Arquivo da categoria: ciência

Estudo da USP mostra como o álcool em dose moderada protege o coração

Karina Toledo | Agência FAPESP

Há pelo menos 20 anos estudos têm mostrado que o consumo moderado de álcool pode ter efeito cardioprotetor em grande parte das pessoas, mas ainda não se sabia ao certo por quê.

Dados de uma pesquisa conduzida no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) indicam que essa proteção pode estar relacionada com a ativação de uma enzima mitocondrial chamada ALDH2 (aldeído desidrogenase-2), que ajuda a eliminar do organismo tanto os subprodutos tóxicos gerados pelo metabolismo do álcool como também um tipo de molécula reativa produzido nas células cardíacas quando estas sofrem um dano importante – como o causado pelo infarto, por exemplo.

“Nossos dados sugerem que a exposição moderada ao etanol causa um pequeno estresse nas células do coração, não suficiente para matá-las. Como consequência, ocorre uma reorganização no sinal intracelular e a célula cardíaca acaba criando uma memória bioquímica contra estresse, também chamada de precondicionamento. Quando a célula é submetida a um estresse maior, já sabe como lidar”, disse Julio Cesar Batista Ferreira, professor do Departamento de Anatomia do ICB-USP e coordenador da pesquisa apoiada pela FAPESP.

O trabalho vem sendo feito em parceria com cientistas da Stanford University, nos Estados Unidos. Resultados recentes, obtidos durante o pós-doutorado de Cintia Bagne Ueta, foram publicados na revista Cardiovascular Research.

coração e vinho
Resultados publicados na Cardiovascular Research indicam que efeito está relacionado com ativação da enzima ALDH2, responsável por livrar o organismo de moléculas tóxicas pertencentes à classe dos aldeídos (ilustração: Marcio Ribeiro)

Para estudar os efeitos cardioprotetores do álcool em nível celular, os pesquisadores simularam uma condição semelhante ao infarto em corações de camundongo mantidos vivos em um sistema artificial. Nesse modelo, chamado ex vivo, o órgão permanece batendo fora do corpo durante várias horas, sendo alimentado por uma solução rica em nutrientes e oxigênio.

Os cientistas então simulam uma condição clínica conhecida como isquemia e reperfusão interrompendo o fluxo nutritivo para o coração durante 30 minutos. Quando a solução nutritiva volta a correr, o órgão recomeça a bater lentamente e, após uma hora, os pesquisadores conseguem avaliar o tamanho do dano. Em média, nesse modelo, cerca de 50% das células cardíacas morrem caso não seja feito nenhum tipo de intervenção.

“Acreditava-se, antigamente, que o dano principal era consequência do período sem oxigênio. Mas estudos mostraram que, durante a isquemia, as células mudam seu metabolismo e entram em uma espécie de estado dormente. Quando a artéria é desobstruída [reperfusão], o tecido recebe uma enxurrada de sangue com nutrientes e oxigênio e acaba ocorrendo um colapso metabólico nas células”, explicou Ferreira.

Em resposta ao estresse, as células cardíacas começam a produzir grandes quantidades de uma molécula reativa conhecida como 4-HNE (4-hydroxy-2-nonenal), pertencente à classe química dos aldeídos. Em excesso, essa substância tóxica começa a destruir estruturas celulares essenciais.

A enzima mitocondrial ALDH2 é a principal responsável por livrar o organismo dos aldeídos acumulados – tanto o 4-HNE das células cardíacas em estresse quanto o acetaldeído resultante da quebra da molécula de etanol no fígado após uma noite de bebedeira.

No entanto, em trabalhos anteriores, o grupo de Ferreira em parceria com pesquisadores de Stanford coordenados por Daria Mochly-Rosen mostraram que, durante o processo de isquemia e reperfusão, a atividade da enzima ALDH2 era significativamente reduzida. Esses achados foram divulgados na revista Science Translational Medicine e no Circulation Journal.

“A quantidade de 4-HNE se torna tão grande dentro da célula cardíaca que a molécula acaba atacando a própria enzima responsável pelo seu metabolismo”, contou Ferreira.

“Em nosso novo estudo, observamos que no coração exposto ao etanol antes do processo de isquemia e reperfusão a atividade da ALDH2 se manteve igual à de um órgão que não sofreu injúria. Acreditamos que o estresse causado pelo etanol em dose moderada deixa uma memória e, assim, a célula aprende a manter a enzima ALDH2 mais ativa”, acrescentou.

vinho tinto taças shutterstock

Grupos de estudo

Cinco grupos de estudos foram montados com o objetivo de esmiuçar os mecanismos por trás do efeito protetor observado. No primeiro, considerado como grupo-controle, os corações não sofreram nenhum tipo de dano e não receberam nenhum tratamento ou intervenção. No segundo grupo, os corações foram apenas submetidos à isquemia e reperfusão e, como consequência, perderam em torno de 50% das células.

No terceiro grupo, antes de induzir o dano, os pesquisadores expuseram durante 10 minutos os órgãos extraídos de camundongos machos a uma dose de etanol equivalente a duas latas de cerveja ou duas taças de vinho para um humano médio do sexo masculino. A dose foi ajustada de acordo com a massa dos animais.

“Procuramos seguir a recomendação da Organização Mundial da Saúde (OMS), que é de até uma dose por dia para mulheres [18 gramas de álcool] e até duas doses para homens. No caso de camundongos, foi algo em torno de 50 milimolar”, explicou Ferreira.

Os órgãos foram depois lavados por outros 10 minutos para retirar o excesso de álcool e, em seguida, tiveram o fluxo nutritivo interrompido, como ocorreu com o grupo dois. Na análise feita cerca de uma hora após a reperfusão, apenas 30% das células haviam morrido, ou seja, o dano foi reduzido em quase 60% na comparação com o grupo dois. Além disso, os cientistas observaram que a atividade de ALDH2 estava duas vezes maior que no grupo não tratado – e em nível equivalente ao do grupo-controle, que não sofreu dano.

No quarto grupo de estudo, além do tratamento com etanol, os corações foram expostos a uma droga capaz de inibir a atividade de ALDH2. Nesse caso, o índice de morte celular subiu de 50% para 80%, confirmando que a proteção promovida pelo etanol de fato é dependente da ação da enzima.

Já no último grupo experimental foram usados corações de camundongos que apresentam uma mutação no gene codificador da ALDH2, que reduz a atividade da enzima em quase 80%. Como explicou Ferreira, os animais são modificados geneticamente para simular essa mutação, que é muito comum na população oriental e afeta quase 600 milhões de pessoas no mundo.

“Nesse grupo, quando expusemos os corações ao etanol, o dano causado pela isquemia e reperfusão foi aumentado. O índice de morte celular passou de 50% para 70%. Porém, quando tratamos os órgãos desse grupo com uma droga experimental capaz de ativar a ALDH2 – conhecida como Alda-1 – o índice de morte celular caiu para 35%”, contou Ferreira.

Segundo o pesquisador, não foi observado benefício ao tratar com a Alda-1 os corações de animais sem a mutação na enzima ALDH2 expostos ao etanol. “Isso sugere que tanto a droga experimental quanto o álcool estão atuando no mesmo mecanismo molecular para ativar ALDH2”, disse.

A molécula Alda-1 já passou pela primeira fase de ensaios clínicos nos Estados Unidos, nos quais se mostrou segura para uso em humanos saudáveis. Deve ter início em breve uma nova fase de testes onde a substância será oferecida a portadores de cardiopatias (leia mais aqui).

vinho taça

Depende do DNA

Na avaliação de Ferreira, é possível fazer um paralelo entre o consumo regular de pequenas quantidades de álcool por seres humanos e os resultados observados nos corações de camundongos tratados em laboratório com etanol.

“Mas tudo depende do que a pessoa carrega no DNA”, ressaltou. “O acetaldeído resultante do metabolismo do etanol pode ser protetor em pequenas quantidades para a maioria da população, mas também pode maximizar o dano do infarto em um indivíduo com a mutação no gene da ALDH2. Essas pessoas são fáceis de serem identificadas, pois com apenas um copo de cerveja ficam com o rosto vermelho, dor de cabeça e não ganham resistência ao álcool com o tempo”, disse.

O dano ao coração também pode ser agravado caso o álcool seja ingerido em quantidades elevadas, alertou Ferreira, pois isso resulta na produção excessiva de acetaldeído e torna o trabalho de limpeza promovido pela ALDH2 ainda mais difícil.

“O grupo tratado com a droga inibidora da ALDH2 [no qual o índice de morte celular chegou a 80%] mimetiza o que aconteceria em um caso de consumo excessivo de álcool. O difícil é estabelecer a dose segura para cada indivíduo, pois há muitas variáveis que afetam o metabolismo”, disse o pesquisador.

O grupo do ICB-USP tenta agora entender como a presença do acetaldeído resultante do metabolismo do álcool na célula cardíaca cria a memória que mantém a ALDH2 mais ativa. A ideia seria desenvolver uma droga capaz de mimetizar o efeito benéfico do etanol sem expor os indivíduos a riscos – entre eles o desenvolvimento de dependência química.

“A molécula Alda-1 é um possível candidato. Entretanto, é necessário dar continuidade aos estudos de segurança e eficácia em humanos”, comentou Ferreira.

O artigo Cardioprotection induced by a brief exposure to acetaldehyde: role of aldehyde dehydrogenase 2, de Cintia Bagne Ueta, Juliane Cruz Campos, Rudá Prestes e Albuquerque, Vanessa Morais Lima, Marie-Hélène Disatnik, Angélica Bianchini Sanchez, Che-Hong Chen, Marisa Helena Gennari de Medeiros, Wenjin Yang, Daria Mochly-Rosen e Julio Cesar Batista Ferreira, está publicado aqui.

Anúncios

Que tal melhorar sua performance em 2017?

A ginástica cerebral promove qualidade de vida em todas as idades e melhora seu desempenho nos estudos, na carreira e na terceira idade

Ano Novo é época de novas resoluções, novas metas. Muita gente se propõe a emagrecer, a cuidar do corpo. E o cérebro, como fica? Este órgão também precisa ser exercitado e existem “academias” específicas para isso. Com uma metodologia especial e jogos divertidos, é possível melhorar a memória, concentração, raciocínio e criatividade.

Mas como funciona uma academia para o cérebro? No SUPERA, os halteres dão lugar ao ábaco, principal ferramenta do curso que serve para fazer cálculos de forma prazerosa e bem diferente. Com a prática, é possível sentir melhoras significativas em habilidades como raciocínio, foco e concentração.

E as atividades aeróbicas? Em uma academia de ginástica para o cérebro, elas ganham outro nome: as neuróbicas. São atividades que fazem com que seu cérebro saia da zona de conforto, criando novas conexões. E se você está pensando em algo chato e cansativo, está muito enganado. Alguns exemplos: Escovar os dentes com a mão não dominante, andar de costas, mudar o relógio de pulso, fazer um novo trajeto para o trabalho… Tudo isso pode ser – além de saudável! – muito divertido.

Além disso, na academia para o cérebro os alunos usam jogos de tabuleiro, individuais ou em grupo, desenvolvendo habilidades cognitivas e socioemocionais, como estratégica, relacionamento e autoconfiança.

As apostilas com exercícios exclusivos, dinâmicas em grupo e vídeos motivacionais também fazem parte da academia, contribuindo para a aplicação de uma metodologia efetiva, que transforma a vida das pessoas. Os professores destas academias são capacitados para orientar os alunos no uso dos “equipamentos”, estimulando-os a pensar nos desafios propostos e a solucioná-los sozinhos.

cerebro-mulher

De acordo com a neurociência, os exercícios para o cérebro aumentam a reserva cognitiva, deixando o cérebro mais ágil para encontrar os caminhos necessários para nossas atividades diárias. “Graças à neuroplasticidade – capacidade do cérebro em se modificar e criar novas conexões neurais -, a ginástica cerebral mantém as funções do cérebro, sem os efeitos colaterais dos remédios”, explica Geomacel Carvalho, especialista em ginástica para o cérebro.

O cérebro é um dos órgãos mais importantes e essenciais para a sobrevivência. Sem ele não teríamos a capacidade de raciocinar, pensar e ter sentimentos. Além disso, o funcionamento do corpo também depende do cérebro.

“Para ter uma vida saudável, não pode-se deixar o cérebro nem o corpo de lado. É preciso praticar atividades físicas regularmente, dormir bem, beber muita água, ter uma alimentação balanceada e não se esquecer do órgão mais importante do nosso corpo. Exercitá-lo com desafios na medida certa é o grande segredo para a longevidade”, completa a especialista.

Fonte: Supera

Pesquisadora da Fiocruz é eleita personalidade do ano pela Nature

A epidemiologista recebeu o destaque por seu trabalho  para o estabelecimento da relação entre o vírus zika e a microcefalia em bebês

A pesquisadora da Fiocruz Celina Turchi foi eleita uma das 10 personalidades do ano na ciência pela revista britânica Nature por seu trabalho para o estabelecimento da relação entre o vírus zika e a microcefalia em bebês. A revista destaca que Turchi integrou uma rede de epidemiologistas, pediatras, neurologistas e biólogos que levou a resultados “formidáveis”. Segundo a publicação, quando Turchi e seus colegas começaram suas pesquisas, o conhecimento sobre o zika era extremamente limitado. A revista afirma ainda que a médica ajudou a produzir uma quantidade suficiente de evidências para demonstrar o vínculo entre o vírus e malformações fetais.

“Nem em meu maior pesadelo como epidemiologista eu havia imaginado uma epidemia de microcefalia neonatal”, disse Celina à Nature. “Quando começamos, não havia nenhum livro a seguir”. Em relação à lista de 10 personalidades do ano da Nature, Celina encara como um reconhecimento do trabalho de um grupo e não apenas dela. “Estou grata e entendo que esse foi o reconhecimento de um trabalho coletivo, não só de nós pesquisadores, mas por todos profissionais de saúde envolvidos. Foi fruto também da oportunidade de poder contar com grupos experientes e qualificados de laboratório, clínica, neurologia e com apoio da instituição”, declarou Celina.

celina-turchi-ascom-fiocruz-pe
Celina Turchi ajudou a produzir uma quantidade suficiente de evidências para demonstrar o vínculo entre o vírus e malformações fetais (Foto: Fiocruz Pernambuco)

Além de Turchi, a Nature elegeu também Gabriela Gonzales, envolvida na descoberta de ondas gravitacionais e porta-voz do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro Laser (Ligo); o astrônome Guillem Anglada-Escudé, pela descoberta de um planeta de tamanho parecido ao da Terra próximo a Alpha Centauri; e Demis Hassabis, cofundador da empresa de inteligência artificial DeepMind, cujo computador AlphaGo venceu um grande mestre do jogo de estratégia Go – feito que revela a crescente capacidade da inteligência artificial.

A lista também inclui John Zang, especialista em fertilidade que recebeu críticas e elogios ao anunciar uma técnica de substituição mitocondrial, a qual mistura o DNA de três pessoas para produzir um bebê saudável; e Kevin Esvelt, que alertou sobre os perigos de uma técnica que ele mesmo ajudou a inventar, a qual usa a manipulação genética para criar um gene que se espalha de modo mais rápido em uma população.

Foram homenageados ainda Terry Hughes, que alertou sobre uma catástrofe iminente na Grande Barreira de Corais Australiana; o químico atmosférico Guus Veleerds, por criar as bases para um acordo internacional que obrigará países a pararem de usar gases poluentes conhecidos como HFCs; a física Elena Long, que chamou a atenção para a discriminação e para os obstáculos enfrentados por cientistas lésbicas, gays, bissexuais ou transgêneros; e Alexandra Elbakyan, cujo web-site Sci-Hub desafiou grandes editoras científicas ao disponibilizar gratuitamente mais de 60 milhões de artigos científicos.

“Os cientistas da lista de 2016 da Nature são um grupo diverso, mas todos eles desempenharam papéis importantes em grandes eventos científicos neste ano, com o potencial de levar a mudanças em escala global”, disse Richard Monastersky, um dos editores da revista britânica.

Fonte: Agência de Notícias Fiocruz

Lush Prize: Instituição Brasileira vence prêmio pioneiro contra testes em animais

Cientistas, defensores e ativistas de diferentes lugares do mundo, que lutam contra testes em animais, receberam na última sexta-feira (11), o Lush Prize, em Londres. O prêmio – que é uma colaboração entre a Lush Cosmetics e a Ethical Consumer Research Association – é o maior fundo de premiação global no setor de alternativas ao uso de animais em testes científicos. Ao total são £250 mil libras, divididas em diferentes categorias.

Em sua quinta edição o Lush Prize já disponibilizou mais de £1.5 milhão para projetos estratégicos em 27 países. Este ano, 12 projetos de oito países receberam seus prêmios em Londres, além dos oito Jovens Pesquisadores que foram premiados no Canadá e na Coréia do Sul. As categorias premiadas foram: Ciência, Treinamento, Jovens Pesquisadores, Lobbying e Conscientização Pública.

Há dois anos consecutivos, temos brasileiros vencedores na premiação e este ano não foi diferente: Róber Bachinski, um dos fundadores do Instituto 1R, venceu a categoria Lobbying. E essa não foi a estreia do biólogo, que foi o primeiro brasileiro a ganhar o Lush Prize, em 2014, na categoria Jovem Pesquisador.

rober_bachinski1

Róber Bachinski, em 2014, ao ganhar seu primeiro prêmio

O Instituto de Promoção e Pesquisa para a Substituição da Experimentação Animal é uma organização sem fins lucrativos de pesquisadores e especialistas em toxicologia, bioquímica, biologia celular, biotecnologia, fisiologia, saúde pública, educação científica, direito e ética aplicada, que atuam na pesquisa e desenvolvimento de métodos alternativos. Eles possuem como objetivo final, substituir o uso de animais na ciência e na educação, assim como Bianca Marigliani, também vencedora do Lush Prize, na categoria Jovem Pesquisador, em 2015.

Entre os outros vencedores deste ano estão os primeiros ganhadores do Lush Prize da China e do Irã, por criarem consciência sobre os testes e estarem treinando cientistas para métodos de pesquisa que não incluam animais. Ainda na categoria Lobbying, foram premiadas organizações na Índia, cientistas do Reino Unido, Cingapura, Alemanha e Luxemburgo.

“O Lush Prize tem conquistado mais força com o tempo. Em cinco anos temos sido capazes de fornecer £1.5 milhões de libras para acabar com testes de animais através da ciência, conscientização pública e lobby para mudanças legislativas. O lançamento dos prêmios adicionais para Jovens Pesquisadores faz parte do nosso plano de apoiar a próxima geração de cientistas que podem avançar na progressão na pesquisa não animal e garantir a aceitação regulamentar desses testes, tanto para afastar-se do uso antiético de animais e fornecer métodos de pesquisa que são diretamente relevantes para a saúde humana”, afirma o porta-voz do Lush Prize, Craig Redmond.

lush-prize

As inscrições para o Lush Prize 2017 serão abertas em abril, neste site.

Lush Prize

Lush Prize é uma parceria entre Lush e Ethical Consumers para apoiar toxicologia livre de animais e é designado a premiar grupos ou indivíduos que trabalham no campo de pesquisas cientificas livres de crueldade, conscientização pública e lobbying para ajudar a acabar com testes em animais.

O que já era o maior prêmio no setor de testes não-animal (£ 250.000), e o único a se concentrar exclusivamente na substituição de testes em animais, cresceu este ano para um total de £ 342.000.

Professor da Faculdade São Leopoldo Mandic cria próteses 3D para animais mutilados

O grupo de profissionais voluntários Animal Avengers, dedicado a fabricar próteses veterinárias para animais resgatados que não sobreviveriam na natureza ou seriam eutanasiados em cativeiro devido às mutilações, foi um dos finalistas nacionais do Prêmio Falling Walls Lab Brasil, que aconteceu dia 19 de setembro, em São Paulo. A equipe apresentou o projeto que cria próteses 3D de baixo custo com materiais odontológicos convencionais para dar forma às peças que serão usadas pelos animais mutilados.

O médico veterinário e docente Prof. Roberto Fecchio e o Prof. Paulo Miamoto, docente da Faculdade São Leopoldo Mandic, representou o grupo e apresentou, em inglês, sua pesquisa, plano de negócio, além de iniciativa social ou empreendimento, para um júri seleto formado por acadêmicos, jornalistas e executivos.

arara

Segundo Miamoto, o diferencial do Animal Avengers é aplicar tecnologias acessíveis, como softwares abertos para digitalizar lesões e modelar próteses, além de mostrar como a tecnologia inicialmente desenvolvida para a área forense também auxilia para a reabilitação protética de animais.

“Nosso grupo já tratou de mais de dez animais e, pela relevância dos resultados, nosso trabalho e o projeto como um todo ganharam notoriedade e espaço mundialmente”, afirma o cirurgião-dentista. De caráter inclusivo e transformador, o trabalho do grupo com esse projeto já teve seus feitos divulgados em meios de comunicação em mais de 40 idiomas.

paulo miamoto.png

Infelizmente, o projeto não ficou entre os três vencedores, mas se considerarmos que foram 100 projetos apresentados, a equipe ficou muito satisfeita em estar entre os finalistas. E, mais importante, o projeto vem se tornando conhecido e atraindo a atenção de pessoas em outros países. 

Pele de laboratório

Pesquisadores brasileiros criam modelos de tecido humano para estudar doenças e substituir testes de cosméticos e medicamentos em animais

YURI VASCONCELOS | REVISTA FAPESP – ED. 245 | JULHO 2016

 Pele artificial no Laboratório de Biologia da Pele da USP: reconstruída a partir de células humanas

A três anos de entrar em vigor uma resolução do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (Concea) que obriga fabricantes de cosméticos e laboratórios farmacêuticos a adotarem métodos alternativos ao uso de animais em pesquisa, o Brasil fez avanços significativos no desenvolvimento de pele reconstruída em laboratório. Esse material biológico é chamado também de pele artificial, 3D ou equivalente, e tem morfologia e fisiologia similares ao tecido humano. Poderá ser usado em testes de avaliação de novos cosméticos e produtos de higiene pessoal em substituição a animais, no estudo de doenças, como melanoma e câncer de colo uterino, e no tratamento de úlceras dermatológicas crônicas e queimaduras. Empresas, institutos de pesquisa e universidades do país correm contra o tempo para desenvolver modelos nacionais de pele humana in vitro.

Pele artificial
Pele artificial no Laboratório de Biologia da Pele da USP: reconstruída a partir de células humanas – @LÉO RAMOS

A pele artificial é reconstruída a partir de células humanas e demora de 10 a 30 dias para ser desenvolvida (ver infográfico). O tecido dura por volta de sete a 10 dias, período em que está pronto para ser usado. No caso dos testes de cosméticos, a nova substância deve ser aplicada sobre a pele. Em creme ou pó, o material é espalhado com auxílio de uma espátula ou uma haste flexível; se for um líquido, é pingado sobre o tecido. Depois de algumas horas, a pele in vitro é lavada para remoção da substância. No dia seguinte, os pesquisadores fazem em laboratório a contagem da quantidade de células vivas e mortas a fim de verificar o potencial corrosivo irritante do novo produto. Cada fragmento de pele reconstruída, com 1,5 centímetro (cm) a 3 cm de diâmetro, só pode ser usado uma vez.

Atualmente, o mercado de pele artificial é liderado pela multinacional francesa L’Oréal, uma das gigantes do setor de cosméticos. A empresa é proprietária dos modelos Episkin e Skinethic, distribuídos em países da Europa em kits formados por 24 unidades de tecidos de pele artificial humana reconstruídos em laboratório. Além da pele completa, formada pela epiderme (camada externa) e a derme (camada logo abaixo da epiderme), a L’Oréal comercializa no exterior outros seis modelos de tecidos, entre eles uma epiderme humana reconstruída, uma epiderme pigmentada, mimetizando diferentes cores de pele, e vários tipos de epitélio, como os que compõem as mucosas da boca, gengiva, vagina e córnea. Outra grande participante desse mercado é a norte-americana MatTek, que vende vários modelos de pele equivalente, não muito distintos dos feitos pela L’Oréal. Os preços nas empresas, de amostras individuais, variam de US$ 50 a US$ 80. Na Alemanha, o Instituto Fraunhofer IGB criou um sistema automatizado capaz de produzir 12 mil fragmentos de pele a partir de uma única amostra de tecido humano. Desde 2014, o instituto alemão vende o sistema às empresas que querem certificar-se de que seus produtos de beleza não causam alergia ou irritação.

Pele artificial
Preparação de amostra de pele desenvolvida pela professora Silvya Maria-Engler, da USP – @LÉO RAMOS

Embora a legislação brasileira permita a importação de pele artificial fabricada no exterior, isso nem sempre é viável – daí a importância do desenvolvimento do tecido no país. “Por ser material vivo e, portanto, perecível, os fragmentos de pele contidos nos kits têm validade de poucos dias. É muito comum enfrentarmos problemas na alfândega, o que na prática inviabiliza a importação”, diz a bióloga Silvya Stuchi Maria-Engler, professora da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (FCF-USP), referência nas pesquisas envolvendo pele equivalente. “Com a proibição do uso de animais em testes de cosméticos e insumos a partir de 2019, é muito importante que os kits passem a ser produzidos no país.”

No fim de 2015, o Grupo Boticário, controlador das unidades de negócio O Boticário, Eudora e Quem disse, Berenice?, anunciou ter conseguido criar um material equivalente à pele humana no seu Centro de Pesquisa e Desenvolvimento, em São José dos Pinhais, no Paraná. O tecido é empregado em testes de matérias-primas e produtos acabados, como maquiagens, loções e cremes, e em ensaios de segurança e toxicidade, no lugar de animais. “Para fazer nossa pele 3D, usamos células isoladas de tecidos cutâneos descartados de cirurgias plásticas, com o consentimento dos doadores e a aprovação do Comitê de Ética e Pesquisa de nosso Centro de P&D”, informa Márcio Lorencini, gerente de Pesquisa Biomolecular da companhia. Em laboratório, o novo tecido é formado célula a célula, camada por camada, tal como a pele humana. O resultado é um fragmento de até 3 centímetros de diâmetro pronto para realização de testes.

014-021_CAPA_Pele_245-NOVO-1-300x264

Na recriação in vitro, a epiderme, a camada mais externa da pele, é obtida por meio da cultura de queratinócitos, células que realizam a síntese da queratina e respondem pelos fatores de barreira e proteção, e dos melanócitos, responsáveis pela produção de melanina, que confere pigmentação à pele. A derme é reconstituída a partir da cultura de fibroblastos humanos cultivados em gel de colágeno. Os fibroblastos são responsáveis pela produção de proteínas capazes de sintetizar fibras de colágeno e elastina.

Pele 3D

Todas essas estruturas celulares produzidas em laboratório têm características de crescimento muito similares à pele humana, o que aumenta a uniformidade e a reprodutibilidade dos testes. E guardam muito mais semelhança com a pele humana do que a dos camundongos normalmente usados na avaliação de novos produtos. A pele completa formada por derme e epiderme é ideal para o estudo de doenças e a avaliação de novos medicamentos, enquanto a estrutura formada apenas pela epiderme é suficiente para ensaios de corrosão e irritação feitos pela indústria de cosméticos.

teste
Teste de cosmético líquido sobre pele artificial na USP. Cada fragmento só pode ser usado uma vez @LÉO RAMOS

A tecnologia do Grupo Boticário, segundo Márcio Lorencini, começou a ser desenvolvida em 2009. Com ela é possível realizar vários testes em uma mesma unidade de pele reconstituída. “A pele 3D permite maior amplitude e assertividade nos testes, por ser elaborada a partir de um conjunto de células de vários indivíduos [prática comum nas técnicas atuais de todos os grupos que pesquisam e produzem peles artificiais]. Utilizando um pool de células diminuímos a variabilidade individual. Caso empregássemos células derivadas de uma única pessoa poderíamos ter respostas variáveis de um indivíduo para outro, o que não é ideal para avaliação de parâmetros toxicológicos e de eficácia de produtos e matérias-primas cosméticas”, afirma Lorencini. Além dos ensaios de toxicidade, corrosão e irritação cutânea, a empresa usa a pele artificial para avaliação de eficácia da produção de melanina, análise de expressão gênica e proteica de diversos marcadores teciduais, como colágenos, elastinas e queratinas, e estudo de citocinas, que são biomarcadores de inflamação.

O Grupo Boticário desenvolveu o modelo com recursos próprios, sem o auxílio de parceiros na academia, mas contou em sua equipe com a participação da bióloga Carla Abdo Brohem, que fez sua formação no Laboratório de Biologia da Pele da USP, com bolsa de doutorado da FAPESP. Também com auxílio da Fundação, Carla realizou um pós-doutorado entre 2010 e 2011, ocasião em que estagiou no laboratório da pesquisadora australiana Pritinder Kaur, do Peter MacCallum Cancer Centre, instituição médica de Melbourne especializada na pesquisa e no tratamento de câncer. Pritinder é considerada uma grande especialista no estudo de células-tronco epiteliais e colabora com o grupo da professora Silvya Maria-Engler. Atualmente, Carla coordena o Núcleo de Avaliação de Segurança e Eficácia do Centro de P&D da companhia.

amostra
A primeira amostra de pele humana reconstruída na USP foi finalizada em 2006 – @LÉO RAMOS

Em São Paulo, Silvya, coordenadora do Laboratório de Biologia da Pele da USP, finalizou seu primeiro modelo de pele humana reconstruída in vitro em 2006. Entre os trabalhos mais recentes, destacam-se o desenvolvimento de uma pele envelhecida para uso em testes de cosméticos antienvelhecimento, a criação de uma epiderme semelhante aos modelos comerciais e a produção de uma pele 3D voltada a estudos sobre câncer de pele. Essa linha de pesquisa já rendeu 45 artigos científicos publicados pelo grupo de Silvya.desenvolveu o modelo com recursos próprios, sem o auxílio de parceiros na academia, mas contou em sua equipe com a participação da bióloga Carla Abdo Brohem, que fez sua formação no Laboratório de Biologia da Pele da USP, com bolsa de doutorado da FAPESP. Também com auxílio da Fundação, Carla realizou um pós-doutorado entre 2010 e 2011, ocasião em que estagiou no laboratório da pesquisadora australiana Pritinder Kaur, do Peter MacCallum Cancer Centre, instituição médica de Melbourne especializada na pesquisa e no tratamento de câncer. Pritinder é considerada uma grande especialista no estudo de células-tronco epiteliais e colabora com o grupo da professora Silvya Maria-Engler. Atualmente, Carla coordena o Núcleo de Avaliação de Segurança e Eficácia do Centro de P&D da companhia.

“É fundamental que o Brasil domine a tecnologia de produção de pele humana reconstruída, ganhando autonomia nesse campo de pesquisa”, afirma a cientista. “Os modelos de pele completa e epiderme que criamos são idênticos aos produzidos no exterior. Estamos transferindo esse conhecimento para a sociedade por meio da Fundação Instituto de Pesquisas Farmacêuticas da USP, a FipFarma. Já fomos procurados por vários fabricantes de cosméticos interessados em receber treinamento para aprender a construir esses tecidos em laboratório”, diz ela.

Pele_Queratinócitos-com-genoma-completo-de-HPV16-BrdU-300x236
Microscopia de infecção por papiloma vírus (HPV)…

A primeira empresa a fazer o curso de capacitação da USP foi a OneSkin Technologies, startup de biotecnologia especializada em engenharia de tecidos criada por três pesquisadoras brasileiras e sediada em São Francisco, na Califórnia. “Com o treinamento recebido na USP, conseguimos construir nosso modelo de epiderme humana in vitro. Agora, estamos trabalhando no desenvolvimento da pele completa”, conta a bioquímica Carolina Reis de Oliveira, sócia-fundadora da OneSkin. Incubada desde março deste ano na IndieBio, uma das maiores aceleradoras de biotecnologia dos Estados Unidos, a OneSkin quer dominar a tecnologia de construção de pele 3D para atuar no mercado de cosméticos antienvelhecimento. “Nosso próximo desafio é desenvolver um tipo de pele envelhecida que nos permita estudar mecanismos para prevenir o envelhecimento”, diz Carolina. Quando este objetivo for atingido, a OneSkin vai se dedicar à busca de moléculas com potencial antienvelhecimento. “Nossa ideia é licenciar moléculas relevantes ou produzir novos cosméticos com elas.” A OneSkin foi convidada a instalar-se na IndieBio após participar de um evento para startups no Brasil e chamar a atenção de investidores estrangeiros.

No Laboratório de Biologia da Pele da USP, a bióloga Paula Comune Pennacchi trabalha em uma linha de pesquisa similar à da OneSkin. Ela criou um modelo de pele humana que simula o envelhecimento cutâneo fisiológico e as alterações de pele observadas em pacientes diabéticos. O trabalho foi sua tese de doutorado, defendida em fevereiro deste ano. “Recriamos um modelo capaz de responder à ação de cosméticos e fármacos com ação sobre o envelhecimento cutâneo. Nossa pele reconstruída também contribuiu para o entendimento de fenômenos relacionados à deficiência de cicatrização e maior intensidade inflamatória em pele de pacientes diabéticos”, explica a pesquisadora.

Pele_Queratinócitos-normais-BrdU-300x236
…e a pele artificial normal, em experimentos no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) – Fotos: ENRIQUE BOCCARDO/USP

Aguarda regulamentação

O Grupo Boticário não vai compartilhar a pele 3D construída em seus laboratórios enquanto não existir no Brasil a validação para esse tipo de produto. A francesa L’Oréal tomou a decisão de investir no Brasil nessa área e também aguarda a regulamentação para poder disponibilizar no país tecidos da linha Episkin, como já ocorre na Europa e na Ásia. “Enquanto não houver regulamentação clara para a distribuição dos tecidos, estamos no Brasil somente para fins de pesquisa. Por ano, produzimos na França aproximadamente 150 mil unidades de pele reconstruída, enquanto na China fabricamos outros 30 mil tecidos de pele pigmentada”, conta Rodrigo De Vecchi, gerente de Pesquisa Avançada da L’Oréal no Brasil. A princípio, a empresa implementa aqui apenas o modelo de epiderme humana reconstruída, conhecido pela sigla RHE, que usa em sua constituição queratinócitos humanos, o principal tipo celular epitelial. O RHE é um tecido aprovado pelo Comitê Europeu para Validação de Métodos Alternativos (Ecvam), para aplicação em testes de segurança em produtos cosméticos em substituição aos testes em animais. “Quando o modelo RHE estiver disponível no Brasil, contaremos com uma ferramenta para uso em cosméticos e também em áreas de pesquisa, como biomedicina, medicina regenerativa e avaliação toxicológica”, afirma De Vecchi.

Com a finalidade de refinar seu modelo de epiderme reconstruída, a L’Oréal fechou recentemente uma parceria com o Instituto D’Or de Pesquisa e Educação (IDor), do Rio de Janeiro. “Nossa proposta é reinervar o modelo de epiderme humana reconstruída com neurônios criados por nós, aproximando-a ainda mais da pele humana original”, conta o neurocientista Stevens Rehen, coordenador de pesquisas do IDor. Trata-se de uma pesquisa com enorme potencial biotecnológico, segundo o pesquisador, que também é professor do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro (ICB-UFRJ). A área de interesse de Rehen é o estudo da biologia de células-tronco reprogramadas. “Desde 2014 firmamos a parceria com a L’Oréal voltada ao uso de células-tronco para a criação de modelos celulares humanos em laboratório”, diz. “Acreditamos que ao inervar a epiderme humana reconstruída com neurônios iremos aumentar a capacidade preditiva do modelo.”

Gerland. Centre l'Oréal d'évaluation prédictive. 2015. Test de sécurité.
Pele reconstruída da L’Oréal: pesquisas avançam para inserir neurônios no produto – Foto: L’Óreal

Além de poder ser usada como plataforma para testes de cosméticos e produtos de higiene pessoal, a pele cultivada também é uma ferramenta para validação de novos medicamentos e estudo de doenças, entre elas papilomavírus humano (HPV) e melanoma. Na USP, estudos nessa linha são desenvolvidos no laboratório da professora Silvya e no Instituto de Ciências Biomédicas. Lá, o professor Enrique Boccardo desenvolveu um modelo de pele humana in vitro para investigar os mecanismos de transformação celular associados ao HPV e aprofundar pesquisas sobre o câncer de colo uterino causado pelo microrganismo. “Com apoio da FAPESP, eu trouxe essa tecnologia dos Estados Unidos em 2001, quando trabalhava no Instituto Ludwig de Pesquisas sobre o Câncer, em São Paulo”, conta Boccardo.

“Para estudar a fundo a biologia do vírus, introduzimos no Brasil um sistema de cultura de células in vitro que permite reproduzir o ambiente no qual o microrganismo cumpre seu ciclo. Esse tecido, semelhante à pele, é composto por queratinócitos humanos, colágeno e fibroblastos”, explica Boccardo. “Temos utilizado o modelo para analisar os mecanismos moleculares empregados pelo vírus para escapar da resposta imune do organismo e entender como o HPV manipula a célula a fim de sintetizar seu material genético e reproduzir novas partículas virais.”

Pele_Boticário_pele-artificial_055-300x200
Produção de pele no Boticário: testes para toxicidade, corrosão e irritação cutânea – Foto: GUILHERME PUPO

Na Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP, a pesquisadora pós-doutoranda Fernanda Faião Flores recorre ao tecido artificial desenvolvido pelo grupo da professora Silvya Maria-Engler para estudar os mecanismos de resistência ao melanoma, a forma mais letal de câncer de pele. “Utilizamos linhagens celulares, amostras de pacientes e um modelo de pele humana reconstituída in vitro que mimetize a invasão e a disseminação das células de melanoma”, conta. “Com isso, testamos compostos e conseguimos caracterizar o fenômeno de resistência a um medicamento, chamado vemurafenibe, que inibe a atividade proliferativa do tumor.” A pele reconstruída com melanoma serviu para avaliar o composto como possível agente quimioterápico.

Tratamento de queimados

Na área médica, outra opção é o emprego de pele humana reconstituída e terapia celular com transplante de células cutâneas para o tratamento de úlceras de pele e queimaduras em pacientes. Em Campinas, a dermatologista Maria Beatriz Puzzi, coordenadora do Laboratório de Cultura de Células de Pele da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp), estuda a recriação do tecido celular em laboratório para enxerto feito a partir de células isoladas do próprio paciente, o que faz com que ambos os tecidos – a pele natural e a reconstituída – tenham estrutura muito semelhante, possibilitando a realização de transplantes autólogos (em que se utiliza tecido de um mesmo indivíduo) com menor risco de rejeição. “O problema dessa metodologia é que a recriação de pele em laboratório leva em torno de 45 a 60 dias – e os pacientes queimados precisam do tratamento imediatamente”, explica Maria Beatriz.

Para contornar esse problema, no lugar do implante da pele reconstruída, o grupo decidiu empregar a terapia celular com células da pele. “Tiramos um pedacinho da pele do paciente, isolamos os queratinócitos e os fibroblastos e fazemos o cultivo dessas células em laboratório. Em 15 dias, elas são misturadas a um gel e aplicadas no paciente. Em pouco tempo, espalham-se nas lesões reconstruindo a pele”, conta. “Temos resultados muito positivos com essa rota, que acelera a cicatrização, encurta o tempo de hospitalização e reduz a morbidade dos pacientes.”

Métodos alternativos à experimentação animal

Uso de tecidos reconstruídos no Brasil depende de um custoso processo de validação

O Brasil é o quarto maior mercado global de produtos de beleza, superado por Estados Unidos, China e Japão. As cerca de 2,5 mil empresas do segmento faturaram R$ 42,6 bilhões em 2015, de acordo com a Associação Brasileira da Indústria de Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos (Abihpec). A partir de 2019, qualquer novo produto de beleza deverá obrigatoriamente passar por testes dermatológicos em peles humanas reconstruídas, no Brasil ou no exterior. “Não existem estudos que apontem o tamanho do mercado de pele equivalente no Brasil, mas teoricamente ele deve ser expressivo, já que muitos lançamentos de cosméticos ocorrem todos os anos”, afirma a professora Silvya Maria-Engler, da USP, que integra o Conselho Científico da Abihpec.

A obrigatoriedade de substituição de testes em animais por modelos de pele equivalente foi determinada há dois anos pelo Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal (Concea), órgão integrante do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), responsável por estabelecer normas para experimentação animal no Brasil. A entidade reconheceu 17 métodos alternativos ao uso de animais em atividades de pesquisa, dos quais dois preveem o uso de epiderme humana equivalente para validação de cosméticos. “Um destina-se à verificação do potencial de irritação dos novos produtos e o outro serve para avaliação da corrosão das substâncias testadas”, destaca o ex-coordenador do Concea, José Mauro Granjeiro. Esses dois métodos alternativos foram referendados pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OECD), entidade que aprovou os métodos empregados na Europa e que serviram de base para elaboração da norma brasileira.

“A pele 3D que desenvolvemos na USP foi criada para estudos científicos, mas pode ser usada comercialmente, desde que passe por um processo de validação”, conta Silvya. Nesse processo, amostras da pele cultivada in vitro devem ser submetidas a uma extensa bateria de testes, a um custo aproximado de R$ 1 milhão. Em geral, de um a três laboratórios independentes participam da validação, que é coordenada pelo Centro Brasileiro para Validação de Métodos Alternativos (Bracvam) com apoio da Rede Nacional de Métodos Alternativos (Renama), criada em 2012 pelo governo federal. “Por causa do alto custo, ele só é viável com apoio de empresas e laboratórios privados”, ressalta a farmacêutica-bioquímica Silvia Berlanga Barros, professora da FCF-USP. Ela participou da criação da pele artificial no grupo de Silvya Engler.

Projetos
1. Desenvolvimento de pele artificial contendo equivalente dérmico glicado na avaliação da eficácia e toxicidade de compostos antiglicação (nº 2011/14327-6); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Silvya Stuchi Maria-Engler (USP); Investimento R$ 85.925,35.
2. Geração de peles artificiais humanas e melanomas invasivos como plataforma para testes farmacológicos (nº 2008/58817-4); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Silvya Stuchi Maria-Engler (USP); Investimento R$ 165.075,55.
3. Impacto da expressão de reck no controle da invasão de melanoma: Estudo em monocamadas e pele artificial (nº 2010/50157-5); Modalidade Bolsa no País – Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Silvya Stuchi Maria-Engler (USP); Bolsista Carla Abdo Brohem (USP); Investimento R$ 32.690,51.
4. Estudo da possível implicação de p53 nos efeitos do fator de necrose tumoral-alfa (TNF-alfa) sobre células imortalizadas por papilomavírus humano (HPV) (nº 1998/07087-2); Modalidade Bolsa no País – Regular; Pesquisadora responsável Luisa Lina Villa/USP; Bolsista Enrique Mario Boccardo Pierulivo (USP); Investimento R$ 104.861,71.
5. Análise da expressão de proteínas de polaridade em processos neoplásicos associados ao papilomavírus humano utilizando culturas organotípicas. (FAPESP-Conicet) (nº 2012/51017-8); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisador responsável Enrique Mario Boccardo Pierulivo (USP); Investimento R$ 22.988,33.

FONTE: REVISTA FAPESP