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7 de agosto de 2018

Camundongos e você: o que é que tem a ver? Considerações sobre experimentação em animais.


Autoria desconhecida

Por: Tâmela Zamboni Madaloz e Victor Soares Santibañez.

Você sabia que muitos objetos que você usa no seu cotidiano tiveram de passar por testes em animais antes de chegar até você? Remédios, produtos de higiene, pesticidas e até mesmo, quem diria, casos de montadoras de automóveis testando seus produtos, como o diesel, em animais já foram registrados. Devido a tabus na dissecção (ato de dissecar, de separar as partes de um corpo ou de um órgão) de corpos humanos, animais eram utilizados para estudos anatômicos na Grécia Antiga. Uma expressão conhecida do inglês é Canary in a coal mine, em português “Canário em uma mina de carvão”, utilizada para se referir a algo que sinaliza uma desgraça que está por vir e tem origem no processo de mineração, no qual os mineradores podem estar expostos a gases tóxicos. Eles levavam canários (aves) presos em gaiolas para as minas. Se gases tóxicos, como o monóxido de carbono (CO), fossem liberados durante seu trabalho, matariam as aves antes de matar os mineradores, o que lhes sinalizava que deveriam deixar o local. O CO tem uma afinidade química pelos transportadores de oxigênio do sangue muito maior que o próprio oxigênio, impedindo que este chegue às células, o que ocasiona uma morte por asfixia. O canário possui menor tamanho corporal que um humano e, devido a isso, uma maior taxa metabólica. Isso faz com que suas células fiquem sem oxigênio antes que as células de um humano e por isso ele morre antes. A Figura 1 é uma ilustração que retrata um experimento com um animal e algumas reações a ele no século XVIII.

Figura 1: Pintura de Joseph Wright de Derby (1768). Neste trabalho, o artista captura várias reações, como choque, tristeza, apreciação, curiosidade e indiferença diante do uso de um animal vivo, uma ave, como objeto de experimentação no século XVIII na Inglaterra. | Fonte: Wikimedia Commons.
A utilização de animais como cobaias para testes é empregada em muitas áreas da ciência, como para fazer novos medicamentos, novos métodos cirúrgicos, vacinas, no ensino, testando os possíveis danos que substâncias podem causar, para entender melhor mecanismos biológicos, etc.

Animais são utilizados como modelo induzido quando, por exemplo, fazemos com que eles desenvolvam alguma doença. Um exemplo de modelo induzido é a utilização de aloxano, substância que induz um estado diabético nos animais e permite o estudo das implicações desse estado no organismo, além de ajudar a entender o efeitos de diferentes tratamentos.

Também existem os modelos negativos, nos quais não ocorre reação a algum determinado estímulo. Através desse método, no qual foram utilizados imunossupressores (substâncias que diminuem a resposta imune), foi possível fazer um transplante de uma perna inteira entre ratos geneticamente distintos.

Mas que contribuições a utilização de animais trouxe aos diferentes campos científicos? A descoberta da insulina e produção de soros e vacinas contra diversas doenças tiveram contribuições de testes em animais. Por exemplo, cachorros, coelhos e galinhas foram utilizados em estudos para tratamento da raiva;  vacas no tratamento da varíola; macacos na vacina da febre amarela; ratos e camundongos no desenvolvimento de fármacos antidepressivos...

Cachorros, coelhos, vacas, macacos, ratos… diversos animais são utilizados na ciência, mas o animal que frequentemente aparece em imagens ao lado de cientistas é o camundongo. E de fato a maioria das pesquisas são feitas com eles. Mas por quê? Os camundongos que utilizamos em experimentos hoje em dia são descendentes dos domésticos, com quem compartilhamos uma longa história evolutiva. Por muito tempo vivemos no mesmo ambiente, comendo os mesmos alimentos e nos expondo às mesmas doenças. Foi apenas no século XIX que  camundongos começaram a ser utilizados em laboratórios. Algumas características que favoreceram a utilização desses roedores são o fato de estes se reproduzirem muito e em pouco tempo, além de serem são facilmente domesticados, pequenos e de fácil manuseio.  

Uma das áreas da ciência que se utiliza muito de camundongos é a genética, o que se deve justamente ao fato de esses animais terem um tempo médio de vida curto e similaridades genéticas com humanos e a ser relativamente fácil “editar” seu DNA. Alguns casos em que eles vêm sendo empregados com edições no DNA são doenças, disfunções ou malformações, buscando reproduzir os mesmos sintomas apresentados na nossa espécie.

Dentre esses podemos citar o camundongo nude, que possui sistema imune menos eficaz e por isso é utilizado em pesquisas com tumores e com doenças autoimunes. Outros exemplos são camundongos obesos, diabéticos e com distrofia muscular. A Figura 2A mostra um camundongo obeso, e a Figura 2B mostra um camundongo nude.

Figura 2. Exemplos de camundongos utilizados em pesquisas. (A) Camundongo obeso; (B) Camundongo nude. | Fonte: Andrade, 2006






Mas espera aí! Os camundongos são uma espécie bem distinta da nossa, isso não altera nada? Com certeza altera. Apesar de se reconhecer que animais auxiliaram nas descobertas de inúmeros avanços científicos, este modelo é também muito criticado. Questões como o tempo de vida dos camundongos são problemas quando se tenta extrapolar dados deles para humanos. Em testes para avaliar toxicidade, por exemplo, o tamanho corporal pequeno desses animais é um problema, pois embora seja possível extrair quantidades necessárias de sangue sem causar morte, a fisiologia do animal é afetada, atrapalhando a sequência da pesquisa. Os tecidos dos camundongos também são pequenos, o que dificulta a comparação com a espécie humana.

Alguns exemplos de casos em que as extrapolações feitas em experimentos com animais para seres humanos não deram certo são o da penicilina (antibiótico), que é letal para porcos da índia, porém bem tolerada por seres humanos. A aspirina se mostrou teratogênica, ou seja, quando presente durante a gestação causa má-formação, em cães, ratos, camundongos, gatos e macacos, porém não em mulheres. Já a talidomida, caso clássico de uma droga que mulheres grávidas tomavam para aliviar enjoos, ocasionou muitos casos de malformação, como encurtamento dos membros, defeitos visuais, auditivos, da coluna vertebral e até do tubo digestivo e problemas cardíacos, pois inibe o desenvolvimento normal durante a gestação de humanos, embora não cause defeitos na formação de ratos e muitas outras espécies.¹

Acreditou-se que, por serem muito próximos filogeneticamente dos humanos, macacos seriam os melhores modelos para testes, porém estudos feitos com AIDS em macacos acabaram não dando certo, já que vacinas contra HIV/AIDS que funcionaram nos outros primatas não funcionaram em humanos. Já o rato, animal amplamente utilizado em experimentos, possui inúmeras diferenças fisiológicas comparados com humanos: eles não possuem vesícula biliar, respiram obrigatoriamente pelo nariz, têm hábitos noturnos, localização diferente da microbiota intestinal, entre muitas outras diferenças.

Portanto, temos que aceitar que animais não são pequenas pessoas; as inúmeras diferenças fisiológicas nos impedem de extrapolar muitos dados para humanos. Não é à toa que muitos estudos que passam por testes em animais acabam não obtendo sucesso na parte seguinte da pesquisa, que envolve o teste em humanos.

Existem também problemas éticos que envolvem a utilização desses animais, na qual não se considera o animal como um indivíduo com vontades, preferências, mas apenas um objeto de laboratório. Pesquisas com animais foram e são importantes para a ciência, porém o debate e as problematizações são necessários para construir sempre uma ciência de fato autoavaliativa. Não há dúvidas de que devemos muito aos camundongos que usamos para nos proporcionar a vida que temos hoje, e por isso temos a responsabilidade de encontrar formas alternativas de fazer ciência para poupar sempre que possível os nossos pequenos amigos.

Monumento aos camundongos de laboratório em Novosibirsk, Rússia. | Fonte: Alex Cheban.
Referências: 

¹ Salén JCW. Animal models: principles and problems. In: Rollin BE, Kesel ML. The experimental animal in biomedical research: care, husbandry and well-being: an overview by species. 3ed. Boston: CRC Press; 1995.


23 de julho de 2018

De onde surgiu a camisinha?


Segundo a mitologia grega, Minos, rei de Creta (representado na figura acima), continha serpentes e escorpiões em seu sêmen, que matavam as mulheres com quem ele dormia. Pintura de Michelangelo Buonarroti | Fonte: letralia.com

Apesar de ser motivo de debate e investigações, acredita-se que os egípcios foram uma das primeiras civilizações a usar preservativos e até a tingi-las de diferentes cores1. Datado de 1850 a.C., o Papiro de Petri apresenta uma seção especial dedicada a prescrições de pessários (anel introduzido na vagina da mulher provavelmente comprimindo o colo do útero, ou obstruindo a entrada do espermatozóide no orifício cervical, impedindo assim a fecundação) contendo esterco de crocodilo e uma substância semelhante a uma pasta, como o mel, para as mulheres egípcias de classe alta introduzirem na vagina antes do intercurso sexual. Essas práticas foram interpretadas por muito tempo como maneiras de contracepção. No entanto as substâncias utilizadas eram compostas de bicarbonato de sódio, possuindo propriedade alcalinizante, devido ao fato de o sêmen possuir uma faixa de pH básico e, portanto, promover a motilidade espermática.
Três antigas receitas egípcias para pessários recomendando a utilização de esterco de crocodilo e mel do Papiro de Ebers 1500 a.C. | Fonte:  B. E. Finches e Hugh Green

Várias formas de preservativos masculinos foram usadas na pré-história. Na caverna de Les Combarelles, localizada na França, há registros na forma de arte rupestre da cena de um homem e uma mulher envolvidos no ato sexual, no qual ele parece recobrir seu pênis com algum tipo de pelagem. Além disso, há vários registros de um envoltório para o pênis, não com o propósito de contracepção, mas com o objetivo de proteger o órgão masculino em combates, picadas de insetos ou proteção espiritual. Alguns envoltórios utilizavam cores sortidas que tinham o objetivo de servir como distintivos de classificação, amuletos para promover fertilidade ou como adorno. Esses protetores são usados até hoje por algumas etnias humanas, como por exemplo um povo da Indonésia chamado tribo Dani. A maioria dos homens desse povo não veste nada além de um protetor no pênis. Curiosamente, o primeiro contato desse grupo com o "mundo exterior" ocorreu nos anos de 1950 e, ainda hoje, vivem em montanhas remotas de Irian Jaya, no oeste da Nova Guiné.

Homens da tribo Dani localizada na Nova Guiné, Indonésia, vestindo o protetor no pênis |

As evidências do uso real de um preservativo ou um envoltório para evitar a concepção durante a Antiguidade não são suficientes. As afirmações segundo as quais os preservativos eram usados na Roma Antiga também nunca foram provadas como verdadeiras. Segundo o historiador Moore, as "referências sugeridas aos primeiros preservativos em pinturas rupestres pré-históricas [e] arte da tumba egípcia [...] provavelmente se devem mais à imaginação excessivamente fértil dos pesquisadores do que a provas concretas", mas seu argumento não se aplica à mitologia grega. O mito grego relacionado a Minos, rei de Creta, e a Pasífae - que foi descrito por Antoninus Liberalis (2a. d.C.) em sua obra "Metamorfoses", Pasífae não podia conceber por que o sêmen de seu marido continha serpentes e escorpiões que matavam as mulheres com quem ele dormia. Para que tivessem uma prole, Minos foi instruído a colocar na vagina de outra mulher a bexiga de uma cabra e a fazer sexo com ela a fim de se livrar de seu sêmen nocivo, dessa forma ele poderia coabitar com sua esposa, a qual lhe daria filhos saudáveis. O mito chama a atenção porque é um método que tem uma semelhança com o preservativo feminino, então isso poderia ter sido utilizado já em tempos remotos. Mais tarde, os historiadores voltaram ao mito e afirmaram que Liberalis estava enganado, e que o próprio Minos usava o preservativo. De qualquer maneira, o mito recebeu bastante atenção por relacionar com a história do preservativo. 

Já no Período Medieval, no século X, o médico persa Al-Akhawayni (? – 983 d.C.) descreve métodos contraceptivos no livro “Hidayat al-Muta`allemin Fi al-Tibb” (Guia do aprendiz de medicina), o qual tem uma subseção intitulada “Fi Hilat-o-Al Mera’at An La Tahbal” (Mulheres e métodos para prevenir a gravidez). Acredita-se que seja essa a descrição mais antiga do uso de uma bainha feita da vesícula biliar de um animal, cobrindo o pênis durante o intercurso sexual para evitar a concepção. Contudo, não se desvendou se esta bainha cobria o pênis ou apenas a glande. De qualquer maneira, esse método contraceptivo evoluiu, posteriormente, para o que é conhecido como a camisinha masculina. Pode-se dizer, portanto, que Al-Akhawayni foi importante para a contribuição do conhecimento persa medieval sobre contracepção.

Adiante, no século XVI, o físico italiano e professor de anatomia Gabriele Falloppio (1523 – 1563) mencionou em 1564 no capítulo 89 de seu tratado póstumo um estudo médico sobre a eficácia da utilização de um preservativo feito de tecido impregnado com várias substâncias para encaixar na glande do pênis. Este teria por objetivo proteger o homem que o usasse de se infectar com sífilis. Neste trabalho que ele realizou, ele não fez alusão ao uso de contraceptivos, mas afirmou veemente que nenhum dos 1100 homens que aplicaram seu método contraiu a doença, 

As primeiras referências ao termo “camisinha” são datadas do início da Idade Moderna através do poema intitulado “A Panegyric upon Cundum” (Um panegírico sobre camisinha) escrito em 1665 pelo poeta John Wilmot, segundo Conde de Rochester (1647 – 1680), notoriamente conhecido por seus versos marcados pelo deboche, o qual acabou morrendo de sífilis aos 33 anos. Mais adiante, em 1717 o físico inglês Daniel Turner (1667 – 1742) no seu livro “Syphilis: a practical dissertation on the venereal disease” escreveu sobre camisinhas feitas de bexiga ou membrana intestinal de cordeiros suavizadas pelo tratamento com enxofre e soda cáustica. Essas camisinhas não cobriam apenas a glande do pênis, mas sim o recobriam por inteiro, e para que não deslizassem durante o intercurso sexual, uma fita na extremidade aberta do preservativo era amarrada em torno da base do pênis. Além disso, essa camisinha feita de “pele” era umedecida em água morna ou leite, tornando-se flexível, e não impedia a transferência de calor.

Representação da camisinha utilizada no início da Idade Moderna feita de bexiga ou membrana intestinal de animal reportada em 1717 pelo físico Daniel Turner | Fonte: ancient-origins.net

Portanto, descrições da utilização de protetores dos órgãos sexuais são retratadas ao longo da história, e a mitologia e a cultura de outros povos tentam nortear de onde surgiu a camisinha. Contudo, a origem do preservativo, como método de contracepção e de prevenção a infecções sexualmente transmissíveis (ISTs), não é unânime entre os historiadores, e portanto não é possível provar através de evidências históricas que se conhecem até o momento. Independentemente em qual local surgiu a camisinha, atualmente ela é amplamente difundida no mundo inteiro, e além de ser um método contraceptivo eficaz, esse preservativo torna o sexo seguro em relação à prevenção de ISTs. 

Referências:

¹ B. E. Finches; Hugh Green. Contraception through the ages. Grã-Bretanha. Helmrich & Blair Ltd Aberdeen, 1963. Disponível em: http://bib.muvs.org/data/mvs_004073/volume_2.pdf

5 de julho de 2018

Causas do envelhecimento: o que movimenta os ponteiros de nossos relógios biológicos?


Para controlar os ponteiros de nossos relógios biológicos, é necessário compreender as causas que levam esses ponteiros a se mover | Gabrielle Franzmann

Em nosso texto anterior publicado aqui no Sporum, pudemos compreender um pouco mais sobre o que é o envelhecimento e sobre um dos processos biológicos mais comumente associados a ele: o encurtamento dos telômeros. Contudo, é claro que não podemos imaginar que um processo tão complexo como o envelhecimento nos seres vivos possa ser determinado por um único fator. Se quisermos um dia controlar os ponteiros de nossos relógios biológicos, precisamos entender como as peças desses relógios funcionam para fazer com que os ponteiros se movam em primeiro lugar.

Uma revisão de 2013 publicada na revista Cell aborda os principais candidatos a marcas do envelhecimento, como sugeriram os autores. Essas “marcas” são características encontradas naturalmente no envelhecimento dos organismos (especialmente mamíferos, como nós) e que, quando intensificadas em experimentos, aceleram a progressão do envelhecimento, e, quando amenizadas, reduzem a aceleração do mesmo.

De acordo com esta revisão e diversas outras fontes na literatura científica, a causa inicial que desencadeia o envelhecimento em nossos organismos é o acúmulo progressivo de danos às células. São muitos os tipos de danos que nossas células podem sofrer, resultando na alteração de seu funcionamento e comunicação com outras células e acabando por se refletir em danos nos níveis de organização superiores (como tecidos, órgãos e sistemas). Um dos principais alvos dos danos gerados em nossas células é o nosso material genético, que em consequência disso pode passar a acumular um grande número de mutações ao longo do tempo, uma característica observada em organismos envelhecidos. Essas mutações no DNA podem levar à produção de proteínas defeituosas nas células, com suas funções reduzidas parcialmente ou totalmente, ou até mesmo completamente alteradas. Essas proteínas, quando não eliminadas ou consertadas, causam uma desordem na célula, prejudicando seus sistemas de sinalização, captação de nutrientes e produção de energia, entre muitas outras funções. Além disso, alterações em um grupo de proteínas chamadas histonas, responsáveis por se ligar ao DNA e regular a expressão dos genes, podem inclusive alterar os padrões de produção de determinadas proteínas em uma célula sem haver a ocorrência de alterações nos genes que possuem as informações para a produção destas mesmas proteínas – fenômenos reconhecidos como alterações epigenéticas, também acumuladas com o decorrer do envelhecimento.

Outro possível fator contribuinte ao envelhecimento seria o acúmulo de células senescentes precoces (que atingiram a senescência precocemente não pelo encurtamento dos telômeros, mas por outros fatores causadores de dano celular) nos tecidos. Entende-se, atualmente, que o estado de senescência celular possui duas caras. Por um lado, pensa-se que a senescência celular tenha evoluído em organismos pluricelulares como um mecanismo para impedir que células com um grande acúmulo de danos e mutações se proliferassem descontroladamente (leia-se: câncer), possuindo um efeito benéfico em organismos mais jovens. Porém, com o avanço da idade e do acúmulo de células senescentes nos tecidos, esses mesmos tecidos passariam a ter uma grande redução na sua função, aumento de ocorrência de inflamações e, especialmente, uma perda progressiva de sua renovação tecidual, pelo esgotamento de células-tronco adultas – que são células indiferenciadas que se dividem dando origem a células diferenciadas, que repõem o espaço deixado pelas células mortas nos tecidos.


A causa inicial do envelhecimento em nossos organismos parece ser o acúmulo progressivo de danos às nossas células | Manuela Sozo Cecchini e Madson Silveira de Melo


As fontes que possivelmente causam esses danos nas células são diversas, desde internas (tais como erros durante a replicação do DNA durante a divisão celular) até externas (como a dieta, o álcool, o cigarro, a exposição prolongada aos raios ultravioletas solares, entre outros). Uma fonte de dano celular muito estudada atualmente pelos cientistas é o estresse oxidativo, causado por altos níveis das chamadas espécies reativas de oxigênio, compostos químicos gerados naturalmente como subprodutos do metabolismo do oxigênio pelas mitocôndrias, as “usinas de energia” de nossas células. Assim como o resto da célula, as mitocôndrias também podem “envelhecer”, e acredita-se, atualmente, que o estresse oxidativo causado pela produção excessiva de espécies reativas de oxigênio – devido ao mau funcionamento de mitocôndrias e outras organelas em nossas células associado com o avanço do envelhecimento – seja um dos principais fatores causadores de dano celular, pois esses compostos químicos atuam modificando as composições de nosso material genético, de nossas proteínas e das moléculas que compõem nossas membranas celulares, por exemplo.

Felizmente, nossas células possuem diversos sistemas de reparo responsáveis por consertar esses erros. Por este motivo, conseguimos evitar os efeitos negativos do envelhecimento quando ainda somos jovens. O problema torna-se mais grave quando, à medida que envelhecemos e o acúmulo de danos às nossas células torna-se cada vez maior, esses sistemas de reparo vão se tornando cada vez menos capazes de consertar a grande quantidade de erros, podendo até acabar adquirindo erros eles mesmos. Distúrbios genéticos que geram anomalias nos sistemas de reparo das células são considerados um dos fatores que levam ao desenvolvimento de doenças caracterizadas pelo envelhecimento acelerado e precoce de indivíduos jovens. Por outro lado, falhas nos sistemas de reparo responsáveis por eliminar ou consertar proteínas defeituosas podem levar ao acúmulo destas dentro das células, formando grandes aglomerados de proteínas – o que se acredita ser um dos aspectos que possivelmente originam o desenvolvimento do Alzheimer em indivíduos idosos.  

Parece claro, atualmente, que os danos aos níveis de organização mais simples de nossos corpos se acumulam ao longo do tempo, que processos biológicos que no início da vida são benéficos para nós tornam-se prejudiciais com o avanço da idade, e que todos esses danos acumulados acabam por se refletir nos níveis mais complexos de nossos organismos quando nossos sistemas de reparo não conseguem mais dar conta do recado. Faz muito sentido imaginarmos que todas essas possíveis causas que foram apresentadas aqui estejam interligadas, e certamente será necessária, além de um maior aprofundamento em cada um desses fatores, uma visão sistêmica englobando todas em conjunto para que possamos vir a desenvolver meios efetivos para combater os males associados ao envelhecimento. A Ciência pode nos fornecer um futuro promissor, com o desenvolvimento de novas terapias genéticas, farmacológicas, celulares (com a utilização de células-tronco) e, claro, nutricionais. Ainda assim, talvez seja um pouco cedo para pensar que a intervenção humana possa, um dia, evitar o envelhecimento por completo. Ao invés de se prometer quaisquer tipos de imortalidade semelhantes àqueles presentes em grandes narrativas de ficção científica, o que está muito mais próximo da realidade hoje, com os estudos sobre o envelhecimento, é permitir uma grande melhoria na vida humana, de forma que possamos viver por uma maior quantidade de tempo com uma melhor qualidade de saúde.

Talvez você tenha notado que, até agora, discutimos os aspectos do envelhecimento com um foco maior em nossa própria espécie. Mas e quanto aos outros organismos vivos de nosso planeta? Será que todos envelhecem da mesma maneira que nós? Será que todos sequer envelhecem em primeiro lugar? O que podemos aprender com eles? Fique ligado nas próximas publicações do Sporum para conhecer casos surpreendentes de possíveis exceções à "regra" do envelhecimento biológico dentro da árvore da vida!

27 de junho de 2018

Por que nós envelhecemos?

Nem mesmo lendários cavaleiros Jedi conseguiram evitar a chegada da terceira idade | The Walt Disney Company

O ser humano nasce, cresce, se reproduz, envelhece e morre. Não é exagero afirmar que qualquer pessoa no mundo já pensou ou escutou essa frase alguma vez na vida, de uma forma ou de outra. É praticamente uma verdade incontestável para a grande maioria das pessoas que a terceira idade chegará para todos que viverem o bastante para alcançá-la e que, após os anos de velhice, todos nós morreremos algum dia. Afinal, nunca se observou, em toda a história da humanidade, ser humano algum que – não tendo adquirido alguma doença, sido devorado por um predador ou sofrido qualquer outro acidente – não tivesse envelhecido e morrido. 

Mas, por acaso, você alguma vez já se perguntou por que nós e outros organismos vivos envelhecemos? Por que, afinal, a nossa vida necessitaria ser assim? Mais especificamente, quais seriam os processos biológicos que nos levariam a envelhecer com o passar do tempo? A Natureza tem muito a nos dizer sobre esses questionamentos e, apesar de ainda não possuirmos uma resposta clara e definitiva sobre esse assunto, a pesquisa científica na área de envelhecimento vem avançando a grandes passos nas últimas décadas, contribuindo muito para a nossa melhor compreensão sobre esse processo tão complexo e ao mesmo tempo tão comum à vida de todos nós.

Afinal, o que é o envelhecimento? Bem, lembre que não somos denominados como organismos pluricelulares à toa. Nossos corpos são compostos por trilhões de células dos mais variados tipos, tamanhos, formas e funções que se unem e se comunicam formando diferentes tecidos e órgãos, e todas estas diferentes estruturas devem interagir entre si e trabalhar conjuntamente para garantir o correto funcionamento dos processos fundamentais à manutenção da vida. Agora, você pode facilmente imaginar o que acontece quando alguma dessas partes deixa de cumprir seu papel no organismo com eficiência: coisas começam a dar errado. Muito errado, diga-se de passagem! E quanto mais problemas surgem no funcionamento de nossos organismos, maior a tendência destes influenciarem o surgimento de novos problemas.

Portanto, podemos entender o envelhecimento como uma perda progressiva, associada com o avanço da idade, das estruturas e capacidades funcionais de um organismo¹. Com a progressão do envelhecimento, nossas células vão deixando de executar seu metabolismo e se comunicar umas com as outras eficientemente, nossos tecidos vão perdendo sua integridade, renovação e função, e diversos órgãos em nossos corpos começam a deteriorar e falhar. Todos esses fatores contribuem para a manifestação das características mais comumente associadas com o envelhecimento: enrugamento da pele, fraqueza nos ossos e nos músculos, perda de memórias, inflamações, sistema autoimune debilitado, maior susceptibilidade a infecções, diminuição da capacidade reprodutiva, entre muitas outras. No geral, o envelhecimento diminui a capacidade do organismo de se adaptar a situações de estresse interno e externo e de manter os mecanismos que regulam a sua fisiologia estáveis, tornando-o mais vulnerável à morte. Essa deterioração acumulada com a progressão do envelhecimento pode ser considerada como o maior fator de risco para o desenvolvimento de grandes doenças que afetam a humanidade: o câncer, a diabetes e doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. Por estes motivos, diversos cientistas estão estudando quais poderiam ser as possíveis causas do envelhecimento, na tentativa de reduzir os efeitos prejudiciais deste.

Você sabia que nossas células e as células de outros organismos pluricelulares como nós possuem uma espécie de data de validade inerente? Isso mesmo! Nossas células estão programadas para atingir a velhice, o que, no idioma das células, significa parar de crescer, de replicar seu material genético e de sofrer divisões celulares para gerar novas células-filhas, sofrendo uma grande redução na sua função, um estado que podemos denominar de senescência celular. Mas o que gera essa senescência celular programada? O DNA presente nas células de seu corpo apresenta, em suas pontas, regiões chamadas de telômeros, cuja principal função é proteger as regiões mais internas do DNA de danos causados por proteínas que degradam a ponta de moléculas de DNA não protegidas. Você pode pensar nos telômeros como se fossem as pontas de plástico que protegem os cadarços de seus sapatos.

As regiões das extremidades do DNA conhecidas como telômeros | autoria desconhecida

O problema é que, a cada divisão celular, suas células vão perdendo um pouco dessas pontas protetoras devido à maneira como a replicação do DNA funciona e, após um certo número de divisões, essa degradação pode atingir as regiões mais internas do DNA, que contêm genes e outras sequências importantes, levando à ativação de vias dentro das células que respondem a esses danos e as fazem entrar no estado de senescência. Existe, contudo, uma proteína em nossas células, chamada telomerase, que é capaz de fazer a replicação dessas pontas do DNA. A telomerase é encontrada em grandes níveis em células embrionárias, que obviamente precisam se dividir muitas vezes, mas a expressão da telomerase nas células diminui bastante e se torna quase nula à medida que os tecidos adultos vão sendo formados.


Esquema demonstrando o encurtamento dos telômeros a cada divisão celular | autoria desconhecida


Mas então, poderíamos injetar telomerase em nossos corpos e viver para sempre? Bem, acontece que não é tão simples assim. Existe um grupo de células em nossos organismos que se dividem sem limites e expressam a telomerase em altos níveis: células cancerosas. Portanto, é um grande desafio para os cientistas, atualmente, desvendar métodos terapêuticos que preservem o comprimento dos telômeros em nossas células sem desencadear processos que levem ao câncer. Além disso, o encurtamento dos telômeros pode ser um importante fator que contribui para a progressão do envelhecimento, mas definitivamente não é o único. Fique atento às próximas publicações do Sporum para acompanhar a sequência deste texto e descobrir o que mais entendemos atualmente em relação às possíveis causas do envelhecimento!  





Referências:
¹ Aires, Margarida de Mello. Fisiologia. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015.

19 de junho de 2018

É possível alterar ou apagar uma memória?


Pôster minimalista do filme Brilho eterno de uma mente sem lembranças | Autoria desconhecida. Fonte: https://br.pinterest.com/pin/206743439122485488/




A memória tem uma natureza dinâmica. Apesar de nossa forte tendência de vê-la como uma representação precisa de eventos do passado, os estudos científicos sugerem que memórias não são entidades tão fixas como pensamos e podem estar sujeitas a mudanças.


O processo de formação de uma memória começa pela percepção de algum estímulo proveniente de uma experiência (poderíamos chamar também de percepção de uma “informação”), que será codificado pela ativação de determinados neurônios. A essa primeira etapa, damos o nome de aquisição. Assim, na aquisição ocorrerão mudanças físicas em neurônios do cérebro, formando um primeiro engrama e a chamada memória de curta duração, que pode então passar por processos fisiológicos que a estabilizarão e armazenarão no formato de uma memória de longa duração. A esse processo de formação da memória de longo prazo se dá o nome de consolidação (atenção aos termos em negrito).


Ok, mas afinal conseguimos de alguma forma alterar ou apagar uma memória? Talvez você já tenha assistido a um filme chamado Brilho Eterno de uma Mente Sem Lembranças em que isso era possível sim (spoilers adiante). Foi o que os protagonistas Joel (Jim Carrey) e Clementine (Kate Winslet) fizeram ao se submeter a um tratamento para apagar as memórias que um tinha do outro em vista de um relacionamento fracassado. O tratamento funciona e apaga totalmente as lembranças que um tem do outro. Claro que é uma ficção, mas será que a ciência poderia fazer isso no mundo real?
Existe uma situação em que uma memória já consolidada pode estar mais suscetível à interferências e alterações. Essa situação é chamada de estado lábil. Para colocá-la nesse estado, é preciso realizar sua reativação, a partir de algum tipo de estímulo lembrete. São esses estímulos que trazem à tona (ou seja, geram lembranças) essa memória aprendida anteriormente. Por exemplo aquele perfume do seu namorado ou namorada, se você sentí-lo em outra pessoa, pode acabar lembrando do seu parceiro. Após a evocação e a consequente labilização dessa memória, ela deve passar por um processo de reconsolidação para voltar a se estabilizar. Esse processo é gradual e perdura por algumas horas, perturbações durante esse período vão afetar diretamente o traço original da memória. Passado esse período, a memória é fixada e não pode mais ser modificada até uma nova labilização. A Figura 1 abaixo resume essas etapas.



Figura 1: Representação gráfica do processo de aquisição, consolidação, reativação e reconsolidação da memória | Autoria própria, adaptado de Franzen (2018)¹



Portanto é nesse momento de reconsolidação que novas informações podem ser incorporadas, gerando uma memória atualizada, ou seja, modificando ela. Bom, mas que perturbações são essas? É para responder essa pergunta que muitos estudos são feitos, tanto com técnicas farmacológicas como comportamentais.


A aplicação de fármacos no cérebro é feita em laboratórios. Testes mostraram que a memória pode ser prejudicada ao se aplicar um inibidor de síntese proteica após a reativação e durante a reconsolidação. Porém outros fármacos permitem que as memórias reativadas sejam potencializadas pelo aprimoramento de processos neuroquímicos ou celulares. Os diferentes caminhos que a memória pode tomar a partir de seu estado lábil estão resumidos na Figura 2. As interferências comportamentais (durante o período de reconsolidação) também podem causar amnésia, fortalecer a memória ou pôr em conflito entrelaçando  informações novas com as já existentes, desencadeando modificações nas lembranças futuras. Por exemplo, aprender uma nova lista de objetos após a reativação de uma lista previamente aprendida fez com que itens do segundo aprendizado se infiltrassem na memória da primeira lista. Essa característica de atualização de memórias é especialmente relevante para transtornos psiquiátricos relacionados à emoção, como o TEPT (Transtorno do Estresse Pós-Traumático), pois permite a modificação de memórias emocionais exacerbadas ou traumáticas com o intuito de reduzir seu impacto problemático.



Figura 2: Representação gráfica dos caminhos da memória após a reconsolidação. A partir de interferências, ou não, ela pode tomar o caminho do reforço, manutenção ou enfraquecimento. Autoria | Autoria de Franzen (2018)¹



Voltando ao filme do Jim Carrey, é curioso lembrar que o tratamento consiste em pegar todos os objetos que lembrem a pessoa a ser esquecida e apresentar um a um para o paciente enquanto os médicos fazem uma ressonância magnética do cérebro para saber onde o engrama está se formando. No mesmo dia à noite eles vão à casa da pessoa, que está sedada, e acoplam um aparelho à cabeça dela. Esse aparelho realizará algum procedimento não invasivo de apagamento de memória. Seria como se eles primeiramente dessem o estímulo lembrete para labilizar as memórias e durante o período de reconsolidação fizessem uma interferência amnésica nos engramas já conhecidos por eles. Porém, na vida real, a reconsolidação não apaga memórias. Os estudos da reconsolidação em humanos têm mostrado que a pessoa ainda se lembra do que aconteceu, indicando que o componente emocional da experiência (se ela é positiva ou negativa) é o que seria atenuado. Isso é bom porque não alteraria o histórico dela, sendo então uma vantagem ética importante. Portanto Joel e Clementine depois do tratamento talvez lembrariam um do outro, porém sem a carga afetiva que possuíam antes.


Outro momento que a memória está lábil é logo após a aquisição, pois ela é ainda de curto prazo e deverá ser consolidada para se estabilizar em nosso cérebro. Esse processo dura poucas horas também, e é semelhante ao de reconsolidação, com diferenças nas proteínas utilizadas e receptores envolvidos. Como a memória de curto prazo está instável nesse período, a injeção de um inibidor de síntese proteica produzirá um efeito amnésico, porém não completo. Sim, a memória poderá praticamente desaparecer antes mesmo que ela se fixe no cérebro. Como dito, esses procedimentos com fármacos são feitos em laboratório, mas em princípio interferências não farmacológicas (comportamentais por exemplo) devem ter também a habilidade de modificar ou apagar memórias ao influenciar nos processos de consolidação e reconsolidação.

Ilustração que demonstra a diversidade de informações e memórias formadas ou alteradas diariamente por nós | Autoria desconhecida. Fonte: http://psicofisiologiacuc.blogspot.com/2016/10/intervencion-del-sistema-nervioso-y_19.html


A existência desse processo de reconsolidação levanta uma importante questão: qual sua função adaptativa? seu papel biológico? Há várias discussões no meio acadêmico sobre isso, mas muitos sugeriram que a flexibilidade das memórias é fundamental para permitir que constantemente as memórias sejam atualizadas de acordo com novas experiências, o que é muito relevante, tendo em vista as mudanças circunstanciais de cada nova situação a que nos submetemos, todos os dias. Uma mesma situação nunca se repete exatamente como ocorreu inicialmente, por isso precisamos estar atentos e exibir respostas dinâmicas perante um ambiente dinâmico.


Como é imensa a felicidade da virgem sem culpa
Esquecendo o mundo, e pelo mundo sendo esquecida
Brilho eterno de uma mente sem lembranças!
Cada prece é aceita, e cada desejo realizado
- trecho do poema “Eloisa to Abelard” de Alexander Pope -





Referências:
¹ FRANZEN, Jaqueline Maisa. Efeito do Midazolam Sobre A Reconsolidação e a Extinção da Memória Aversiva Contextual em Ratas. 2018. 124 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-graduação em Farmacologia, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2018.