Os chips que podem revolucionar a pesquisa médica e diminuir usohack mines f12betanimaishack mines f12betlaboratório:hack mines f12bet

Kamei constrói seus próprios chipshack mines f12betlaboratório, usando um cortador a laser e uma impressora 3D. Para operá-los, ele adiciona tecidos celulareshack mines f12betseis câmaras conectadas a microcanais. Em seguida, conecta microbombas pneumáticas a um controlador para criar um circuito. Isso permite a Kamei e a outros pesquisadores testar a eficácia e os efeitos colateraishack mines f12betnovos medicamentos, desenvolver a medicina personalizada com base nas célulashack mines f12betindivíduos específicos e entender melhor a basehack mines f12betdiversas doenças.

Em um experimento, por exemplo, Kamei e seus colegas colocaram no chip células saudáveis do coração e células cancerosas do fígado. Eles então adicionaram doxorrubicina, uma drogahack mines f12betcombate ao câncer conhecida por causar efeitos colaterais tóxicos no coração, mas cujo mecanismohack mines f12bettoxicidade era desconhecido. Os pesquisadores descobriram que a droga não causou diretamente o dano cardíaco; o subproduto metabolizado pelo fígado o fez.

Abastecimentohack mines f12betcélulas

Tais experimentos requerem um amplo abastecimentohack mines f12betvárias células. Isso não teria sido possível sem o trabalhohack mines f12betShinya Yamanaka, pesquisadorhack mines f12betcélulas-tronco da Universidadehack mines f12betKyoto que ganhou o Prêmio Nobelhack mines f12betFisiologia/Medicinahack mines f12bet2012. A honraria foi concedida porhack mines f12betcriação das células-tronco pluripotentes induzidas (iPS, na siglahack mines f12betinglês).

"As células iPS podem se proliferar muitas e muitas vezes fora do corpo, enquanto outros tiposhack mines f12betcélulas-tronco não podem", diz Kamei. "Além disso, as culturas celulares usadas anteriormente eram provenienteshack mines f12betapenas uma pessoa, o que não era útil para estudar doenças genéticas ouhack mines f12betoutro indivíduo".

Como o próprio nome indica, as células iPS indiferenciadas podem ser induzidas a partirhack mines f12betpraticamente qualquer tipohack mines f12betcélula no corpo. Os genes codificadores - ou "fatores Yamanaka" - reprogramam célulashack mines f12betestado embrionário. Elas podem se tornar qualquer tipohack mines f12betcélula, incluindo espermatozoides e óvulos para tratamentoshack mines f12betfertilidade, ou quaisquer outras para testes farmacêuticos.

Como a maioria das tecnologias biomédicas, as células iPS e os chips, como os usados por Kamei, foram criados tendohack mines f12betmente os humanos, não os animais. Mas ambas as tecnologias têm potencialhack mines f12betcontribuir para a conservaçãohack mines f12betespécies e do bem-estar animal.

As células iPS poderiam ser usadas, por exemplo, para sintetizar carnehack mines f12betlaboratório, aliviando o tratamento desumano dado ao gado e o impacto ao meio ambiente causado pela agricultura; ou para criar produtos a partirhack mines f12betespécies ameaçadas, satisfazendo a demanda do mercado sem matar animais selvagens. Como nos seres humanos, os chips também abrem uma porta para se estudar e entender melhor a vida selvagem - e, dessa forma, protegê-la.

"Muitos cientistas estão entusiasmados com as possibilidadeshack mines f12betessas tecnologias serem benéficashack mines f12betum contexto mais amplo do que a aplicação médicahack mines f12bethumanos", diz Oliver Ryder, diretorhack mines f12betconservação genética do Institutohack mines f12betPesquisa da Conservaçãohack mines f12betSan Diego (EUA) e sóciohack mines f12betKamei no projeto "corpohack mines f12betum chip".

"É muito bom que, dentrohack mines f12betum contextohack mines f12betinteresses compartilhados, essa pesquisa possa desempenhar um papel importante na conservação dos animais", acrescenta Ryder.

Foi o bem-estar animal, e não a conservação, que originalmente levou Kamei a olhar para além da medicina humana. Enquanto estudava ratoshack mines f12betlaboratório na Universidade da Califórnia,hack mines f12betLos Angeles, ele simpatizou com os roedores. "Eu me perguntava por que precisávamos usar camundongos para estudar os humanos?", lembra. "Ficava intrigado pensando como poderia ajudar esses animais".

Ele não está sozinho. Testeshack mines f12betanimais estão saindohack mines f12betmodahack mines f12betindústrias e universidadeshack mines f12bettodo o mundo. Em 2009, a União Europeia proibiu a prática emhack mines f12betindústriahack mines f12betcosméticos e,hack mines f12bet2013, os legisladores ampliaram a norma para incluir todos os cosméticos vendidos na UE, independentementehack mines f12betonde fossem produzidos.

Chips com tecidos humanos podem reduzir a necessidadehack mines f12bettesteshack mines f12betanimais - um ganho duplo, já que ratos, coelhos e macacos nem sempre reagem a um medicamento ou produto da mesma maneira que as pessoas. Por causa disso, os chips que imitam o corpo humano, diz Kamei, são considerados "um dos principais candidatos como alternativas a testeshack mines f12betanimais".

Os humanos, claro, não são as únicas espécies que sofremhack mines f12betdoenças, e as células iPS e as tecnologiashack mines f12betchip podem acelerar o desenvolvimentohack mines f12betnovos tratamentos médicos para os animais também. Um número significativamente menorhack mines f12betpessoas estuda doençashack mines f12betanimaishack mines f12betcomparação com as humanas, e há menos recursos disponíveis para apoiar esses estudos.

A versatilidade da vida selvagem dificulta ainda mais a criaçãohack mines f12betcuras específicas para doenças. Além disso, as espécies ameaçadas tendem a ser escassas, e as leis muitas vezes proíbem capturá-las, mesmo que isso ajude cientistas a entenderhack mines f12betsaúde e doenças.

"Se pudermos criar órgãoshack mines f12betanimaishack mines f12betextinção, poderemos entender como esses órgãos funcionam e como protegê-loshack mines f12betinfecções", diz Miho Murayama, diretora do Centrohack mines f12betPesquisa da Vida Selvagem da Universidadehack mines f12betKyoto. "Isso seria muito útil, porque não podemos experimentar com eles como fazemos com ratos".

Os cientistas que trabalham no Cazaquistão ainda têm dificuldadehack mines f12betentender por que 200 mil antílopes saiga - 60% da população mundial - repentinamente morreramhack mines f12betuma infecção bacterianahack mines f12bet2015. Já pesquisadores da Tasmânia (Austrália) têm trabalhado há anos para tratar uma forma horrível e contagiosahack mines f12betcâncer do rosto que vem ameaçando a sobrevivência dos demônios da Tasmânia. Os gorilas são outro excelente exemplo: eles são notoriamente propensos a ataques cardíacos - mas ninguém sabe por quê, e ninguém foi capazhack mines f12betdar uma solução para tal.

"Se pudermos imitar os ataques cardíacos do gorila dentro do 'corpohack mines f12betum chip', poderemos identificar que tiposhack mines f12betdrogas e tratamentos poderão ajudá-los", diz Kamei. "Esse tipohack mines f12betteste seria benéfico não apenas para animaishack mines f12betextinção, mas também para animaishack mines f12betestimação e gado".

Possibilidades infinitas

Oliver Ryder acrescenta que, além dos chips, as células iPS abrem um conjunto aparentemente infinitohack mines f12betpossibilidades para a conservaçãohack mines f12betespécies. "Se a diversidade genética puder ser estocada e restaurada ao transformarmos as célulashack mines f12betanimais ou ao usarmos tecnologias celulares para restaurar a variação genética, haverá menos riscohack mines f12betextinção", diz ele. "É incrível poder investigar as possibilidades desse tipohack mines f12bettecnologia".

Ryder é um dos coordenadores no mais conhecido desses projetos: um esforço internacional para salvar o rinoceronte branco do norte - uma subespéciehack mines f12betrinoceronte branco reduzida a apenas dois indivíduos vivos no mundo. O plano é usar amostras congeladashack mines f12bettecidoshack mines f12betindivíduos mortos para criar células iPS.

As células iPS seriam, porhack mines f12betvez, transformadashack mines f12betóvulos e espermatozoides para gerar embriões viáveis e geneticamente diversificados que seriam implantados no rinocerontes brancos do sul. Embora seja um começo ambicioso, Ryder aponta que esta é a única esperançahack mines f12betsalvar a subespécie da extinção. E, independentemente do sucesso do projeto, provavelmente ele abrirá caminho para esforços similares no futuro.

Essa tecnologia, acrescenta Miho Murayama, também pode acelerar nossa compreensão da biologia e da evolução. Murayama e colegas estudam, por exemplo, como os hormônios e os neurotransmissores, como a serotonina, afetam o comportamento animal e como os genes estão por trás do comportamento.

Hoje ela se debruça sobre a análise genômicahack mines f12betanimais específicos para fazer isso. Mas comparações lado a lado,hack mines f12bettempo real,hack mines f12betcélulas vivas seriam mais eficientes. Os chipshack mines f12betcélulas iPS feitas a partir da informação genéticahack mines f12betalgumas das 600 espécies que ela coletou nos últimos anos permitiriam esse trabalho.

"Não temos nem informações básicas sobre muitos animais silvestres", diz Murayama. "Nosso objetivo é conectar dadoshack mines f12betcampo ehack mines f12betlaboratório para entender melhor as espécies".

Os desafios para a realizaçãohack mines f12bettais metas são muitos, no entanto. Entre eles, a fórmula para a criaçãohack mines f12betcélulas iPS diferehack mines f12betespécie para espécie. O que funciona para um rinoceronte não necessariamente funcionará para um chimpanzé ou uma águia. Além disso, depois que as células iPS são produzidas, o processohack mines f12betdiferenciação para vários tiposhack mines f12betcélulas pode variar por espécie, assim como as condiçõeshack mines f12betcultura necessárias para as células se proliferarem e prosperarem.

Hitomi Tabata e Tomoka Hirayama, estudantes da Escola Hiroo Gakuen,hack mines f12betTóquio, descobriram isso na pele quando tentaram criar células iPShack mines f12betelefantes. As jovens, que vislumbram uma carreira na pesquisa médica, escolheram esses animais porque eles dificilmente desenvolvem câncer e isso abriria possibilidadeshack mines f12bettratamento.

Mas, durante a pesquisa, as alunas se inteiraram sobre a caça ilegalhack mines f12betelefantes na África. Dezenashack mines f12betmilhareshack mines f12betanimais foram abatidos na última década por criminosos atraídos por seus chifreshack mines f12betmarfim. Elas então perceberam que seu projeto voltado para a saúde também poderia dar uma solução para a conservação: cultivar o marfimhack mines f12betlaboratório a partir das células iPS.

"Achávamos que se a diferenciaçãohack mines f12betmarfim fosse bem-sucedida, ajudaria a aumentar a populaçãohack mines f12betelefantes", afirmou Tabata.

Tabata e Hirayama conseguiram criar células-tronco pluripotenteshack mines f12betcamundongos, mas quando chegou a horahack mines f12betfazê-lo com elefantes, elas se depararam com um problema. As cópias do p53hack mines f12betelefantes, o gene responsável pela resistência da espécie ao câncer, também tornaram as células dos elefantes resistentes à reprogramação.

"Esse gene funciona resistindo ao ou reduzindo o ciclo celular, o que significa que é mais difícil criar células iPS", explicou a estudante Hirayama. Ainda assim, ela e Tabata planejam continuar tentando inativar o p53 e mudar a forma como introduzem o fator Yamanaka - pelo menos até a formatura,hack mines f12betmarço deste ano, quando elas esperam que alunos iniciantes assumam o projeto.

Kamei concorda que o p53 é um grande obstáculo - mas que, como todos os desafios da ciência, vale a pena tentar superá-lo. "Não estou dizendo que é impossível, mas é quase impossível reprogramar as células do elefante por causa do p53", diz ele. "Se for possível, no entanto, quero fazê-lo".

O projeto mostra, pelo menos, como os "corposhack mines f12betum chip" podem ajudar a introduzir jovens cientistas na pesquisa genética.

Por enquanto, Kamei criou um modelohack mines f12betratohack mines f12bet"corpohack mines f12betum chip" e está pertohack mines f12betcriar zebras-de-grevy, cujas células chegaram ao laboratório graças às conexõeshack mines f12betMurayama com o zoológicohack mines f12betKyoto. Golfinhos e cavalos são os próximos da lista.

"Cada espécie tem obstáculos, mas todas também trazem temas interessantes para se estudar", continua o pesquisador. "Se minha pesquisa for útil a pessoas que trabalhamhack mines f12betzoológicos ou com animais, isso é ótimo".

Ele acrescenta que seus objetivos vão ainda mais longe - literalmente além dos limites dos problemas terrestres, até o espaço. Nos EUA, o Centro Nacional para o Avanço da Ciência Translacional e o Laboratório Americano da Estação Espacial Internacional criaram o projeto "Chipshack mines f12betTecido no Espaço" para testar os efeitos do espaço nas células e nos órgãos humanos.

Kamei acredita que eles têm o mesmo valorhack mines f12betgarantir que os animais possam fazer uma transição suave para um eventual futuro pós-Terra. "Os seres humanos não serão os únicos a ir para o espaço - animaishack mines f12betestimação e gado também", diz Kamei. "Eu não vou a Marte, mas meu sonho é ajudar aqueles que o farão".

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