Emissões de nitrogênio trazem de volta a chuva ácida

Além das chaminés, agora também fabricantes de fertilizantes provocam esse problema
por Michael Tennesen
John Burc ham
Bactérias convertem amônia (NH3) em ácido nítrico no solo
O flagelo da chuva ácida dos anos 70 e 80, que matou árvores e peixes e até dissolveu estátuas no National Mall, em Washington, D.C., voltou diferente. Em vez de ácido sulfúrico derivado das emissões industriais de enxofre, o líquido corrosivo é ácido nítrico, resultante não só das chaminés, mas também da agricultura.Além de dissolver cimento e calcário e reduzir o pH de lagos e riachos, a chuva ácida lava importantes nutrientes do solo, prejudicando plantas e liberando minerais tóxicos que podem alcançar hábitats aquáticos. Para combater esse problema quando surgiu pela primeira vez, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA, na sigla em inglês) conseguiu aprovar, em 1990, alterações na Lei do Ar Limpo (Clean Air Act), que cortou em 59% as emissões de enxofre das fábricas de 1990 a 2008. As emissões de compostos de nitrogênio, entretanto, não caíram tão abruptamente.De maneira geral, usinas elétricas a carvão e veículos motorizados expelem a maior parte dos óxidos de nitrogênio do país, a matéria-prima para a chuva de ácido nítrico. Mas uma grande porcentagem deles também vem do setor agrícola na forma de amônia (NH3), que bactérias convertem para ácido nítrico no solo. Os maiores culpados são os fabricantes de fertilizantes, que transformam o gás nitrogênio não reativo da atmosfera em amônia por meio do chamado processo Haber-Bosch. Extensivas operações de alimentação de animais em confinamento no sul também produzem amônia. “A agricultura está cada vez mais funcionando como uma operação industrial intensivamente dirigida e isso vem criando sérios problemas com relação à água, ao solo e ao ar”, observa Viney P. Aneja, professor de qualidade do ar e tecnologia ambiental da North Carolina State University.Cientistas estão começando a documentar o estrago. Pesquisadores da Floresta Experimental Hubbard Brook, na Floresta Nacional de White Mountain, em New Hampshire, encontraram evidências de chuva de ácido nítrico que parece ter se originado de óxidos nítricos provenientes do alto Centro-Oeste. Eles relataram que a chuva ácida pode reduzir a tolerância ao frio e ao estresse em algumas espécies de árvores, incluindo o abeto vermelho e o bordo de açúcar. Da mesma forma, pesquisadores rastrearam óxido nítrico saindo de Kentucky e Tennessee e se dirigindo às Grandes Montanhas Smoky, onde observaram tanto a pior chuva ácida quanto degradação florestal, observa William H. Schlesinger, presidente do Instituto Cary para Estudos de Ecossistemas, em Millbrook, Nova York.Embora os Estados Unidos pudessem endurecer as regras do ar limpo para combater as emissões atmosféricas de nitrogênio, o país não tem leis abrangentes nem dispositivos adequados para monitoramento das emissões provenientes da agropecuária. Schlesinger acredita que discussões nacionais sobre a mudança climática permitiram aos Estados Unidos ignorar o problema do nitrogênio, que, segundo ele, será o próximo grande problema ambiental. “Esse é mais um exemplo da interferência dos humanos nos ciclos globais biogeoquímicos com consequências imprevisíveis”, observa.A ação governamental pode ajudar significantemente: a União Europeia, por exemplo, aprovou, em 1999, um pacto de redução da acidificação chamado Protocolo Gothenburg, que reduziu as emissões de nitrogênio na Europa em um terço, enquanto no mesmo período as emissões nos Estados Unidos permaneceram constantes. Para piorar a situação, os Estados Unidos elevaram a emissão de amônia em 27% de 1970 a 2005, de acordo com um trabalho publicado na Environmental Science & Technology.Sem intervenção o problema provavelmente se agravará. O crescimento da população mundial, que deverá aumentar dos atuais 6,5 bilhões para 9 bilhões em 2050, fará pressão sobre a produtividade agrícola e consequentemente sobre o uso de fertilizantes. O Comitê Integrado do Nitrogênio do Conselho Consultivo de Ciência da EPA, que em junho realizou uma teleconferência pública sobre o assunto do nitrogênio reativo no meio ambiente, elaborou um relatório provisório que estabelece os detalhes, incluindo as opções de gestão para a chuva de ácido nítrico. Também discute maneiras de monitorar emissões atmosféricas, que atualmente é o ponto fraco no cenário do controle do nitrogênio. Espera-se que o relatório final seja lançado no próximo ano.

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Vida Sintética e Ética

Técnicas de manipulação genética estimulam novas discussões jurídicas
por FÁBIO ULHOA COELHO
A experiência de criação em laboratório de “vida sintética” inevitavelmente iniciou discussões sobre desdobramentos éticos e jurídicos. A equipe de Craig Venter, partindo do arquivo eletrônico com a descrição do sequenciamento do genoma de uma bactéria, reproduziu-o com bases químicas, inserindo-o numa célula de outra bactéria, da qual extraíram previamente o DNA. O ser assim gerado se desenvolveu e se reproduziu.Essa experiência deve se repetir com animais mais complexos, como mamíferos e, evidentemente, o ser humano. Conhecido o sequenciamento do genoma de uma pessoa qualquer – digamos, Albert Einstein –, será possível aglutinar em laboratório timinas, adeninas, guaninas e citosinas rigorosamente na mesma ordem, implantá-las numa célula reprodutiva humana sem DNA, transpô-las ao útero de uma mulher e aguardar que o ciclo natural da gestação cuide do resto. Einstein renascerá? Não é possível ter certeza disso, pois ainda são inconclusas as discussões sobre a extensão da influência do meio sobre o desenvolvimento da personalidade. Quer dizer, se o bebê não for amado ou desamado na mesma forma que foi o pequeno Albert, na Alemanha do último quarto do século 19, é quase certo que terá perfil psicológico diferente. Além disso, será uma pessoa nascida em outro tempo e lugar, com outra história. É provável, assim, que se frustrem as expectativas depositadas no futuro desempenho intelectual do rebento. O temor dessa variante de clonagem é injustificado. Se certa memória da história de cada um de nós se imprime, de algum modo, em nossas timinas e demais bases químicas do DNA, a pessoa gerada a partir da reprodução do mesmo esquema de sequenciamento de genoma de outra não transportará essa memória, as a eventualmente contida nas bases empregadas pelos cientistas. Outro uso da técnica objeto do experimento é que deve preocupar as discussões éticas e jurídicas. Se com as pesquisas genômicas descobrirmos como desenhar em computador um ser humano ideal, inapto a desenvolver as doenças conhecidas de origem genética, será possível à medicina curar esses males desde o início. O casal com propensão a gerar filhos com determinada doença poderia contratar os serviços de uma clínica de fertilização que ajustaria o sequenciamento das células reprodutivas ao projeto ideal de ser humano, eliminando o risco. Aqui reside a questão crucial, de ordem ética e jurídica. Deve a lei reconhecer aos casais que desejam ter apenas filhos saudáveis o direito de utilizar essa técnica? Sendo a saúde apenas uma de muitas características portáveis por nós, a questão se abre igualmente a uma gama imensa de possibilidades – tipo de inteligência, compleição física etc. Essa discussão interessa apenas a quem não crê num Deus criador e ordenador. Aqueles que acreditam ter o homem, com essa conquista científica, definitivamente avançado o sinal e afrontado a vontade divina não necessitam do aclaramento da dúvida ética ou jurídica. Basta-lhes a crença para inibi-los a utilizar a técnica, ao gerarem seus filhos. A discussão deve ser contextualizada, assim, numa questão filosófica altamente complexa e, por isso mesmo, constantemente evitada: a de quanto a atual sociedade democrática enfraquece a espécie humana. A seleção natural é, evidentemente, o processo de supremacia do mais forte, do mais apto a relacionar-se com o meio ambiente. A cultura liberta o ser humano dessa cruel imposição da seleção natural. Permite à espécie humana, após longo processo civilizatório, integrar também membros desafortunados, portadores de limitações físicas ou mentais. Mas, ao desafiar o princípio básico da seleção natural, dando chance de viver e se reproduzir a todos os homens e mulheres, e não somente aos mais aptos, a cultura acaba envolvendo a espécie humana numa estratégia arriscada. A discussão é altamente complexa e constantemente evitada, porque pode resvalar em execráveis postulações de controle da “pureza” da espécie humana. Não é disso que se trata. A sociedade democrática deve continuar a abrigar todos os homens e mulheres, sem qualquer distinção, em vista da plena igualdade de dignidade que cada um de nós carrega. Mas, sem abrir mão desse valor fundamental, conquistado a duras penas, talvez não devamos deixar de nos preocupar com a pertinência das estratégias adotadas enquanto espécie em evolução. A técnica prometida por aquele experimento pode atender à delicadíssima questão evitando-se as limitações na origem. O ser humano caminha para ter nas mãos o controle da evolução. Assim como deverá, um dia, de controlar a evolução da própria espécie, poderá também submeter à mesma lógica a das demais. Os dois vetores tendem a se desenvolver simultaneamente. O processo de evolução das espécies, que hoje designamos como “seleção natural”, corre o risco de se transformar em algo próximo ao que poderíamos deduzir da expressão “seleção cultural”. Isto só aumenta a já enorme responsabilidade do Homo sapiens.

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Vacinas terapêuticas contra o HIV se mostram promissoras

por Alison Abbott




O mundo vibrou na semana passada com a notícia de que um gel antirretroviral pode reduzir pela metade a incidência do HIV em mulheres.
No entanto, uma vibração mais discreta pôde ser ouvida na Conferência Internacional sobre a Aids (Aids 2010) em Viena, onde os resultados do gel foram revelados. Em sessão especial, incluída no programa no último minuto, os participantes ouviram os resultados de alguns bem-sucedidos, mas pequenos, testes clínicos preliminares realizados com vacinas terapêuticas – que se acreditava ser um beco sem saída na luta contra o HIV.

Vacinas normais são projetadas para prevenir infecções, mas até agora nenhuma tinha funcionado com o HIV. Vacinas terapêuticas, em contraste, visam a tratar as pessoas infectadas – no caso do HIV, por meio do fortalecimento do sistema imunológico debilitado. Porém, os testes clínicos iniciais dos anos 90 foram desapontadores e as vacinas saíram da moda científica.

Combinações de drogas que diminuem as concentrações virais se tornaram o principal método para tratamento do HIV, mas não eliminam completamente a doença. “Esses medicamentos deixam os pacientes com um nível de ativação imunológica perigoso, que pode causar envelhecimento prematuro”, afirma Joep Lange, virologista clínico da University of Amsterdam e ex-presidente da Sociedade Internacional de Aids. “A abordagem das vacinas terapêuticas pode ajudar nesse ponto”, observa ele, “ao modificar as respostas imunológicas”.
Lange está animado com os resultados dos testes, mas adverte que até agora são muito limitados e, mesmo que as vacinas funcionem, nunca vão substituir as drogas. Alguns pesquisadores-chave continuam a acreditar que vacinas terapêuticas não se provarão úteis no longo prazo.

Todas as vacinas, que foram desenvolvidas por várias pequenas empresas de biotecnologia, modesta mas significativamente reduziram os níveis virais no sangue de pacientes, que responderam durante meses ou mais. Em alguns casos, as vacinas também aumentam os níveis de células T CD4+ (as vitais células imunorreguladoras que o HIV depleta). Em teoria, as vacinas só precisariam ser administradas a intervalos de poucos meses.

Dois dos testes fase II relatados na reunião se concentraram em melhorar a eficiência das células dendríticas do sistema imunológico. Essas são as células que levam os antígenos estranhos – neste caso, proteínas do HIV – para as células T, de modo que possam reconhecer e eliminar os invasores.

Uma abordagem, desenvolvida pela Genetic Immunity, empresa de biotecnologia com sede em Budapeste, envolve a criação de nanopartículas que contêm trechos selecionados do RNA proveniente do HIV. A preparação é aplicada nos pacientes por meio de um adesivo cutâneo. A pele sob o adesivo é levemente danificada para atrair os precursores das células dendríticas, expondo-os a 15 proteínas do HIV transcritas a partir do RNA.

A outra tática, da Argos Therapeutics de Durham, na Carolina do Norte, se baseia em vacinas feitas sob medida para cada paciente. Os pesquisadores extraíram células dendríticas e RNA viral de pacientes, então carregaram as células com o RNA antes de as reaplicarem no mesmo paciente.
Vacinas terapêuticas são normalmente testadas em pacientes já sob tratamento com drogas. Para evitar que os remédios confundam os testes, os pacientes precisam “tirar férias” da medicação durante os meses do teste. Porém, um teste com placebo realizado pela FIT Biotech de Tampere, na Finlândia, quebrou esse modelo ao recrutar 60 pacientes da África do Sul que nunca haviam sido tratados com drogas.

A vacina da FIT contém uma combinação de fragmentos de genes projetados para tornar o paciente imune a seis proteínas virais. Em cerca de 80% dos pacientes recebendo tratamento, o vírus foi suprimido e os níveis de CD4+ foram mantidos dois anos após a terapia começar.

Os resultados são particularmente relevantes para países como a África do Sul, onde muitos pacientes não têm um fácil acesso aos medicamentos, afirma Eftyhia Vardas, virologista da University of the Witwatersrand, que realizou o teste clínico em 2006 em Soweto, Johannesburgo. Vardas recorda ter se sentido como uma “rebelde” quando concordou em dar prosseguimento ao teste. Na época, o governo da África do Sul oficialmente negou que o HIV causava aids e seus colegas científicos não acreditavam que vacinas terapêuticas dariam frutos. Ela própria estava cética, relembra, depois de ter visto os outros testes falharem.
“Mas você não pode excluir nada quando as opções são tão limitadas”, observa ela. A África do Sul é o lar de 5,7 milhões de pessoas infectadas com HIV. Uma vacina, considera Vargas, “ajudaria a África do Sul a retardar a expansão da aids e reduzir a infectividade ao manter as cargas virais baixas quando as drogas não estiverem disponíveis”.
O valor das vacinas só vai se tornar claro quando os testes maiores da fase III começarem nos próximos anos.

Por enquanto, os líderes na pesquisa da aids estão cautelosos em relação aos resultados. Anthony Fauci, diretor do Instituto Nacional de Alergias e Doenças Infecciosas (NIAID, na sigla em inglês) dos EUA em Bethesda, Maryland, afirma que ele poderia imaginar um papel para “uma boa vacina terapêutica” para pacientes que foram tratados desde cedo e, portanto, têm apenas uma pequena reserva de HIV e cujos níveis sanguíneos de HIV são completamente suprimidos por drogas. Mas ele avisa que, como as vacinas causaram apenas uma modesta diminuição da carga viral, usá-las em lugar de drogas poderia permitir que os vírus sofressem mutações além do controle da vacina. “Esses testes iniciais envolvem pequenos números de pessoas”, adiciona Carl Dieffenbach, chefe da divisão de aids do NIAID. “Seria errado dar falsas esperanças às pessoas”.

Mas a Associação Nacional de Pessoas com Aids, um grupo de advocacia com sede em Maryland cujo vice-presidente de assuntos da comunidade, Stephen Bailous, organizou uma sessão especial, elogiou a abordagem. “Precisamos ter esperanças e algumas das vacinas terapêuticas parecem muito promissoras”, informa Bailou. “Se não pudermos depositar nossas esperanças nelas, então onde?”

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Parente do crocodilo pode ter mastigado como um mamífero

por Katherine Harmon
Mark Witton

Pakasuchus kapilimai : do tamanho de um gato doméstico

Crocodilos modernos podem ter dentes afiados para rasgar carne, mas não conseguem mastigar como os seres humanos. Na verdade, os mamíferos têm liderado a habilidade de mastigação, enquanto outras formas de vida simplesmente rasgam os alimentos antes de ingeri-los.

Mas uma espécie recentemente descrita em relação crocodilo do cretáceo (Pakasuchus kapilimai) talvez pudesse mastigar.

Considerando que os membros sobreviventes da família Crocodilidae têm a boca forrada com todos os dentes pontudos e ameaçadores, esta criatura antiga tinha dentes de diferentes formas e funções. Na parte da frente do crânio havia pequenos dentes cônicos, mas a parte traseira tinha dentes achatados como molares, sugerindo a mastigação dos alimentos. A descrição dos resultados da mandíbula foi publicada on-line na revista Nature.

"Os dentes são tipicamente de mamíferos", diz Patrick O`Connor, do Departamento de Ciências Biomédicas na Ohio University College e autor do estudo. "Sem dúvida, tiveram mais organização e melhor capacidade no processamento de alimentos, comparados a seus parentes mais modernos”.

Ele e sua equipe usaram um scanner para analisar o crânio do animal. Essa analise permitiu que reproduzissem digitalmente os dentes e a mandíbula.

Mas as características dessa espécie Crocodyliform notosuchian não terminam na sua dentição. “Esse crocodilo antigo era do tamanho de um gato doméstico e provavelmente viveu principalmente em terra firme”, observou O`Connor.

Embora P. kapilimai tinha formado um arranjo dos dentes e da mandíbula que eventualmente teve sucesso em muitos mamíferos, a experiência evolutiva não parece ter sido suficiente para mantê-los vivos até os dias atuais.

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Inibição da dopamina pode evitar vício de drogas

Pesquisa indica que nascimento de neurônios bloqueia necessidade de drogas
por Kristina Rehm




Durante a última década, aprendemos muito sobre a função dos neurônios recém-nascidos, revelando seu possível papel em doenças psiquiátricas e neurológicas, tais como distúrbios de humor, esquizofrenia e epilepsia. O objetivo dessas pesquisas é extraordinário. Podemos estar à beira de compreender, tratar ou mesmo impedir a vida de doenças cerebrais, inclusive uma que afeta milhões de pessoas no mundo inteiro: a dependência de drogas.

Em um estudo recente publicado no Journal of Neuroscience, Michele Noonan, estudante de pós-graduação no laboratório de neurociência de Amelia Eisch, mostra que a falta de neurogênese, ou o nascimento de novos neurônios, no rato adulto pode realmente causar toxicodependência. Sua equipe bloqueou a neurogênese no hipocampo – banco de memória do cérebro – com a irradiação no alvo, e os ratos testados tornaram-se viciados em cocaína.

Baseado em seus resultados e evidências de outros estudos sobre a dependência e o hipocampo, os autores sugerem uma explicação interessante para o vício: neurônios no hipocampo inibem a liberação de dopamina, um dos grandes mensageiros químicos que agem como um sinal de recompensa. Assim, com menos neurônios novos nos ratos irradiados, mais dopamina é liberada quando a cocaína é administrada. Com o sinal de recompensa intenso, mais os ratos são propensos a se tornar viciados, e ainda desenvolvem uma memória exagerada da recompensa associada à ingestão de cocaína. Assim, com um sentimento exagerado de recompensa e com o acumulo de dopamina, há um aumento no risco de recaída. Esse estudo sugere um novo papel intrigante para os neurônios no hipocampo, iluminando o caminho para futuros estudos sobre o vício de drogas.

O estudo também gera uma perspectiva sedutora: algum dia, quando pudermos testar o nascimento desses novos neurônios, um dependente químico poderá se livrar da dependência e de todos os traumas e desastres causados por essas substâncias

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