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segunda-feira, 30 de março de 2015

Immunology is in the air





Uma interessante e didática animação disponível no site da Nature Immunology sobre a patogenia da asma !!

http://bcove.me/bwtk5dkp


Enjoy e boa semana a todos

Josiane

domingo, 29 de março de 2015

Journal Club IBA: Imuno-complexos: apenas espectadores inocentes durante uma infecção crônica viral?



Figura 1 - Figura demonstrando que ICs se ligam em receptores FCgR presentes em macrófagos, saturando os receptores disponíveis, fazendo com que esses macrófagos não sejam capazes de reconhecer e fagocitar células infectadas

Imuno-complexos (ICs) normalmente se formam quando anticorpos se ligam a antígenos, dando origem a grandes complexos antígeno-anticorpo. Enquanto a formação de ICs é inevitável durante uma resposta imune efetiva, atuando no clearance de antígenos patogênicos, uma geração/deposição inapropriada desses complexos pode resultar em patologias (aqui).
Ao longo de uma infecção crônica viral, por exemplo, é sabido que ocorre uma grande deposição desses ICs. No entanto, não se sabia ao certo se esses ICs desempenhavam algum papel patogênico ou protetor durante a infecção; ou se eles seriam apenas “espectadores”, sem desempenhar qualquer papel proeminente.
Nesse sentido, os trabalhos de Yamada et al. (aqui) e Weiland et al. (aqui), publicados na edição de fevereiro deste ano na revista Immunity, vieram descrever o mecanismo pelo qual a formação exacerbada de imunocomplexos durante o modelo de infecção crônica pelo vírus da coriomeningite linfocítica (LCMV) prejudica diversas funções efetoras mediadas por anticorpos, como: opsonização, citotoxicidade dependente de anticorpo e apresentação cruzada.
Quando animais naïve são tratados com anticorpos monoclonais anti-CD20, anti-CD4, anti-CD8, etc, para depleção, é observado um desaparecimento rápido dessas células na periferia. No entanto, quando os animais são infectados com LCMV e tratados posteriormente com esses mesmos “anticorpos depletantes” (do inglês, depleting antibodies), essas células simplesmente não desaparecem da periferia. Utilizando das mais diversas ferramentas, os autores conseguem mostrar que isso ocorre devido à deposição de ICs. Esses ICs ligam-se em receptores FCgR presentes em macrófagos (excluíram a participação de neutrófilos, células dendríticas e células NK), saturando os receptores disponíveis, fazendo com que esses macrófagos não fossem capazes de reconhecer e fagocitar as células conjugadas com os anticorpos depletantes (Figura 1). 
Além da opsonização, foi demonstrada uma falha no killing de células infectadas em um ambiente com altos índices de ICs. Para provar isso, células dendríticas foram infectadas com uma cepa viral que é neutralizada por um anticorpo anti-LCMV-KL25. Quando essas células infectadas estavam em um ambiente rico em ICs, os anticorpos anti-LCMV-KL25 não foram capazes de neutralizá-las, indicando outra função efetora prejudicada pela alta deposição de ICs. Por fim, foi demonstrado que a apresentação cruzada para células T CD8+ também estava prejudicada em um ambiente com altos índices de ICs. Para provar isso, células T CD8+ específicas para OVA (OT-I) foram transferidas para camundongos infectados com LCMV (altas concentrações de ICs) e posteriormente foi administrado OVA+anti-OVA para esses animais. Foi observado que, ao contrário do que ocorre em animais naïve (baixas concentrações de ICs), as células T CD8+ não proliferaram em um ambiente rico em ICs, sugerindo que (nas palavras do próprio autor): “the high concentrations of ICs generated during persistent infection suppress FcgR-mediated cross-presentation by APCs to limit de novo CD8+ T cell responses to secondary antigens”.
Rituximab (anti-hCD20) é uma droga rotineiramente utilizada em linfomas de células B, uma neoplasia que pode ser associada com artrite reumatóide (onde altos níveis de ICs são encontrados). Acredita-se que o “efeito vacinal” aconteça quando os complexos de Rituximab-célula B são reconhecidos por FcgR e internalizados para a apresentação cruzada e ativação de células T CD8+. Esta resposta levará ao desenvolvimento de uma resposta de memória de células T que é capaz de prevenir a recorrência do tumor por anos após o tratamento com Rituximab (aqui). Portanto, a inibição de receptores FcgR devido a altos índices de ICs na circulação (devido a uma infecção crônica ou a um quadro de auto-imunidade) poderia prevenir esse efeito a longo prazo do tratamento com Rituximab. Assim, os trabalhos de Weiland et al. e Yamada et al. são de grande relevância clínica, uma vez que é demonstrado a necessidade do desenvolvimento de novos anticorpos terapêuticos, com domínios Fc reconhecendo com maior afinidade os FcgRs (Fc engineering), aumentando assim a eficácia desses anticorpos monoclonais.

Post de Frederico Ribeiro e Morgana Prado (doutorandos IBA/FMRP-USP)

quinta-feira, 26 de março de 2015

Big Data, Data Science, Statistical Learning & Data Visualization

     Vivemos na era do Big Data! Com a popularização da internet e vários outros avanços tecnológicos, estamos coletando uma quantidade de dados sem precedentes. Diariamente ao acessarmos nossas redes sociais ou nossos sites de compra, estamos fornecendo uma série de informações para os provedores destes serviços, referentes a nossa localização, rede de contatos, preferências de consumo, volume de gastos, etc. Uma pergunta que vem ocupando a mente de várias pessoas, sobretudo na computação e no marketing, é como usar estes dados para fazer predições e oferecer serviços personalizados. Na área da saúde, a dramática redução no custo do sequenciamento e de outras técnicas de alto rendimento (high throughput), bem como a exigência por estudos cada vez maiores e mais abrangentes, também elevou radicalmente o volume de dados produzido. E isto e só começo, com a chamada "internet das coisas" nossas roupas e acessórios passarão a coletar, processar e transmitir uma série de dados biométricos, os quais poderão ser utilizados para monitorar nossa saúde e realizar predições. Neste contexto, outro termo que vem ganhando espaço e o Data Science, definido por Hilary Manson como uma intersecção entre ciência da computação, estatística, engenharia e "hacking". Conhecimento especifico da área de interesse, como genética ou imunologia, completa o perfil do "data scientist". Certamente existe um pouco de moda e alguns exageros, mas conforme defende o Dr. Michael Franklin da Universidade da Califórnia (Berkeley), a Data Science esta se consolidando como uma área independente, atraindo investimentos, gerando oportunidades e direcionando as Universidades para a criação de currículos orientados a esta temática.

Hans Rosling: Dados sociais e demográficos de 200 países ao longo de 200 anos, 
apresentados em 4 minutos.

   Embora usualmente definido como um "problema", Michael Franklin argumenta que o principal aspecto de se trabalhar com Big Data são justamente as oportunidades únicas que "emergem" dos dados. Padrões que não poderiam ser observados utilizando-se amostras menores. Na área da epidemiologia, por exemplo, trabalhos recentes abordaram o uso de mecanismos de busca e redes sociais para fazer predições biomédicas. Em um exemplo, buscas na Wikipedia (Figura 1) foram utilizadas para predizer surtos de gripe com quase um mês de antecedência (Generous et. al, 2014). Em outro trabalho, postagens do Twitter foram utilizadas para medir os "sentimentos" das pessoas em relação a vacina da gripe (Influenza A, H1N1), sendo então capazes de predizer quais regiões seriam mais afetadas por casos de gripe (Salathé et. al, 2014).

Figura 1. Gráficos apresentando dados epidemiológicos oficiais e o modelo (nowcast) baseado no tráfego de artigos da Wikipedia, em um período de 3 anos (Generous et. al, 2014).

Mas os dados usualmente não falam sozinhos, é preciso saber extrair as informações desejadas. Dentre as ferramentas empregadas neste processo, os métodos de aprendizado estatístico (ou machine learning) tem se demonstrado particularmente interessantes. No campo da imunologia, por exemplo, estas ferramentas já estão sendo aplicadas para identificar alvos vacinais, descrever o mapa transcricional de linfócitos T CD8+ ao longo das etapas da resposta celular e inclusive para desvendar bases imunológicas no Alzheimer.  
    Um estudo de 2012 tentou caracterizar o perfil do "analista de dados", realizando entrevistas com 35 profissionais que realizavam esta função em diferentes áreas, incluindo finanças, pesquisa/saúde, redes sociais, marketing e varejo. Desconsiderando-se as limitações do estudo (tamanho amostral e distribuição geográfica), é interessante observar que estes profissionais foram ultimamente classificados em apenas três categorias: hacker, scripter e application user. Apesar da pressuposta similaridade quanto a área de atuação, os profissionais de cada grupo se diferenciavam bastante quanto ao perfil computacional e o tipo de tarefa desempenhada.  Enquanto os hackers apresentavam maior familiaridade com diferentes linguagens de programação e manipulação dos bancos de dados, os scripters conseguiam realizar análises estatísticas mais complexas (se restringindo ao uso de pacotes como R e Matlab). Os application users, por outro lado, se limitavam à análise de planilhas e ao uso de pacotes como SAS/JMP e SPSS, contando com o apoio de uma equipe de TI para fornecer os dados já no formato adequado. Além de refletir esta diversidade de profissionais e de perfis, em um mercado que claramente vive um período de expansão, o estudo também salientou a necessidade de novas ferramentas para visualização. A visualização é essencial não apenas na apresentação dos resultados, mas também no momento de "conhecer" os dados brutos. Ela facilita a interpretação do material de estudo e valoriza aspectos em que os humanos ainda superam as máquinas, como a capacidade de estabelecer relações e formular hipóteses. Existem testes estatísticos e modelos matemáticos para todos os gostos, mas em muitos casos eles se tornam inúteis caso não haja uma pergunta objetiva a ser respondida ou uma intuição sobre o comportamento dos dados. Neste contexto, o pesquisador sueco Hans Rosling (vídeo acima) tem sido um grande advogado do poder da estatística e da importância da visualização.
    Pra quem pretende ingressar na área, uma ótima pedida é o livro An introduction to Statistical Learning with applications in R. O livro apresenta uma linguagem acessível, mesmo para quem não tem base matemática ou computacional, além de uma série de exemplos e exercícios utilizando o pacote R. Uma das vantagens deste pacote é justamente a implementação de uma série de recursos para fácil manipulação e visualização dos dados.

Debate com Hilary Manson e outros especialistas sobre as perspectivas e as oportunidades do Big Data.

Post de Dinler Amaral Antunes
Complimentary Postdoctoral Research Associate at the Kavraki Lab.
Department of Computer Science - Rice University (Houston, TX). 

terça-feira, 24 de março de 2015

Mecanismos neuroprotetores do Lítio na doença de Alzheimer e outras neuropatias

Estudos reforçam relevância clínica do lítio contra Alzheimer

Fonte: Agência FAPESP – 04 de abril de 2012 (aqui)

Por Fábio de Castro
Estudos realizados na Universidade de São Paulo (USP) reforçaram as evidências de que o lítio, amplamente utilizado no tratamento de transtorno bipolar, pode ter um efeito protetor contra o aparecimento da doença de Alzheimer.
A pesquisa, que teve seus resultados publicados em 2011 na revista British Journal of Psychiatry, foi conduzido por Orestes Forlenza, do Laboratório de Neurociências do Instituto de Psiquiatria (Ipq) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. Forlenza apresentou os resultados em São Paulo durante o Brazil-Canada Prion Science Workshop 2012, realizado em março pelo Hospital A.C. Camargo.
O trabalho é resultado do Projeto Temático Neurobiologia da doença de Alzheimer: marcadores de risco, prognóstico e resposta terapêutica”, iniciado em 2010 e financiado pela FAPESP e coordenado por Wagner Gattaz, também do IPq.
De acordo com Forlenza, o experimento foi realizado com idosos com comprometimento cognitivo leve. Os resultados demonstram a relevância clínica da aplicação de baixas doses de lítio em pacientes que ainda não atingiram a fase demencial da doença de Alzheimer, reforçando a hipótese de que o medicamento possa ser utilizado na prevenção do problema.
“Os pacientes que receberam lítio não apenas ficaram mais estáveis clinicamente, do ponto de vista funcional e cognitivo, como tiveram menos deterioração de memória e de funções cognitivas”, disse Forlenza à Agência FAPESP.
Além disso, o experimento revelou uma evidência de modificação de um dos processos patogênicos centrais da doença de Alzheimer, que é a hiperfosforilação da proteína TAU, um processo que destrói o esqueleto das células, levando à morte dos neurônios. O lítio inibe a atividade da enzima GSK 3-Beta, que fosforila a TAU.
“O conjunto desses resultados mostra que possivelmente o lítio produz um efeito modificador da doença. Além da hipótese inicial, que era a inibição da enzima GSK 3-Beta, olhamos outros possíveis participantes desse efeito”, disse Forlenza.
Os estudos mostraram que há um aumento de fator neurotrófico derivado cerebral (BDNF), da função mitocondrial e da atividade de outras enzimas. “Tudo isso alinha em torno de um mecanismo múltiplo de modificação de vários processos patogênicos”, disse o pesquisador.
Tempo de seguimento
Há muitos anos a ciência acumula evidencias biológicas, experimentais – em modelos animais, em culturas de células, ou extrapolações por métodos de neuroimagem – de que o lítio poderia exercer ações neurotróficas ou neuroprotetoras. Mas até recentemente não havia nenhuma comprovação de que isso tivesse algum significado clínico ou benefício humano.
“Essa comprovação começou a se realizar quando publicamos, em 2007, um trabalho demonstrando que, quando ficam mais velhos, indivíduos que têm doença bipolar – e que portanto recebem lítio clinicamente por vários anos – têm uma menor taxa de demência que os indivíduos bipolares que foram tratados com outras terapias”, disse Forlenza.
Com base nessas constatações clínicas experimentais, o grupo da USP lançou um estudo randomizado para, de maneira bem controlada, avaliar o efeito neuroprotetor do lítio em indivíduos em risco de ter doença de Alzheimer. O modelo escolhido para essa finalidade foram os indivíduos com comprometimento cognitivo leve.
“Tínhamos como base dois trabalhos que foram publicados – um na Inglaterra, outro na Alemanha – usando lítio para tratar indivíduos com a doença de Alzheimer já em fase demencial”, explicou Forlenza.
O estudo britânico fracassou, segundo ele, porque os pacientes não toleraram o tratamento. As doses de lítio eram mais altas, houve uma alta taxa de abandono, impossibilitando que se chegassem a conclusões. O outro estudo multicêntrico europeu, feito na Alemanha, fez um ensaio com lítio em doença de Alzheimer leve por dez semanas. Também fracassou, porque não encontrou mudança nenhuma dos parâmetros clínicos e biológicos.
“Com base nessas informações, alinhamos então o nosso projeto para tratar não indivíduos com doença de Alzheimer já em fase demencial, mas em uma fase anterior a isso. Outro diferencial da nossa abordagem é que utilizamos o lítio em doses menores que as utilizadas clinicamente. Mostramos que essas doses são suficientes para inibir a atividade de uma enzima que imaginamos que esteja ligada ao processo”, disse Forlenza.
Outra diferença crucial em relação aos estudos antigos, segundo Forlenza, foi o tempo de seguimento. “Realizamos um seguimento de quatro anos, com desdobramentos em 12, 24 e 36 meses. Na amostra total foram incluídos 61 pacientes. Uma taxa menor chegou ao fim dos quatro anos, mas no primeiro ano tivemos 91% de permanência no estudo”, disse.
O Projeto Temático será concluído em 2014. Até lá, os pesquisadores seguirão com a linha de estudos envolvendo a aplicação de lítio como antagonista da doença de Alzheimer. Os cientistas voltarão o foco a partir de agora a parâmetros como neuroimagem funcional com tomografia de emissão de pósitrons (PET) e com neuroimagem estrutural, para comparar os dois grupos de pacientes e observar outros desfechos.
“Várias análises ainda precisam ser feitas, ou completadas, com variações de biomarcadores e de tempos de seguimento, por exemplo. Queremos também iniciar um estudo semelhante, não mais em pacientes com comprometimento cognitivo leve, mas em pacientes com doença de Alzheimer familiar de início precoce, que talvez seja o modelo ideal para se testar essa modificação de patogenia”, disse Forlenza. 

Para ler mais:

Neuroprotective effects of Lithium: implications for the treatment of Alzheimer's Disease and related neurodegenerative disorders

 Laboratory of Neuroscience (LIM-27), Department and Institute of Psychiatry, Faculty of Medicine,University of Sao Paulo, SP, Brazil
 Department of Mental Health and National Institute of Science and Technology, Molecular Medicine, Faculty of Medicine, Federal University of Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazil
ACS Chem. Neurosci.20145 (6), pp 443–450
DOI: 10.1021/cn5000309
Publication Date (Web): April 25, 2014
Copyright © 2014 American Chemical Society

segunda-feira, 23 de março de 2015

A morte explica a vida

Plataforma com aparelho de ressonância inédito na América Latina vai estudar cadáveres para avançar no diagnóstico e na compreensão de doenças 
Fonte: Revista Pesquisa FAPESP, FABRÍCIO MARQUES | ED. 229 | MARÇO 2015 (aqui)  
© LÉO RAMOS
O equipamento da FM-USP: ambiente fértil para pesquisa
O equipamento da FM-USP: ambiente fértil para pesquisa

No início da tarde do dia 13 de março, uma nova research facility da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FM-USP) foi inaugurada, no intervalo de um encontro científico internacional sobre mapeamento cerebral. Batizado de Plataforma de Imagem na Sala de Autópsia (Pisa), o laboratório foi instalado numa construção subterrânea de 500 metros quadrados, escavada num terreno contíguo à sede da FM-USP, e abriga o Magnetom 7T MRI, primeiro equipamento de ressonância magnética para corpo inteiro com campo de 7 Tesla da América Latina. O equipamento será utilizado principalmente no estudo de cadáveres recebidos pelo Serviço de Verificação de Óbitos da Capital (SVOC), que é mantido pela USP e realiza em torno de 14 mil autópsias por ano relativas a mortes naturais (as mortes violentas estão a cargo do Instituto Médico Legal). Um dos objetivos das pesquisas é desenvolver técnicas de diagnóstico por imagem que ajudem a identificar a causa da morte de modo menos invasivo do que uma autópsia convencional. Os estudos com os mortos prometem ajudar os vivos, ao propiciar avanços em diagnóstico e na compreensão de doenças. “Na área de diagnóstico, devemos ter retorno imediato”, diz Paulo Hilário Saldiva, professor titular de Patologia da FM-USP e coordenador do projeto.
Saldiva se refere a doenças que atingem órgãos difíceis de estudar enquanto o paciente está vivo, uma vez que a retirada de tecidos é arriscada. “Nunca se fez tanta quimioterapia como hoje e alguns pacientes acabam apresentando problemas cardíacos, porque há drogas tóxicas para o coração. Uma ideia é submeter pessoas que morreram desses problemas cardíacos a uma autópsia minimamente invasiva e obter amostras pontuais de tecidos do coração. Esse trabalho pode ser feito rapidamente, em 15 ou 20 minutos, atrasando pouco a liberação do corpo para a família.”
© 1 ERWIN HAHN INSTITUTE FOR MR  
    2 MEDICAL UNIVERSITY, VIENA 
    3 PETER MORRIS, NOTTINGHAM UNIVERSITY
Imagens de ressonância 7 Tesla
Imagens de ressonância 7 Tesla
Entre as possibilidades que se abrem, Saldiva também cita pesquisas sobre os chamados nódulos pulmonares solitários que aparecem isoladamente em exames de diagnóstico, mas sobre os quais se sabe pouco, pois na maior parte das vezes não há indicação de biópsia. Os pacientes têm que fazer exames de controle. Será possível retirar amostras desses nódulos em autópsias minimamente invasivas e gerar informação sobre suas características. O diretor do SVOC, Carlos Augusto Pasqualucci, que é professor do Departamento de Patologia da FM-USP, ressalta as múltiplas abordagens do projeto. “Nossa expectativa é de que promova um aperfeiçoamento da investigação da causa das mortes naturais e torne mais sensíveis exames de diagnósticos de doenças”, diz. “A ideia é utilizar as imagens de ressonância obtidas para que os radiologistas compreendam melhor a natureza de alterações em órgãos e tecidos e façam diagnósticos melhores.”
“Vamos trabalhar com as famílias um outro conceito de doação, a de conhecimento, mostrando a importância do estudo de cadáveres para avançar na compreensão de doenças”, afirma Paulo Saldiva. “Há outros equipamentos de 7 Tesla no mundo, mas nenhum opera num ambiente fértil para pesquisa como o nosso.” O diretor da Faculdade de Medicina da USP, José Otávio Costa Auler Junior, define o Pisa como “um projeto inovador, competitivo, multidisciplinar e de convergência tecnológica, com aspecto multiusuário, já que agrega diferentes grupos de pesquisa em torno do mesmo objetivo”. Segundo ele, a iniciativa permitiu a integração com estruturas do Hospital das Clínicas (HC) e se tornou modelo de gestão para futuros projetos do sistema acadêmico da FM-USP e do HC. “Pesquisadores, técnicos e administradores de várias unidades e instituições trabalharam juntos e arduamente para desenvolver o Pisa, financiado com recursos públicos”, afirma.
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O custo do equipamento foi de U$ 7,695 milhões e envolveu recursos da FAPESP, da USP e da Fundação Faculdade de Medicina. Fabricado na Alemanha e na Inglaterra, o Magnetom 7T MRI é um equipamento de ultra-alto campo que oferece maior nível de sensibilidade e detalhamento para medidas estruturais e funcionais do organismo humano com ressonância magnética, tecnologia de diagnóstico por imagens que possibilita identificar propriedades de uma substância do corpo humano de modo não invasivo. As bobinas do aparelho interagem com os tecidos, em seu interior, utilizando ondas eletromagnéticas. Em seguida, são construídas as imagens, decodificando o sinal recebido dos átomos de hidrogênio da água que compõe o corpo humano. Tesla (homenagem a Nikola Tesla, inventor que fez grandes contribuições para a utilização da eletricidade e do magnetismo) é uma unidade de medida do campo magnético. A precisão das imagens geradas por um equipamento 7 Tesla, traduzida na resolução e na capacidade de discernir alterações, é mais de 5,4 vezes superior à de equipamentos 3 Tesla e 21 vezes superior à de aparelhos 1,5 Tesla utilizados em hospitais. Um aumento de duas vezes no campo magnético quadruplica a precisão das imagens. O padrão 7 Tesla ainda não foi liberado para fins clínicos, mas já está sendo usado em vários centros de pesquisa no mundo. O Magnetom 7T MRI foi adquirido no âmbito do Programa Equipamentos Multiusuários (EMU) da FAPESP, voltado para a compra de equipamentos de última geração que se tornam disponíveis para um amplo número de pesquisadores, de instituições do Brasil e até do exterior, cujos projetos são selecionados segundo critérios rigorosos.
Num primeiro momento, mais de 20 projetos de pesquisa se beneficiarão da nova facility – alguns deles estão em andamento e utilizam imagens feitas por um equipamento de tomografia computadorizada instalado no SVOC. O conjunto será composto também por ultrassom e raios X. O tomógrafo foi adquirido com recursos da Pró-reitoria de Pesquisa dentro do projeto do Núcleo de Pesquisa Integrada em Autópsia e Imagenologia (Nupai). Um dos projetos mais ambiciosos talvez seja o Brazilian Imaging and Autopsy Study (Bias), coordenado por Saldiva, que busca criar alternativas para autópsias invasivas utilizando o diagnóstico por imagem. O trabalho de validação de novos métodos vai se basear em estudos comparativos. A estratégia é, com o consentimento da família do paciente morto, submeter o cadáver à ressonância magnética e depois à autópsia convencional, e comparar resultados dos dois procedimentos. Um dos projetos internacionais a que o equipamento dará suporte é o da autópsia verbal, programa de computador que busca esclarecer as causas da morte de um indivíduo fazendo um conjunto de perguntas a seus familiares. “É um recurso que está sendo usado em lugares remotos, onde não há médicos para verificar a causa de uma morte natural”, explica Saldiva. Os resultados desse questionário também serão comparados às imagens de ressonância e à autópsia convencional, para avaliar até que ponto ajudam a determinar a causa da morte.
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Paulo Saldiva conta que o Ministério da Saúde planeja ampliar a oferta de serviços de verificação de óbitos no Brasil, de forma a ter um deles para cada grupo de 3 milhões de habitantes. “Uma limitação é a falta de patologistas”, diz. “Fazer autópsia não é um trabalho muito atraente para os médicos: é preciso estudar bastante, o trabalho toma tempo e não é bem remunerado.” Melhorar a qualidade da assistência por meio de técnicas de imagem ajudaria a amenizar o problema. “Há mais tomógrafos que salas de autópsia em hospitais, assim como é comum haver mais radiologistas disponíveis do que patologistas”, pondera Saldiva. Os pesquisadores não vão partir do zero. Esse trabalho vem sendo desenvolvido no tomógrafo computadorizado disponível no SVOC, onde 900 exames post mortem foram realizados, sendo 300 deles com angiografia do corpo inteiro, técnica por meio da qual se injeta líquido de contraste na circulação sanguínea do cadáver em busca de evidências que ajudem a definir a causa da morte.
Os estudos comparativos, observa Saldiva, podem ajudar no controle de qualidade hospitalar. “Uma pesquisa feita sobre a acurácia dos atestados de óbito mostrou que há taxa de desconformidade de 20%, ou seja, em 20% dos casos a causa da morte apontada não é a real. O conhecimento gerado pela plataforma Pisa poderá ajudar a determinar se o atendimento hospitalar fez tudo o que poderia fazer pelo paciente que morreu.”
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Os projetos de pesquisa em curso que se beneficiarão com a nova plataforma envolvem estudos de doenças cardiovasculares, pulmonares, oncológicas, neurológicas e obstétricas e a investigação de técnicas de imagem avançadas. “Em comum, todos esses projetos trabalham com imagens post mortem e validação de técnicas de diagnóstico microscópicas e macroscópicas”, afirma Edson Amaro Júnior, professor do Departamento de Radiologia da FM-USP e um dos membros do comitê gestor da iniciativa. A equipe do projeto Pisa vai atuar em parceria com pesquisadores dos Estados Unidos, Inglaterra, Alemanha, Holanda e Israel, que formaram uma rede global interligada virtualmente. As colaborações incluem, por exemplo, Kamil Uludag, professor do Departamento de Neurociência Cognitiva da Universidade de Maastricht, na Holanda, cujo laboratório também trabalha com imageamento cerebral com ressonância 7 Tesla. Ou ainda os alemães Waldemar Zylka, professor da Universidade de Ciências Aplicadas de Gelsenkirchen, que há tempos colabora com a USP, e Harald H. Quick, professor da Universidade de Duisburg-Essen, um dos primeiros centros a utilizar equipamentos de 7T de corpo inteiro. Peter Morris, da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, é um dos parceiros de pesquisadores do Instituto de Física da USP em São Carlos e da Universidade Estadual de Campinas no desenvolvimento de bobinas para o equipamento 7 Tesla.
Há dez anos a FM-USP mantém o que se tornou o maior banco de cérebros do mundo, com mais de 3 mil órgãos. Cerca de 350 são coletados a cada ano por meio de doações. O neurocientista alemão Helmut Heinsen, da Universidade de Würzburg, veio em outubro do ano passado para o Brasil trabalhar no banco de cérebros durante dois anos. Ele utiliza uma técnica que mergulha o órgão numa substância chamada celoidina, derivada da celulose, que ganha uma consistência plastificada. Depois, ele é seccionado em fatias de menos de 1 milímetro de espessura que abastecem estudos sobre doenças neurológicas e degenerativas. Também esse projeto terá uma interface com a plataforma Pisa: antes de serem seccionados, os cérebros serão submetidos à ressonância 7 Tesla, e as imagens produzidas serão comparadas com as obtidas pelo uso da celoidina.
O projeto terá outras vertentes, como a do ensino médico. “O impacto dessas imagens na formação dos médicos será grande, num momento em que o currículo da FM-USP está sendo renovado e há uma convergência progressiva entre a patologia e a radiologia”, diz Edson Amaro Júnior. A produção de material didático, como novos atlas de anatomia, e a possibilidade de comparar imagens de órgãos ou tecidos sadios e alterados prometem melhorar a formação dos profissionais de medicina.
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A planta do laboratório foi desenhada para viabilizar todas as atividades previstas. Depois da recepção, há duas pequenas salas, destinadas à realização de entrevistas com familiares do indivíduo morto para coleta de informações e obtenção do consentimento para a participação em pesquisas. Em outra entrada, há uma sala para preparação do cadáver. Ao lado da sala do equipamento de ressonância magnética há um espaço destinado à experimentação animal – painéis instalados na parede construídos de forma a não comprometer a blindagem da sala vão intercambiar dados com experimentos feitos do lado de fora.
As instalações contam também com um espaço maior para treinamento – que poderá funcionar para aulas –, uma sala de comando e diversas outras para acondicionar equipamentos de apoio, como o ar-refrigerado, e os chillers, aparelhos que fornecem de maneira contínua água gelada para o resfriamento do hélio gasoso e de outros instrumentos do equipamento de ressonância magnética. O hélio precisa ser mantido em estado líquido, a 269 graus Celsius negativos, para garantir propriedades supercondutoras à bobina do equipamento e gerar o campo magnético.
A plataforma Pisa começou a nascer em 2009, quando Paulo Saldiva e Edson Amaro Júnior, numa conversa casual, cogitaram trabalhar juntos fazendo pesquisa com imagens de mortos. Saldiva tomou a iniciativa de procurar a direção da FM-USP e pedir algum tomógrafo que estivesse sendo desativado para usar no SVOC. Conseguiu. Depois apresentou um projeto ao Programa Equipamentos Multiusuários para a aquisição de uma máquina de ressonância magnética moderna, campo de 3 Tesla. A FAPESP aprovou o projeto. O interesse de diversos grupos da faculdade em participar da iniciativa levou a uma reavaliação de seu escopo – e surgiu a ideia de trabalhar com um equipamento 7 Tesla. “Pedimos contrapartidas maiores da USP e da faculdade e as coisas foram se viabilizando”, lembra Edson Amaro. Um convênio entre a FAPESP, a FM-USP e a Fundação Faculdade de Medicina foi celebrado em 2012.
Em maio de 2012 foi definido o projeto arquitetônico da plataforma, num terreno que servia de estacionamento e de passagem de pedestres atrás da sede da FM-USP. Por se tratar de uma área tombada, a opção foi construir um laboratório subterrâneo, que teria um ano para ser construído, conforme previsto num cronograma feito pela Siemens. “Fazíamos reuniões semanais para a obra não atrasar”, lembra Marina Caldeira, gerente de inovação da FM-USP e responsável pelo acompanhamento do projeto. Uma empresa de gerenciamento foi contratada para monitorar a construção e algumas mudanças no projeto foram necessárias. As instalações da plataforma Pisa ficam ao lado do SVOC e a ideia era conectar o novo laboratório ao túnel subterrâneo que liga o Hospital das Clínicas ao SVOC, por onde as pessoas que morrem no hospital são transportadas. Descobriu-se que o túnel estava mais próximo da superfície que o imaginado e a planta foi adaptada.
                                             © LÉO RAMOS
 O Magnetom 7T MRI: fabricado na Alemanha e na Inglaterra pela Siemens, ainda não teve uso clínico autorizado  

                                O Magnetom 7T MRI: fabricado                                  na Alemanha e na Inglaterra pela                                 Siemens, ainda não teve uso                                        clínico autorizado

Enquanto o prédio ia sendo construído, o setor de importação da FAPESP organizou os trâmites para a aquisição do equipamento, uma das compras de valor mais elevado já feitas pela Fundação. A tarefa de comprar os equipamentos e trazê-los para São Paulo foi coordenada por Rosely Aparecida Figueiredo Prado, a Rose, gerente de importação e exportação da FAPESP. A negociação do contrato, feita no segundo semestre de 2012, durou alguns meses. “Algumas cláusulas do contrato da Siemens não se aplicavam a uma instituição como a FAPESP e tiveram de ser modificadas”, diz Rose. O início formal do processo ocorreu em 12 de novembro de 2012.
O equipamento foi fabricado pela Siemens em dois países: o magneto veio da Inglaterra e o conjunto da ressonância, da Alemanha. O desafio foi tentar combinar os prazos para fabricação e transporte com o cronograma de construção das instalações do laboratório. Rose queria embarcar as duas partes do equipamento num mesmo navio, mas isso se mostrou inviável.
Os dois navios com os equipamentos chegaram ao porto de Santos com poucos dias de diferença. Enquanto o conjunto alemão zarpou no dia 6 de outubro de 2014 e chegou a Santos no dia 23, o magneto deixou a Inglaterra no dia 2 e desembarcou no dia 29. No dia 3 de novembro, a carga já estava desembaraçada, mas se optou por deixá-la mais alguns dias nos armazéns da empresa Deicmar, em Santos, porque faltava blindar a sala onde o equipamento seria montado.

Na sequência, o equipamento no porto de Santos; sua chegada à FM-USP; blindagem da sala de exames com aço silício; três momentos do içamento da máquina para instalação no laboratório; a colocação do teto; e o acabamento final da salaNa sequência, o equipamento no porto de Santos; sua chegada à FM-USP; blindagem da sala de exames com aço silício; três momentos do içamento da máquina para instalação no laboratório; a colocação do teto; e o acabamento final da sala

Faltavam poucos meses para a chegada dos equipamentos quando se iniciou o processo de importação de matéria-prima para blindagem, composta de placas especiais de cobre, lã de rocha e aço silício. A fornecedora escolhida foi a ETS Lindgren, dos Estados Unidos, ao custo de US$ 123 mil. Para agilizar o transporte, optou-se por trazer todo o material por avião. Em 8 de novembro, quatro caminhões subiram a serra com o equipamento de ressonância desmontado e o entregaram na FM-USP. Um grande teste viria nesse dia A estiagem em São Paulo em 2014 ajudou na construção do laboratório, mas a primeira grande chuva colocou à prova o sistema de escoamento. A água chegou a invadir a plataforma, mas foi contida e o problema solucionado. Quatro dias depois o material para blindagem, desembarcado no Aeroporto de Viracopos, chegava à faculdade.
O içamento do Magnetom 7T MRI aconteceu no dia 25 de novembro. Como o espaço para manobra ao redor da FM-USP é pequeno, foram necessários dois guindastes para levantar o aparelho e colocá-lo dentro da plataforma através de um vão aberto no teto, tampado em seguida. A cada etapa do processo as pessoas envolvidas discutiam as dificuldades que teriam pela frente – e o professor Saldiva encerrava a conversa com um bordão: “Vamos rezar para a Nossa Senhora Desatadora de Nós”. No dia do içamento alguém se lembrou de colocar uma imagem da Virgem, alvo de culto numa igreja alemã há mais de 300 anos, dentro do equipamento de ressonância. Às vésperas da inauguração da plataforma, Saldiva comentava que o percurso foi longo, mas as circunstâncias jogaram a favor da iniciativa. “Todas as pessoas a quem mostramos o projeto deram apoio e concordaram que a ideia era boa. Em vez de colocar obstáculos, propunham soluções. Isso é raro acontecer”, afirma.

Projeto: Plataforma de Imagem na Sala de Autópsia (n. 2009/54323-0);
Modalidade: Programa Equipamentos Multiusuários;
Pesquisador responsável: Paulo Hilário Saldiva (FM-USP);
Investimento: R$ 10.352.243,31 (FAPESP).

domingo, 22 de março de 2015

Journal Club IBA: Adoçantes artificiais induzem alterações à microbiota intestinal, causando intolerância à glicose


       Introduzidos a mais de um século atrás, adoçantes artificiais não calóricos fornecem sabor adocicado aos alimentos sem, no entanto, fornecerem calorias e energia – motivo pelo qual são amplamente utilizados por pessoas que desejam perder peso, ou aqueles que possuem Diabetes Mellitus do Tipo 2 (1). Todavia, em outubro de 2014, pesquisadores israelenses demonstraram em estudo publicado na revista Nature (2) que adoçantes artificiais poderiam afetar a composição e função da microbiota intestinal, contribuindo para o desenvolvimento da síndrome metabólica.
Para testar tal hipótese, foram utilizadas formulações de adoçantes artificiais comuns (contendo sacarina, sucralose e aspartame) e ração comum, ou rica em caloria, incorporando as formulações à água de camundongos C57Bl/6 do grupo teste, ao passo que animais do grupo controle recebiam água, glicose ou sacarose. Após 11 semanas de tratamento, foram realizados testes orais de tolerância à glicose e todos os animais do grupo teste, alimentados com as diferentes condições de ração, apresentaram sinais de intolerância à glicose, enquanto nenhum animal do grupo controle apresentou os mesmos efeitos. Animais que consumiam sacarina apresentaram efeitos mais pronunciados, sendo então escolhida como adoçante artificial para os experimentos seguintes.Utilizando o mesmo delineamento experimental, após tratamento por 4 semanas com antibióticos, foi possível observar uma melhora evidente nos níveis glicêmicos de camundongos tratados com sacarina.
Com o intuito de determinar se o papel da microbiota era causal, foi adiministrado conteúdo fecal de animais expostos à sacarina ou não, para animais recipientes germ-free que recebiam ração comum. Interessante que os animais que receberam o conteúdo fecal de animais expostos à sacarina apresentaram um perfil aos que recebiam sacarina em sua alimentação. Foi observado que esses animais apresentaram diferenças nas espécies de bactérias presentes na microbiota intestinal, refletindo de uma maneira direta nas vias metabólicas, com destaque para vias de degradação de glicosaminoglicanos.
Por fim, os efeitos dos adoçantes artificiais foram examinados em 7 voluntários saudáveis que comumente não fazem uso de adoçantes artificiais, para serem expostos ao consumo de sacarina por 7 dias. Quatro desses participantes apresentaram piora na resposta glicêmica, e esse fenômeno foi reproduzido por animais germ-free que receberam o conteúdo fecal desses voluntários. Os resultados apresentados nesse trabalho sugerem que os adoçantes artificiais podem ter contribuído diretamente para o aumento da mesma epidemia a qual foram criados para combater.

Figura 1. Adoçantes artificiais não calóricos induzem intolerância à glicose através de disbiose microbiana. (A) Camundongos que receberam adoçantes desenvolveram alterações na microbiota intestinal e intolerância à glicose. (B) Tratamento com antibióticos eliminou o efeito de intolerância à glicose, indicando envolvimento da microbiota. Transferência da microbiota (C) de camundongos tratados com adoçantes para camundongos germ-free que recebiam ração regular induziu intolerância à glicose, comparado aos camundongos recebendo microbiota controle. (D) Microbiota proveniente de animais controle foram cultivadas na presença de adoçantes in vitro e transferidas para camundongos germ-free, induzindo intolerância à glicose. Resposta em seres humanos depende da microbiota (E): A responsividade de humanos à intolerância à glicose induzida por adoçantes foi dependente da composição da microbiota pré-existente. Quando transferida para camundongos germ-free, a microbiota de pacientes responsivos aos adoçantes induziu intolerância à glicose, enquanto o mesmo não ocorreu com a microbiota dos pacientes não responsivos aos mesmos.

Post de Amanda Zangirolamo e Thaís Arns (FMRP/USP/IBA)