com apenas dois genes activos no cromossoma Y. Os dois genes indispensáveis chamam-se Sry, que é responsável pela formação dos testículos; e Eif2s3y, que é essencial às primeiras fases da produção de espermatozóides.

 

“Quer isso dizer que a maior parte do cromossoma Y não é necessário para a reprodução?”, interrogara-se na altura Monika Ward. E respondera. "No estado actual dos nossos avanços tecnológicos na reprodução assistida, quer.”

 

Se isto já era em si uma declaração contundente, agora os mesmos investigadores, com a colaboração de um colega da Universidade de Aix-Marselha (França) foram mais longe: mostraram que, mesmo na ausência desses dois genes do Y, ainda é possível garantir a fertilidade dos ratinhos machos.

 

Magia? De forma alguma: basta agir directamente, por um lado, sobre um gene-alvo de Sry, chamado Sox9, que se encontra no cromossoma 11 destes animais; e, por outro, sobre o homólogo do gene Eif2s3y, chamado Eif2s3x – que está presente no cromossoma X dos ratinhos machos (é um dos tais 19 genes acima referidos). Mais precisamente: reproduzindo artificialmente a acção normal do Sry sobre o o Sox9 e utilizando o Eif2s3x para compensar a falta do Eif2s3y, mostraram que o cromossoma Y dos ratinhos podia literalmente ser substituído!

 

Para realizar as experiências, os cientistas começaram por criar ratinhos machos com três particularidades, obtidas por engenharia genética: uma total ausência de cromossoma Y; um gene Sox9 activado; e um gene Eif2s3x (do cromossoma X) sobreactivado. “O facto de aumentar assim a dose desse gene do X [Eif2s3x ] para além do que é normal quando ele e o seu homologo do Y estão presentes”, explica a Universidade do Havai em comunicado, “fez com que Eif2s3x passasse a desempenhar a função de Eif2s3y na iniciação da espermatogénese”.

 

Estes ratinhos, lê-se no mesmo comunicado, desenvolveram então testículos que continham “espermatídeos redondos”, ou seja, espermatozóides imaturos (uma vez que só a primeira fase do seu desenvolvimento fora induzida pelo gene Sox9). A seguir, colheram estas células germinais masculinas e utilizaram-nas, graças a uma técnica de fertilização in vitro chamada ROSI (round spermatid injection), para fecundar ovócitos colhidos em ratinhos fêmeas. Por último, os embriões obtidos foram implantados no útero de “mães de substituição” e daí nasceram ratinhos. “Dos 11 embriões implantados, dez resultaram numa gravidez e nasceram nove ratinhos”, escrevem os autores no seu artigo.

 

Estas crias, derivadas portanto de machos sem cromossoma Y, eram saudáveis e tiveram um tempo de vida normal. E mais: não só as filhas destes ratinhos sem Y eram férteis, sem haver necessidade de recorrer a qualquer técnica artificial para se reproduzirem, como também o eram os netos dos ratinhos sem Y nascidos do cruzamento das suas filhas com ratinhos machos XY normais, explica ainda o comunicado. Por outro lado, graças à técnica ROSI, os cientistas também produziram três gerações consecutivas de machos sem Y. “Mostrámos assim que, no ratinho, o contributo do cromossoma Y não é necessário”, diz Monika Ward, citada no mesmo documento. “É uma boa notícia, uma vez que sugere que existem estratégias alternativas, dentro do genoma, capazes de entrar em acção em determinadas circunstâncias.”

 

A técnica ROSI ainda é considerada experimental no ser humano, devido a questões de segurança e outras dificuldades técnicas, mas os autores esperam que o seu trabalho incite os especialistas a reconsiderar a utilidade da técnica para resolver problemas de infertilidade masculina.

 

Uma pergunta impunha-se: poderia isto implicar também que um dia, graças a técnicas deste tipo, um casal de mulheres – ou até uma mulher sozinha – poderia vir a gerar descendência sem qualquer intervenção masculina? “O nosso estudo foi feito no ratinho”, respondeu-nos Monika Ward. “Embora ainda não tenhamos mostrado que duas fêmeas podem gerar descendência juntas, é teoricamente possível que a combinação da nossa abordagem transgénica com avanços recentes na área das células estaminais poderia permitir a um ratinho fêmea produzir espermatozóides – e até a uma única fêmea produzir esperma e ovócitos. No entanto, no ser humano, a situação é mais complicada e, no estado actual do conhecimento, não podemos afirmar que seria possível, [em particular] devido às diferenças de conteúdo genético entre os cromossomas Y de ratinho e humanos."

 

A cientista acrescenta que, de qualquer maneira, “a ser possível, envolveria extensas manipulações genéticas para conseguir fornecer as doses certas dos genes essenciais do cromossoma X”, tal como agora foi feito no ratinho sobreactivando o gene Eif2s3x. “Ora, por enquanto, nem sequer sabemos quais poderão ser esses genes essenciais no ser humano.”

http://www.publico.pt/n1721683

Os tardígrados são tão incríveis que voltaram à vida ao fim de 30 anos congelados

Rita Ponce -Público

23/01/2016 - 08:32

São quase indestrutíveis, resistindo a condições extremas de frio, calor, radiação ou pressão. No seu rol de recordes, inclui-se agora o despertar de alguns ursinhos-de-água após um longo sono gelado e, por isso, os cientistas não resistiram a chamar-lhes Belas Adormecidas.

Descendente de um dos tardígrados descongelados da espécie Acutuncus antarcticus (no seu interior, a verde, vêem-se as algas que comeu)

Descendente de um dos tardígrados descongelados da espécie Acutuncus antarcticus

Descendente de um dos tardígrados descongelados da espécie Acutuncus antarcticus

Tardígrado visto ao microscópio electrónico de varrimento

Tardígrado com ovos no seu interior

Tardígrado da espécie Macrobiotus sapiens no musgo visto ao microscópio electrónico de varrimento (as cores são falsas)

 

Na saga de ficção científica A Guerra das Estrelas, Han Solo, a personagem interpretada por Harrison Ford, é congelado pelo vilão Darth Vader e, mais tarde, é salvo e descongelado, recuperando por completo. Na natureza, conhecem-se poucos animais capazes de sobreviver a este processo. Agora descobriu-se que os minúsculos tardígrados, ou ursinhos-de-água, como também são conhecidos, conseguem sobreviver ao congelamento durante mais de 30 anos.

Num artigo científico, uma equipa do Instituto Nacional de Investigação Polar do Japão descreve as condições em que estes animais, congelados depois de terem sido recolhidos na Antárctida em 1983, foram descongelados e recuperaram completamente. É um recorde para estes animais já conhecidos pela sua grande resistência.

“Ficámos surpreendidos. É espantoso que consigam sobreviver, recuperar e reproduzir-se depois de terem estado congelados tanto tempo”, comenta ao PÚBLICO Megumu Tsujimoto, ecologista e primeira autora do artigo científico na revista Cryobiology.

Os tardígrados são pequenos invertebrados, geralmente com menos de um milímetro de comprimento, translúcidos, segmentados, com cabeça e quatro pares de patas com várias garras. É devido ao seu aspecto e por viveram na água e em ambientes húmidos, como o musgo, que também lhes chamam ursinhos-de-água.

Alimentam-se de plantas, algas e bactérias e há algumas espécies carnívoras. Sugiram na Terra há mais de 600 milhões de anos e estão identificadas mais de mil espécies, existindo tardígrados em quase todos os ambientes terrestres e marinhos, desde áreas geladas, florestas tropicais, mares até ao topo das montanhas.

Além disso, são conhecidos por resistirem a condições extremas — a temperaturas muito baixas (a 200 graus Celsius negativos) e muito altas (a 150 graus Celsius), ao vácuo, a pressões muito elevadas (1200 vezes a atmosfera terrestre), a doses letais para outros animais de radiação ultravioleta e raios gama. E até já foram ao espaço.

Parecem quase indestrutíveis. A sua resistência deve-se à capacidade, em condições adversas, de entrarem num estado reversível de latência – chamado “criptobiose” –, em que perdem a água do corpo e o seu metabolismo praticamente pára. No entanto, sem entrarem em criptobiose o seu tempo de vida máximo é de 58 dias.

Os tardígrados têm características tão distintas que dentro do reino animal têm o seu próprio filo (unidade taxonómica em que se subdividem os reinos) – o filo Tardigrada. Estes animais foram descritos pela primeira vez em 1773 pelo zoólogo alemão Johann August Ephraim Goeze, que lhes chamou kleine Wasserbären (ursinhos-de-água). Três anos mais tarde, o biólogo italiano Lazzaro Spallanzani é que lhes atribuiu o nome Tardigrada, do latim tardus (lento) e gradus (passo).

Três Belas Adormecidas
Os tardígrados deste estudo, que tinham sido recolhidos em 1983, encontravam-se numa amostra de musgo obtida durante uma expedição japonesa de investigação científica na Antártica, na Terra da Rainha Maud, um território norueguês no Leste do continente branco. O musgo foi colhido numa altura em que não havia acumulação de neve e foi armazenado a 20 graus Celsius negativos.

“Como por vezes podemos encontrar tardígrados nos musgos, esperávamos encontrar alguns na amostra de musgo congelado. Uma vez que o recorde de sobrevivência dos tardígrados a longo prazo em criptobiose era de nove anos para ovos e de oito anos para animais adultos, tínhamos esperança de quebrar este recorde”, lembra Megumu Tsujimoto.

Em Maio de 2014, a amostra foi descongelada. Alguns tardígrados estavam mortos, dois encontravam-se aparentemente em latência e havia ainda um ovo. Foram todos colocados caixinha de laboratório com alimento e água, para voltarem a hidratar-se, e observados à lupa e filmados. “A sobrevivência a longo prazo de animais criptobióticos tem atraído muitos cientistas há muito tempo, mas normalmente só eram descritas as reanimações e não eram estudadas em detalhe as condições da recuperação e da reprodução”, explica a investigadora.

Um dia depois de os cientistas japoneses terem descongelado o ovo e os dois tardígrados – a que a equipa chamou Belas Adormecidas –, os animais começaram a mexer as patas traseiras e, nos dias seguintes, foram-se movendo mais e começaram a alimentar-se.

Um deles, a Bela Adormecida 2, morreu ao fim de 20 dias, mas a Bela Adormecida 1 recuperou e começou a produzir ovos: pôs 19 ovos, 14 dos quais eclodiram e desenvolveram-se como adultos. Também o ovo, a Bela Adormecida 3, que estava congelado eclodiu e deu origem a um adulto, que por sua vez se reproduziu. Estes tardígrados pertencem à espécie Acutuncus antarcticus, que é endémica da Antárctida e partenogénica (pode reproduzir-se sem que ocorra fertilização).

Embora o desenvolvimento dos animais ressuscitados fosse normal, foi mais lento do que o habitual nesta espécie. Os tardígrados demoraram algum tempo a recuperar e o tempo de eclosão do primeiro ovo foi maior do que costume. “O tempo longo de recuperação observado neste estudo é consistente com a reparação dos danos nas células e no ADN acumulados durante os 30 anos de criptobiose”, lê-se no artigo científico.

Os investigadores propõem-se agora estudar como é que estes animais conseguem recuperar da exposição a condições ambientais hostis. “Agora estamos a estudar mais amostras. Depois vamos examinar os danos no ADN e a reparação que ocorre nos animais reanimados e revelar os mecanismos subjacentes à sobrevivência a longo prazo destes animais criptobióticos.”

 Os tardígrados já não são só uma curiosidade para os zoólogos e têm recebido alguma atenção, aparecendo em livros infantis e exposições. Em 2015, foi fundada a Sociedade Internacional de Caçadores de Tardígrados na Universidade da Carolina do Norte, em Chapel Hill (Estados Unidos), dedicada ao estudo da biologia destes animais e à sua divulgação junto do público em geral, disponibilizando informação para professores e para quem queira fazer a sua “caça aos ursinhos-de-água”.

Nos últimos meses, os tardígrados foram também alvo de atenção com a publicação dos primeiros resultados da sequenciação do seu genoma. Este trabalho foi realizado por duas equipas científicas diferentes que, porém, apresentaram resultados distintos para a mesma espécie de tardígrado (Hypsibius dujardini). Primeiro, em Novembro de 2015, uma investigação liderada por investigadores da Universidade da Carolina do Norte publicou um artigo indicando que um terço do genoma destes animais continha genes adquiridos de outros grupos animais – a maior taxa alguma vez encontrada em animais. Uma semana mais tarde, uma equipa da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, publicou os resultados preliminares da sua sequenciação, encontrando valores muito mais baixos para genes “estrangeiros”, sugerindo por isso que os resultados da equipa norte-americana se devessem a uma contaminação das amostras utilizadas.

Esta divergência nos resultados da descodificação do genoma dos tardígrados é também um exemplo da forma como avança a investigação científica e da importância da validação dos resultados por outros cientistas que não fizeram parte de uma equipa. Por agora, não há um veredicto final sobre a composição do genoma dos tardígrados, mas este desfecho é aguardado com curiosidade. Talvez a análise deste genoma possa desvendar parte do segredo de como é que estas espécies conseguem tolerar condições ambientais tão extremas.

Se recuperar e reproduzir-se ao fim de 30 anos de congelamento é um recorde para os tardígrados, não é um recorde para os animais – há relatos de vermes nemátodos que superaram congelamentos mais longos, como por exemplo o Tylenchus polyhypnus, depois de quase 39 anos congelado. Nesta perspectiva, a história em que Han Solo é congelado num dos filmes da saga de A Guerra das Estrelas e descongelado no filme seguinte torna-se quase uma brincadeira de crianças.

Texto editado por Teresa Firmino

O que os cientistas descobriram na Gronelândia pode aumentar ainda mais o nível do mar

Chelsea Harvey (The Washington Post) - Público

11/01/2016 - 08:32

Pensava-se que uma camada de 80 metros de gelo poroso na Gronelândia estava a reter parte da água derretida à superfície. Mas nos últimos anos, descobriu-se agora, este mecanismo tem estado a desaparecer.

A subida da temperatura global pode estar a afectar a camada de gelo da Gronelândia – e a sua contribuição para o aumento do nível médio do mar – de uma forma mais grave do que os cientistas imaginavam, revela um novo estudo. As alterações recentes no gelo parecem ter afectado a sua capacidade de armazenar o excesso de água, o que significa que uma maior quantidade de gelo derretido poderá estar a ir para o oceano.

Os cientistas dizem que a camada de gelo da Gronelândia já perdeu mais de nove biliões (milhões de milhões) de toneladas de gelo no último século – e a rapidez do derretimento continua a aumentar à medida que as temperaturas vão subindo.

A agência espacial norte-americana NASA estima que a camada de gelo da Gronelândia está a perder anualmente cerca de 287.000 milhões de toneladas, em parte por causa do derretimento superficial e em parte por causa de pedaços de gelo que se partem dos glaciares e caem para o oceano. Como esta enorme camada de gelo tem o potencial de aumentar bastante o nível médio do mar [se todo o gelo da Gronelândia derretesse, o nível médio do mar subiria cerca de sete metros], os cientistas têm estado especialmente atentos ao seu comportamento e aos fenómenos que podem acelerar o seu derretimento.

O novo estudo, publicado na revista Nature Climate Change, centrou-se numa parte do gelo designada por firn (uma palavra alemã). [Este é o nome dado à neve endurecida, que vai ficando tapada pela neve que cai por cima e volta a cristalizar nos anos seguintes, tornando-se mais densa, mas não alcançando ainda a densidade do gelo. A camada de “firn” é porosa e atinge os 80 metros de profundidade, de acordo com o artigo.]

O firn é considerado uma parte importante da camada de gelo porque consegue capturar e acumular o excesso de água antes de ela escoar da superfície dos glaciares. [Até agora, os cientistas estimavam que o firn pudesse sequestrar entre 30 e 40% do gelo derretido.] Este serviço da natureza acaba por ser essencial porque ajuda a mitigar o aumento do nível médio do mar que de outro modo aconteceria, se toda a água derretida fugisse do glaciar.

“Como esta camada é porosa e como os poros estão ligados entre si, em teoria todos os poros nesta camada de gelo recente poderão ser usados para acumular a água derretida que percola para o interior do ‘firn’ sempre que o gelo derrete à superfície”, explicou Horst Machguth, do Centro de Investigação Geológica da Dinamarca e da Gronelândia, ao jornal The Washington Post. Ao longo do tempo, a água derretida que escorreu para os poros pode ir para os aquíferos que existem na camada de gelo do firn ou pode voltar a congelar.

Até há pouco tempo, muitos cientistas assumiam que a maior parte desta camada ainda estava disponível para capturar água líquida. Mas o novo estudo mostrou que é provável que isso já não seja assim. Através de observações em 26 sítios na região Oeste da Gronelândia, os investigadores mostraram que formações recentes de densas camadas de gelo junto à superfície estão a dificultar a entrada de água líquida – o que faz com que esta seja forçada a escoar para o oceano.

“Os outros estudos defendiam que havia uma capacidade ilimitada de retenção de água naquele gelo, mas este novo estudo mostra que não é verdade”, disse Kurt Kjær, curador e investigador do Museu de História Natural da Dinamarca, que estudou as dinâmicas da camada de gelo na Gronelândia mas não esteve envolvido no novo trabalho.

Os cientistas examinaram amostras do gelo obtidas por perfuração naqueles locais da Gronelândia entre 2009 e 2015. A equipa procurou descobrir como é que uma série de Verões particularmente quentes, que causaram vários fenómenos de derretimento muito significativos em 2010 e 2012, afectou o firn.

Criadas “lentes de gelo”
“Acho que o resultado mais notável do nosso estudo é mostrar que aquela camada de gelo recente reage mais rapidamente do que o esperado ao aumento da temperatura atmosférica”, disse Horst Machguth. Ao analisar as amostras de gelo, os investigadores descobriram que o dilúvio de água derretida dos últimos anos escorreu para o gelo e congelou em camadas superficiais chamadas “lentes de gelo”. Estas lentes impedem que a água derretida escorra mais para baixo, o que significa que a água começa a acumular-se e a congelar logo junto da superfície, aumentando o número e a grossura de lentes de gelo num ciclo vicioso.

As amostras de gelo mostravam que as lentes de gelo ficaram rapidamente mais grossas entre 2009 e 2012, disse Machguth. Depois, a partir de 2012, ocorreu uma nova mudança. “No local onde estávamos, o derretimento muito intenso dos gelos que ocorreu no Verão de 2012 não resultou num aumento forte da camada de gelo no ‘firn’, porque já havia uma camada de gelo presente”, explicou o cientista. “Em vez disso, observámos que a camada de gelo obrigou a água derretida a escorrer pela superfície.”

Este fenómeno foi mais pronunciado nas zonas mais baixas do Oeste da Gronelândia, onde a água se infiltrou mais rapidamente nas camadas de gelo, e ficou lá acumulada na sua forma sólida. Mas Machguth e os seus colegas prevêem que o mesmo processo de formação de lentes de gelo irá ocorrer em locais cada vez a maior altitude – e a quantidade de água derretida forçada a escorrer para o oceano, não tendo onde infiltrar-se, irá também aumentar.

[Os peritos do Painel Internacional para as Alterações Climáticas das Nações Unidas estimam que até 2100 o derretimento de gelos em toda a Terra vá fazer aumentar o nível médio do mar entre 0,44 e 0,74 metros face ao período compreendido entre 1986 e 2005, no melhor e no pior cenário de emissões de gases com efeito de estufa. No ano 2500, esta amplitude entre o melhor e o pior cenário exacerba-se muito: é entre 0,5 metros, se os países controlarem a sério as emissões de dióxido de carbono e outros gases como o metano, e 6,6 metros, se as emissões continuarem descontroladas. Neste cálculo, conta também o derretimento dos glaciares que existem nos continentes e a grande massa de gelo que a Antárctica alberga.]

No caso da Gronelândia, a equipa do novo estudo não está só preocupada com a possível contribuição que este excesso de água vai ter no aumento do nível médio do mar – também sugere que o aumento de escoamento de gelo derretido possa provocar certos processos de reforço positivo que causem um derretimento ainda maior no futuro. Segundo o artigo científico, a água que vai escoando poderá esculpir canais na superfície da camada de gelo criando assim áreas lamacentas [mais escuras], o que poderá reduzir o albedo – a capacidade de a camada de gelo reflectir a luz solar. Por isso, com mais luz solar a ser absorvida pelo gelo, a temperatura à superfície poderá ficar ainda mais alta, acelerando o seu derretimento.

Além disso, estas mudanças no firn são em grande medida irreversíveis. Apesar de ser possível a formação de uma nova camada de gelo à medida que a neve vai caindo durante o Inverno e vai se acumulando à superfície na Gronelândia, o processo pode demorar décadas – e pode não acontecer de todo num clima cada vez mais quente.

Este estudo particular foi realizado apenas na região Oeste da Gronelândia, por isso os cientistas não têm a certeza se estes resultados reflectem o que está a acontecer em toda a ilha. Seria importante fazer as mesmas análises noutros locais, considerou Machguth.

Mas até lá, estas observações representam um importante passo na compreensão dos processos que afectam a Gronelândia, e podem ajudar os cientistas a melhorar as simulações utilizadas para prever o que irá acontecer no futuro àquela enorme massa de gelo. “Quando se obtém este tipo de informação, onde há um novo tipo de conhecimento, ela deverá ser integrada nos modelos”, defendeu, por sua vez, Kurt Kjær.

Exclusivo The Washington Post/PÚBLICO

A higiene na Roma Antiga não evitou a propagação de lombrigas e outros parasitas

Nicolau Ferreira - Público

11/01/2016 - 20:31

Apesar dos aquedutos, dos sistemas de esgotos, das latrinas e dos banhos públicos, parasitas como as pulgas, as ténias ou um verme que existe nos peixes continuaram a existir nas cidades romanas.

Latrinas romanas num sítio arqueológico na Síria

Ovo do parasita de um local romano na Turquia

 Na obra-prima de Marguerite Yourcenar, Memórias de Adriano, publicada em 1951, a escritora belga coloca-nos como herdeiros de Roma. O romance é um relato na primeira pessoa da vida do imperador romano Adriano, e a sua profundidade e qualidade evocativa tornam credíveis os pensamentos daquela figura histórica, que viveu entre 76 e 138 d.C. Por isso, é possível reencontrarmo-nos com o legado de Adriano quando ele diz ver em cada frágil povoação, protegida por paliçadas, futuras metrópoles que seguem a mesma “unidade da conduta humana” da Roma Antiga, o mesmo modelo civilizacional.

A partir de um legado destes, é natural que o quotidiano daquela civilização seja observado à lupa pelos historiadores e nasçam perguntas como a do investigador Piers Mitchell, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido: “Queria ver se as tecnologias de saneamento introduzidas na Europa pelos romanos beneficiaram a saúde das pessoas que viviam sob as regras romanas.” O paleopatologista tentou perceber se parasitas como as lombrigas e as pulgas desapareceram com a expansão do império romano, comparando vestígios arqueológicos romanos com outros anteriores. A resposta é não, conclui um artigo publicado na revista Parasitology: os parasitas não desapareceram nas cidades romanas e muito provavelmente até proliferaram.

“Os romanos eram conhecidos por disseminar as suas ideias sobre literatura, engenharia, cultura, cozinha, religião e higiene”, lê-se no artigo. “A propagação do conhecimento romano – a água limpa e fresca dos aquedutos, o aquecimento debaixo do chão das casas, os banhos públicos para as pessoas se lavarem, as casas de banho com descarga, os sistemas de escoamento e esgotos – poderia, em teoria, ter melhorado a saúde dos habitantes.”

Piers Mitchell explica como é que estes equipamentos públicos eram utilizados e por quem. “As latrinas públicas eram normalmente gratuitas. Os banhos públicos tinham um custo de entrada, mas penso que eram bastante baratos. No entanto, os mais pobres não tinham as suas próprias latrinas e teriam usado um pote, que depois era esvaziado na rua para um esgoto aberto”, explica o investigador ao PÚBLICO.

Apesar de a República de Roma ter nascido no final do século VI a.C., as fronteiras máximas do império romano foram conquistadas apenas no século III d.C., alcançando a costa do Norte de África, o Próximo Oriente, o Sul e Oeste europeus e parte da Grã-Bretanha. Naqueles séculos, as culturas da Idade do Ferro e da Idade do Bronze na Europa foram sendo substituídas pela cultura romana. Regras de higiene, como a retirada dos dejectos humanos das ruas para serem levados fora da cidade, foram aplicadas nas novas cidades do império.

Para compreender o impacto destas medidas na prevalência dos parasitas humanos, Piers Mitchell procurou na literatura provas da existência de parasitas do sistema digestivo humano nas antigas latrinas, nas sepulturas e nos coprólitos – fezes fossilizadas –, bem como de parasitas da pele como piolhos, pulgas ou piolhos púbicos, em tecidos e em pentes encontrados em locais arqueológicos romanos.

Assim, os romanos eram infectados por ténias na Grã-Bretanha, no Egipto e na Alemanha, e por lombrigas na Áustria, em Israel, na Holanda e na Polónia, entre outros países. Estes e outros parasitas estavam tão dispersos no império romano como nas culturas europeias anteriores, o que significa que a vida romana não os tinha evitado.

Há mesmo o caso de um parasita intestinal responsável pela difilobotríase, que infecta pessoas quando comem peixe mal cozinhado, e que se tornou muito mais frequente durante o império romano graças a um pitéu chamado garum. Este prato, à base de peixe não cozinhado e fermentado, era levado até locais longe da costa, transportando o parasita que acabava por infectar populações que antes não teriam acesso a peixe na Áustria, na Alemanha e noutras regiões.

No artigo, Piers Mitchell conclui que a grande mudança em relação aos tipos de parasitas que afectavam as populações humanas terá acontecido muito antes dos romanos, quando se começou a cozinhar os alimentos e se deixou de comer carne crua, evitando os parasitas provenientes da caça, por exemplo.

Mas qual a razão do insucesso da higiene romana? “Um factor-chave foi que as leis romanas que exigiam que os dejectos fossem recolhidos das ruas e fossem levados para fora das cidades eram responsáveis por reinfecções, já que eram muitas vezes usados para a fertilização dos campos”, diz o investigador, explicando que o uso actual de fertilizantes químicos torna alguns parasitas, como as lombrigas, menos frequentes. Outra razão poderá estar nos próprios banhos públicos, que não seriam limpos com a regularidade necessária.

No entanto, o investigador não desdenha a engenharia romana: “Os esforços de melhorar o saneamento teriam tornado o quotidiano mais conveniente para as populações. Além disso, provavelmente as cidades cheirariam melhor.”

Estas antigas preocupações associadas à urbanização continuam nas cidades de hoje, com resultados muito mais satisfatórios. Nesse sentido, podemos voltar às Memórias de Adriano e à sua ideia de legado, que o imperador nos sussurra através da história: “Roma perpetuar-se-ia na mais pequena cidade onde os magistrados se esforçassem por verificar os pesos dos negociantes, limpar e iluminar as ruas, opor-se à desordem, à incúria, ao medo, à injustiça, e reinterpretar razoavelmente as leis. Assim, só decairia com a última cidade dos homens.”