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Sonda Parker: nunca conseguimos “um lugar ao Sol” tão rápido

Lançada no dia 12 deste mês, a Parker Solar Probe, da NASA, ainda não chegou ao seu destino, o nosso Sol. Isso deve acontecer apenas em novembro. Mas não é por falta de velocidade: depois de pegar carona em um foguete Delta IV Heavy e na gravidade de Vênus, a sonda poderá atingir 700 mil km/h – o suficiente para se fazer o trajeto entre Nova York e São Paulo em um minuto. É a maior velocidade atingida por qualquer coisa que a humanidade já construiu.

Tendo custado US$1,5 bilhão, a sonda, que tem mais ou menos o tamanho de um carro, também tem outros superlativos. A uma distância de 6 milhões de quilômetros do Sol, é o instrumento que vai chegar mais próximo da nossa estrela do que qualquer outro que já enviamos para lá. E a Parker quebrará o recorde de proximidade por uma margem absurda: segundo a NASA, a sonda que mais conseguiu se aproximar do Sol foi a Helios 2, que em 1976 ficou a pouco mais de 43 milhões de quilômetros do Sol – apenas um pouco mais próxima que Mercúrio, que orbita a nossa estrela a uma distância de quase 60 milhões de quilômetros. O nosso planeta, em comparação, está a quase 150 milhões de quilômetros do Sol. E ainda bem.

Parker Solar Probe Launch

Delta IV Heavy no momento em que decolou a partir da base da Força Aérea Americana no Cabo Canaveral, Flórida, levando a sonda que vai “tocar” o Sol

A Parker é, também, a primeira sonda batizada com o nome de uma pessoa viva. O físico homenageado, Eugene Parker, é professor emérito de Astronomia e Astrofísica na Universidade de Chicago e no fim dos anos 1950 foi um dos primeiros a se debruçar sobre o que hoje conhecemos como ventos solares (que causam as lindas auroras boreais ou austrais quando se encontram com o campo magnético da Terra). À época, ele achava que matéria de altas velocidades e magnetismo escapavam do Sol constantemente, afetando planetas em todo o Sistema Solar.

Depois de muita observação, ele propôs várias ideias sobre como estrelas perdem energia – nosso Sol, inclusive. Daí veio com o conceito de vento solar e toda a intrincada relação entre plasma, partículas de energia e campos magnéticos que causam o fenômeno. Ele também pesquisou as causas de um fenômeno estranho – o fato de que a coroa solar, ou a “atmosfera” do Sol, é muito mais quente que a superfície da estrela. Muito. Para se ter uma ideia, a superfície do Sol queima a cerca de 5.500°C. A coroa é 300 vezes mais quente que isso e os pesquisadores estão atrás de explicações.

Em um comunicado na NASA na ocasião em que a sonda foi renomeada em homenagem a Parker, Nicola Fox, física da Universidade Johns Hopkins que trabalha no projeto, disse que a Parker “irá responder questões sobre física solar que tem nos intrigado por mais de seis décadas” – inclusive essa diferença de temperatura entre superfície e coroa solar.

Dr. Parker Watches Parker Solar Probe Liftoff

Eugene Parker, 91 anos, assiste o lançamento da sonda que leva seu nome. Atrás dele está Nicola Fox. Créditos: NASA

Nada consegue aguentar um calor de mais de um milhão de graus Celsius. Assim, em seu momento mais próximo do Sol, a sonda Parker será submetida a uma temperatura de 1.377°C. Com um escudo de compósitos de carbono com 11,43 cm revestido de tinta cerâmica branca para refletir o máximo que puder da luz solar, a sonda conseguirá manter confortáveis 30°C em seu interior. Até 2025, ela terá orbitado o Sol 24 vezes e fará medições que, espera-se, trarão muitas surpresas.

Mas o que a sonda Parker vai estudar, mesmo?

Plasma solar, campo magnético e radiação são elementos um tanto quanto gerais para falar do que a Parker quer descobrir. Segundo as equipes da NASA e da Universidade Johns Hopkins, que lideram o projeto, os objetivos principais são 1) traçar o fluxo de energia que aquece e acelera coroa e vento solar; 2) determinar a estrutura e a dinâmica entre plasma e campos magnéticos onde nascem os ventos solares, e 3) explorar mecanismos que aceleram e transportam partículas de energia.

Para fazer tudo isso, a missão vai lançar mão de quatro instrumentos principais:

O Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation (SWEAP) fará a contagem das partículas mais abundantes em ventos solares (elétrons, prótons e íons de hélio).

Já o telescópio Wide-field Imager for Solar Probe Plus (WISPR) fará imagens em 3D da coroa e da atmosfera do Sol. O instrumento irá “ver” o vento solar e fazer imagens tridimensionais de choques e de outras estruturas conforme elas se aproximarem e passarem pela nave.

O Electromagnetic Fields Investigation (FIELDS) irá fazer medidas diretas de ondas de choque ao longo do plasma da atmosfera solar.

Por fim, o Integrated Science Investigation of the Sun (IS☉IS) irá fazer um levantamento dos elementos presentes na atmosfera solar usando um instrumento que irá medir a massa de íons próximos à sonda.

E por que estudar isso?

A NASA tem alguns motivos ótimos para abordar isso e vai super direto ao ponto quando esta é a questão.

Para eles, é uma questão de oportunidade: o Sol é a única estrela que nós podemos estudar de perto. Entender o Sol seria, assim, uma chance de aprender sobre outras estrelas espalhadas pelo Universo. Fora o Sol, a estrela mais próxima de nós é Proxima Centauri, que está a uns 4,2 anos-luz de distância. Ou seja: muito longe para chegar com uma sonda.

O Sol, é claro, nos afeta diretamente. Não só por questões óbvias (a vida na Terra depende dele), mas também por questões menos desejáveis: estas descargas de partículas ionizadas – os ventos solares – podem afetar a órbita dos nossos satélites (ou mesmo estragá-los), queimar eletrônicos e, na pior das hipóteses, nos deixar sem GPS ou internet. Uma tempestade solar da magnitude da que aconteceu em 1859, apelidada de Evento Carrignton, poderia levar nosso mundo ao caos generalizado. Na época, havia apenas telégrafos. Operadores viram que, ainda que não estivessem conectados à energia elétrica, poderiam enviar mensagens assim mesmo, tanta o excesso de elétrons circulando. E levavam choques ao operar estes telégrafos. Papéis pegaram fogo onde estas máquinas estivessem. Se fosse hoje, além de ficarmos sem internet para operar bancos, hospitais e aviões, poderíamos ter um prejuízo global entre US$ 1 trilhão a US$2 trilhões. E poderia levar uma década até nos recuperarmos completamente.

Esse tipo de evento, no entanto, é raro. Mas estudar o comportamento do Sol pode nos ajudar muito a nos preparar para este tipo de acontecimento – que não é uma questão de “se” acontecerá de novo, mas “quando”.
Saiba mais:

Parker Solar Probe (NASA)

Parker Solar Probe (NASA/Goddard Space Flight Center)

Parker Solar Probe Science Gateway (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)

NASA Renames Solar Probe Mission to Honor Pioneering Physicist Eugene Parker (NASA)

Parker Solar Probe: Mission to Touch the Sun (Space.com)

A massive solar storm could wipe out almost all of our modern technology without warning (Business Insider)

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A domesticação da Amazônia por povos pré-colombianos e a lógica atual do agronegócio: controvérsias.

Um artigo recente publicado pela Revista Science em novembro de 2017, denominado “Persistent effects of the pre-columbian plant domestication on Amazonian forest composition” trata das influências dos povos pré-colombianos na estrutura atual da floresta amazônica.

Os pesquisadores cruzaram dados de localização de sítios arqueológicos com o mapeamento e distribuição de 85 espécies arbóreas domesticadas por povos indígenas na região. Notou-se que a riqueza, abundância e diversidade de espécies, de modo geral, diminuía de acordo com o distanciamento dos locais onde se estabeleciam essas comunidades. A realização de análises genéticas e morfológicas das plantas confirmou essas hipóteses (LEVIS, et al., 2017).

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FONTE: https://www1.folha.uol.com.br/ambiente/2017/03/1863192-civilizacoes-pre-colombianas-moldaram-vegetacao-da-amazonia.shtml

Para saber mais detalhes sobre essa pesquisa, dê uma olhadinha nesse link, com um artigo aqui do blog!

A domesticação de plantas e animais é algo que acompanha a história da humanidade há 10 mil anos, na Amazônia, mais especificamente, há 8 mil anos segundo os pesquisadores. Ou seja, a manipulação de espécies para benefício próprio inicia no momento em que o ser humano “descobre-se” enquanto ser ativo no ecossistema, passando de populações caçadoras-coletoras para agricultoras e criadoras.

Ainda existem inúmeras lacunas para a compreensão desses processos, dada a complexidade na evolução da história da humanidade e nas transformações do ambiente. Agora, adiantando uns bons anos nessa discussão, nos transportemos para o século XX, a partir de 1950. Quando iniciou-se a chamada Revolução Verde.

A Revolução Verde representa o desenvolvimento de um pacote tecnológico para a agricultura, incluindo o uso de fertilizantes químicos, pesticidas, herbicidas, sementes modificadas e mecanização dos cultivos para o aumento da produtividade. Vendendo a ideia de acabar com a fome no mundo, porém com a intenção real e clara de transformar a agricultura em um setor rentável do ponto de vista econômico.

Os impactos positivos da Revolução verde, em termos de aumento de produtividade de alimentos e commodities agrícolas são inegáveis e podem ter sido necessários para sustentar a evolução demográfica da humanidade, que passa agora dos 7 bilhões de indivíduos.

Entretanto, atualmente, o cenário de abundância proposto pela Revolução verde a partir da utilização de fertilizantes químicos (NPK), pesticidas, herbicidas, fungicidas (e outros idas) passa a ser questionado. É cada vez mais necessário o input de quantidades maiores desses insumos para manter a alta produtividade. Fato que pode provocar efeitos negativos, como o desequilíbrio ecossistêmico na extração e utilização dos insumos, acidificação e/ou salinização de solos agricultáveis, liberação de gases que agravam o efeito estufa e a contaminação humana e ambiental por metais pesados, presentes nas formulações desses produtos, alerta a pesquisadora indiana Vandana Shiva (2016).

Segundo Foley et al. (2011), a utilização inadequada de insumos químicos (fertilizantes e pesticidas), aliada ao sistema agrícola de monoculturas, desencadeia um desequilíbrio que causa a dependência desses produtos, fragilizando o solo e podendo torná-lo improdutivo, em um curto período de tempo. Eles consideram que o sistema de monocultivo seja de alta vulnerabilidade, principalmente em ambientes tropicais, em decorrência da baixa biodiversidade.

Isso sem mencionar os danos ambientais e à saúde humana na utilização de fertilizantes químicos e agrotóxicos. No início desta semana, a notícia de que uma importante empresa do ramo, a Monsanto, foi obrigada a pagar uma indenização de mais de 1 bilhão de dólares a um funcionário dos EUA, que trabalhava aplicando um herbicida muito utilizado no Brasil, que contém em sua composição, um produto comprovadamente cancerígeno, o glifosato.

O trabalho de uma pesquisadora brasileira, Prof. Larissa Mies Bombardi, do Laboratório de Geografia Agrária da FFLCH/USP traduz em dados e mapas didáticos os prejuízos provocados pelo uso abusivo de agrotóxicos em um atlas denominado “Geografia do Uso de Agrotóxicos no Brasil e Conexões com a União Europeia”. A figura abaixo ilustra no cenário brasileiro o grau de intoxicação por agrotóxicos entre os anos de 2010 e 2011.

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Fonte: Bombardi, 2012.

A visão da agricultura como negócio (o agronegócio), e não mais como modo de subsistência e mecanismo de nutrição, modifica o papel do humano como ser ativo do ecossistema para um indivíduo alheio à essa rede, que pensa não mais fazer parte dela. Esse comportamento, entretanto, não procede, dentro de um contexto de interdependência entre seres e recursos naturais para o equilíbrio entre uso e renovação dos mesmos.

Isso prova a não viabilidade a longo prazo da lógica do agronegócio enquanto sistema predominante vigente. E que os caminhos anteriormente traçados, da domesticação natural e evolutiva das espécies pode ser revisto e retomado, aliado a formas mais inteligentes de otimização da produção e beneficiamento dos alimentos e demais produtos de origem agropecuária.

Esse pode e deve ser um importante ponto de virada no desenvolvimento de novos modos de produção, menos prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente. Já que no formato controverso previsto pelo agronegócio, os recursos naturais, como solo e água, principalmente, são exauridos podendo tornar-se improdutivos.

Referências Bibliográficas

  • FOLEY, J., et al. Solutions for a cultivated planet. Nature Analysis, v. 478, n. 7369, p. 337–42, 2011.
  • LEVIS, C. et al. Persistent effects of pre-Colombian plant domestication on Amazonian forest composition. Science, v.355, n.6328, p.925-931, 2017.

 

  • SHIVA, V. The violence of the Green Revolution: third world agriculture, ecology and politics. University Press of Kentucky. EUA, 1ª ed, 257 p, 2016.

 

 

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TasP, PEP e PrEP: novas formas de prevenção do HIV

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É provável que você já tenha se deparado com campanhas de prevenção do HIV e, sendo assim, já conheça a recomendação de sempre usar camisinha para evitar a transmissão dessa e de outras infecções sexualmente transmissíveis. Entretanto, nos últimos anos, novas formas de prevenção do HIV têm sido propostas, testadas e incorporadas às políticas públicas de diferentes países. No “Protocolo Clínico e Diretrizes Terapêuticas para Manejo da Infecção pelo HIV em Adultos”, do Ministério da Saúde, a prevenção do HIV inclui o uso de preservativo masculino e feminino e gel lubrificante, mas também a Profilaxia Pós-Exposição (PEP), a Profilaxia Pré-Exposição (PrEP) e o Tratamento como Prevenção (TasP). Hoje, vamos discutir o que são essas formas de prevenção, quais são as evidências de sua eficácia e algumas questões éticas envolvidas no seu uso.

Antes de entrar nos detalhes, vamos lembrar algumas informações básicas sobre HIV e aids. O HIV é um vírus que ataca o sistema imune, especificamente as células CD4. Na ausência de tratamento, o HIV se multiplica e reduz de tal forma a quantidade de CD4 que as pessoas ficam vulneráveis a infecções oportunistas. A aids é a consequência da infecção pelo HIV não tratada e é diagnosticada quando o nível de células CD4 cai muito e/ou a pessoa tem uma infecção oportunista. Não existe cura para o HIV, mas, desde o fim dos anos 1980, existe um tratamento: os medicamentos antirretrovirais (ARV), que interferem na capacidade do vírus de se reproduzir. Como os ARV não são uma cura, a pessoa continua a ter HIV. Contudo, a quantidade de vírus no corpo (também chamada de “carga viral”) é suficientemente reduzida para que o sistema imune possa funcionar.

A PEP, a PrEP e o Tratamento como Prevenção são todos baseados no uso dos ARV. Seguindo a ordem cronológica, a forma de prevenção mais antiga desse trio é a PEP. A PEP consiste em usar ARV após a exposição ao HIV, como forma de evitar a infecção. Inicialmente, ela foi disponibilizada apenas para profissionais de saúde expostos ao HIV devido a acidentes ocupacionais. No Brasil, a partir dos anos 2000, passou a ser disponibilizada para vítimas de violência sexual e, a partir de 2010, para os casos de falha ou não uso de preservativo em relações sexuais (Hallal et al, 2015). Devido a considerações éticas, não é possível fazer um ensaio clínico para estudar a PEP. Além disso, a revisão sistemática do grupo Cochrane encontrou apenas um estudo caso-controle que avaliou a PEP para acidentes ocupacionais. Por esse motivo, as evidências em favor da PEP são consideradas menos robustas. Contudo, a revisão Cochrane conclui que a PEP é recomendável com base no resultado desse único estudo caso-controle, que mostrou que os profissionais que contraíram HIV após um acidente ocupacional tinham uma probabilidade muito menor de ter recebido ARV do que os que não contraíram o vírus (Young et al, 2007). Por outro lado, um estudo observacional do uso da PEP para exposição sexual também concluiu que uma proporção menor de pessoas que usaram PEP contraíram HIV, quando comparadas a pessoas que não usaram (Schechter et al, 2004).

Já o Tratamento como Prevenção foi proposto inicialmente em 2008 por um conjunto de especialistas suíços com base na conclusão de que, se uma pessoa está em tratamento e sua carga viral está indetectável, a transmissão do HIV é impossível. Portanto, o tratamento de pessoas que já têm HIV também atua como prevenção para seus parceiros sexuais. O maior estudo a avaliar essa hipótese é o estudo PARTNER, que seguiu casais sorodiscordantes (ou seja, em que uma pessoa tem HIV e a outra, não) que relataram nem sempre usar camisinha em 14 países europeus. No total, o estudo seguiu 888 casais durante quatro anos, com 36.000 relações sexuais sem camisinha entre casais heterossexuais e 22.000 relações sem camisinha entre casais de homens que fazem sexo com homens (HSH). Nesse estudo, 11 das pessoas que não tinham HIV contraíram o vírus; contudo, análises genéticas demonstraram que nenhuma dessas pessoas contraiu o vírus do parceiro (Rodger et al, 2016). A segunda fase desse estudo, denominada PARTNER 2, incluiu apenas casais de homens. Após oito anos de seguimento e 77.000 relações sexuais sem camisinha, não houve nenhum caso de transmissão entre parceiros, reforçando mais ainda a conclusão de que uma carga viral indetectável significa que a transmissão é impossível*.

Por fim, a PrEP consiste em usar antirretrovirais continuamente, antes de uma eventual exposição ao HIV. A PrEP foi bastante estudada: a revisão Cochrane identificou 12 ensaios clínicos randomizados e concluiu que a PrEP reduz a probabilidade de contrair o HIV (Okwundu et al, 2012). Uma preocupação em relação à PrEP é que ela poderia encorajar as pessoas a adotarem comportamentos de risco, dado que elas teriam a sensação de estarem protegidas. Um ensaio clínico randomizado mais recente concluiu não só que a PrEP reduz a probabilidade de transmissão do HIV, mas também que as taxas das demais infecções sexualmente transmissíveis foram as mesmas entre os participantes que usaram PrEP e aqueles que não usaram (McCormack et al, 2016), sugerindo que essa preocupação não se sustenta.
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Agora que já vimos, em linhas gerais, o que são essas formas de prevenção, precisamos falar das questões práticas e éticas associadas à sua incorporação às políticas públicas. Em primeiro lugar, cabe enfatizar que nem a PEP nem a PrEP garantem que a transmissão do HIV não ocorra. Pessoas que usam essas formas de prevenção ainda assim podem contrair o vírus, especialmente se não seguirem as recomendações de uso. Isso é um desafio particularmente para a PrEP, dado que a pessoa teria que tomar a medicação por tempo indefinido. O estudo PrEP Brasil identificou uma alta adesão dos participantes nas primeiras 4 semanas de uso (Hoagland et al, 2017), mas ainda não sabemos qual será a eficácia dessa forma de prevenção no longo prazo. Há também a questão dos efeitos colaterais dos ARV, que precisam ser levados em conta. Por outro lado, há uma preocupação com o fato de que a PrEP geralmente é direcionada a certos grupos, como HSH e profissionais do sexo, o que pode reforçar o estigma contra essas populações.

Já o Tratamento como Prevenção enfrenta seus próprios desafios. Por um lado, o sucesso desse tipo de estratégia requer investimentos e infraestrutura consideráveis: a meta é que 90% das pessoas que têm HIV sejam diagnosticadas, 90% das pessoas diagnosticadas estejam em tratamento e 90% das pessoas em tratamento estejam com a carga viral indetectável. Os dados mais recentes do Ministério da Saúde indicam que cerca de 136 mil pessoas (16% de todas as pessoas com HIV no Brasil) não sabem que têm HIV e, entre as que sabem, 196 mil (cerca de 29%) não estão em tratamento (Brasil, 2017). Por outro lado, há preocupações éticas importantes quando se propõe uma intervenção em um grupo (no caso, as pessoas com HIV) para benefício de outro (no caso, seus parceiros). É claro que os ARV trazem benefícios para a pessoa com HIV e não são uma mera ferramenta para evitar a transmissão do vírus. Ainda assim, é importante estar ciente desses desafios e sempre respeitar a autonomia das pessoas. Como o Protocolo Clínico citado no início do texto enfatiza, “Em nenhuma
situação deverá haver qualquer tipo de coerção para início da TARV [terapia antirretroviral]” (p. 79).

Quase 40 anos após o primeiro caso de aids ser documentado nos Estados Unidos, o que parece cada vez mais claro é que não haverá uma única solução para a epidemia. No Brasil, como em vários outros países, a política de aids propõe uma prevenção combinada, que inclui as estratégias discutidas aqui e outras mais. O importante é que estejamos dispostos a incorporar novas propostas de prevenção, desde que apoiadas por evidências produzidas por estudos de qualidade, e sempre respeitando os direitos das pessoas a quem as intervenções são direcionadas.

* Os resultados do PARTNER 2 ainda não foram publicados. O resumo dos resultados, apresentados na na conferência AIDS 2018, em Amsterdã, podem ser lidos em: https://www.chip.dk/Studies/PARTNER/PARTNER-press-release-2018

Referências

Brasil. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Departamento de Vigilância, Prevenção e Controle das Infecções Sexualmente Transmissíveis, do HIV/aids e das Hepatites Virais. Relatório de Monitoramento Clínico do HIV. Brasília: Ministério da Saúde, 2017. Disponível em: http://www.aids.gov.br/pt-br/pub/2017/relatorio-de-monitoramento-clinico-do-hiv

Hallal, R.C.; Raxach, J.C.; Barcellos, N.T.; Maksud, I. Strategies to prevent HIV transmission to
serodiscordant couples. Rev. bras. epidemiol, 18(supl.1), 2015. doi: 10.1590/1809-4503201500050013. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-790X2015000500169&lng=en&tlng=en

Hoagland, B.; Moreira, R.I.; De Boni, R.; et al. High pre-exposure prophylaxis uptake and early adherence among men who have sex with men and transgender women at risk for HIV Infection: the PrEP Brasil demonstration project. J Int AIDS Soc, 20(1), 2017. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5515021/

McCormack, S.; Dunn, D.T.; Desai, M., et al. Pre-exposure prophylaxis to prevent the acquisition of HIV-1 infection (PROUD): effectiveness results from the pilot phase of a pragmatic open-label randomised trial. Lancet, 387(10013), 2016:53-60. doi: 10.1016/S0140-6736(15)00056-2.

Rodger, A.; Cambiano, V.; Bruun, T., et al. Sexual Activity Without Condoms and Risk of HIV Transmission in Serodifferent Couples When the HIV-Positive Partner Is Using Suppressive Antiretroviral Therapy. JAMA, 316(2), 2016: 171-181.doi:10.1001/jama.2016.5148. Disponível em: https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/2533066

Okwundu, C.I.; Uthman, O.A.; Okoromah, C.A.N. Antiretroviral pre-exposure prophylaxis (PrEP) for preventing HIV in high-risk individuals. Cochrane HIV/AIDS Group. First published: 11 July 2012. doi: 10.1002/14651858.CD007189.pub3. Disponível em: http://cochranelibrary-wiley.com/doi/10.1002/14651858.CD007189.pub3/abstract;jsessionid=7107201A7A66DEE70C827AB6D8413129.f02t01

Schechter, M.; do Lago, R.F.; Mendelsohn, A.B.; et al. Behavioral impact, acceptability, and HIV incidence among homosexual men with access to postexposure chemoprophylaxis for HIV. J Acquir Immune Defic Syndr, 35(5), 2004: 519-25. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15021317

Young, T.; Arens, F.J.; Kennedy, G.E.; et al. Antiretroviral post-exposure prophylaxis (PEP) for occupational HIV exposure. Cochrane HIV/AIDS Group. First published: 24 January 2007. Disponível em: http://cochranelibrary-wiley.com/doi/10.1002/14651858.CD002835.pub3/abstract?wol1URL=/doi/10.1002/14651858.CD002835.pub3/abstract&regionCode=DE-BE&identityKey=7dca7432-61f1-4e13-a529-cfd4a2fa9a61

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Alvorecer dos mamíferos

          Os mamíferos são os vertebrados mais facilmente reconhecidos – inclusive, porque nós mesmos pertencemos a essa classe. Esse grupo de animais possui representantes com adaptações para todos os tipos de ambientes, seja com as grandes baleias no mar, toupeiras no subsolo ou os macacos e esquilos vivendo em árvores. Animais dominantes hoje, é difícil imaginar que há alguns milhares de anos nossos ancestrais viviam recolhidos às sombras dos grandes dinossauros. Durante a era Mesozóica (entre 250 a 65 milhões de anos atrás), o surgimento de duas grandes linhagens iria definir os mamíferos de hoje: uma chamada Allotheria (que hoje não apresenta nenhuma espécie viva, sendo, portanto, completamente extinta) e Theria, que inclui os mamíferos “verdadeiros” atuais (ou seja, todos os tipos de mamífero exceto os monotremados) e seus parentes próximos. Um grande problema não resolvido na evolução dos mamíferos é que as relações sobre a origem de Allotheria, incluindo Multituberculata e Haramiyida são muito pouco conhecidas (Figura 1).

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Figura 1: Um cladograma representando as relações filogenéticas entre os mamíferos e seus antecessores. A grande seta indica o grupo chamado “Mamíferos Coroa”(que consiste nos representantes vivos desse conjunto, juntamente com todos os seus ancestrais, inclusive com o ancestral comum mais recente). Percebam que Haramiyida (composto pelas espécies Haramiyavia, Aboroharamiya, e os grupos Plagiaulacida e Cimolodonta) estão na árvore, já dentro dos Mamíferos Coroa.  Modificada de Zheng et al (2013).

        Os multituberculados são os mamíferos da era Mesozóica mais diversificados e conhecidos, e possuíam papel ecológico similar ao dos roedores modernos. Já os haramiyidíos foram, durante muito tempo foram conhecidos principalmente por fósseis de dentes isolados, o que sempre dificultava entender o posicionamento deste grupo dentro das pesquisas evolutivas.  Esse cenário mudou com a descoberta de vários indivíduos (inclusive, com idades diferentes) de haramiyidíos da China, datados do período Jurássico. A nova espécie, batizada de Arboroharamiya jenkinsi, era um pequeno animal arborícola, encontrado na Formação Tiaojishan (Figura 2). Sua descrição em 2013 pôde estabelecer que este era, de fato, um membro do clado Allotheria – jogando os Haramiyidios, cujo posicionamento era incerto, para bem próximo dos mamíferos verdadeiros. Graças a essa descoberta, o surgimento dos mamíferos foi situado para 50 milhões de anos antes.

Arboroharamiya

Figura 2: Representação artística de como seria o Arboroharamiya em vida. Arte por Zhao Chuang.

        Outros pesquisadores, no entanto, questionaram se esses pequenos animais seriam mamíferos verdadeiros, pois outros cinodontes possuem características ósseas muito similares aos mamíferos primitivos. Uma das poucas diferenças entre um mamífero (seja primitivo ou atual) e um cinodonte é que estes possuem um número maior de substituições contínuas da dentição.  Já os mamíferos verdadeiros possuem o que chamamos de difiodontia, ou seja, a dentição é composta por apenas duas gerações de dentes ao longo da vida (os dentes decíduos, ou “de leite”, e os dentes permanentes). Porém, no registro fóssil, é raro ter preservados os dois tipos de dentição. Para investigar e corroborar se o Arboroharamiya e os demais haramiyidíos seriam cinodontes avançados ou mamíferos verdadeiros, uma equipe de paleontólogos  tomografou os pequenos indivíduos de Arboroharamiya para explorar como seria a substituição dentária nestes animais.

        Como resultado, comparando o desenvolvimento dentário dentro de várias idades diferentes do Arboroharamiya, desde indivíduos juvenis até adultos, os pesquisadores não só observaram que os mais jovens desta espécie possuíam dentes decíduos junto com dentes permanentes, como  também apresentavam os dentes incisivos permanentes substituindo os seus correspondentes “de leite” em uma faixa de tempo muito mais lenta do que os outros dentes. Ou seja, os molares e pré-molares tinham os dentes “de leite” substituídos antes dos incisivos (Figura 3). Isso levou os paleontólogos que conduziram esse estudo a propor que o Arboroharamiya tinha uma especialização alimentar muito grande, na qual havia o prevalecimento da função mastigatória ao invés de uma função roedora. Isso trouxe mais um novo panorama: enquanto a maior parte dos mamíferos primitivos era interpretada como animais roedores, ao menos o Arboroharamiya poderia ter um hábito alimentar mais diversificado, o que implica um grande êxito adaptativo já no início da história evolutiva dos mamíferos. Essa descoberta  confirma que o Arboroharamiya faz parte do clado dos mamíferos coroa, e nos ajuda a entender novas características para os mamíferos  primitivos e seu complexo padrão de evolução. A difiodontia é tratada então como muito mais antiga do que se pensava, e reforça a entender o que de fato é um mamífero. Além, essa pesquisa nos traz novos dados que ajudam a compreender a evolução e a diversificação dos mamíferos coroa.

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Figura 3: Um dos dentes analisados graças à tomografia. A figura mostra os dentes  decíduos germinados (marcados pelas siglas lp4 e lm1), enquanto que o dente permanente está terminando de se formar (marcado pela sigla am2). A seta vermelha indica um dente incisivo que estava pronto para germinar.Imagem modificada de Mao et al. 2018.

Fontes Bibliográficas:

Gang Han; Fangyuan Mao; Shundong Bi; Yuanqing Wang; Jin Meng (2017). “A Jurassic gliding euharamiyidan mammal with an ear of five auditory bones”. Nature. 551 (7681): 451–456. doi:10.1038/nature24483.

Zheng, X.; Bi, S.; Wang, X.; Meng, J. (2013). “A new arboreal haramiyid shows the diversity of crown mammals in the Jurassic period”. Nature. 500 (7461): 199. doi:10.1038/nature12353.

Mao Fang-Yuan, Zheng Xiao-Ting, Wang Xiao-Li, Wang Yuan-Qing ,Bi Shun-Dong & MENG Jin (2018). Evidence of diphyodonty and heterochrony for dental development in euharamiyidan mammals from Jurassic Yanliao Biota. Vertebrata PalAsiatica (advance online publication). Doi: 10.19615/j.cnki.1000-3118.180803

Perkins, S. (7 August 2013). “Fossils throw mammalian family tree into disarray”. Nature News. Retrieved 7 August 2013.

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Micropartículas: A pequena arma no tratamento de doenças

Hoje em dia, combatemos diversas doenças utilizando vacinas e administração de fármaco via intravenosa. No entanto o problema desse método é a liberação do fármaco no corpo humano. Geralmente a liberação é realizada sem controle, sendo muitas vezes necessária mais de uma dose para que surja algum efeito no paciente.

Uma alternativa são micropartículas construídas de polímeros biocompatíveis (que possuem afinidade com organismos vivos e não são tóxicos) para auxiliar na entrega de fármacos. Essas micropartículas auxiliam na liberação do fármaco de forma sustentada. Por serem geralmente construídas de géis porosos e não tóxico como: colágeno, alginato ou agarose. Esses materiais são mais facilmente assimiladas pelo organismo humano.

Figura: Ilustração de biomoléculas. Créditos: Phys.org

Mas afinal, como ocorre essa liberação sustentada? Como se trata geralmente de uma matriz porosa, a transferência de massa ocorre nos poros, o que dificulta que a entrega dos fármacos seja liberada toda de uma vez. A liberação ocorre de forma gradual e contínua. Outro fator interessante é que as micropartículas podem ser modificadas para atingir uma célula alvo, por exemplo, células tumorais. É possível modificar a superfície da micropartícula com alguma proteína sinalizadora para aquele tipo específico de célula, tornando a entrega do fármaco mais efetiva.

Segundo a mestranda Bruna Gregatti de Carvalho, que trabalha como a produção de micropartículas de alginato na Universidade Estadual de Campinas, o uso das micropartículas são interessante no aspecto biotecnológico, visto que o paciente não necessita tomar diversas doses do medicamento. Além disso, a cientista explica que as mesmas micropartículas, também podem ser utilizadas na terapia gênica, visto que protege o material genético: “Mesmo o material genéticas estando dentro de uma nanopartícula, as micropartículas podem ser interessante, visto que ela age como mais uma barreira para a entrega do material, dificultando que o material genético seja degradado pelo o organismo humano”.

Em época em que vacinas e tratamentos convencionais estão sendo questionado, tecnologias como essas podem se tornar poderosas ferramentas ao combate de diversas doenças.

 

Referências
TELLECHEA, A. et al. Alginate and DNA gels are suitable delivery systems for diabetic wound healing. Int. J. Low. Extrem. Wounds (2015).
LI, J & MOONEY, D. Designing hydrogels for controlled drug deliver. Nature reviews materials (2016).

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Microrganismos da pesada e o Bioterrorismo

Alguns microrganismos, além de patógenos, também podem ser usados como armas, e podem causar grandes estragos.  Bioterrorismo é como chamamos a liberação proposital de agentes biológicos, como vírus e bactérias capazes de causar doenças. O patógeno utilizado no Bioterrorismo é chamado de Arma Biológica.

B1      Símbolo de Risco Biológico, muito associado ao Bioterrorismo, mas também é visto nos materias e descartes de resíduos com risco biológico, como amostras de sangue, culturas de microrganismos, entre outros.

Armas biológicas se baseiam no uso de microrganismos, um recurso de fácil obtenção e reprodução, já que existem diversas formas de se produzir bactérias e vírus em grande quantidade. Além disso, com o avanço da Biotecnologia e da Engenharia Genética, novas formas de disseminação mais eficazes são possíveis. As armas biológicas tem um custo menor do que armas nucleares ou químicas, por exemplo, porém é preciso grande aporte tecnológico para o seu controle. Ou seja, talvez seja mais fácil reproduzir bactérias, mas é mais difícil dizer a elas qual é exatamente o seu alvo! O risco de fugirem do controle e atacarem tanto inimigos quanto aliados é muito grande, por isso várias convenções políticas já tentaram proibir o seu uso para sempre…

Mas, essas armas sempre foram de grande interesse para alguns países, como Estados Unidos, Rússia, Japão e Coréia do Norte, devido ao seu grande potencial de dano. Podem causar milhares de mortes, debilitação e incapacitação, e espalham, além de doenças, o PÂNICO!

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Soldados vestidos com proteção contra armas biológicas durante a 2° Guerra Mundial.

Não é qualquer microrganismo que pode ser usado com fins bélicos. Um microrganismo patogênico é considerado uma potencial arma biológica, quando:
1) Causa doença grave;
2) A dose necessária para o efeito é baixa
3) Período de incubação curto
4) População não tem imunidade
5) Tratamento difícil
6) Disseminação fácil (água, ar)
7) Produção fácil em grandes quantidades
8) Estável quando estocado.

Alguns dos patógenos que se encaixam nessas características, são a bactéria conhecida como Antraz, a bactéria Yersinia pestis (agente da peste negra), e vírus hemorrágicos como Ebola e Marboug, e outros como a Varíola.
A história mundial já nos deu algumas amostras do que esse tipo de arma pode fazer. Em 2001 e 2002, nos Estados Unidos, algumas figuras importantes receberam pelo correio, envelopes contendo esporos de Antraz, o Bacillus anthracis, que causa grave doença respiratória, e se não tratada rapidamente, leva à morte em quase 100% dos casos, além disso, o diagnóstico preciso é difícil.  O Antraz continua sendo uma preocupação, ainda mais com a situação muito complicada da Coréia do Norte, uma potência bélica que tem feito muitas ameaças à paz mundial. O país nega estar produzindo armas biológicas, mas…
Melhor prevenir, e com esse pensamento a Coréia do Sul, vizinha e apavorada, desenvolveu uma mistura de microscopia com inteligência artificial, capaz de detectar com 96% de precisão o bacilo do Antraz. A detecção se baseia na obtenção de fotomicrografias que são analisadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET), que tem um aumento inicial de 20.000 vezes, permitindo a identificação de esporos e partículas virais. Essa tecnologia pode ser acoplada à câmeras digitais, por exemplo, onde já irão fazer o rastreio dessas possíveis armas.

 

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Esquema ilustrativo do CDC sobre o Antraz e sua disseminação.

Na 2° Guerra Mundial o Japão liberou uma chuva de pulgas sobre a China. Como assim? Isso mesmo, com aviões, o Japão pulverizou pulgas sobre o inimigo, mas não eram quaisquer pulgas, os animais estavam contaminados com a Yersinia pestis, bactéria causadora da Peste Negra ou Peste bubônica, que assolou a Europa nos anos 1300, matando cerca de 200 milhões de pessoas, aproximadamente um terço da população total da Europa. Hoje esse número representaria a população inteira do nosso país!!!
A peste é altamente contagiosa e afeta também animais, roedores tornam-se o reservatório da doença, e a pulga do rato o principal agente transmissor. A peste não tem tratamento, de forma que só sobreviveu à ela quem tinha imunidade. A probabilidade da disseminação proposital desse patógeno causar uma catástrofe de proporções inimagináveis é muito grande. Não acho que deveríamos brincar com essa bactéria, não é mesmo? Na idade média, cadáveres de pessoas com a Peste eram jogados em rios e poços, com intuito de contaminar o suprimento de água dos inimigos, já demonstrando conhecimento do potencial disseminador desse microrganismo.

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I Medici della Peste – Litografia que retrata os médicos da peste. Apesar do aspecto assustador da máscara utilizada, que ficou associada à morte, a ideia era diminuir o contato com os pacientes contaminados.

Conscientemente ou não (há divergências) os colonizadores europeus trouxeram para a América a Varíola, que dizimou os povos indígenas da América Latina. Não existia essa doença na América, e por isso os indígenas não tinham imunidade e sofreram muito. Os colonizadores davam aos indígenas roupas dos doentes, e como a doença é altamente contagiosa, causou muitos estragos. Para quem ficou curioso sobre o tema, veja esse texto muito interessante sobre a varíola no Brasil Colonial .

A Varíola foi erradicada em 1980 com o uso da vacina. Atualmente, existem apenas dois laboratórios que possuem espécimes da Varíola, um nos Estados Unidos e outro na Rússia. Irônico não é? Deve ser para manter equilibrada a balança mundial…

Pensou-se em destruir todas as cepas, mas sempre fica aquele medo, se a doença retornar, como iremos estudá-la? E assim continua-se preservando o vírus em laboratórios de altíssima segurança.

Outros vírus, como Ebola e Marboug também são altamente contagiosos e letais, causam infecções com febre e hemorragia e não possuem cura. Até os cadáveres são contagiosos.

O C.D.C (Center for Control and Prevention of Diseases) classifica todos os agentes quanto ao seu risco individual e de disseminação para a comunidade, o que implica também em seu potencial para o bioterrorismo. O Antraz é considerado um agente de risco A, bem como vírus que causam febres hemorrágicas. Os organismos classificados como risco A possuem alto risco de contaminação individual e alto risco de disseminação para comunidade, sendo responsáveis por doenças graves.

Apesar de possível e alarmante, ataques bioterroristas precisam de uma logística complicada, de forma que bombas ainda são bem mais efetivas.

Mas o que podemos fazer para prevenir um ataque biológico? Investimento em:
– Diagnóstico clínico e laboratorial rápido e preciso
– Tratamentos e novos antibióticos
– Novas vacinas

Quanto mais se entender a respeito desses microrganismos, mais seguros estaremos.

ALERTA DE SPOILER: Mas essas ideias continuam mexendo com o imaginário de muita gente. Dan Brown, o célebre escritor de Código da Vinci, nos presentou com o livro O Inferno, onde os mocinhos lutam contra um ataque bioterrorista. Mas, o objetivo desse ataque não é a guerra, e sim o controle do crescimento populacional. Já falei demais…

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Referências:

Barth, Ortrud Monika, Bioterrorismo e microrganismos patogênicos História, Ciências, Saúde – Manguinhos, vol. 20, núm. 4, octubre-diciembre, 2013, pp. 1735-1749, Fundação Oswaldo Cruz
Rio de Janeiro, Brasil

Cross AR, Baldwin VM, Roy S, Essex-Lopresti AE, Prior JL, Harmer NJ. Zoonoses under our noses. Microbes Infect. 2018 Jun 18. pii: S1286-4579(18)30125-4. doi: 10.1016/j.micinf.2018.06.001. [Epub ahead of print]

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Mudanças climáticas potencializam a resistência a antibióticos

Que a resistência a antibióticos é uma questão preocupante, muita gente sabe. O tema vem sendo cada vez mais debatido em cúpulas de altas negociações e entre governos. No ano passado, a Organização das Nações Unidas (ONU) deu atenção especial à questão em sua 72ª Assembleia na sede da Organização, em Nova York. Afinal, um problema que causa a morte de 700 mil pessoas por ano atualmente – e pode matar 10 milhões de pessoas por ano em 2050, superando todos os tipos de câncer e diabetes – é um problema que não pode ser ignorado.

Especialistas e formuladores de políticas públicas estão alarmados e alertam para o uso indiscriminado de antibióticos em pessoas e animais. Em muitos lugares, antibióticos são vendidos sem receita, as pessoas não seguem o tratamento até o fim ou mesmo fazem uso desse tipo de medicamento para tratar infecções de causa viral, como a gripe. Some-se isso ao ritmo lento no desenvolvimento de novos medicamentos de maior eficácia no tratamento de infecções bacterianas, a resistência de bactérias a antibióticos só piora. Há quem tema que a medicina sofra um “retorno à idade das trevas”, quando infecções simples matavam.

O que muita gente não deve saber, no entanto, é que as mudanças climáticas têm um papel importante na disseminação da resistência bacteriana a antibióticos. Um estudo publicado recentemente na revista Nature Climate Change indica que, quanto maior o aumento da temperatura, maior a incidência de infecções resistentes a tratamentos com antibióticos.

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Klebsiella pneumoniae. Imagem: NIAID

Os líderes do estudo, Derek MacFadden e Sarah McGough, pesquisadores da Harvard Chan School of Public Health, constataram, junto com seus colegas, que uma mudança de 10ºC na temperatura aumentaria a resistência da Escerichia coli, causadora de infecções urinárias, em 4,2%; sob as mesmas condições, a resistência da Klebsiella pneumoniae, causadora de pneumonia, aumentaria em 2,2%; e a Staphylococcus aureus, responsável por doenças como a meningite, aumentaria sua resistência a antibióticos em 2,7%.

A pesquisa teve como amostra os Estados Unidos e levou em conta padrões de resistência bacteriana registrados em uma extensa base de dados com índices de resistência por antibiótico e por bactéria entre 2013 e 2015. Os dados foram recolhidos de hospitais, laboratórios e unidades de observação em todo o país e foram cruzados com taxa de prescrição de antibióticos por região e também com a densidade populacional de diferentes regiões dos EUA. Para analisar a relação com o clima, os pesquisadores usaram uma série histórica de variação de temperatura que ia de 1980 a 2010 em todas as regiões dos EUA.

Os pesquisadores perceberam, também, que nos estados do sul do país – com temperatura mais alta que os do norte em razão da latitude onde estão – a prescrição de antibióticos era, em geral, maior que nos estados mais ao norte. Isso faz sentido quando se pensa que temperaturas mais altas facilitam a transferência de genes de resistência a antibióticos, que é uma das hipóteses que o estudo levanta. A questão é que uma maior prescrição de remédios coincidiu com mais resistência a tratamentos para as três bactérias analisadas.

O que acontece nos Estados Unidos possivelmente se repete com uma frequência muito maior em países em desenvolvimento. Na Índia, por exemplo, há uma preocupação muito grande com a prescrição indiscriminada de antibióticos e o uso incorreto deles, que é algo bastante comum por lá.

Se a relação entre mudanças climáticas e resistência bacteriana for confirmada por mais estudos, podemos estar diante de um desafio imenso – que não vai poupar nenhum continente. Além disso, este é um problema que pode possivelmente bater com mais força nos países em desenvolvimento, que estão em sua maioria próximos à linha do Equador e é onde os efeitos das mudanças climáticas vão ser sentidos com mais intensidade.

A questão é que precisamos falar mais sobre a resistência bacteriana a antibióticos. Num mundo em que as mudanças climáticas são uma questão incontornável agora – e mais ainda em um futuro próximo – precisamos ter em mente que tudo vai ser alterado pelo clima. Bactérias de hospitais e nos alimentos que consumimos, inclusive. Para não sermos pegos de surpresa, precisamos começar a conversar mais seriamente sobre este problema – problemão – nas nossas casas e com nossos conhecidos. A comunidade médica precisa ser mais criteriosa em prescrever medicamentos – é preciso parar de receitar antibióticos para qualquer diagnóstico de “virose”. Muita gente toma antibiótico porque o médico diz que é para tomar.

Precisamos exigir menos uso de antibióticos na agricultura e parar de usar esse tipo de medicamento para tratar gripe. Quem sabe uma ação coletiva coordenada pegaria as bactérias de surpresa, mesmo ajudadas pelas mudanças climáticas?

Saiba mais

MacFadden et al. Antibiotic resistance increases with local temperature. Nature Climate Change, 21 de maio de 2018

Antibiotic Resistance. World Health Organization, 5 de fevereiro de 2018

A “epidemia” que matará mais gente do que o câncer (se não for evitada). El País Brasil, 22 de setembro de 2017

Por que o mau uso dos antibióticos é uma ameaça para a saúde de toda a população. Gaúcha ZH, 29 de julho de 2016

Superbactérias avançam no Brasil e levam autoridades de saúde a correr contra o tempo. BBC Brasil, 11 de julho de 2017

Plano de combate à resistência a antibióticos deve ser concluído em 2018. O Globo, 11 de novembro de 2017