Receba em primeira mão novidades, promoções e novos conteúdos do nosso BLOG!

Respeitamos sua privacidade, NUNCA enviamos spam!

Obrigado por se cadastrar!

Por favor confira seus dados

TOP 10 Artigos de Biologia Molecular – MAR/21

19/04/2021

1- Injeção que leva ao silenciamento de genes reverte dor crônica em camundongos
A dor é uma resposta do corpo que viaja através dos nervos até a medula espinhal, que por sua vez leva a mensagem até nossos cérebros. Porém, algumas vezes essas mensagens continuam sendo entregues, mesmo quando o motivo da dor já não existe mais. Nesses casos, dizemos que há uma dor crônica. Métodos convencionais para o tratamento de dores crônicas geralmente envolvem o uso de opioides, como oxicodona. Porém, além de tratar as dores, opióides também afetam outros centros no cérebro, que podem levar ao vício e também suprimir a respiração.
Para ativar os sinais elétricos, os nervos responsáveis pela dor dependem do fluxo de íons por canais de proteínas em suas membranas. Um desses canais, chamado Nav1.7, se destaca por ser um dos principais responsáveis quando existem problemas relacionados à dor. Pessoas com mutações que tornam esse canal superativo estão sujeitas a sentirem pontadas de dores terríveis, já aqueles que possuem mutações que desativam esse canal não sentem dor alguma.
No estudo publicado na revista Science Translational Medicine, os autores tiveram como objetivo reduzir o número de Nav1.7 que as células expressam. Eles modificaram uma enzima Cas9 para que, ao invés de clivar, ela se ligasse ao DNA. Essa ligação impede a proteína Nav1.7 de ser produzida. Para melhorar ainda mais a atividade de inibição, ainda promoveram a ligação da Cas9 a uma proteína repressora.
Os pesquisadores aplicaram o tratamento em camundongos que estavam em um estado induzido de dor crônica, e constataram que houve uma diminuição na hipersensibilidade à dor entre o grupo tratado e o grupo controle. O time agora se prepara para testes em primatas não humanos.
Fonte: Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice. Ana M. Moreno, Fernando Alemán, Glaucilene F. Catroli, Matthew Hunt, Michael Hu, Amir Dailamy, Andrew Pla, Sarah A. Woller, Nathan Palmer, Udit Parekh, Daniella McDonald, Amanda J. Roberts, Vanessa Goodwill, Ian Dryden, Robert F. Hevner, Lauriane Delay, Gilson Gonçalves dos Santos, Tony L. Yaksh, Prashant Mali. Science Translational Medicine 10 Mar 2021: Vol. 13, Issue 584, eaay9056 DOI: 10.1126/scitranslmed.aay9056

2- O estudo do genoma de Girafas pode vir a auxiliar no tratamento de hipertensão no futuro
O pescoço da Girafa é um exemplo interessantíssimo usado por biólogos em suas aulas sobre evolução e ferramentas evolutivas. Para que o cérebro, que está a cerca de 2 metros acima do corpo seja devidamente oxigenado, o coração precisa bombear sangue a uma pressão cerca de 2.5 x maior que os outros mamíferos. Um novo estudo feito por pesquisadores da China, Noruega e Dinamarca e publicado na Science Advances explica como as girafas conseguem sobreviver com hipertensão.
Para este estudo, os pesquisadores compararam o genoma da girafa (Giraffa Camelopardalis rothschildi) com o genoma de 50 outros mamíferos, incluindo um grupo irmão de girafas, o okapi. O estudo fornece dados sobre cerca de 97% do DNA das girafas e identifica 490 genes com adaptações únicas nas girafas. A maioria das modificações está em genes relacionadas à características cardiovasculares, crescimento ósseo e sistema sensorial. Dentre muitas outras, eles conseguiram identificar sete mutações únicas no gente FGFRL1, que, quando defeituoso em humanos, leva a problemas cardíacos e defeitos esqueléticos.
Para avaliar os efeitos destas mutações, os cientistas inseriram através de CRISPR as mutações encontradas nas girafas nos genomas de dez camundongos. Eles então aplicaram uma droga para induzir hipertensão em 5 dos 10 animais modificados, e também em 5 animais normais. Os camundongos normais desenvolveram hipertensão e tiveram danos associados nos rins e fígado, enquanto a única alteração nos camundongos modificados foi um leve aumento na pressão arterial. Futuramente, estudos como este poderão iluminar o caminho do desenvolvimento de novas terapias contra a hipertensão.
Fonte: A towering genome: Experimentally validated adaptations to high blood pressure and extreme stature in the giraffe. Chang Liu, Jianbo Gao, Xinxin Cui, Zhipeng Li, Lei Chen, Yuan Yuan, Yaolei Zhang, Liangwei Mei, Lan Zhao, Dan Cai, Mingliang Hu, Botong Zhou, Zihe Li, Tao Qin, Huazhe Si, Guangyu Li, Zeshan Lin, Yicheng Xu, Chenglong Zhu, Yuan Yin, Chenzhou Zhang, Wenjie Xu, Qingjie Li, Kun Wang, M. Thomas P. Gilbert, Rasmus Heller, Wen Wang, Jinghui Huang, Qiang Qiu. Science Advances 17 Mar 2021, Vol. 7, no. 12, eabe9459 DOI: 10.1126/sciadv.abe9459

3- Vírus da COVID-19 está presente no tecido cardíaco em 75% dos casos fatais da doença.
De acordo com o mais completo estudo realizado em tecido cardíaco até o momento, três quartos das pessoas que morreram por COVID-19 possuíam o vírus em seus corações. O estudo, publicado na revista Modern Pathology, também reporta que as pessoas com o vírus no tecido cardíaco também foram mais propensas a apresentarem arritimias cardíacas antes de morrerem.
Utilizando uma técnica de hibridização in situ e caracterização transcriptômica utilizando NanoString, os pesquisadores analizaram 20 amostras de cada uma das 41 vítimas de COVID-19 incluídas no estudo. Assim como na RT-qPCR, essa técnica utiliza moléculas para detectar pedaços de RNA viral, porém, não há a necessidade de amplificação do material genético. O material genético de SARS-CoV-2 estava presente em 30 das amostras. Apenas os pacientes com SARS-CoV-2 em seus corações apresentaram fibrilações artriais, ritmo cardíaco rápido e desregulado e batimentos adiantados ou extras. A maioria das células infectadas detectadas eram células imunes, e não está claro se o vírus atacou as células cardíacas ou se as alterações cardíacas poderiam ter sido causadas pelas células imunes.
No entanto, o estudo pode auxiliar na elucidação do mecanismo de ação do esteróide dexametasona. A droga foi uma das primeiras a comprovadamente prevenir mortes por SARS-CoV-2. Essa droga reduz a inflamação, então pode ter auxiliado a prevenir a presença das células imunes infectadas no coração. Dos pacientes que estavam sendo tratados com a dexametasona 50% possuíam o vírus em seus corações, em comparação a 90% daqueles que não estavam.
Porém, o baixo número de pacientes analisados não permite concluir se essa droga foi eficaz na proteção do tecido cardíaco dos pacientes. Porém, esse estudo revela a importância de continuarmos estudando o efeito do vírus nas pessoas que sobrevivem, para evitar que problemas no futuro venham a prejudicar aqueles que foram acometidos pela doença.
Fonte: Bearse, M., Hung, Y.P., Krauson, A.J. et al. Factors associated with myocardial SARS-CoV-2 infection, myocarditis, and cardiac inflammation in patients with COVID-19. Mod Pathol (2021). https://doi.org/10.1038/s41379-021-00790-1

4- Cientistas cultivam embriões de camundongo fora do útero até a formação de órgãos e membros
A embriologia é o ramo da ciência que estuda como os embriões se formam. Até hoje, o acesso ao conhecimento do desenvolvimento estava limitado pois esse processo sempre esteve escondido dentro do corpo da progenitora. Porém, pela primeira vez, cientistas israelenses descreveram um método para manter os embriões de camundongos vivos até o décimo primeiro dia, mais de metade do período de gestação, que dura 20 dias em média.
Até o presente momento, os embriões eram mantidos vivos até o quarto dia – quando a falta de uma placenta e nutrientes, somada ao começo da especialização celular, geralmente levava os embriões à morte. A nova técnica, desenvolvida por pesquisadores do Weizmann Institute of Science em Israel e publicado na revista Nature, utiliza garrafas giratórias com nutrientes para manter os embriões vivos por mais sete dias. Segundo os pesquisadores, além dos nutrientes necessários, as garrafas giratórias fornecem a quantidade necessária de oxigênio e pressão atmosférica, e o domínio desse sistema de ventilação permitiu o crescimento adicional dos embriões.
Esta técnica abre caminho para um estudo detalhado de muitos aspectos do desenvolvimento dos embriões, e os próximos passos devem incluir embriões de camundongos fertilizados in vitro.
Fonte: Aguilera-Castrejon, A., Oldak, B., Shani, T. et al. Ex utero mouse embryogenesis from pre-gastrulation to late organogenesis. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03416-3
vídeo dos embriões nas garrafas giratórias: https://www.youtube.com/watch?v=mKh6wYDsTBg
5- Como a tuberculose tem levado à seleção natural em humanos nos últimos milênios
A tuberculose é a doença infecciosa mais letal da história. Estima-se que nos últimos dois mil anos, 1.5 bilhão de pessoas morreram em decorrência da doença que, ainda hoje, mata 1.5 milhão de pessoas anualmente ao redor do mundo. Porém, pouco se sabe sobre a origem dessa doença e de suas variantes mais letais.
Em 2017, um estudante de graduação da Universidade de Paris descobriu que pessoas que carregavam duas cópias de uma variante rara – chamada P1104A – do gene TYPK2 (que está relacionado à imunidade) possuem muito mais risco de ficarem severamente doentes se infectadas por tuberculose. Utilizando dados de perfil genético de populações européias e dados recuperados de DNA de humanos que viviam 9000 anos atrás, eles estudaram as diferenças na frequência dessa variante nas populações humanas ao longo do tempo.
Os pesquisadores estimam que, 5000 anos atrás, 3% da população carregava essa variante. Porém, em decorrência de migrações humanas, esse número chegou a representar 10% da população 3000 anos atrás. Desde então, a frequência afundou para cerca dos 3% que são vistos hoje em dia.
De acordo com o estudo, a queda na frequência do gene corresponde ao período de emergência da variante moderna da tuberculose. Utilizando modelos computacionais para inferir como o tamanho da população e a migração influenciaram na frequência do gene, os autores propõem que a tuberculose matou ou adoeceu seriamente um quinto daqueles que possuíam duas cópias da variante, poucos dos quais possuíram filhos vivos ao fim da era de Bronze, 2000 anos atrás. O estudo é crucial para melhor entendermos como o nosso sistema imune co-evoluiu com patógenos específicos.
Fonte: Human ancient DNA analyses reveal the high burden of tuberculosis in Europeans over the last 2,000 years. Kerner, Gaspard et al. The American Journal of Human Genetics, Volume 108, Issue 3, 517 – 524

6- Novo surto do virus Ebola na Guiné pode ter originado em sobrevivente infectado 5 anos atrás
Entre 2013 e 2016 um surto de ebola atingiu a Guiné, Liberia e Serra Leoa, vitimando mais de 11.000 pessoas. O vírus da ebola causa uma febre hemorrágica, geralmente fatal, que é transmitida ao seres humanos por animais ou por contato com outros humanos infectados.
Recentemente, um novo surto que já contaminou 18 pessoas e vitimou outras 9 mobilizou cientistas e autoridades do país. Segundo três publicações feitas por cientistas da “Guinea Center for Research and Training in Infectious Diseases” no site virological.org, as amostras sequenciadas nesse novo surto são muito similares e pertencem filogeneticamente à mesma cepa daquelas isoladas no surto que começou em 2013. Com base nessas análises, os pesquisadores levantam a hipótese de que o vírus possa ter permanecido de forma latente em algum dos sobreviventes.
Já se sabia que o vírus da Ebola poderia permanecer no organismo por um longo período de tempo. Em 2016, um sobrevivente infectou a parceira através de seu sêmen, mais de 500 dias após sua recuperação. Porém, um surto decorrente de um vírus latente após 5 anos seria algo “novo e assustador”, diz Eric Delaporte, um dos cientistas envolvidos no estudo. Embora tal possibilidade ainda não tenha sido provada, os cientistas temem que esse surto possa piorar a situação dos sobreviventes, que além das perdas pessoais e do sofrimento causado pela doença, ainda são estigmatizados e encontram dificuldades em se reintegrar à sociedade.
Felizmente, tratamentos e vacinas para a Ebola estão disponíveis a alguns anos, e milhares de familiares e pessoas que possuem contato direto com sobreviventes já foram vacinados, além dos profissionais de saúde das áreas afetadas.
Fonte: Keita, Alpha, et al., 2021 “Resurgence of Ebola virus in Guinea after 5 years calls for careful attention to survivors without creating further stigmatization”. website: https://virological.org/t/guinea-2021-ebov-genomes/651, https://virological.org/t/release-4-ebov-genomes-from-guinea-2021-outbreak/642, https://virological.org/t/guinea-2021-ebov-outbreak/643. Accessed in April, 2021.

7- Descoberta sobre RNAs polimerases pode auxiliar no desenvolvimento de drogas antivirais
Todas as células de organismos vivos possuem dois tipos de ácidos nucleicos: DNA e RNA. O DNA é sintetizado por uma enzima chamada DNA polimerase, e usa função é armazenar e transmitir as informações genéticas de uma célula para as próximas gerações. Já o RNA é sintetizado por uma enzima chamada RNA polimerase, e sua função é utilizar a informação genética armazenada no DNA e transformá-la em proteínas, as moléculas que atuam nas funções celulares.
Porém, os ácidos nucleicos que compõem as cadeias de DNA e RNA são muito parecidos. A única diferença entre eles é uma pequena parte da molécula, chamado grupamento 2’OH, que está presente apenas nas moléculas de RNA, que por conta disso são um pouco maiores. As polimerases que formam as cadeias de DNA não utilizam os ácidos nucleicos de RNA pois seu sítio ativo é pequeno o suficiente para que essa diferença em tamanho faça diferença. Portanto, as polimerases não incorporam os nucleotídeos de RNA por que eles não cabem. Porém, o sítio ativo da polimerase de RNA é grande o suficiente para acomodar os ácidos nucleicos de DNA, e ainda assim, essa incorporação não acontece. Pesquisadores da Universidade de Turku publicaram um artigo na revista Nature Communications abordando os motivos.
Utilizando polimerases alteradas geneticamente os pesquisadores descobriram que as RNA polimerases deformam os ácidos nucleicos de DNA, de forma que eles não mais sejam compatíveis com a incorporação na fita. Eles também descobriram que as RNA polimerases de humanos e de vírus funcionam de formas distintas. Isso permitira que no futuro novas drogas fossem desenvolvidas, de forma a alterar a atividade apenas das polimerases virais, sem prejudicar o hospedeiro humano.
Fonte: Janne J. Mäkinen, Yeonoh Shin, Eeva Vieras, Pasi Virta, Mikko Metsä-Ketelä, Katsuhiko S. Murakami, Georgiy A. Belogurov. The mechanism of the nucleo-sugar selection by multi-subunit RNA polymerases. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21005-w

8- Mecanismo epigenético de transferência de informação paterna é revelado
O DNA é a principal molécula que transmite informação dos pais para os filhos. Porém, nem toda informação transmitida está no DNA. Parte da informação para a criação da prole pode ser transmitida através de moléculas que interagem com o DNA, e esse tipo de transmissão é chamada de epigenética.
O estudo, publicado na revista Developmental Cell, relata a descoberta de que mudanças nas proteínas presentes no esperma podem influenciar a saúde da prole. Para manipular o epigenoma do espermatozóide, os pesquisadores alimentaram camundongos machos com uma ração deficiente em folato e acompanharam as mudanças de um grupo particular de moléculas em proteínas associadas ao DNA.
Os pesquisadores descobriram que os grupamentos metil associados com proteínas histonas, que são essenciais para o enovelamento do DNA, geraram alterações na expressão gênica da prole, fazendo com que nascessem com alterações na medula espinhal e no crânio. Essas são descobertas importantes pois as mudanças foram ocasionadas por um transtorno ambiental (alimentação), e foram transmitidas através do esperma. Além disso, elas se mantiveram durante o desenvolvimento do embrião.
Fonte: Ariane Lismer et al. Histone H3 lysine 4 trimethylation in sperm is transmitted to the embryo and associated with diet-induced phenotypes in the offspring. Developmental Cell, 2021 DOI:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2021.01.014

9- Como a Streptococcus pyogenes é capaz de causar infecções na pele
A Streptococcus pyogenes é uma bactéria capaz de causar infecções na pele em seres humanos. Quando capaz de adentrar o tecido, pode vir a causar doenças graves e potencialmente fatais, como sepse e síndrome do choque tóxico. A pele possui poucos nutrientes para qualquer microorganismo, pois possui pouquíssimos carboidratos. Isso a torna uma barreira eficiente contra a infecção por microorganismos. Porém, a Streptococcus pyogenes possui a capacidade de degradar arginina, um dos aminoácidos responsáveis por formar as proteínas. Com isso, a bactéria consegue sobreviver na pele, mesmo sem acesso à glicose.
Para confirmar a descoberta, o time de pesquisadores removeu um dos genes (chamado arcA) responsável por iniciar a via metabólica de degradação de arginina, e com isso, as bactérias perderam a capacidade de metabolizar arginina e se tornaram menos tóxicas em experimentos com células epiteliais humanas cultivadas em placas. Essa diminuição da toxicididade se dá pelo fato de que, quando a arginina é fornecida, uma série de mudanças na expressão gênica ativam genes responsáveis por aumentar a virulência e a produção de toxinas.
Utilizando pele de camundongos como modelo, eles demonstraram que as bactérias sem o gene arcA eram ineficazes em infectar através da pele, porém, quando expostas ao sangue (onde há bastante glicose), conseguiam infectar tanto quanto as bactérias selvagens. O estudo trás informações importantes que podem auxiliar no desenvolvimento de fármacos que bloqueiem a degradação da arginina pelas bactérias, levando a um possível tratamento da infecção cutânea.
Fonte: Yujiro Hirose, Masaya Yamaguchi, Tomoko Sumitomo, Masanobu Nakata, Tomoki Hanada, Daisuke Okuzaki, Daisuke Motooka, Yasushi Mori, Hiroshi Kawasaki, Alison Coady, Satoshi Uchiyama, Masanobu Hiraoka, Raymond H. Zurich, Masayuki Amagai, Victor Nizet, Shigetada Kawabata. Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface. Cell Reports, 2021; 34 (13): 108924 DOI: 10.1016/j.celrep.2021.108924

10- Células queimam mais calorias após uma única sessão de exercício aeróbico moderado, sugere estudo
Pesquisadores da Universidade do Estado de Oregon, nos Estados Unidos, avaliaram a quantidade de energia utilizada pelas mitocôndrias de indivíduos sedentários após uma única hora de exercícios físicos moderados. As mitocôndrias são responsáveis pelos processos biológicos de respiração celular, que transforma açúcares e gorduras em energia.
Os pesquisadores recrutaram participantes que não seguiam uma rotina regular de exercícios, e pediram que eles utilizassem uma bicicleta estacionária por uma hora a uma intensidade moderada. Eles foram monitorados a aproximadamente 65% da capacidade de esforço máximo, ao ponto de que conseguiam manter o ritmo da pedalada e ainda assim manter uma conversa. Eles então fizeram uma biópsia do músculo 15 minutos após o teste e avaliaram quão eficientemente as mitocôndrias estavam queimando calorias e compararam isso à biópsia feita em um dia de descanso.
Eles descobriram que as mitocôndrias dos participantes queimavam cerca de 12-13% mais energia vinda de gordura e 14-17% mais energia vinda de açucares. Apesar de não serem efeitos drásticos, eles foram consistentes entre os participantes. O estudo mostra que mesmo uma atividade física moderada pode auxiliar na melhora da resposta metabólica do organismo.
Fonte: Sean A. Newsom, Harrison D. Stierwalt, Sarah E. Ehrlicher, Matthew M. Robinson. Substrate-specific Respiration of Isolated Skeletal Muscle Mitochondria after 1 h of Moderate Cycling in Sedentary Adults. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2021; Publish Ahead of Print DOI: 10.1249/MSS.0000000000002615