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quarta-feira, 20 de novembro de 2013

Chris Love & O Laboratório do Futuro... do Presente



Na figura, um microscópio acoplado a um citômetro de fluxo e a imagem de cada célula individual na tela de um iPad. O que poderia ser mais super-multi-“high-troughput” do que isso?

Uma das palestras mais interessantes a que assisti durante minha participação no Keystone Symposia on Advancing Vaccines, de 31/10 a 4/11/2013, foi certamente a do “The Love Lab”, com o perdão do trocadilho (O Laboratório do Amor, numa tradução literal). O Dr Christopher Love é o chefe desse laboratório, inovador até no nome. Coincidentemente, esta palestra apareceu em um momento em que eu me questionava e questionava o futuro da ciência no Brasil. Já comentei com alguns e à medida em que o tempo passa, penso que, se nossa geração brasileira atual não fizer nada, continuaremos nossa vocação de eternos colonizados, meros reprodutores, repetidores de tecnologias importadas. Numa das salas de espera da FIOCRUZ, deparei-me com uma revista de NEGÓCIOS, que normalmente eu não pararia para ler, a não ser pelo título sugestivo: “INOVAÇÃO – a solução pode estar na sala de aula”… Mas isto é assunto para outro post – Imunologia nas escolas...
Uma comparação que eu costumo fazer, guardadas as devidas proporções, é em relação ao transporte público ou algum equipamento (seja médico, industrial ou um simples computador), por exemplo. Penso que quando formos capazes de fabricar uma ferramenta 100% nacional, os alemães e os japoneses já terão fabricado os carros voadores. Se já não estiverem praticando o teletransporte até lá… Contentemo-nos, por ora, em contemplar e relembrar a palestra, que nos inspire a caminhar em direção a esse nível de evolução técnico-científica. Lembrem-se, meus queridos Cientistas e Imunologistas do Brasil: nossa tarefa vai além de apenas publicar artigos científicos de alto impacto!

Resumo da palestra “Microferramentas para avaliar respostas de linfócitos T”, apresentada na seção “Genômica das Respostas de Linfócitos T à Vacinação”, no dia 01/11/2013, para o “Keystone Symposia on Advancing Vaccines in the Genomics Era” (31/10-04/11/2013):

Você ou seu laboratório precisam conduzir múltiplos experimentos em uma única célula e em tempo hábil? Que pena! As amostras de pacientes humanos utilizados para a investigação clínica são muitas vezes limitados em tamanho e disponibilidade, e as células de particular interesse são geralmente raras e têm curta viabilidade.
A avaliação das respostas funcionais desencadeadas por linfócitos T durante as intervenções e estudos clínicos de doenças humanas dependem predominantemente das medições integradas de uma única célula, como a coloração intracelular por citometria de fluxo ou ELISpot, ou em ensaios de massa, usando células do sangue. Novas abordagens para a análise de célula única de linfócitos T, utilizando matrizes densas para poços de subnanolitros (nanowells) permitem novas classes de medições baseadas em respostas dinâmicas e acomodam um pequeno número de células a partir de amostras limitadas, como as biópsias teciduais. O palestrante Chris Love descreveu uma variedade de modalidades para medir a resposta de linfócitos T antígeno-específicos usando nanowells, bem como aplicações para essas ferramentas em doenças humanas crônicas. Estes exemplos, combinados com análises computacionais correspondentes dos dados resultantes, proporcionam uma visão no sentido de uma abordagem quantitativa sistemática da monitorização clínica avançada. Assim, poderão ser melhor avaliadas respostas de linfócitos T aumentadas por vacinas e compostos imunoterapêuticos, bem como melhor compreendidas as respostas específicas a antígenos em doenças como o HIV, a esclerose múltipla e o diabetes.
No nível celular, como observadores, temos somente uma visão ampla, porque as ferramentas atualmente disponíveis para os biologistas mostram apenas populações inteiras de uma única vez. Mas de forma muito semelhante ao que acontece com as pessoas, as células individuais também se comportam de maneira diferente, e cada uma pode mudar o destino de muitas outras. Assim, C. Love, um químico do Massachussets Institute of Technology (MIT), que virou imunologista, desenvolveu uma técnica para dar um “zoom” em uma célula individual. Seu objetivo é "tirar uma fotografia de uma célula, perguntar quem é ela", como ilustrado na figura acima. A localização das peculiaridades únicas de uma célula ao longo do tempo poderia resolver mistérios médicos de longa data: a forma como o sistema imune responde à infecção pelo HIV (e outras), quais métodos os médicos devem usar para diagnosticar alergias mortais, e porque a produção de drogas é tão inconsistente, e, portanto, tão cara.
Por décadas, os biologistas que queriam saber quais proteínas uma única célula estava produzindo só podiam dar um “tiro”, porque os testes padrão matam as células. O método de Love pode localizar as secreções de uma célula ao longo do tempo. Ele usa o equivalente a uma microscópica fôrma de cubos de gelo e preenche cada pocinho com uma ou duas células vivas do sistema imune. Durante o curso de 1h, ele transfere as células com um material que captura as substâncias químicas que são liberadas, semelhante a um experimento de Western Blot. Repetido ao longo do tempo, o processo pode identificar as secreções e como elas mudam.
Usando esta técnica de “imprinting” (impressão digital), Love descobriu que os imunologistas que avaliam a efetividade do tratamento de infecção por HIV frequentemente estavam olhando pros indicadores errados, e agora ele está ajudando a desenvolver um teste melhor. Ele também descobriu um novo método de análise de marcadores, indicadores de quais células do sistema imune liberam o quê na presença de um alérgeno alimentar, e em quanto tempo. Isso poderia levar a melhores testes de alergia, que são de outra maneira imprecisos cerca de um quarto do tempo.
Mas o trabalho de Love não está focado somente em humanos. Em março de 2013 ele descobriu uma curiosidade importante sobre as propriedades de uma levedura. Muitas companhias farmacêuticas usam-nas para produzir drogas baseadas em proteínas como fatores de crescimento e anticorpos. Embora as populações das leveduras que elas usam sejam geneticamente idênticas, as células não se comportam como se fossem idênticas; Love descobriu que algumas leveduras secretam grandes quantidades de um composto desejado, outras não fazem nada. Ele e seu grupo estão agora procurando entender o que causa estas discrepâncias, na esperança de melhorar o rendimento, o que poderia diminuir significativamente o preço de algumas drogas. Como ele demonstrou em seus trabalhos e na brilhante palestra, com uma didática incomum, o mundo é um lugar de nuances, e cada indivíduo, seja uma célula do sistema imune ou uma levedura – tem algo a dizer.
Portanto, um desafio importante para o avanço da imunologia clínica é o desenvolvimento de novas tecnologias que tornam possível a coleta de dados quantitativos para um grande número de células primárias individuais (104-106) num experimento que equivalha a uma série de ensaios independentes (citometria de fluxo, ELISPOT e genotipagem). Estas e outras tecnologias permitiriam a construção de conjuntos de dados altamente correlacionados que detalhariam o estado do sistema imune celular. Tais perfis 1) facilitariam o desenvolvimento de novas imunoterapias antimicrobianas e 2) melhorariam a vigilância imunológica para o diagnóstico de uma doença; e para análise da eficácia de imunoterapias ao longo do tempo.

Para ler mais:

http://web.mit.edu/lovelab/

Referências:

1. Love KR, Love JC et al. Microtools for single-cell analysis in biopharmaceutical development and manufacturing. Trends Biotechnol 31, 280-286, 2013.


2. Torres AJ, Gordo S, Love JC et al. Functional single-cell analysis of T-cell activation by supported lipid bilayer-tethered ligands on arrays of nanowells. Lab Chip 13, 90-99, 2013.



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