Aparelho portátil detecta vírus em 35 minutos

Testes realizados comprovaram eficácia deste "micro-laboratório"

2011-02-13

Aparelho pode ser adaptado para detectar vários vírus

Um artigo publicado na revista  “Lab on a Chip”revelou a criação de um pequeno dispositivo portátil capaz de detectar vírus em apenas 35 minutos e que tem potencial para salvar milhões de vidas, sobretudo nos países que dispõem de poucos laboratórios clínicos. 

O aparelho, desenvolvido no Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia de Singapura, incorpora a mais avançada tecnologia para a detecção de vírus em tempo real. Trata-se da reacção em cadeia da polimerase (PCR), que cria e multiplica  cópias de ADN complementar do RNA viral, misturando-as com um corante fluorescente. 

As diferenças subtis na intensidade da fluorescência reflectem a presença e a quantidade do RNA viral, o que permite identificar o vírus e ainda detectar a sua concentração.

Apesar da eficácia desta técnica, os aparelhos convencionais de PCR são de grandes dimensões, precisam de ser instalados em laboratórios e comportam grandes custos. Mas os  investigadores de Singapura conseguiram minimizá-los e fazer com que coubessem na palma de uma mão e funcionassem a pilhas, através do recurso a micro-chips  e à substituição dos lasers e os fotomultiplicadores por LED's. 

"O dispositivo de detecção já está pronto para ser utilizado e pode ser adaptado para detectar vários vírus",afirmou Juergen Pipper, um dos autores deste projecto. 

Os testes realizados comprovaram que o dispositivo conseguiu detectar o vírus da gripe aviária em apenas  35 minutos. À mais-valia da sua rapidez, junta-se o baixo custo deste “micro-laboratório”.

http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=47408&op=all

Are all virus particles infectious?

21 JANUARY 2011

Chris Upton, a contributor to the virology toolbox, has raised an important point aboutmultiplicity of infection:

Perhaps this is a place to bring up particle to pfu ratio? The above is great for when talking about phage, for example, when the ratio approaches 1. But with something like polio when it can be very high (>1000 ??), then it’s not that all cells don’t receive “a particle” at MOI=1 – but that they don’t get an “infectious dose”. Not sure how to say it better – enough to initiate an infection.

So why does polio require 1000 virions to make an infectious dose? I don’t buy the idea that most of the particles are not “viable”.

If we take the titer of a virus preparation (in plaque forming-units per milliliter) and divide it
by
 into the number of virus particles in the sample, we obtain a number known as the particle-to-PFU ratio. It is a measure of the fraction of virus particles in a given sample that can complete an infectious cycle. For many bacteriophages, the particle-to-PFU ratio approaches 1, which is the lowest value that can be obtained. A value of 1 means that every virus particle in the sample is able to form a plaque.

For animal viruses, the particle-to-pfu ratio is often much higher, from 1 to 10,000 (the image shows values for different animal viruses – click to enlarge). These high values complicate the study of animal viruses. When the particle-to-pfu ratio is high, one can never be certain that properties measured in infected cells are those of the infectious or the non-infectious viral particles.

The linear nature of the dose-response curve indicates that a single virion is capable of initiating an infection. However, the high particle-to-pfu ratio of many viruses shows that not all virions are successful. A high particle-to-pfu ratio is sometimes caused by the presence of noninfectious particles with genomes that harbor lethal mutations or that have been damaged during growth or purification. Another explanation is that although all viruses in a preparation are in fact capable of initiating infection, not all of them succeed because of the complexity of the infectious cycle. Failure at any one step in the cycle prevents completion.

A high particle-to-pfu ratio does not indicate that most particles are defective, but that they failed to complete the infection.

http://www.virology.ws/2011/01/21/are-all-virus-particles-infectious/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed:+VirologyBlog+(virology+blog)

Researcher may have contracted virus carried by monkeys

Source:www.bostonherald.com

It’s the stuff of doomsday movies: A new virus jumps from animals to people, with ominous possibilities.

At the California National Primate Research Center at the University of California, Davis, last year, a newly identified form of virus devastated a monkey colony and sickened a researcher, who likely carried it outside the facility, officials said.

The incident revealed Friday at a meeting of infectious disease specialists in Canada apparently went no further. The researcher recovered, and investigators did not find any others who were infected, said Nicholas Lerche, the Davis primate center’s chief veterinarian and associate director.

Could it have been worse?

"Don’t panic, but be concerned," said Greg Gray, an expert on the spread of infectious diseases from animals to humans at the University of Florida.

Here’s what happened:

Starting in May 2009, about two dozen titi monkeys, small primates from South America, were attacked by an infection that killed 19 of them despite intensive veterinary care, Lerche said.

A researcher who worked with the monkeys developed symptoms that included a fever, dry cough and chest pain. The person was sick for several weeks but never sought medical attention, he said.

Later the researcher tested positive for antibodies that indicated the person had contracted the same virus as the monkeys, Lerche said. No one else at the center or at the researcher’s home had the virus, he said.

Scientists at the University of California, San Francisco, examined the virus and determined it was a previously unidentified type of adenovirus.

Adenoviruses cause a variety of diseases, including respiratory infections, gastroenteritis, pinkeye, hepatitis and pneumonia.

"To our knowledge, this is the first example of a cross-species transmission event from adenovirus infection," wrote UCSF scientist Charles Chiu in a report he gave Friday to the Infectious Diseases Society of America at the group’s annual meeting, in Vancouver, British Columbia.

http://www.microbeworld.org/index.php?option=com_jlibrary&view=article&id=5152&utm_source=twitterfeed&utm_medium=twitter&utm_campaign=twitter

Salmonela é programada para combater vírus

Cientistas modificam geneticamente bactérias para produzir solução oral que transporta enzimas para anular a ação de vírus (divulgação)

8/2/2011

Agência FAPESP – Salmonelas (gênero Salmonella) são bactérias muito conhecidas por causarem infecção alimentar e problemas como diarreia, gastroenterite e septicemia. Mas a salmonela é comum no trato intestinal e não são todos os subtipos que causam infecção.

E a bactéria pode ser muito util, até mesmo para combater infecções, como mostra um grupo da Universidade da California em Berkeley, nos Estados Unidos.

Em artigo que será publicado esta semana no site e em breve na edição impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences, os cientistas descrevem como usaram a salmonela para transportar até determinadas células enzimas preparadas para combater vírus. Isso de modo seguro e sem causar doença.

A novidade funcionou em camundongos infectados com citomegalovírus – tipo de vírus herpes comum em regiões pobres – em uma solução oral que não precisou ser injetada.

“Um número de vacinas, entre as quais para poliomielite e varíola, usam vírus vivos, mas enfraquecidos para fortalecer o sistema imunológico. Mas essa é a primeira vez que se consegue modificar geneticamente uma bactéria para o tratamento de uma infecção viral”, disse Fenyong Liu, um dos autores do estudo.

Os pesquisadores usaram a salmonela por se tratar de um organismo que sobrevive ao sistema digestivo humano, o que permite ser usada de modo oral, mais conveniente de ser administrado do que se inalada ou injetada.

O grupo usou uma linhagem da salmonela atenuada e conhecida como segura, que também é usada na vacina para febre tifoide. Como a salmonela invade facilmente celulas, os cientistas usaram o organismo para transportar ribossomos capazes de bloquear a atividade genética do citomegalovírus.

No estudo, os camundongos que receberam os ribossomos transportados pela salmonela viveram duas vezes mais do que os outros também infectados mas que não ingeriram a bactéria.

“O estudo se centrou no uso da salmonela e de ribossomos para combater infecções, mas, com mais estudos, esse método poderá ser usado eventualmente para tratar outras condições, entre as quais o câncer”, disse Liu.

O artigo Oral delivery of RNase P ribozymes by Salmonella inhibits viral infection in mice (doi/10.1073/pnas. 1014975108), de Fenyong Liu e outros, poderá ser lido em breve por assinantes da PNAS emwww.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1014975108. 

http://www.agencia.fapesp.br/materia/13420/salmonela-e-programada-para-combater-virus.htm

Micróbios sem DNA?

Sergio Pena explica como age o príon – proteína infecciosa por trás do mal da vaca louca e de outras doenças degenerativas – e mostra o que ele tem em comum com uma entidade química postulada em uma obra de ficção científica dos anos 1960.

Por: Sergio Danilo Pena

Publicado em 12/11/2010 | Atualizado em 12/11/2010

Representação artística da estrutura tridimensional de resíduos do príon, agente infeccioso puramente proteico – portanto, sem DNA – por trás de várias doenças neurodegenerativas (foto: Wikimedia Commons – CC 3.0 BY-SA).

Há duas semanas o presidente dos Estados Unidos Barack Obama anunciou os ganhadores da Medalha Nacional da Ciência, a maior honraria outorgada a cientistas naquele país. Dentre os agraciados deste ano está Stanley B. Prusiner (1942 -), que ganhou também o Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1997 por sua descoberta dos príons, uma nova classe de agentes infecciosos compostos apenas de proteínas.

Como eu já tinha vagos planos de abordar a questão dos príons algum dia na Deriva Genética, vi que o momento ideal chegara. Mas decidi abordar os príons de forma lenta, recapitulando a minha própria trajetória na compreensão dessas bizarras proteínas infecciosas, agentes da encefalopatia espongiforme bovina (popularmente conhecida como “doença da vaca louca”) e de várias doenças neurogenerativas humanas.

Kurt Vonnegut Jr.

Capa do livro ‘Cat’s cradle’ (“Cama de gato”) de Kurt Vonnegut Jr. O gelo-9, entidade química postulada na obra, tem o mesmo modo de funcionamento do príon.

Retornemos à década de 1970, quando um dos autores mais lidos nos campi universitários norte-americanos era Kurt Vonnegut Jr. (1922-2007). Ainda fazendo meu doutorado no Canadá, tive a oportunidade de ler e me encantar com seu livro Cat’s Cradle [“Cama de gato”], que havia sido publicado em 1962.

O livro tem um enredo complexo que gira em torno de uma entidade química chamada “gelo-9”. Este tem uma estrutura cristalina muito mais estável do que o gelo normal, mas derrete a 45,8ºC, em vez de  0ºC, como é usual.

Assim, caso um pequeno pedaço de gelo-9 entrasse em contato  com a água do oceano, ele iria agir instrutivamente como uma “semente” de cristal. Em pouco tempo, toda a água do oceano iria se congelar na forma cristalina estável, causando uma catástrofe global de medonhas proporções.

Canibalismo e doenças degenerativas

No cenário das terras altas orientais da Nova-Guiné, um grupo primitivo – os Fore – começou a apresentar na década de 1950 uma doença neurodegenerativa chamada por eles de kuru, que quer dizer tremor.

A doença tinha um padrão claramente familiar, com transmissão de geração em geração. Por isso, a primeira hipótese dos pesquisadores que se depararam com ela foi de que se tratava de um problema genético mendeliano. A tribo foi visitada pelo antropólogo Daniel Carleton Gajdusek (1923-2008), que iniciou uma investigação dos costumes do povo Fore, que incluíam o canibalismo ritual de membros mortos da comunidade.

Equipes médicas visitaram a região e observaram a semelhança dos sintomas e das alterações neuropatológicas do kuru com uma enfermidade rara chamada doença de Creutzfeld-Jakob, que acomete pessoas idosas. A diferença é que o kuru frequentemente afetava crianças e adolescentes, e não apenas adultos.

A imagem mostra quatro mulheres afetadas com uma forma avançada de kuru, necessitando de estacas de madeira para se manterem de pé. As três meninas sentadas também são afetadas (foto: Daniel Carleton Gajduzek / Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 363: 3636–3643, 2008).

Mais tarde Gajdusek observou também a similaridade do kuru com uma doença infecciosa transmissível de ovelhas conhecida por seu nome em inglês, scrapie (ou paraplexia enzoótica dos ovinos, na denominação técnica).

Quando os Fore deixaram de praticar o ritual de canibalismo, a doença desapareceu entre eles

Estimulado por tais observações, Gajdusek demonstrou experimentalmente a transmissão laboratorial do Kuru para primatas usando injeções cerebrais com extratos obtidos do sistema nervoso central de pacientes vitimados por essa enfermidade.

A doença foi então caracterizada como infectocontagiosa, com uma cadeia epidemiológica dependente do canibalismo. Quando os Fore deixaram de praticar o ritual, a doença desapareceu entre eles.

Gajdusek descreveu o vírus do kuru como atípico e de ação lenta. Pelo seu trabalho, ele recebeu o Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1976.

Proteínas normais e patogênicas

Em 1972, Stanley Prusiner, um neurologista na Universidade da Califórnia em São Francisco (EUA), interessou-se pela doença Creutzfeldt-Jakob,  depois que um de seus pacientes foi vitimado por ela. Sabendo do trabalho de Gajdusek com o kuru, Prusiner dedicou-se a identificar o “vírus”, usando o método de infecção por transferência de humanos a animais.

Uma década depois, ele conseguiu purificar no cérebro de hamsters o agente infeccioso. Para surpresa de Prusiner, o mesmo mostrou-se constituído de uma única proteína e não possuía DNA! O agente foi chamado de príon, um acrônimo cunhado pelo pesquisador a partir da expressão PRotein Infection ONly (‘infecção por proteína apenas’, em português).

Para surpresa de Prusiner, o agente infeccioso era constituído de uma única proteína e não possuía DNA!

Sendo o príon apenas uma proteína, como seria ele geneticamente codificado? Usando sondas de DNA, Prusiner demonstrou que todos os mamíferos, inclusive os humanos, possuíam o gene do príon em seu genoma.

Mas como, então, explicar a capacidade infecciosa de uma proteína tão facilmente encontrável?

A solução veio quando ele verificou que a proteína, denominada PrP, era capaz de se enovelar em duas conformações distintas – a celular normal (PrP^c) e a patogênica (PrP^Sc), mais estável, que se precipitava nos neurônios e causava a doença.

Descobriu-se então que, quando a proteína normal PrP^c entrava em contato com o príon PrP^Sc, ela mudava de conformação e se tornava patogênica. Assim, o mecanismo infeccioso do príon é instrutivo – exatamente o modus operandi que Vonnegut havia postulado para o gelo-9! O príon era um gelo-9 de proteínas!

A partir daí, acumularam-se inúmeras evidências que demonstraram, definitivamente, a ausência de DNA e a natureza puramente proteica dos príons.

O príon tinha exatamente omodus operandique Vonnegut havia postulado para o gelo-9!

A mais importante delas foi obtida em 1992, quando foi demonstrado que camundongos que haviam sofrido deleção (knock-out) do gene normal da PrP^c se tornavam resistentes aos príons infecciosos.

Entretanto, se o gene era reintroduzido, a susceptibilidade se restaurava. Curiosamente, os camundongos sem o gene da PrP^c eram saudáveis, mostrando que a proteína não é indispensável para a vida normal.

Esperteza

Em 1994, eu participava de um simpósio sobre biologia molecular e doenças humanas em Miami quando, ao entrar no auditório, me deparei com Stanley Prusiner, sentado sozinho.

Achando-me muito esperto, me dirigi a ele e perguntei se ele conhecia o livro Cat’s Cradle de Kurt Vonnegut e se sabia da similaridade entre o gelo-9 e os príons. Ele olhou para mim espantado e disparou: “É claro!”. Tomei uma lição, mas pelo menos fiquei com uma estória para contar...

A flor ‘Paris japonica’ tem o maior genoma conhecido, com 150 bilhões de nucleotídeos (foto: Wikimedia Commons).

A antítese do príon

O príon é um agente infeccioso que não contém DNA – consequentemente, não tem genoma! Poderíamos indagar, então, qual seria sua antítese – o organismo com o maior genoma conhecido?

No mês passado, pesquisadores descobriram uma flor japonesa bastante rara chamada Paris japonica. Ela tem um genoma de 150 bilhões de pares de base, 50 vezes maior que o genoma humano. Não deixa de ter um certo toque poético o fato de o maior genoma ser de uma flor!

Sergio Danilo Pena
Departamento de Bioquímica e Imunologia
Universidade Federal de Minas Gerais

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/deriva-genetica/microbios-sem-dna

Ações 

Dengue - NOTA TÉCNICA nº 01/2010, do Centro de Virologia do Instituto Adolfo Lutz

NOTA TÉCNICA nº 01/2010, do Centro de Virologia do Instituto Adolfo Lutz

  Estudo filogenético do Vírus Dengue - 2, Estado de São Paulo, 2010.

 Com o objetivo de aprimorar o monitoramento da circulação viral de dengue no Estado de São Paulo a Secretaria de Estado da Saúde implantou o método diagnóstico baseado na detecção do antígeno NS1 do vírus dengue em todos os municípios do Estado nos anos de 2009 e 2010. Essa ferramenta permitiu assegurar a realização de isolamento viral em número elevado de amostras, resultando altas taxas de positividade, possibilitando assim um monitoramento mais efetivo dos sorotipos circulantes no Estado.

 De janeiro a setembro de 2010, foram processadas 1.023 amostras de isolamento viral para dengue com 80,2% de positividade. Das amostras positivas, 78,1% foram  do sorotipo DENV-1, 19,0% DENV-2 e 2,9% DENV-3.

 Com o objetivo de avaliar possíveis mutações virais relacionadas com manifestações graves da doença, o Instituto Adolfo Lutz realizou estudo de fragmento genômico viral de algumas amostras biológicas.

 Amostras de pacientes com suspeita de infecção por dengue, procedentes de Santos (n=2), São Vicente (1) e Presidente Epitácio (1), inoculadas em cultura de Células C6/36, resultaram o isolamento de 4 cepas de Dengue 2 (DENV-2).

 A partir dessas quatro cepas virais obteve-se a amplificação de fragmentos de 943 pares de bases, pertencentes ao gene codificador da proteína E do envelope viral. Comparando-se as seqüências desses fragmentos com outras seqüências conhecidas, depositadas no GenBank, obteve-se por análise Bayesiana, alta homologia com amostras brasileiras isoladas em 2007 e 2008, todas pertencentes ao sub-clado Asiático/Americano.

 Embora estudos anteriores tenham demonstrado a circulação de genótipos de DENV-2 menos virulentos nas Américas, o presente estudo indicou que o genótipo Asiático/Americano, ora circulante no Brasil, continua sendo similar àquele circulante nos anos de 2007 e 2008, sem alterações significativas.

 Pesquisas recentes têm indicado a associação de mutações localizadas em regiões específicas do genoma viral com a gravidade das manifestações clínicas. O gene E, dado seu papel importante na biologia viral tem se constituído num dos locais preferenciais para estudos de virulência, sendo particularmente importantes mutações no resíduo E-390. Nos fragmentos analisados nesse estudo, não foram observadas mutações nesse resíduo.

 Assim, com base na análise desses fragmentos amplificados sugere-se que não houve alterações significativas nessas cepas de DENV2, circulantes em 2010, em

How old are viruses?

Tracking Viruses Back in Time

Extreme Life Posted:   09/06/10 Author:    Henry Bortman Summary: How long have viruses been around? No one knows. Scientists at Portland State University have begun taking the first steps toward answering this question.

Jim Laidler collects samples for later laboratory analysis from a steaming-hot fumarole at Lassen National Park in Northern California. Credit: Ken Stedman Viruses are a curious lot. The standard drawing of the tree of life, the one you find on the inside back cover of biology textbooks, is divided into three branches: Archaea, Bacteria and Eukarya. Viruses don’t make it onto the page. That makes sense, some scientists argue, because they’re not alive. They can’t reproduce on their own; they require the cozy environment of living cells for their survival. Others disagree. Not only are viruses alive, they say, but genetic evidence indicates that they may have been the first forms of life on Earth, predating cellular life. But really, says Ken Stedman, associate professor of biology at Portland State University, “Nobody knows how old viruses are.” Stedman and his colleagues are working to change that. Unlike bacteria, for which there is an undisputed rock record going back as far as 3.5 billion years, there is no known fossil record for viruses. “As far as we know,” Stedman says, “no-one has looked.” It’s possible, he concedes, that there have been efforts, unsuccessful efforts that no one knows about, to uncover fossil viruses. But “If you don’t find something, you’re not likely to report it.” A simplified drawing of a Bacteriophage T4 virus particle, which resembles a lunar lander. The large faceted structure at the top, known as the capsid or head, contains the virus’s genetic material. In an attempt to learn how long viruses have been around, Stedman’s lab, in work led by his doctoral student, Jim Laidler, is trying to figure out what kind of biosignatures viruses might leave behind. This lab-first approach, Stedman said, is necessary because “we don’t know what we’re looking for yet.” Much of the work of Stedman’s group is done in hot springs. Silica hot springs, in particular, are known to provide a good preservation environment for bacteria. Silica precipitates out of the hot water as the water cools, and bacteria that are present can become entombed in the silica-rich rock that forms. In the process, the shapes and the chemical signatures of these bacteria can be preserved. Stedman’s group wanted to see if they could induce a similar process using viruses instead of bacteria. They first virus they chose was Bacteriophage T4, “sort of the prototypical virus,” which has a well-known shape. It “looks like the lunar lander,” Stedman said. Mixing the virus with silica-rich hot-spring water yielded a positive result, briefly. For a few days, under the microscope, virus shapes could be seen embedded within the silica. But “after about a week it starts to look like a blob,” Stedman said. Not too hopeful a result, if the ultimate goal is to look for visual evidence of viruses in rocks billions of years old. But Stedman and his colleagues are not deterred. They have a number of additional avenues of investigation planned. One is to try the experiment with viruses that come from hot springs, where Stedman does much of his research. “It may be that these are much more resistant” to disintegration, he said, that they “form a structure” that is “better conserved” over time. Another approach researchers plan to pursue is looking for chemical signatures. Although the physical shape of the virus doesn’t stick around for long, it’s possible that a detectable chemical signal may remain for longer. The dark round blobs in this photomicrograph are the capsids of Bacteriophage T4 virus particles, which retain their characteristic shape after being coated with silica. The long, straight "tails" of many of the virus particles can be seen extending from the capsids in this image as well. Credit: Jim Laidler Alternatively, because some viruses have lipid coatings, similar to the lipids found in the walls of living cells, lipids may provide a detectable chemical signature. Virus lipids can differ chemically from the lipids found in their microbial hosts, and that distinction may prove useful in the chemical detection of fossil viruses. “We don’t know if there is actually a different signature between the host and the virus,” Stedman said. So far, research has focused on the silicification of individual virus particles. Some viruses, however, particularly those that live inside algae, tend to cluster together in large numbers. They “almost form crystalline arrays,” Stedman said. These larger masses may fossilize in ways that are easier to detect. Laidler plans to explore all these various approaches in the lab, and also to study hot-spring sites in search of effects that can be clearly identified on a short time scale. If those efforts pan out and clear chemical biosignatures of virus signatures can be identified, Stedman says, “those then could become something that we can now start to look at back through the rock record.” Results of Laidler’s initial work on virus silicification was published in the July/August 2010 issue of the journal Astrobiology. He and Stedman hope that future research into fossil viruses will help to fill in gaps in biologists’ knowledge about the role viruses played in the development of life on Earth. It may even answer the question: which came first, the virus or the cell?

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Cientista que criou o primeiro vírus sintético dá palestra sobre os rumos e as encruzilhadas da biotecnologia

João Paulo Soldati

“Eu não planejo ser Deus, nunca planejei e fiquei muito chateado como as pessoas repercutiram negativamente sobre o caso”. A declaração do cientista Eckard Wimmer, em tom de desabafo, foi feita em entrevista após a conferência proferida na quinta-feira (21/10), no Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz). Wimmer, que trabalha no Departamento de Genética e Microbiologia da Universidade Stony Brook, nos Estados Unidos, publicou na revistaScience, em 2002, o artigo que relata a criação do vírus sintético da poliomielite – considerada um marco na biotecnologia, por ser o primeiro vírus construído em laboratório.

Wimmer destacou a possibilidade de desenvolvimento de vacinas com base na biologia sintética (Foto: Rodrigo Ávila/IOC)

A convite do pesquisador Edson Elias da Silva, chefe do Laboratório de Enterovírus do IOC, Wimmer apresentou a conferência Recodificação de genomas virais de RNA através da síntese do genoma inteiro: genética e aplicações práticas para um público formado por cientistas, estudantes e jornalistas. Durante uma hora de apresentação, o pesquisador – que visita o Brasil pela primeira vez –, falou sobre a recodificação do genoma do RNA do vírus da pólio apontando o procedimento da pesquisa que revolucionou a biologia.

Perdas e ganhos

“A nova era da genética esta aí. A descoberta do sequenciamento do genoma humano foi algo extraordinário. O que vem ocorrendo agora é um grande volume de sequenciamentos do genoma de milhares de vírus”, destacou. “O desenvolvimento de vacinas a partir da recodificação do genoma de um vírus é algo inovador. Todos estes trabalhos na criação de microorganismos sintético significam uma revolução em novas vacinas, novos medicamentos e na produção de biocombustíveis”.

Ao mesmo tempo em que abre caminho para novas formas de combate a doenças, a biologia sintética é observada com cautela por Wimmer. “Nós não podemos proteger totalmente os dados daqueles que poderiam fazer mau uso dos avanços da biologia sintética. A responsabilidade cabe aos cientistas, de agir eticamente”, afirma. “Existe sim motivo para temer que grupos mal intencionados, com recursos, possam acessar na internet o genoma de um vírus como o da varíola e criá-lo em uma estrutura de laboratório”, frisou.

Perfil

Eckard Wimmer nasceu em Berlim em 1936, em pleno regime nazista, três anos antes da eclosão da II Guerra Mundial. Em 1962, Wimmer recebeu o título de doutor rerum naturarum(Dr. rer. nat.), denominação específica para título em PhD em ciências naturais na Alemanha. O cientista tem pós-doutorado em química orgânica pela Universidade de Göttingen. Seis anos depois, emigrou da Europa em direção aos Estados Unidos. Atualmente, vive em Long Island, Nova Iorque, próximo ao campus da universidade onde atua. Desde 1974 é membro do Departamento de Genética Molecular e Microbiologia da Faculdade de Medicina da Universidade Stony Brook, onde foi reitor entre 1984 e 1999.

O pesquisador já publicou cerca de 300 artigos científicos. Em 1991, publicou a síntese do vírus da poliomielite – experiência que estimulou vários estudos sobre replicação viral. A partir da síntese, em 2002 o cientista publicou os estudos sobre a síntese do vírus da polio na ausência de um modelo natural fora das células vivas. O trabalho, que marcou uma nova era na Biologia com a criação do primeiro vírus artificial em laboratório, chamou a atenção mundial, com elogios e críticas pesadas da comunidade científica e da sociedade civil.

O feito foi reconhecido como uma nova estratégia de investigação da função gênica e da patogenicidade, permitindo alterações em larga escala em um genoma. Wimmer e seus colaboradores recodificaram e desenvolveram genomas virais de RNA alterados por computadores, através da síntese do genoma. A estratégia, segundo Wimmer, é levar a engenharia de genomas virais para o desenvolvimento de vacinas.

Publicado em 22/10/2010.

No princípio era o RNA...

O dogma central da Biologia Molecularpostula que a Expressão Génica é o processo da transcrição de um gene em RNA mensageiro (mRNA), a maturação desse mesmo mRNA e a sua consequente tradução em proteína.

Teoricamente, qualquer uma das várias etapas deste processo pode alterar a expressão génica em diferentes tipos de células, fases do desenvolvimento e em resposta a condições ambientais. Desde logo, a molécula de RNA surge como molécula primordial no controlo da expressão génica. Uma grande parte dos processos biológicos que decorrem nos organismos não podem de facto ser totalmente compreendidos se não tivermos presente um conhecimento detalhado do metabolismo do RNA.RNA WorldUma das hipóteses mais discutidas sobre a origem da vida propõe que o RNA foi o ácido nucleico ancestral.

O "Mundo do RNA" (RNA World) refere-se a um hipotético período no decurso da origem da vida na Terra em que não haveria um mecanismo elaborado para a síntese proteica tal como é hoje conhecido.

Durante esse período, o RNA constituiria a base genética dos primeiros organismos. Esta hipótese é apoiada pela capacidade que o RNA exibe de armazenar, transmitir e duplicar a informação genética, tal como o DNA. Além disso, este ácido nucleico pode apresentar capacidade auto-catalítica tal como as proteínas, como são exemplo as ribozimas, moléculas de RNA que clivam e catalisam ligações fosfodiésteres. Foi demonstrado que a formação da ligação peptídica entre dois aminoácidos é catalisada pelo RNA.
A potencialidade que o RNA apresenta em poder desempenhar quer as funções do DNA quer de proteínas apoia a hipótese de que por si só tenha sido capaz de suportar vida. Com o advento da síntese proteica, o RNA terá adquirido um novo papel, tal como o conhecemos actualmente, de intermediário e executor chave da expressão génica.

Fonte: O Mundo do RNA. Lidel

Disponível em  http://transgenicosintocaveis.blogspot.com/2010/09/no-principio-era-o-rna.html

ENCAPSULAN VACUNAS EN CRISTALES DE PROTEÍNAS PARA EVITAR SU REFRIGERACIÓN Y CADUCIDAD

• En su laboratorio, Luis Vaca Domínguez, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, aísla y modifica microcristales de virus para utilizarlos como recipientes de los inóculos

• Con una patente en trámite, la tecnología está en proceso de transferencia a una empresa mexicana

A partir de una estructura cristalizada de proteínas, desarrollada por los virus para sobrevivir mientras encuentran un hospedero, el investigador Luis Vaca Domínguez, del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, ha desarrollado una tecnología para “encapsular” vacunas, y así evitar su refrigeración y caducidad.

Desde hace 18 años, el médico y doctor en Ciencias Biomédicas por esta casa de estudios, trabaja con el virus Autographa californica, principal plaga del gusano de la seda.

Vaca Domínguez extrae del microorganismo la proteína poliedrina –que con su forma de poliedro lo dota de estabilidad–, la cual aísla, modifica y clona en su laboratorio para utilizarla como cápsula o recipiente de vacunas.

“Como parte de su proceso evolutivo, los virus han desarrollado estas proteínas que se cristalizan y adquieren una estructura que los protege del ambiente, la temperatura y la luz, mientras llegan a un hospedero para sobrevivir y reproducirse”, explicó.

Un cristal es una estructura organizada, ordenada y estable desde las moléculas internas hasta su parte exterior. En la naturaleza existen algunos macroscópicos, como los de la sal y el azúcar, y microscópicos, como los que Vaca Domínguez y sus colaboradores generan en el Departamento de Biología Celular y del Desarrollo del IFC.

“Los que desarrollamos, a partir de una proteína única: la poliedrina, son muy pequeños, de una a cinco micras, y tienen la capacidad de formar cristales de forma espontánea”, señaló.

Dentro de esa estructura el virus permanece en un estado de suspensión, sin contacto con el ambiente externo. Es esta ventaja la que se busca conservar cuando habiten las vacunas, para evitar que se refrigeren y caduquen.

“En el cristal únicamente residen baculovirus (con forma de bastón o báculo, como Autographa californica), pues hay mecanismos muy sofisticados que impiden que cualquier otro microorganismo ingrese; con ese control, el virus asegura que no le ganen su casa”, detalló.

La llave de la casa

Aunque de manera natural el cristal es “una casa con una aduana estricta y de alta seguridad” que solamente acepta a un virus como habitante, Luis Vaca Domínguez ha apostado por la estrategia de introducir vacunas con estructura muy distinta a los baculovirus.

En vez de violar las reglas de resguardo, el universitario ha dedicado gran parte de su trabajo a buscar “la llave”, que encontró en un fragmento de aminoácidos, constituyentes de las proteínas.

“Después de mucho tiempo, logramos descubrir que hay una secuencia en una proteína del virus que es como la llave de la casa. Si tomamos esa serie de 25 aminoácidos, y se la ponemos a cualquier proteína que queramos, automáticamente tenemos la visa para entrar al cristal”, dijo.

Hace año y medio, Vaca Domínguez y sus colaboradores hicieron el hallazgo, y con ello pueden continuar su estrategia de entrar a la casa de cristal con otro habitante: una vacuna que evite enfermedades en los seres humanos.

Actualmente, la tecnología está en trámite de patente, y el investigador está en pláticas con una empresa mexicana interesada en la transferencia tecnológica para producir la primera inoculación dentro del cristal.

“El proceso lo hemos desarrollado por varios años con apoyo de la UNAM, pero más recientemente hemos contado con apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del DF (ICyTDF), que también tiene participación en la actual negociación”, aclaró.

Vacunas de nueva generación

Una de las ventajas de la nueva generación de vacunas que podrán desarrollarse dentro de cristales proteicos, es que serán más duraderas, y su transporte y conservación más económicos.

“Hemos creado cápsulas de diversos tamaños y formas, algunas son cúbicas y menos estables, así que si se inyectan al torrente sanguíneo de un animal de prueba, en unos días se desintegra, pero la inoculación ya está en el organismo”, expuso.

El potencial de esta tecnología es enorme, pues el cristal también permitirá controlar la liberación de la vacuna dentro del torrente sanguíneo, así como integrar inóculos en cristales que se coman, como la sal o el azúcar.

“Para cada una tendremos que buscar la llave precisa, pero el mecanismo para hacerlo ya lo conocemos”, añadió.

Hasta ahora, Vaca Domínguez ha probado dentro del cristal una vacuna experimental contra la enfermedad de Aujeszky, también conocida como pseudorrabia, que afecta a cerdos y conejos, y a futuro se podrá intentar contra la amibiasis, la malaria y la influenza.   

Disponível em http://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2010_496.html