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Além da Genética: a sequência de DNA não traça nosso destino

Joana e Bianca nasceram no dia 8 de novembro. Eram irmãs gêmeas, e gêmeas idênticas. E Dona Clara, mãe das meninas, adorava vesti-las iguais, como se não bastasse o quão parecidas já eram. Todavia, mesmo sendo tão parecidas por fora, elas tinham hábitos diferentes: Joana amava esportes e só se permitia comer hambúrguer aos domingos; já Bianca não era fã de atividades físicas e preferia passar seu tempo livre fumando seu cigarrinho e assistindo a suas séries favoritas. Um belo dia, Joana despertou com um telefonema. Era sua irmã. Chorando, do outro lado da linha, lhe dá a notícia de que fora diagnosticada com câncer. Desde então, Joana faz exames preventivos, mas não teve o mesmo triste diagnóstico até seus atuais 70 anos.

Mas como isso pôde acontecer? Gêmeas univitelinas que são, partilham o mesmo código genético. Não deveriam, então, estar destinadas a compartilhar não só os mesmos traços físicos, mas também a infeliz sorte de ter essa doença de cunho genético? Era exatamente assim que os geneticistas pensavam quando foi desenvolvida a metodologia de sequenciamento de DNA, que rendeu um Nobel a Walter Gilbert, em 1980. Nós, cientistas, apostávamos que todas as respostas estariam na sequência do genoma humano, publicada em 2003. Mas não: o Projeto Genoma Humano não foi suficiente para compreendermos como a mesma sequência de bases nitrogenadas poderia culminar em fenótipos diferentes. A resposta só poderia estar, então, além da genética, ou seja, EPIGENÉTICA.

Epigenética, palavra que se origina do prefixo grego epi, que significa além e acima de algo, foi primeiramente utilizada pelo geneticista britânico Conrad Hal Waddington em 1942. O conceito foi refinado desde então e, hoje, é compreendido como sendo as alterações herdáveis do padrão de expressão de genes que não envolvem mudanças na sequência de DNA propriamente dita. A sequência continua sendo a mesma, ou seja, não ocorre nenhuma mutação; mas o produto final da expressão dos genes contidos nessa sequência pode ser diferente. Isso é possível devido à ocorrência de mecanismos epigenéticos.

Existem vários mecanismos epigenéticos, como metilação do DNA e acetilação de histonas, que podem estar envolvidos com a ativação ou repressão da expressão de um gene. O produto final da nossa expressão gênica é, então, a soma dos resultados desses fatores que ocorrem simultaneamente sobre nossa sequência de DNA.

O primeiro e mais conhecido mecanismo é a metilação do DNA, proposto por Holliday e seu aluno Pugh, e também por Riggs, independentemente, em 1975. Em geral, a metilação do DNA está envolvida com o silenciamento dos genes codificados pela sequência onde ocorre: o gene continua ali, mas não é expresso, uma vez que a sequência de DNA onde ele se encontra se torna bem compactada, impedindo então o acesso da maquinaria de transcrição.

A Epigenética está envolvida em vários processos celulares essenciais e normais, como no desenvolvimento e diferenciação celular. Já parou para pensar que todas as nossas células, uma vez que se originam de uma única célula inicial, o zigoto, possuem o mesmo DNA, mas mesmo assim possuem características e funções completamente diferentes? Uma célula do nosso fígado, por exemplo, é totalmente diferente de uma célula da nossa pele. Isso é possível graças aos mecanismos epigenéticos que geram diversos fenótipos a partir de um mesmo genótipo (DNA). A esse evento damos o nome de “plasticidade fenotípica”.

Sabe-se ainda, que a Epigenética está também envolvida na formação de neoplasias, como o câncer de Bianca. Elas podem ocorrer, por exemplo, se houver metilação de regiões do DNA que abrigam genes supressores tumorais que regulam a divisão celular. A perda da expressão desses genes pode, então, levar à proliferação celular desordenada, que caracteriza a formação de tumores.

Waddington também cunhou “paisagem epigenética”, classicamente retratada como uma célula imatura, representada como uma bola no topo de um declive que é desviada em cada ponto de ramificação até atingir uma base, que corresponde à célula diferenciada. O termo é um modelo conceitual de como os genes podem interagir com o ambiente para produzir um fenótipo. Tal conceituação explica porque a Epigenética é tida como “o novo lamarckismo”, referenciando o francês Lamarck, que foi o primeiro a propor uma teoria da evolução, publicada em 1809, segundo a qual a progressão dos organismos era guiada pelo ambiente.

De fato, fatores ambientais como dieta, exposição a substâncias químicas ou comportamento podem alterar epigeneticamente a expressão gênica dos organismos e até desencadear o desenvolvimento de doenças como obesidade ou câncer. Isso explica por que, mesmo com a mesma sequência de DNA, Joana e Bianca desenvolveram características diferentes. Sabe-se que componentes presentes em alimentos possuem funções epigenéticas (Hardy & Tellefsbol, 2011). Estudos recentes também demonstraram que o padrão de metilação de DNA se encontra diferente em pacientes com câncer, como melanoma (Fu S., 2017), ou em pacientes com fibromialgia (Ciampi de Andrade D. et al, 2017). A Epigenética é uma campo de pesquisa revolucionário e drogas de efeito epigenético são inclusive uma possibilidade terapêutica já em analise.

 

PRINCIPAIS REFERÊNCIAS:

  1. Carramaschi, Lygia. Contribuições para problemas atuais em genética humana: função gênica e herança epigenética. Universidade de São Paulo. 2004.
  2. Ciampi de Andrade D. et al. Epigenetics insight into chronic pain: DNA hypomethylation in fibromyalgia-a controlled pilot-study. 2017 Jun 15. doi: 10.1097/j.pain.0000000000000932.
  3. Costa, E. B. O; Pacheco, C. Epigenética: regulação da expressão gênica em nível transcricional e suas amplicações. Semina: Ciências Biológicas e da Saúde, Londrina, v. 34, n. 2, p. 125-136, jul./dez. 2013.
  4. Fu S. et al. DNA methylation/hydroxymethylation in melanoma. Oncotarget. 2017 May 30. doi: 10.18632/oncotarget.18293.
  5. Hardy T. M.; Tellefsbol T. O. Epigenetic diet: impact in epigenome and cancer. Epigenomics. 2011 Aug; 3(4):503-18. doi: 10.2217/epi.11.71.
  6. Holliday R. Epigenetics A Historical Overview. Epigenetics. 2006; 1:2, 76-80.
  7. Jablonka E. & Lamb M.J. The Changing Concept of Epigenetics. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2002; 981: 82-96.
  8. Muller, H. R.; Prado, K. B. Epigenética: Um Novo Campo da Genética. RUBS, Curitiba, v. 1, n. 3, p. 61-69, set./dez, 2008.
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Como as representações midiáticas de cientistas e do que é ciência podem influenciar na visão de adolescentes sobre o tema?

 

As questões sobre a influência do que é retratado na mídia nas concepções de diferentes grupos populacionais estão presentes há muito tempo, estando os pesquisadores, ativistas e muitos cidadãos preocupados com o impacto de visões estereotipadas de grupos como os gays e as lésbicas, as pessoas negras, entre outros, na manutenção e/ou aprendizagem de preconceitos. Com relação à profissão de cientista, estudos têm mostrado, por exemplo, que nos filmes, os protagonistas geralmente são homens com o estereótipo de “cientista maluco” (Flicker, 2003), ou seja, um homem de meia-idade, que trabalha sozinho em um laboratório utilizando jaleco branco, óculos, e conduzindo experimentos perigosos.

Outros estudos têm mostrado uma relação entre a representatividade de certas profissões na mídia e as expectativas que jovens têm com relação ao futuro profissional. Isso significa que é possível que “as representações predominantemente masculinas de cientistas podem refletir em um menor interesse das adolescentes em seguir a carreira científica” (Reznik et al., 2017, p. 837).  Quais seriam, portanto, as representações sociais de cientistas para adolescentes do sexo feminino, estudantes do ensino médio de escolas brasileiras? E quais seriam as concepções de ciência para essas adolescentes? Essas perguntas foram abordadas em um estudo recentemente publicado na revista Estudos Feministas.

Vinte e seis adolescentes, divididas em quatro grupos, sendo dois deles formados por alunas de escolas públicas, e os outros dois por alunas de escolas particulares, participaram da pesquisa conduzida por Gabriela Reznik e seus colaboradores (2017). As alunas tinham de 15 a 19 anos de idade, e eram todas moradoras do Rio de Janeiro. Utilizando fotos e entrevistas com cientistas mulheres divulgadas na televisão como disparadores para a discussão, os pesquisadores buscaram identificar as concepções sobre o que seria ciência e também sobre a profissão de cientista.

Os resultados mostraram que as concepções sobre ciência estão bastante relacionadas às disciplinas de ciências e de biologia, sendo também relacionadas à química e à física. De acordo com os pesquisadores, os atributos relacionados aos cientistas reproduzem o estereótipo, já encontrado em outras pesquisas, do “cientista maluco”, que seria um homem branco com inteligência acima da média. É possível também que a imagem de homem branco com inteligência acima da média reflita a adição de personagens considerados excêntricos nos programas da TV, como o Sherlock Holmes, House e Sheldon (The Big Bang Theory).

As alunas, apesar da representação de cientista ser a de um homem, se mostraram interessadas na área de pesquisa, o que pode ter acontecido pelo uso das entrevistas com mulheres que foram utilizadas como disparadores da discussão. A pesquisa foi intimamente relacionada com a descoberta e a novidade, e as alunas relataram ter interesse em áreas como medicina, psicologia e biologia. O reconhecimento do aumento das possibilidades de inserção em diferentes áreas por mulheres foi enfatizado:

 

…Parece, nas fotos, que as mulheres de hoje em dia estão quebrando barreiras, porque antigamente os homens tomavam posse de todas as profissões, hoje não, as mulheres já quebraram essa barreira e hoje fazem de tudo, motorista de ônibus, policial. A gente vindo, eu vi uma mulher manuseando uma máquina. Tu viu? Eu nunca tinha visto! De obra! Mulheres no topo, né? (Grupo Focal 3, Reznik et al., 2017).

 

Algumas participantes relataram, inclusive, expectativas com relação a seus próprios futuros profissionais, o que mostra a importância da representatividade.  Desse modo, esse estudo contribuiu para aumentar a produção sobre “mulher e ciência”, mostrando não haver diferenças marcantes entre as concepções das alunas de escolas particulares ou públicas. Apesar de as áreas as quais as participantes demonstraram interesse são, em grande medida, profissões relacionadas ao cuidado, algo relacionado com características consideradas femininas, o interesse na área está presente e deve ser fomentado, especialmente por professores, os quais são uma grande influência na escolha da carreira (e.g., Stekolschik, Draghi, Adaszko, & Gallardo, 2010).

 

Referências

Flicker, E. (2003). Between brains and breasts – Women scientists in fiction film: On the marginalization and sexualization of scientific competence. Public Understanding of Science, 12(3), 307-316.

Resnik, G., Massarani, L. M., Ramalho, M., Malcher, M. A., Amorim, L., & Castelfranchi, Y. (2017). Como adolescentes apreendem a ciência e a profissão de cientista? Revista Estudos Feministas, 25(2), 829-855. Disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ref/v25n2/1806-9584-ref-25-02-00829.pdf

Stekolschik, G., Draghi, C., Adaszko, D., Gallardo, S. (2010). Does the public communication of science influence scientific vocation? Results of a national survey. Public Understanding of Science, 19 (5), 625-637.

Fontes das Imagens: https://pixabay.com/pt/mulher-negra-qu%C3%ADmico-feminino-1295543/ e https://pixabay.com/pt/qu%C3%ADmico-feminino-bata-de-laborat%C3%B3rio-1295545/

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O que é heteroresistência a antibióticos?

        Provavelmente você já deve ter ouvido falar ou lido em jornais, revistas como http://veja.abril.com.br/blog/letra-de-medico/resistencia-bacteriana-aos-antibioticos-o-panorama-atual/ e http://brasilescola.uol.com.br/biologia/resistencia-das-bacterias-aos-antibioticos.htm ou mesmo acompanhado no nosso blog https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/04/17/crise-dos-antibioticos-e-superbacterias-como-nos-proteger-parte-2/ como o problema da resistência a antibióticos é grave por tornar mais difícil o tratamento de infecções e controle de surtos e também devido à significativa redução de opções terapêuticas. Atualmente, microrganismos MDR (multi-drug-resistance), capazes de resistir a diferentes classes de antibióticos, estão no centro das atenções no campo da microbiologia médica. Entretanto, existem microrganismos com um perfil de resistência igualmente preocupante que merece atenção nessa chamada “era pós antibiótico”, a heteroresistência. Para começar a entender esse fenomeno é preciso explicar o que é a heteroresistência. Nesse ponto esbarramos no primeiro obstáculo, pois não existe uma definição unificada. As principais organizações responsáveis pelas normais de diagnóstico em microbiologia, CLSI1, EUCAST2 e BSAC3 (http://clsi.org/; http://www.eucast.org/; http://www.bsac.org.uk) apresentam diferentes definições e ainda cada trabalho de pesquisa publicado sobre o assunto define heteroresistência de uma forma diferente, tornando praticamente impossível comparar trabalhos realizados por diferentes grupos. Apesar disso, exite uma boa definição feita pelos pesquisadores El-Halfawy e Valvano em sua revisão sobre o tema publicado em 2015 a heteroresistência é definida por eles como um fenômeno no qual uma população bacteriana aparentemente homogênea apresenta diferentes graus de susceptibilidade a um determinado antibiótico, ou seja, existem bactérias resisitentes a altas doses de antibiotico dentro de uma população classificada como sensível. Diferente do que acontece em uma população homogênea em que algumas células bacterianas podem possuir algum tipo de mutação e por isso resistirem a pequenas doses de antibiótico, em uma população heterogênea (ou heteroresistente) uma parte considerável da população e capaz de sobreviver a altas concentrações de antibiótico (Fig.1).
Quais são os riscos? O mais preocupante na questão da heteroresistência é que esse fenômeno pode estar associado com a falha terapêutica e com a recorrência das infecções, já que a proporção de células capazes de sobreviver é maior do que numa população homogênea. Essa condição levanta duas questões principais: 1) Como prevenir o aparecimento de bactérias heteroresistentes? 2) Qual a importância desse fenótipo estar presente nos guidelines (conjunto de diretrizes)? A resposta da primeira pergunta é bem simples, pode-se usar a mesma lógica utilizada para prevenção de aparecimento de bactérias resistentes e para prevenção de infecção, como reduzir o uso inapropriado de antibióticos, principalmente o uso sem aconselhamento médico. Muitos desses casos nem precisam de antibióticos, como o tratamento de infecções virais, é  importante lembrar que nem toda dor de garganta é causada por bactérias. A resposta da segunda questão é um pouco mais complexa, porque não existe um consenso sobre a importância da heteroresitência entre os especialistas. Enquanto alguns pesquisadores acreditam que a heteroresistência e um problema menor comparado com a multi-resistência, outros pesquisadores acreditam que informação sobre o perfil de heteroresistência também deveria estar disponível nos laudos clínicos obtidos por laboratórios de diagnóstico. Assim, ao invés dos laudos apresentarem apenas a informação se a bactéria é sensível ou resistente apresentariam também a informação se a bactéria é heteroresistente e caberia o médico decidir o tratamento sabendo que existe um risco de falha terapêutica.
A heteroresistência já foi estudada para alguns microrganismos como Staphylococcus aureus e a heteroresistência à meticilina, Pseudomoas aeruginosa e a heteroresistência à polimixina B e Streptococcus pneumonie e a heteroresistência à fosfomicina. Seria a heteroresistência uma forma de coevolução? Uma vez, que algumas células bacterianas conseguem sobreviver sem precisarem manter genes de resistência à antibióticos, o que custa energia, a heteroresistência seria uma forma de pelo menos parte da população sobreviver. Ou seria a heteroresistência um processo intermediário, um passo antes da resistência completa? Mesmo não tendo uma resposta para isso, artigos publicados que sequenciaram o genoma de bactérias heteroresistentes, mostram que essas bactérias apresentam diferentes mecanismos, intrínsecos ou adquiridos para esse fenótipo, algumas apresentam mutações em proteínas alvo dos antibióticos ou proteínas reguladoras desses alvos, enquanto outras adquirem elementos genéticos móveis por exemplo, plasmídeos , que possuem vários genes e que podem ser trocados entre as bactérias. Isso implica, no aumento da eficiência desses microrganismos no processo de infecção. A maioria dos trabalhos associa a heteroresistência com mutações, pois requer menos do fitness bacteriano e assim permite a sobrevivência dessas bactérias sem precisar de mais genes de resistência.
Está claro que o uso de antibióticos precisa ser controlado para reduzir problemas como o aparecimento de bactérias multirresistentes e também das heteroresistentes. No entanto, mais pesquisas sobre o fenômeno de heteroresistência pode ajudar a identificar esses casos e assim até prevenir problemas maiores, uma vez que esse fenômeno tem impacto direto no cuidado à saúde. O ideal seria a criação de um critério único para identificação de bactérias heteroresistentes e orientações que poderiam estar presentes nos guidelines.

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Figura 1: Comportamento de bactérias heteroresistentes versus bactérias homogêneas modificado de El-Halfawy OM, Valvano M, 2015.

1-CLSI- The Clinical and Laboratory Standards Institute
2-EUCAST- European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing
3-BSAC- British Society of Antimicrobial Chemotherapy

Referências

  • Nakipoglu Y, Derbentli S, Cagatay AA, Katranci H. 2005. Investigation
    of Staphylococcus strains with heterogeneous resistance to glycopeptides
    in a Turkish university hospital. BMC Infect Dis 5:31. http://dx.doi.org
    /10.1186/1471-2334-5-31.
  • Khan SA, Sung K, Layton S, Nawaz MS. 2008. Heteroresistance to
    vancomycin and novel point mutations in Tn1546 of Enterococcus faecium
    ATCC 51559. Int J Antimicrob Agents 31:27–36. http://dx.doi.org /10.1016/j.ijantimicag.2007.08.007
  • Hiramatsu K, Aritaka N, Hanaki H, Kawasaki S, Hosoda Y, Hori S, Fukuchi
    Y, Kobayashi I. 1997. Dissemination in Japanese hospitals of strains of Staphylococcusaureus heterogeneously resistant to vancomycin. Lancet 350:
    1670–1673. http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(97)07324-8.
  • El-Halfawy OM, Valvano MA. 2015. Antimicrobial heteroresistance: an emerging field in need of clarity. Clin Microbiol Rev 28:191–207. doi:10.1128/CMR.00058-14.
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Pyladies, Django Girls, PrograMaria: Mulheres Retomando a Computação

O tema tem estado em alta, várias mulheres esquecidas pela história tem voltado para tomar o lugar a que lhes pertence, no hall das grandes figuras na computação! Como a Augusta Ada Byron, conhecida como Ada Lovelace. Nascida em Londres, filha do famoso poeta inglês Lord Byron e de Ann Isabella Milbanke, uma matemática cujo título era Princesa dos Paralelogramos, que encorajou a filha a seguir sua carreira. Ada é considerada como a primeira programadora de computadores do mundo. Ela introduziu comandos como o condicional IF-THEN, operadores, matrizes e loops , assim como a utilização do sistema binário ao invés do decimal. [2]

Há também, Grace Hopper que, em 1945, encontrou uma mariposa (bug) nos circuitos do computador Mark. Ela escrevia um software para a máquina, que havia parado de funcionar e, ao retirar a mariposa (debugging) voltou a funcionar. Hopper desenvolveu o primeiro de uma série de compiladores e exerceu grande influência na formulação de uma linguagem comum orientada para negócios, que deu origem ao COBOL ( Common Business Oriented Language ). [2]

Apesar desses e outros grandes exemplos, durante muito tempo, questionou-se se as mulheres seriam capazes de desenvolver ciência e, muitas pessoas, ainda pensam que as mulheres não tem a capacidade para realizar pesquisas sérias e relevantes. [2]

Até o início dos anos de 1980, o cenário era promissor para as mulheres na área de computação, onde eram até a maioria em muitos cursos. A área de computação era até vista como uma área “feminina”, porque a tecnologia estava muito ligada a processamento de dados e organização de arquivos, coisas relacionadas ao trabalho de secretariado, que era amplamente realizado por mulheres. Porém, com o advento do computador pessoal, as grandes empresas de tecnologia investiram na propaganda infantil, voltada para que o meninos consumissem as novas tecnologias como computadores e games, o que pode ter influenciado na ideia que a área da computação seria “coisa de homem”. [2][4]

Primeira turma de Ciência da Computação da USP, em 1971

Primeira turma de Ciência da Computação da USP, em 1971 fonte: https://www.programaria.org/

Segundo o MEC, atualmente apenas 15,53% dos alunos de cursos relacionados à computação são mulheres, o que contribui para um espaço hostil para elas. Várias mulheres relatam que são excluídas pelos colegas e tratadas como inferiores pelos professores em sala de aula. Tracy Chou, engenheira no Pinterest, declarou que “O padrão contínuo de todas essas pessoas me tratando como se eu não soubesse o que estava acontecendo, ou me excluindo de conversas e não confiando em minhas afirmações, todas essas coisas somadas me mostraram que havia uma corrente de sexismo.” [1][4]

Algumas iniciativas estão tentando reverter esse cenário hostil e criar uma forte comunidade entre as mulheres na computação. Pyladies, por exemplo, é uma comunidade mundial que foi trazida ao Brasil com o propósito de ajudar mais e mais mulheres a se tornarem participantes ativas e líderes na comunidade open source Python. Belo Horizonte, Brasília, Teresina, São Carlos e Florianópolis são algumas cidades que possuem Pyladies, em http://python.org.br/pyladies você pode ver se sua cidade também tem essa iniciativa e, se não houver, você pode criá-la! [5][6]

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Os logos das Pyladies Bahia, Vale do Paraíba e Natal. 

Na mesma linha temos Django Girls, uma organização sem fins lucrativos e uma comunidade que capacita e ajuda as mulheres a organizar oficinas de programação gratuitas , fornecendo ferramentas, recursos e suporte. Durante os eventos mais de 3 mil mulheres criaram sua primeira aplicação web usando HTML, CSS, Python e Django. Desde 2014, voluntários da comunidade Django Girls organizaram mais de 400 eventos, em 75 países. [3]

A PrograMaria é uma iniciativa brasileira que tem como objetivo motivar mais meninas e mulheres a explorar os campos da tecnologia, da programação e do empreendedorismo. A PrograMaria lançou a hashtag #SerMulherEmTech , para reunir histórias sobre os desafios enfrentados, as barreiras e as discriminações vivenciadas no dia a dia de mulheres, nas áreas de tecnologias. [1]

Há indícios que esses tipos de iniciativas podem colaborar para o aumento de mulheres na área de computação. Sulamita Garcia (2004), relata que um projeto criado pelo governo da Tailândia que ensina informática nas escolas federais, impulsionou a participação feminina na área de informática, sendo atualmente maior que a masculina. Isso mostra que se as meninas parecem não gostar de computadores é por que, muitas vezes, elas não foram incentivadas e até desestimuladas para tal. [2]

Conheça outras iniciativas:

http://minasprogramam.com/

http://www.euvou.codegirl.com.br/

http://www.deleteseupreconceito.com/

http://brazil.girlsintech.org/

http://marialab.com.br/

http://mulheresnacomputacao.com/

http://rodadahacker.org/

http://www.womenupgames.com/

Referências Bibliográficas:

[1] https://www.programaria.org/

[2] Juliana Schwartz, Lindamir Salete Casagrande, Sonia Ana Charchut Leszczynski, Marilia Gomes de Carvalho. Mulheres na informática: quais foram as pioneiras?

[3] https://djangogirls.org/

[4] http://nodeoito.com/mulheres-na-computacao/

[5] http://brasil.pyladies.com

[6] http://python.org.br

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Doutora Veneno em ação: a representação de uma cientista no filme Mulher Maravilha

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Imagem: Dra. Maru ou dra. Veneno no filme Mulher Maravilha. Fonte: Divulgação

 

“Mulher Maravilha” é o primeiro filme de super heróis a ser protagonizado e dirigido por mulheres e tem sido um sucesso de público e crítica. O longa, dirigido por Patty Jenkinks e estrelado por Gal Gadot se tornou o filme dirigido por uma mulher com a maior arrecadação no primeiro fim de semana de exibição nos Estados Unidos. No Brasil, no final de semana de sua estreia, mais de um milhão de pessoas viram o filme! Não é para menos: Mulher Maravilha é uma heroína forte, cativante e inspiradora.

Mas esse texto não pretende focar na protagonista da história, nem na maravilhosa sociedade das amazonas da qual ela vem. O que eu gostaria de falar hoje aqui é sobre a personagem da Doutora Isabel Maru, ou Doutora Veneno, como também é chamada no filme. Apresentada como uma das vilãs da história, ela trabalha para o governo alemão desenvolvendo gases mortais para serem utilizados como armas de guerra.

Elena Anaya, a atriz que interpreta a dra. Maru, contou em uma entrevista que a diretora do filme, sabendo que há muitos quadrinhos e planos de fundo possíveis, decidiu focar apenas no que havia no roteiro. Anaya revelou, também, que quando questionou Jenkis a respeito da origem da prótese no rosto de Maru, descobriu que a cientista fez de propósito. Para entender os efeitos do gás no qual ela estava trabalhando, decidiu testar em si mesma. A dra. Maru, assim, parece encarnar o tropo do cientista maluco. Ela almeja progredir a ciência, não importando os custos disso – nem mesmo quando envolve o seu próprio rosto.

Quando questionada que história ela imaginava por trás da personagem, anterior à cicatriz, a atriz revelou fantasiar em sua cabeça que a Dra. Maru teve um grande amor, que partiu com outro alguém e a abandonou. Para Anaya, a Dra. Maru é uma mulher que quer ser amada, mas que tem ódio demais em sua alma. Mesmo sendo uma interpretação criada pela própria atriz para dar emoção a sua personagem, confesso que fiquei decepcionada com essa história. As motivações dos personagens masculinos são sempre bastante complexas mas, quando se trata de uma mulher, parecem resumir-se a um amor frustrado (e, portanto, um novo amor poderia “curá-la” ou “salvá-la”).

A dra. Maru dos quadrinhos parece ter sido inspirada no químico alemão Fritz Haber que, durante a Primeira Guerra Mundial, trabalhou na produção de gases venenosos. A esposa de Haber, Clara Immerwahr, também era química e foi inclusive a primeira mulher a obter um doutorado em química na Alemanha. Ela teve grande participação nas pesquisas do seu marido, que renderam a ele um Prêmio Nobel de Química em 1918. Ela, no entanto, não teve seu trabalho reconhecido nem concordava com os usos da ciência para a guerra. Após o primeiro uso de armas químicas nas batalhas da Primeira Guerra, Clara Immerwahr se suicidou com um tiro no peito. Fritz Haber não alterou sua conduta nem seus planos com a morte da esposa e foi para o front no dia seguinte, bem como continuou com suas pesquisas de gases tóxicos. Ou seja: o que motivava o dr. Maru da vida real certamente não era o amor, tanto é que a perda de sua esposa não fez com que ele abandonasse o estudo de armas químicas.

Mas o que mais me incomodou no filme (spoiler alert!) foi a cena em que Ares, o deus da guerra, revela que foi ele quem sussurrou nos ouvidos da Dra. Maru as fórmulas para o gás altamente destrutivo que ela descobriu. Isso tira todo o brilhantismo da cientista: seu trabalho não foi dela; ao invés disso foi dado por um homem! Pôxa, Mulher Maravilha, você estava indo tão bem!

Trazer uma mulher cientista para o filme é muito positivo, pois mostra para as meninas que elas podem seguir essa carreira, geralmente associada apenas aos homens. Agora, tirar as conquistas da Dra. Maru e atribuir elas a Ares prejudica em muito essa representação. Ao final, em um ato de bondade, a Mulher Maravilha escolhe não matar a Doutora Veneno. Como vários filmes de super heróis tem continuações, podemos esperar ver a Dra. Maru novamente na franquia de Mulher Maravilha. Só nos resta torcer para que a personagem se desenvolva de uma forma melhor do que foi feito nesse primeiro filme.

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Luz superfluida: conheça e entenda porque ela pode mudar os meios de comunicação

Super Duper Luz! É que nem a música: a luz sai transbordando (de amor) por aí!

 

Se você já leu algum dos meus textos deve ter notado que eu gosto muito de assuntos super maneiros! E hoje, para variar um pouco, vou te contar sobre outra coisa… também super!

Superfluidez é show! Mas vamos revisar umas paradas antes…

Primeiramente, fora temer! vamos lembrar que existem quatro estados da matéria: sólido, líquido, gasoso e plasma. Na definição básica, fluido é toda a substância que se deforma continuamente quando a gente aplica tensão. Por exemplo, fluidos tomam a forma do recipiente que os contêm. A água toma a forma do copo ou da jarra; o ar preenche todo o espaço disponível para ele, seja uma caixinha ou uma sala. Sendo assim, 3 dos 4 estados da matéria podem ser fluidos e são eles os estados líquido, gasoso e plasma. Beleza? Beleza, então!

E viscosidade? A gente mede a viscosidade de um fluido para saber o quanto ele se deforma quando uma tensão é aplicada sobre ele. Vou te fazer outra pergunta. Quem é mais espesso: água ou mel? Aí você me responde: Mel é bem mais espesso que água, mais grosso. É isso! Um que fluido é mais viscoso, mais espesso que outro, precisa que a gente aplique mais tensão (força!) para ele escorrer. Você faz menos força para tirar o ketchup do pote quando põe um cadinho de água lá dentro pra diminuir a viscosidade. Ahá! Sim, você mistura água para alterar a viscosidade do ketchup! Segundo parágrafo e a sua experiência colocando ketchup no hambúrguer nunca mais será a mesma!

Bom, recapitulando. Fluidos podem ser líquidos, gasosos ou plasmas. Viscosidade é o quanto de tensão (força!) um fluido precisa para se mover sobre uma superfície.

Agora, sim! Superfluidez, minha gente!

Em condições extremamente especiais um fluido pode se comportar como se tivesse perdido TODA a viscosidade! Sem paradas, sem barreiras! Transbordando muro afora! E isso é legal porque se um fluido perde a viscosidade, ele não perde energia por conta do movimento (energia cinética). Então, imagina água escorrendo rio adentro sem perder velocidade, tão rápida quanto quando caiu da cachoeira, não importando se tem pedras no caminho ou nada. Ela fluiria perfeita, sem fazer uma ondinha sequer, nem nas bordas! Imaginou? Assustador, né? Ainda bem que água não é o tipo de fluido que pode fazer isso.

Mas, na década de 1930, cientistas descobriram que o hélio líquido apresenta esse comportamento sinistro quando sua temperatura está próxima de -273 graus Celsius, o famoso zero absoluto! Nesse caso, o hélio líquido transborda todo o recipiente, não existe barreira para ele, não tem frasco que o detenha! A essa fase especial da matéria deram o nome de superfluidez. E haja condição especial para isso acontecer, não é mesmo?

Isso acontece porque, quando a temperatura do hélio líquido fica próxima do zero absoluto, as características quânticas de cada um dos seus átomos começam a sobrepor umas às outras, como se elas fossem se somando. E o conjunto de átomos, agora todos com a mesma energia, passam a agir como se fossem um único átomo, como se fosse formassem um fluido de uma partícula só. Cientistas chamam esse efeito de condensado de Bose-Einstein: todas as partículas de um fluido ficam presas no mesmo estado fundamental, que é o estado de energia mais baixa daquele sistema.

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O Bose. O Einstein. BAM! Condensado! #sqn

Luz pode se comportar como onda, partícula E fluido!

Nessa época de 1930 a galera imaginava que a luz também pudesse ter estado superfluido, sem viscosidade nenhuma. Mas não conseguiram provar muita coisa.

Só em 2010, Patricio Leboeuf e Simon Moulieras conseguiram mostrar (nesse artigo) que, se a temperatura for muito próxima do zero absoluto, a luz pode apresentar estado de superfluidez quando propagada num meio não linear. (Vamos simplificar a vida e dizer que meio não linear é um meio cheio de imperfeições. O tamanho das imperfeições é da mesma ordem do objeto que atravessa o tal meio. No nosso caso o objeto é a luz e o tamanho é o comprimento de onda dela. Lembra que a luz tem diferentes frequências? Rádio, luz visível, raio-x, etc são frequências e cada uma tem seu comprimento de onda.)

Semana passada, um pessoal da França e do Canadá publicaram um artigo na Nature mostrando que *música de suspense* a luz pode apresentar estado de superfluidez a temperatura ambiente!!! Uau, né não?

Pensa que toda a informação transmitida (toda, toda mesmo) é transmitida na forma de luz (na maioria das vezes em frequências que não podemos ver, mas ainda sim é luz). Agora, pensa o quão maravilhoso seria a informação ser transmitida sem perder energia por conta de impurezas, ignorando o nozinho na fibra ótica ou os grãos de poeira do caminho. Foi isso que esse pessoal descobriu que é possível: luz passando pelos fios e cabos como se nada pudesse pará-la ou mudar a informação contida nela. Tudo isso acontecendo em temperatura ambiente, sem necessidade de -273 (loucos) graus Celsius!

Ok! Na verdade, na verdade o que eles mostraram é que isso é possível. No experimento, o pessoal do Canadá colocou um filme orgânico ultra fino entre dois espelhos super refletores. E quando a luz passava pelo filme, refletindo de um lado para outro por causa dos espelhos, eles obtiveram um fluido híbrido composto de matéria (do filme) e luz. Essas partículas híbridas têm o nome (engraçado) de excítons.

Essa imagem é do trabalho do pessoal do Canadá. Você está vendo uma representação do que acontece quando excítons encontram um obstáculo no regime supersônico (acima) e no regime superfluido (abaixo). Crédito: Polytechnique Montréal.

E dá-lhe de trabalho para fazer daqui por diante! Porque o mais importante era conseguir provar que era possível. Nos próximos anos vai ter gente investigando superfluidez à temperatura ambiente para outros tipos de partículas híbridas (sim, existem outras!). Outros grupos vão procurar à temperatura ambiente mas com a luz passando por meio não lineares, completando o trabalho do Simon e do Patricio. Muito mais coisa que eu nem sei vai vir por aí. Mas uma coisa é certa: luz superfluida estará um dia modificando nossos meios de comunicação. E, com sorte, a gente vai ver acontecendo.

 

Referências:

Physicists show that superfluid light is possible”. Phys Org. 2010.

A stream of superfluid light”.Science Daily. 2017.

 

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Células-tronco geneticamente modificadas: um novo tratamento para doenças inflamatórias?

Quem nunca sentiu dor, vermelhidão e aumento de temperatura após fazer um piercing, ralar os joelhos, ou até mesmo se cortar com uma folha de papel? Esses e outros danos aos nossos tecidos desencadeiam o que é chamado de inflamação. A inflamação é um processo natural e muitas vezes necessário para reestabelecer o bom funcionamento de órgãos e tecidos. Em alguns casos, ainda não muito bem compreendidos, devido a um mal funcionamento de nosso organismo, ocorre uma resposta inflamatória descontrolada e prolongada, denominada de inflamação crônica (explicação mais completa sobre inflamação nesse link). Esse processo pode ser acompanhado pela destruição dos tecidos e órgãos afetados, causando doenças severas como câncer, artrite e diabetes.

A artrite reumatoide é uma doença inflamatória crônica caracterizada por inflamações nas articulações. Seus sintomas variam de inchaço até extrema dor e perda de movimentos. Dependendo do avanço da doença, até mesmo cirurgias podem ser necessárias para substituição de articulações! Apesar de atingir cerca de 9,7 milhões de pessoas no mundo (dados de 2010), não há, ainda, uma cura para artrite reumatoide; apenas métodos de combate a seus sintomas.

Uma das dificuldades na criação de tratamentos para doenças crônicas está no fato de que nem todos os fatores envolvidos no desenvolvimento dessas doenças são conhecidos. Entretanto, sabe-se que moléculas chamadas citocinas  como IL-1 e TNF-α estão desreguladas nesse processo. Citocinas são moléculas produzidas por células específicas (por exemplo macrófagos e linfócitos) em reposta a organismos invasores como vírus e bactérias. Essas moléculas têm funções diversas incluindo: estimular macrófagos e células NK no combate a infecções; ativar a células produtoras de anticorpos; atrair células inflamatórias para zonas de infecção, entre outros. Em resumo, citocinas são produzidas durante processos infecciosos para auxiliar o organismo a retornar ao seu equilíbrio. A produção de citocinas normalmente dura de poucas horas a alguns dias, enquanto houver um estímulo, porém em doenças inflamatórias crônicas essa produção é desregulada e prolongada, levando a níveis inflamatórios exacerbados.

Tratamentos baseados na inibição de citocinas, visando diminuir processos inflamatórios tem sido utilizado em pacientes com artrite. Porém, apesar de serem efetivos em diminuir a resposta inflamatória, esses tratamentos não são efetivos para todos os pacientes, tem efeitos colaterais muitas vezes não conhecidos e são aplicados de forma sistêmica (através de injeções intravenosas e subcutâneas e não apenas nas articulações). A aplicação sistêmica de inibidores de citocinas inflamatórias tende a interferir com o sistema imune dos pacientes deixando-os susceptíveis a infecções, e até mesmo a outras doenças autoimunes.

Em busca de novos tratamentos para doenças inflamatórias crônicas como a artrite reumatoide, um estudo recente publicado no jornal Stem Cell Reports modificou geneticamente células tronco retiradas de camundongos para que elas produzissem moléculas anti-inflamatórias (Brunger et al. 2017). Mais especificamente, os cientistas envolvidos nessa publicação retiraram células adultas da pele de camundongos e as transformaram em células tronco pluripotentes induzidas – iPSCs (a descoberta de como gerar essas células rendeu um prêmio nobel para John B. Gurdon e Shinya Yamanaka em 2012!!). As iPSCs foram então modificadas geneticamente utilizando-se um sistema  de manipulação altamente eficiente e específico chamado de CRISPR/Cas9  (já descrito aqui na nossa seção de biociências do blog).

Após modificadas, as iPSCs passaram a produzir moléculas anti-inflamatórias em resposta a citocinas inflamatórias (IL-1 e TNF-α), o mesmo efeito esperado dod medicamentos utilizados de forma sistêmica. Essas células-tronco geneticamente modificadas e que respondem aos estímulos externos foram denominadas de células inteligentes ou “SMART” (Sigla em inglês para “células-tronco modificadas para terapias regenerativas autônomas”). Um vídeo explicativo (em inglês) sobre a criação e funcionamento dessas células pode ser encontrado clicando aqui.

Esse tipo de tratamento se mostra bastante inovador, uma vez que as “SMART” têm a capacidade de perceber a quantidade de citocinas inflamatórias no meio extracelular e produzir moléculas anti-inflamatórias em quantidades proporcionais aos níveis de inflamação. O combate à inflamação de uma maneira regulada é extremamente importante, pois a inflamação é um evento essencial para processos biológicos básicos como combate a infecções e reparo tecidual.

Após demonstrarem que as “SMART” possuem ação anti-inflamatória, os autores ainda diferenciaram essas células-tronco em tecido cartilaginoso in vitro. Quando tratada com citocinas inflamatórias, a cartilagem derivada de células normais (não modificadas para produção de anti-inflamatórios) apresentou alto grau de inflamação e degradação. A cartilagem criada a partir das “SMART” (produtoras de moléculas anti-inflamatórias), quando tratada com citocinas inflamatórias apresentou baixos níveis de inflamação e degradação tecidual. Isso sugere que as células-tronco modificadas, poderiam ser diferenciadas em cartilagem e aplicadas em pacientes com artrite, substituindo regiões degradas pela doença e conferindo proteção contra novas degradações causadas pela inflamação crônica.

Apesar de ser um tratamento inovador e promissor, essas injeções estão ainda na fase de testes em camundongos. A aplicação de células-tronco em humanos passa por várias discussões éticas, e necessita de teste pré-clínicos e clínicos para sua utilização como um real medicamento. Também é importante ressaltar que as células-tronco, quando injetadas sistematicamente, podem parar em locais não esperados, como pulmões, fígado e baço além de apresentarem baixa sobrevida in vivo. Ainda não há total compreensão de quais efeitos colaterais podem surgir com o acúmulo de células-tronco nos órgãos citados, porém, alguns experimentos com camundongos sugerem que a presença dessas células nos pulmões pode causar embolia pulmonar, enquanto que células-tronco acumuladas no fígado e baço poderiam contribuir para a diminuição da resposta inflamatória (uma revisão mais completa sobre esses pontos pode ser encontrada em diversos artigos científicos em inglês como em Eggenhofer e colaboradores e Kurtz) Desse modo, é de extrema importância ter um conhecimento mais profundo sobre a sobrevivência, migração e diferenciação das células SMART antes de sua aplicação clínica.

Referência

Brunger JM, Zutshi A, Willard VP, Gersbach CA, Guilak F. 2017. Genome Engineering of Stem Cells for Autonomously Regulated, Closed-Loop Delivery of Biologic Drugs. Stem cell reports 8:1202–1213.