Pílulas Robóticasma viagem pelo corpo humano

por Paolo Dario e Arianna Menciassi

O filme VIAGEM FANTÁSTICA, a história de uma equipe de médicos miniaturizados percorrendo vasos sanguíneos para fazer operações salvadoras no cérebro de seus pacientes, era pura ficção científica quando foi lançado em 1966. Quando Hollywood o refilmou em 1985, como a comédia Viagem insólita, engenheiros do mundo real já haviam começado a construção de protótipos de robôs do tamanho de pílulas para viajar pelo trato gastrointestinal de um paciente em substituição do exame médico tradicional. As primeiras câmaras em cápsulas começaram a ser usadas em 2000, e desde então os médicos as têm utilizado para obter imagens de locais como as dobras internas do intestino delgado, difíceis de alcançar sem cirurgia. Um aspecto importante de Viagem fantástica que se manteve como fantasia é a noção de que essas pílulas pudessem manobrar sozinhas, nadando em direção a um tumor para fazer uma biópsia, verificando uma inflamação intestinal ou mesmo administrando tratamento para uma úlcera. Nos últimos anos, no entanto, os pesquisadores fizeram progressos no sentido de converter os elementos básicos de uma câmara encapsulada passiva em um robô ativo em miniatura. Protótipos avançados, hoje testados em animais, têm pernas, propulsores, lentes sofisticadas e sistemas de controle sem fio. Em breve, esses pequenos robôs poderão estar prontos para os testes clínicos. Neste momento, avaliam-se os limites da robótica miniaturizada. O trato digestivo é a fronteira inicial. A primeira câmara em pílula sem fio, a M2A, lançada em 1999 pela companhia israelense Given Imaging, e modelos subsequentes demonstraram a utilidade do exame do sistema gastrointestinal com um aparelho sem fi o. Essa prática, conhecida como cápsula endoscópica, é agora de forma rotineira usada na medicina. Infelizmente, a falta de controle humano dessas câmaras leva a uma alta taxa de falsos negativos – elas não captam áreas problemáticas, o que é inaceitável para uma ferramenta de diagnóstico. Se o propósito de observar o interior do corpo é procurar doenças ou analisar mais de perto uma suspeita de problema, um médico quer acima de tudo parar a câmara e manobrá-la para inspecionar uma região que lhe interesse. Transformar uma cápsula passiva em um aparelho mais confiável para um exame gastrointestinal requer a adição de apêndices móveis, ou atuadores, para impulsioná-la pelo corpo ou atuar como ferramentas para manipular os tecidos. A operação dessas partes móveis exige uma transmissão veloz e sem fi o de imagens e instruções. As pílulas devem se tornar pequenos robôs capazes de responder rapidamente às ordens do técnico. Todos esses componentes precisam de energia suficiente para completar suas tarefas durante uma jornada que pode levar até 12 horas. E tudo isso deve caber em um recipiente de 2 cm3 que um paciente possa engolir.

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Bactéria que come arsênico abre nova perspectiva para vida fora da Terra0,

Sinais de que uma bactéria é capaz de substituir o nutriente essencial fósforo por arsênico - um elemento tóxico para a maioria das formas de vida conhecidas - expande o horizonte para a busca de vida fora da Terra, anunciam os cientistas que assinam pesquisa descrita no serviço online da revista Science, o Science Express.



Todas as formas de vida conhecidas até hoje - plantas, animais e micro-organismos - dependem de seis elementos químicos para construir as moléculas que compõem seus corpos: oxigênio, hidrogênio, carbono, fósforo, enxofre e nitrogênio. A bactéria descoberta pela equipe de cientistas liderada por Felisa Wolfe-Simon, da Pesquisa Geológica dos Estados Unidos, seria a primeira exceção conhecida à regra.



Não se trata de uma exceção trivial: o fósforo faz parte da estrutura do DNA e é um componente do ATP, a molécula usada para transportar energia no metabolismo celular.



Batizado de GFAJ-1, o novo organismo foi encontrado em sedimentos do Lago Mono, da Califórnia. O lago é extremamente salgado e conta com níveis elevados de arsênico, um elemento que fica logo abaixo do fósforo na Tabela Periódica.



'A vida como a conhecemos requer alguns elementos químicos em particular e exclui outros', disse, em nota divulgada pela Universidade Estadual do Arizona, um dos coautores do estudo, Ariel Anbar. 'Mas seriam essas as únicas opções? Como a vida poderia ser diferente?'



Um dos princípios da busca por vida em outros planetas, acrescenta Anbar, é que os cientistas devem 'seguir os elementos'. 'O estudo mostra que temos de pensar melhor em que elementos seguir', acredita.



A ideia de que arsênico poderia substituir fósforo já havia sido apresentada por Felisa, Anbar e por Paul Davies - que também assina o artigo na Science Express - em trabalho publicado em 2009 no International Journal of Astrobiology.



'Nós não apenas sugerimos que sistemas bioquímicos análogos aos conhecidos hoje poderiam usar arseniato (composto de arsênico e oxigênio) no papel equivalente do fosfato', diz Felisa. 'Mas também que esses organismos poderiam ter evoluído na Terra antiga e persistir em ambientes incomuns até hoje'.



A pesquisa foi feita em parceria com a Nasa. O anúncio de que a Science desta semana traria um artigo patrocinado pela agência espacial sobre astrobiologia - a ciência que explora as possibilidades de vida fora da Terra - causou uma onda de boatos na internet, sobre a possível descoberta de alienígenas. A descoberta



Depois de recolher lama do fundo do Lago Mono - que é três vezes mais salgado do que o oceano - os pesquisadores passaram a cultivar, em laboratório, os micróbios extraídos dali, usando uma dieta onde entravam doses crescentes de arsênico.



A taxa de arsênico em relação a fósforo no meio de cultura foi sendo ampliada paulatinamente, com a transferência de populações de bactérias para meios cada vez mais pobres no elemento tradicional da vida e cada vez mais ricas no material tóxico, até um ponto onde qualquer bactéria que ainda estivesse produzindo DNA, ATP e outras moléculas que dependem de fósforo fosse forçada a usar arsênico no lugar - ou morrer.



Quando o microscópio revelou que havia micróbios vivos mesmo no meio de cultura mais concentrado, uma série de análises delicadas foi realizada para determinar se o arsênico estava mesmo sendo utilizado como 'material de construção' pelas bactérias.



Os testes revelaram que o arsênico estava realmente dentro das células. Depois, com o uso de material radiativo baseado em arsênico, os cientistas conseguiram encontrar sinais do elemento em fragmentos de moléculas de proteína, gordura e material genético.



Aprofundando a análise, a equipe determinou a presença de arsênico no DNA purificado das bactérias. Testes com raios X de alta intensidade indicaram que o arsênico presente ali estaria cumprindo uma função química, dentro da molécula de DNA, análoga à do fósforo.



Davies, um físico que vem se especializando na questão da busca por vida extraterrestre, acredita que o micróbio GFAJ-1 é apenas 'a ponta do iceberg'. 'Isso tem o potencial de abrir um novo domínio na microbiologia', disse ele, também por meio de nota. Felisa acrescenta: 'Se uma coisa na Terra pode fazer algo tão inesperado, o que mais a vida pode fazer que não vimos ainda?'



Outros cientistas, no entanto, preferem manter cautela e esperar por mais provas de que a bactéria faz tudo o que seus descobridores alegam. Ouvido pela revista Science, o microbiólogo Robert Gunsalus, da Universidade da Califórnia, afirma que 'ainda há muito a fazer antes de pôr esse micróbio no mapa da biologia'.

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HIV

Pessoas que transmitiram o HIV podem ser identificadas por testes de DNA
Estudos de biologia evolutiva permitem rastrear cadeia de infecção por HIV

iStockphoto / Jgroup
Por Katherine Harmon

Estudos de DNA vêm sendo utilizados para vincular suspeitos a cenas dos crimes e até mesmo para identificar pessoas que tenham infectado outras com vírus do HIV.

Um estudo recente, publicado em novembro no Proceedings of National Academy of Sciences, explica como uma abordagem filogenética pode mostrar a evolução viral em diferentes pessoas, permitindo descobrir quem transmitiu o vírus para quem.

"Esse é o primeiro estudo de caso para estabelecer a direção da transmissão do vírus HIV", explica Mike Metzker, pesquisador da Baylor College of Medicine e co-autor do estudo.

“A análise do HIV não é tão simples quanto o estudo de DNA usado para identificar uma amostra de sangue ou de cabelo de uma determinada pessoa. A dificuldade se deve às altas taxas de mutações genéticas sofridas pelo vírus”, complementa Metzker. Para resolver isso, os pesquisadores estudaram o caminho reverso da mutação viral. Depois de realizar uma análise filogenética das amostras em um teste cego ( quando os pesquisadores não têm informações sobre as amostras), Metzger e seus colegas foram capazes de determinar a pessoa mais provável de ter contaminado outros.

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A língua de Darwin

A Língua de Darwin

A seleção natural aplicada às línguas naturais

por Paulo Manes e Maria Flávia Figueiredo

O que é, de fato, a vida? O que é que caracteriza um ser vivo e o diferencia da matéria inanimada? Para os biólogos, a vida é caracterizada por alguns fatores: metabolismo, homeostase, capacidade de crescer e responder a estímulos, a capacidade de se reproduzir e, finalmente, a capacidade de se adaptar ao meio em que está inserida, por meio da seleção natural. Podemos dizer que a vida é a transformação constante de uma estrutura básica e estável. Há muito se discute se às línguas naturais pode ser conferido o título de “vivas”. De um lado, temos os que defendem as semelhanças entre elas e os seres vivos, e, de outro, temos aqueles que afirmam serem as línguas apenas mais um fenômeno social. Apesar de a semelhança entre línguas e entidades vivas parecer evidente, é necessária uma breve comparação entre essas duas existências. O metabolismo pode ser definido como o conjunto de reações químicas que ocorre nos organismos vivos para sustentar sua vida; a homeostase é a propriedade que mantém um sistema regulado e estável internamente; o crescimento é a capacidade de se desenvolver e se transformar em algo maior e/ou mais complexo; a resposta a estímulos é a capacidade de responder a alterações no ambiente externo ou interno, e a capacidade de reprodução é a possibilidade de gerar descendentes; por f m, a adaptação é o processo por meio do qual, com o correr do tempo, a vida se torna mais bem “configurada” ao ambiente em que está inserida, aumentando assim as chances de sobrevivência. As línguas naturais têm, se não todas, pelo menos a maioria das características que atribuímos à vida. Notaremos que o metabolismo das línguas se constitui na língua falada. Esta é a realização da língua, isto é, sem ela não existe nada que seja observável ou passível de estudo no campo da linguística. Sem a fala não há uma língua de facto, não há “vida” na língua: apenas um sistema estático, “inorgânico”. A homeostase da língua se caracteriza pela estrutura lingüística subjacente: sua gramática. Não é possível conceber a existência de uma língua agramatical. Sentenças ditas agramaticais, ou seja, que não estejam de acordo com a gramática da língua por fugirem do “equilíbrio linguístico” que garante a ordem do sistema, não encontram sustentação e simplesmente desaparecem, sem sequer terem sido pronunciadas. Que as línguas crescem, ou seja, que se tornam maiores e mais complexas com o passar do tempo, é inquestionável. Basta que observemos a quantidade de neologismos surgidos quase diariamente em qualquer língua existente. No que se refere à resposta a estímulos, talvez a língua seja o melhor exemplo para estudo, uma vez que mudamos nossa forma de expressão a todo momento: conforme os estímulos são alterados (mudanças de situação, interlocutores, o tom de um texto etc.), a língua também se altera, tendo uma espécie de sensibilidade, própria de seres vivos. Outro ponto inquestionável é a capacidade de reprodução das línguas naturais. O português é uma das muitas línguas-filhas do latim, bem como o italiano, o francês, o espanhol, o romeno, o catalão e outras 42 línguas. A família do indo-europeu, da qual as línguas itálicas fazem parte, consiste em quase 450 línguas diferentes. Associada à capacidade de reprodução, encontramos a capacidade de adaptação das línguas naturais. Uma vez separadas do ramo principal e isoladas geograficamente de sua língua-mãe, as variantes linguísticas se tornarão maiores e mais maduras até constituírem línguas próprias e distintas, como ocorreu com o português e o francês, por exemplo, após a queda do Império Romano e o consequente enfraquecimento do latim. Dessa forma, as línguas merecem, sim, o título de “vivas”, ainda que, evidentemente, com reservas. Como Darwin nos ensina em seu A origem das espécies, os seres vivos estão sujeitos a transformações em si próprios e no ambiente em que vivem. Não fosse assim, jamais teríamos a maravilhosa diversidade ao nosso redor, com criaturas perfeitamente adaptadas a certos ambientes e funções, como a famosa Xanthopan morgani, a “mariposa que Darwin previu”. Darwin descobriu um mecanismo natural que preserva as características úteis à sobrevivência de um indivíduo e descarta as prejudiciais. Esse mecanismo – a seleção natural – é tão poderoso e universal que pode ser aplicado a praticamente qualquer sistema complexo. A língua de Darwin é afiada e poderosa, já que descreve o funcionamento da Natureza com precisão espantosa. É a língua da variação e da adaptação, da vida e da maravilha que nos cerca neste mundo. Realmente, “há grandeza nessa forma de ver a vida”.

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A língua de Darwin

A Língua de Darwin

A seleção natural aplicada às línguas naturais

por Paulo Manes e Maria Flávia Figueiredo

O que é, de fato, a vida? O que é que caracteriza um ser vivo e o diferencia da matéria inanimada? Para os biólogos, a vida é caracterizada por alguns fatores: metabolismo, homeostase, capacidade de crescer e responder a estímulos, a capacidade de se reproduzir e, finalmente, a capacidade de se adaptar ao meio em que está inserida, por meio da seleção natural. Podemos dizer que a vida é a transformação constante de uma estrutura básica e estável. Há muito se discute se às línguas naturais pode ser conferido o título de “vivas”. De um lado, temos os que defendem as semelhanças entre elas e os seres vivos, e, de outro, temos aqueles que afirmam serem as línguas apenas mais um fenômeno social. Apesar de a semelhança entre línguas e entidades vivas parecer evidente, é necessária uma breve comparação entre essas duas existências. O metabolismo pode ser definido como o conjunto de reações químicas que ocorre nos organismos vivos para sustentar sua vida; a homeostase é a propriedade que mantém um sistema regulado e estável internamente; o crescimento é a capacidade de se desenvolver e se transformar em algo maior e/ou mais complexo; a resposta a estímulos é a capacidade de responder a alterações no ambiente externo ou interno, e a capacidade de reprodução é a possibilidade de gerar descendentes; por f m, a adaptação é o processo por meio do qual, com o correr do tempo, a vida se torna mais bem “configurada” ao ambiente em que está inserida, aumentando assim as chances de sobrevivência. As línguas naturais têm, se não todas, pelo menos a maioria das características que atribuímos à vida. Notaremos que o metabolismo das línguas se constitui na língua falada. Esta é a realização da língua, isto é, sem ela não existe nada que seja observável ou passível de estudo no campo da linguística. Sem a fala não há uma língua de facto, não há “vida” na língua: apenas um sistema estático, “inorgânico”. A homeostase da língua se caracteriza pela estrutura lingüística subjacente: sua gramática. Não é possível conceber a existência de uma língua agramatical. Sentenças ditas agramaticais, ou seja, que não estejam de acordo com a gramática da língua por fugirem do “equilíbrio linguístico” que garante a ordem do sistema, não encontram sustentação e simplesmente desaparecem, sem sequer terem sido pronunciadas. Que as línguas crescem, ou seja, que se tornam maiores e mais complexas com o passar do tempo, é inquestionável. Basta que observemos a quantidade de neologismos surgidos quase diariamente em qualquer língua existente. No que se refere à resposta a estímulos, talvez a língua seja o melhor exemplo para estudo, uma vez que mudamos nossa forma de expressão a todo momento: conforme os estímulos são alterados (mudanças de situação, interlocutores, o tom de um texto etc.), a língua também se altera, tendo uma espécie de sensibilidade, própria de seres vivos. Outro ponto inquestionável é a capacidade de reprodução das línguas naturais. O português é uma das muitas línguas-filhas do latim, bem como o italiano, o francês, o espanhol, o romeno, o catalão e outras 42 línguas. A família do indo-europeu, da qual as línguas itálicas fazem parte, consiste em quase 450 línguas diferentes. Associada à capacidade de reprodução, encontramos a capacidade de adaptação das línguas naturais. Uma vez separadas do ramo principal e isoladas geograficamente de sua língua-mãe, as variantes linguísticas se tornarão maiores e mais maduras até constituírem línguas próprias e distintas, como ocorreu com o português e o francês, por exemplo, após a queda do Império Romano e o consequente enfraquecimento do latim. Dessa forma, as línguas merecem, sim, o título de “vivas”, ainda que, evidentemente, com reservas. Como Darwin nos ensina em seu A origem das espécies, os seres vivos estão sujeitos a transformações em si próprios e no ambiente em que vivem. Não fosse assim, jamais teríamos a maravilhosa diversidade ao nosso redor, com criaturas perfeitamente adaptadas a certos ambientes e funções, como a famosa Xanthopan morgani, a “mariposa que Darwin previu”. Darwin descobriu um mecanismo natural que preserva as características úteis à sobrevivência de um indivíduo e descarta as prejudiciais. Esse mecanismo – a seleção natural – é tão poderoso e universal que pode ser aplicado a praticamente qualquer sistema complexo. A língua de Darwin é afiada e poderosa, já que descreve o funcionamento da Natureza com precisão espantosa. É a língua da variação e da adaptação, da vida e da maravilha que nos cerca neste mundo. Realmente, “há grandeza nessa forma de ver a vida”.

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