Cientistas criam imagem de rostos a partir de amostras de DNA

Uma nova pesquisa publicada na PLOS Genetics mostra como uma equipe de cientistas, liderado pelo especialista em imagiologia Peter Claes e o geneticista Mark Shriver, foi capaz de produzir modelos 3D de rostos baseando-se em amostras de DNA.

Os pesquisadores afirmam que o sexo, a ancestrabilidade e os genes são as bases para que, sistematicamente, a modelagem preditiva de rostos seja executada.

A técnica consiste na observação de genes relacionados com as características faciais, correlacionando-os com as estruturas faciais das pessoas que possuem esses genes. Esses genes são, por exemplo, associados com a formação de diferentes partes do corpo, como por exemplo, genes associados com a formação dos lábios, outros com a formação do osso da região do globo ocular, entre outros. Todos esses fatores servem de base para uma análise estatística  e a modelagem de um rosto.

As aplicações da técnica são vastas, dentre elas a da ciência forense merece um destaque: Analisar "molecularmente" uma cena do crime em busca de características faciais dos envolvidos podem eliminar algumas suspeitas e ressaltar outras.

Esse procedimento, apesar de inovador, ainda se encontrada nos seus primeiros estágios. Existem ainda perguntas a serem respondidas, por exemplo, quantos genes precisam, necessariamente, ser analisados para relacioná-los com determinada região da face? Além disso, muitos fatores que influenciam na aparência de alguém , como a obesidade, idade, e outras interações ambientais, são barreiras para esse tipo de modelagem.

Forbes

Mulher recebe prótese de crânio feita em impressora 3D

Depois do surgimento das incríveis impressoras 3D, muitas coisas já foram impressas com finalidades diferentes, como uma orelha biônica, uma prótese para um patinho manco e até um minifígado. A novidade agora é a produção da parte de cima de um crânio, que foi feita em uma dessas impressoras e implantada em uma paciente, na Alemanha.

A mulher que recebeu o transplante é uma jovem de 22 anos que sofre de uma condição rara, capaz de fazer com que o crânio dela aumente de tamanho com o passar do tempo, por isso a urgência do procedimento. Só para você ter ideia, quando os médicos retiraram a parte do crânio que estava aumentando, ela já era três vezes mais grossa do que o normal. A tendência era que a estrutura ficasse cada vez mais espessa e “esmagasse” o cérebro.

Felizmente os médicos conseguiram fazer uma réplica do crânio da paciente e o material pôde ser usado para realizar o implante. A cirurgia durou 23 horas e o processo todo levou três meses, sendo o primeiro já realizado em um caso como esses.

O cirurgião Ben Vermeij, que conduziu todo o procedimento, explicou que os implantes usados nesse tipo de caso são moldados à mão, demoram a ficar prontos e são feitos com uma espécie de cimento, longe de ser o material correto para esse tipo de uso. Segundo ele, a impressora 3D permite que os médicos façam a prótese no tamanho ideal e com um material melhor, o que pode ser ainda mais eficiente na recuperação da paciente, que já está muito bem.

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Primeiros macacos quiméricos

Animais quiméricos são animais que apresentam células geneticamente diferentes, devido à fusão de células de dois ou mais embriões. O quimerismo é raro em humanos, mas pode acontecer alguns animais como gatos, cães, aves e lagostas. Em laboratório já foram feitos camundongos, coelhos e ovelhas quiméricos e agora cientistas de instituições de pesquisa em Oregon, nos Estados Unidos, criaram os primeiros macacos combinando seis diferentes genomas e os animas são saudáveis.

Para criar esses animais os pesquisadores pegaram embriões em estágio inicial de diferentes macacos-rhesus e aplicaram a mistura na fêmea. Essas células iniciais eram  totipotentes, em que podem se dividir e produzir outras células diferenciadas.

“Não podemos modelar tudo em camundongos. Se queremos passar terapias em células-tronco do laboratório para as clínicas e de camundongos para humanos, precisamos compreender o que essas células nos primatas podem ou não fazer”, afirmou Shoukhrat Mitalipov, do Centro de Pesquisa em Primatas da Oregon Health & Science University, que coordenou a pesquisa.

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Nanomontagem robótica mostra futuro das biofábricas

Pesquisadores apresentaram uma técnica de microrrobótica inédita capaz de montar componentes de materiais biológicos em escala nano.

Projetada exclusivamente para lidar com a delicadeza das células vivas, a estrutura automatizada promete ser a base de uma biofábrica, uma fábrica para construir tecidos vivos.

A engenharia de tecidos - a área que procura desenvolver métodos e técnicas para fabricar tecidos artificiais - também é um meio prático para os pesquisadores estudarem o comportamento das células, incluindo a resistência das células de câncer à terapia, ou para testar novas drogas ou combinações de drogas para tratar doenças.

Indo além, a capacidade para projetar e construir órgãos artificiais usando células do próprio paciente pode acabar com o problema da falta de órgãos para transplantes, assim como eliminar as preocupações relacionadas com a rejeição de órgãos doados.

O projeto de biofábrica emprega uma codificação magnética executada por microrrobôs, que marcam com precisão hidrogéis que levam em seu interior células vivas individuais.

O microrrobô, que é controlado remotamente por campos magnéticos, pode mover um hidrogel de cada vez, construindo estruturas complexas com precisão.

Essa manipulação precisa é crítica na engenharia de tecidos porque a arquitetura dos tecidos humanos é complexa, com diferentes tipos de células dispostas em vários níveis ou em locais diferentes.

A localização das células é essencial porque determina a forma como a estrutura final irá funcionar.

"Em comparação com as técnicas anteriores, esta tecnologia permite um controle verdadeiro sobre a engenharia de tecidos de baixo para cima," disse Savas Tasoglu, um dos idealizadores da nanobiofábrica.

A equipe já demonstrou na prática que a construção de tecidos usando hidrogéis manipulados pelos microrrobôs pode ser realizada sem afetar a vitalidade e a capacidade de reprodução posterior das células.

"Nosso trabalho vai revolucionar a montagem tridimensional precisa de blocos básicos de tecidos complexos e heterogêneos, e servirá para melhorar a complexidade e a compreensão dos sistemas de engenharia de tecidos," afirmou Metin Sitti, outro membro da equipe.

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Plantas biônicas capturam mais luz e detectam poluentes

As plantas têm muitas funções importantes, como nos fornecer alimentos, liberar o oxigênio que respiramos e embelezar nossos ambientes.

Uma equipe de pesquisadores do MIT, nos Estados Unidos, quer tornar as plantas ainda mais úteis turbinando-as com nanomateriais.

A ideia é aumentar a produção de energia das plantas e dar-lhes funções completamente novas, tais como o monitoramento de poluentes ambientais.

Juan Pablo Giraldo e seus colegas aumentaram a capacidade das plantas para capturar a energia da luz em 30% incorporando nanotubos de carbono no cloroplasto, a organela onde ocorre a fotossíntese.

Usando outro tipo de nanotubo, ele também modificou as plantas para torná-las capazes de detectar o gás óxido nítrico.

A equipe batizou esta nova área de pesquisas de "nanobiônica das plantas".

"As plantas são muito atraentes como plataforma tecnológica," disse o professor Michael Strano, acrescentando que sua equipe já está trabalhando na incorporação de dispositivos eletrônicos em plantas. "O potencial é realmente interminável."

A ideia para as plantas biônicas surgiu de um projeto para construir células solares capazes de se autorreparar, inspiradas na captação de luz feita pelas células vegetais.

A base da pesquisa foram os cloroplastos, onde fica toda a "maquinaria" necessária para a fotossíntese. Inicialmente, pigmentos como a clorofila absorvem a luz, que excita elétrons que fluem através das membranas tilacoides do cloroplasto. A seguir, a planta capta essa energia elétrica e a utiliza para alimentar a segunda etapa da fotossíntese, a construção dos açúcares.

Normalmente as plantas usam apenas cerca de 10% da luz solar disponível, mas os nanotubos de carbono funcionam como antenas artificiais que permitem que os cloroplastos captem uma gama maior de comprimentos de onda, incluindo o ultravioleta e o infravermelho próximo.

Em laboratório, essa "fotoabsorção protética" aumentou o fluxo de elétrons através dos tilacoides em 49%.

Mas os cloroplastos duram muito pouco tempo fora das plantas - eles foram extraídos para a realização desses experimentos iniciais.

Os pesquisadores então usaram uma técnica chamada perfusão vascular para injetar os nanotubos diretamente na Arabidopsis thaliana, uma das plantas mais usadas em experimentos científicos.

Uma vez nas plantas, os nanotubos migraram para o cloroplasto e otimizaram o fluxo de elétrons em cerca de 30%.

A equipe também demonstrou que a planta pode ser transformada em um sensor químico, bastando para isso injetar nela nanotubos capazes de detectar gases, como o óxido nítrico, um poluente ambiental produzido pela combustão.

Adaptando os sensores para alvos diferentes, os pesquisadores esperam desenvolver plantas que possam ser usadas para monitorar a poluição ambiental, pesticidas, infecções por fungos ou a exposição a toxinas bacterianas.

Eles também estão trabalhando na incorporação de nanomateriais eletrônicos, como o grafeno, em plantas.

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Orelhas originadas da gordura

Microtia é uma doença congênita, na qual há uma malformação ou ausência completa da orelha (mostrado na imagem). Para reconstruir a orelha, o paciente, que geralmente é uma criança ou adolescente, passa por várias cirurgias nas quais é retirado cartilagem das costelas do deste e nesse tecido é cuidadosamente esculpido uma orelha por um cirurgião e então esta é implantada no paciente. Além dessa cartilagem retirada das costelas não se regenerar, as várias cirurgias acabam desgastando o paciente e a família e deixam cicatrizes no peito do paciente, que acaba incomodando alguns deles.

Para evitar tanto transtorno, médicos do hospital Great Ormond Street, em Londres, criaram um método no qual basta retirar uma pequena amostra de gordura do paciente, extrair células-tronco dessa amostra e cultiva-las, depois essas células são colocadas em um molde e são adicionados produtos químicos para transformar as células em cartilagem e tomarem o formato de uma orelha que pode ser implantada sob a pele do paciente.

Alguns modelos já foram criados com essa técnica e estão passando por testes de segurança, que já mostraram que as células produzidas não são cancerígenas e que não há riscos do corpo rejeitar o implante. Com a aprovação do material também poderão ser feitos implantes de nariz, que podem ser danificados em cirurgias para retirada de tumores. O próximo passo é aperfeiçoar a técnica e a escolha do material inicial, para quem sabe, até mesmo recriar ossos com a mesma técnica.

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Novas linhagens de levedura ajudam a aumentar a produção de etanol

Uma das formas de aumentar a produção de etanol com o mesmo hectare de cana é criando novas linhagens e melhorando o desempenho produtivo da levedura Saccharomyces cerevisiae responsáveis por transformar o açúcar em álcool na etapa de fermentação. Na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), as pesquisas conduzidas pelo professor Anderson Cunha concentram-se em seis linhagens de leveduras, sendo duas termotolerantes, ou seja, resistentes a altas temperaturas nas dornas de fermentação – característica importante para regiões tropicais – e quatro linhagens resistentes ao próprio etanol, que durante o processo torna-se tóxico para elas.

“O foco é encontrar os genes de resistência ao calor e ao etanol para transferi-los a linhagens bem adaptadas ao processo industrial”, diz Cunha, que coordena um projeto financiado pela FAPESP na modalidade Programa de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (Pite), em parceria com a ETH Bionergia. Ou até mesmo utilizar essas leveduras isoladas se forem adequadas e mostrarem alta eficiência fermentativa. Como o processo é aberto, as dornas recebem leveduras que vêm do ar e da própria cana-de-açúcar e invadem a fermentação.

A pesquisa que resultou no projeto Pite teve início em 2009, quando Cunha se associou à usina São Luís, de Ourinhos, no interior paulista, para acompanhar o processo de produção de etanol durante a safra. Desde então, a cada 15 dias durante as safras são retiradas amostras de leveduras das dornas de fermentação e selecionadas posteriormente em laboratório. “Escolhemos as leveduras morfologicamente diferentes das industriais”, diz Cunha. Depois elas foram testadas em relação à resistência a etanol e temperatura. Como a temperatura no processo tem que ficar em torno de 30ºC, para que se mantenha constante é preciso manter um sistema de resfriamento nas dornas, o que representa um custo adicional. “Por isso, se conseguirmos isolar linhagens resistentes a 40ºC, elas não precisariam ser resfriadas.”

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Bebê pode ter sido curada do HIV após tratamento nas primeiras horas

Uma menina nascida com o vírus da aids mantém-se sem sinais da infeção 11 meses depois de ter sido submetida a tratamento com antirretrovirais. É o segundo caso conhecido no mundo, segundo as agências de notícias internacionais. 

Nascida no subúrbio de Los Angeles, nos Estados Unidos, em abril do ano passado, a menina recebeu tratamento com antirretrovirais quatro horas depois de ter nascido. Quase um ano depois, não tem sinais da infecção e os médicos estão otimistas, apesar de não afastarem a possibilidade de o HIV voltar ou estar oculto nos tecidos, dizem as agências. 

 

Trata-se do segundo caso idêntico no mundo, depois de, no ano passado, ter sido anunciado que um bebê norte-americano infectado pelo HIV teve declarada cura funcional depois de receber tratamento nas primeiras horas de vida. Agora com 3 anos, a menina parece estar livre do vírus. 

O caso mais recente, apresentado nesta quinta-feira durante uma conferência científica em Boston, é recebido pelos médicos com otimismo, sobretudo pela rapidez do desaparecimento do vírus.

"O que é mais notável em relação a este bebê é a rapidez com que o vírus desapareceu, os testes de DNA estavam negativos quando tinha seis dias e continuaram negativos depois", disse Yvonne Bryson, professora de pediatria da Faculdade de Medicina da Universidade da Califórnia.

Fonte: Terra

Utilização de laser para análise de elementos químicos

Pequenos feixes de luz laser dirigidos sobre a folha de uma planta ou porção de solo podem se tornar comuns nas lavouras dentro de alguns anos. O laser está se tornando um meio confiável para analisar elementos químicos presentes em um vegetal e trazer informações importantes sobre a adubação, por exemplo.

O melhor é que o teste pode ser feito em tempo real no próprio campo, em poucos minutos, contando inclusive com o suporte de localização por GPS. Chamada de espectroscopia de emissão com plasma induzido por laser (Libs na sigla em inglês), essa tecnologia está sendo utilizada pelo robô Curiosity, da Nasa, em Marte, para verificação de elementos como ferro, carbono e alumínio das rochas marcianas. Um equipamento semelhante foi desenvolvido na Embrapa Instrumentação, localizada em São Carlos, no interior paulista. “É o primeiro sistema Libs embarcado construído no Brasil”, diz a pesquisadora Débora Milori, da Embrapa, coordenadora do projeto dentro do Centro de Pesquisas em Óptica e Fotônica, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) da FAPESP. Além do Cepid, a fundação apoia a pesquisa com uma bolsa de pós-doutorado do físico Jader Cabral.

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Fibra sintética que mimetiza fio de aranha

Pesquisadores brasileiros da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, estão pesquisando formas de fabricar fibras sintéticas semelhantes nas teias de aranha. 

O biopolímero artificial poderá ser usado como matéria-prima para a fabricação de produtos, entre eles fios biodegradáveis para sutura cirúrgica, coletes à prova de balas , para-choques de automóveis flexíveis e até bagageiros e outros componentes plásticos de aviões.

Segundo os cientistas a tecnologia da produção de fios sintéticos de teias de aranha em laboratório já está concluída, e o desafio é definir uma forma econômica, rápida e segura para sua produção em larga escala.Os fios das aranhas são resistentes e elásticos são feitos de proteínas e biodegradáveis. 

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