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PLANTAS TÊM CIRCUITO BIOLÓGICO QUE AS PROTEGE DE CONDIÇÕES EXTREMAS – ESTUDO

As plantas utilizam os seus relógios circadianos para regular a resposta às mudanças na água e salinidade e, assim, lidar com situações extremas, de acordo com um estudo que aponta uma nova forma de criar culturas resistentes à seca.

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As plantas utilizam os seus relógios circadianos para regular a resposta às mudanças na água e salinidade e, assim, lidar com situações extremas, de acordo com um estudo que aponta uma nova forma de criar culturas resistentes à seca.

O estudo, realizado pela Keck School of Medicine da University of Southern California (USC), foi publicado esta segunda-feira na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas).

As alterações climáticas estão a afetar o desempenho agrícola e, no futuro, podem ameaçar o abastecimento alimentar global, razão pela qual a conceção de culturas mais resistentes à seca ou à salinidade do solo tornou-se uma necessidade urgente.

Os investigadores descobriram que as plantas utilizam os seus relógios circadianos para responder às mudanças externas na água e no sal ao longo do dia e que esse mesmo circuito – controlado por uma proteína conhecida como ABF3 – também ajuda as plantas a adaptarem-se a condições extremas como a seca.

“As plantas ficam presas num lugar. Elas não podem correr e beber água. Não podem mover-se para a sombra quando querem ou para longe de um solo excessivamente salgado. É por isso que elas evoluíram para utilizar os seus relógios circadianos para medir e se adaptar perfeitamente ao seu ambiente”, explicou o autor principal do estudo, Steve A. Kay, professor de Neurologia, Engenharia Biomédica e Biologia Computacional Quantitativa na Keck School of Medicine.

A investigação analisou o papel das proteínas do relógio circadiano em plantas e animais que regulam as mudanças biológicas durante o dia e podem fornecer uma solução inteligente para a engenharia agrícola.

Criar plantas resistentes à seca é difícil, porque as plantas respondem ao stresse retardando o seu próprio crescimento, o que resulta em produções fracas.

Estudos anteriores mostraram que as proteínas do relógio regulam cerca de 90% dos genes das plantas e são críticas para as suas respostas à temperatura, intensidade da luz e duração do dia, incluindo mudanças sazonais que determinam quando florescem.

Mas até que ponto as proteínas do relógio controlam a forma como as plantas lidam com as mudanças nos níveis de água e salinidade do solo? Para analisá-la, Kay e a sua equipa estudaram a Arabidopsis, uma planta amplamente utilizada em investigações por ser pequena, ter um ciclo de vida rápido, um genoma relativamente simples e partilhar características e genes com muitas culturas agrícolas.

Os cientistas criaram uma biblioteca de mais de 2.000 fatores de transcrição de Arabidopsis (as proteínas que controlam a expressão genética em diferentes circunstâncias) e então procuraram associações.

“Tivemos uma grande surpresa: muitos dos genes regulados pelo relógio estavam relacionados com respostas à seca”, frisou Kay, acrescentando que são “particularmente aqueles que controlam a hormona ácido abcísico, um tipo de hormona do stresse que as plantas produzem quando os níveis de água estão muito altos ou muito baixos”.

A análise revelou que os níveis de ácido abcísico são controlados por proteínas do relógio, bem como pelo fator de transcrição ABF3, no que Kay chama de “ciclo de feedback homeostático”.

Durante o dia, as proteínas do relógio regulam o ABF3 para ajudar as plantas a responder às mudanças nos níveis de água, e então o ABF3 devolve a informação às proteínas do relógio para manter a resposta ao stresse sob controlo, um ciclo que ajuda as plantas a adaptarem-se quando as condições se tornam extremas, como um seca.

Os dados genéticos também revelaram um processo semelhante para gerir as mudanças nos níveis de salinidade do solo.

“O que há de realmente especial neste circuito é que ele permite que a planta responda ao stresse externo, mantendo a sua resposta ao stresse sob controlo, para que possa continuar a crescer e desenvolver-se”, explicou Kay.

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CIÊNCIA & TECNOLOGIA

CIENTISTAS CRIAM CÉLULAS PARA TRATAMENTO DA DOENÇA DE MACHADO-JOSEPH

Uma equipa de cientistas liderada pela Universidade de Coimbra conseguiu criar células estaminais humanas, a partir de células da pele, que têm potencial para o tratamento de longa duração da doença de Machado-Joseph, segundo um estudo hoje divulgado.

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Uma equipa de cientistas liderada pela Universidade de Coimbra conseguiu criar células estaminais humanas, a partir de células da pele, que têm potencial para o tratamento de longa duração da doença de Machado-Joseph, segundo um estudo hoje divulgado.

A Universidade de Coimbra referiu que esta investigação abre caminho para o desenvolvimento de células que possam vir a ser usadas no tratamento desta doença neurodegenerativa que afeta, nomeadamente, os movimentos e a articulação verbal, e que tem grande incidência em Portugal.

A líder do estudo, Liliana Mendonça, explicou que a descoberta feita pela equipa de investigação demonstra a viabilidade da aplicação de terapias personalizadas a pessoas portadoras desta doença, através da criação de células estaminais dos doentes que se pretendem tratar.

Isto irá traduzir-se numa maior aceitação do transplante, frisou a investigadora do Centro de Neurociências e Biologia Celular da Universidade de Coimbra (CNC-UC) e do Centro de Inovação em Biomedicina e Biotecnologia (CIBB).

Consideradas muito versáteis, as células estaminais permitem dar origem a células especializadas de vários tecidos e órgãos do corpo humano.

A doença de Machado-Joseph ainda não tem tratamento. O cerebelo é uma das regiões do cérebro mais afetadas, levando a extensa morte neuronal, dificuldades de coordenação motora, de deglutição e de articulação do discurso.

“Tem uma grande prevalência nos Açores, especialmente na ilha das Flores, que regista a maior incidência da doença a nível mundial”, contou a investigadora.

A equipa de investigação criou células que demonstraram ter capacidade de originar neurónios em culturas celulares (conjunto de técnicas para testar o comportamento de células num ambiente artificial) e também em organóides cerebrais (tecidos gerados ‘in vitro’, ou seja, fora de organismos vivos).

Segundo Liliana Mendonça, simultaneamente, os investigadores observaram que as células estaminais humanas sobreviveram até seis meses após transplante no cerebelo do modelo animal, tendo-se diferenciado em células da glia (células do sistema nervoso central que desempenham diversas funções) e neurónios, o que significa que revelaram ter potencial para atuar positivamente no controlo de doenças neurodegenerativas.

“Existe uma elevada necessidade de desenvolver estratégias terapêuticas que possam tratar doenças neurodegenerativas, que, de forma robusta, melhorem a qualidade de vida dos doentes, contribuindo, assim, para reduzir os encargos de saúde dos sistemas de saúde e das famílias destes doentes”, alertou.

Este trabalho, que foi desenvolvido pela equipa do Grupo de Investigação de Terapias Génicas e Estaminais para o Cérebro do CNC-UC, encontra-se a ser aprofundado.

Um dos objetivos é estudar de que forma é que estas células conseguem melhorar os problemas de coordenação motora da doença, com recurso a um modelo animal.

A coordenadora da investigação avançou que os cientistas vão também desenvolver estratégias para melhorar a migração das células e, seguidamente, a sua diferenciação em neurónios cerebelares, após o seu transplante para o cérebro, algo que pode aumentar significativamente os efeitos terapêuticos destas células.

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IDENTIFICADAS CÉLULAS-CHAVE PARA PREVENIR A ATEROSCLEROSE NO SÍNDROME DA PROGÉRIA

Uma equipa internacional de investigadores identificou as células-chave para prevenir a aterosclerose em pessoas que sofrem do síndrome de progéria, uma doença muito rara que causa envelhecimento prematuro e acelerado de quem a sofre.

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Uma equipa internacional de investigadores identificou as células-chave para prevenir a aterosclerose em pessoas que sofrem do síndrome de progéria, uma doença muito rara que causa envelhecimento prematuro e acelerado de quem a sofre.

A síndrome de Progéria é uma doença genética extremamente rara que afeta 1 em 20 milhões de pessoas, e estima-se que afete cerca de 400 crianças em todo o mundo. A doença é caracterizada por induzir envelhecimento acelerado, aterosclerose grave e morte prematura em idade média de aproximadamente 15 anos.

Os resultados da nova investigação foram publicados esta segunda-feira no The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e participaram no estudo cientistas do Centro Nacional de Investigação Cardiovascular (CNIC) do Instituto de Saúde Carlos III, do Centro de Investigação em Rede de Doenças Cardiovasculares, do Centro de Investigação Biológica Margarita Salas do Conselho Superior de Investigação Científica, da Universidade de Oviedo (todos em Espanha) e da Universidade Queen Mary de Londres (Reino Unido).

As doenças raras representam um grande problema social e de saúde, uma vez que se estima que existam perto de 7.000 e que afetem sete por cento da população mundial, recordou o CNIC, citado pela agência Efe.

Embora os pacientes com este síndrome normalmente não apresentem os fatores de risco cardiovasculares típicos (hipercolesterolemia, obesidade ou tabagismo), a sua principal causa de morte são as complicações da aterosclerose, como enfarte do miocárdio, acidente vascular cerebral ou insuficiência cardíaca.

Atualmente não há cura para a progéria, observou o CNIC, e enfatizou a urgência do desenvolvimento de novas terapias que previnam a aterosclerose e outras alterações vasculares associadas à doença para aumentar a expectativa de vida dos pacientes.

A causa genética da doença é uma mutação num gene (LMNA) que provoca a expressão da progerina, uma versão mutante da proteína nuclear “lamina A” que induz numerosos efeitos nocivos a nível celular e do organismo, explicou o CNIC, em comunicado.

Estudos recentes desta síndrome realizados em modelos animais mostraram que é possível corrigir esta mutação através da edição genética, e que a consequente eliminação da progerina e recuperação da expressão da “lâmina A” melhora as alterações características do doenças e prolonga a expectativa de vida.

Para otimizar a terapia genética para o potencial tratamento de pacientes com progéria, é importante identificar os tipos de células nos quais a deleção da progerina produz mais benefícios.

Para responder a esta questão, o laboratório do investigador Vicente Andrés (CNIC) gerou ratos com esta síndrome e os investigadores apontaram as células musculares lisas vasculares como um possível alvo terapêutico para combater a aterosclerose prematura na progéria.

No novo trabalho publicado pela PNAS e utilizando os mesmos tipos de ratos, os investigadores estudaram se a aterosclerose associada a esta síndrome pode ser evitada suprimindo a progerina e restaurando a “lâmina A” nas células “endoteliais” ou em células musculares lisas vasculares.

Os cientistas descobriram assim que a eliminação da progerina nas células endoteliais não trazia nenhum benefício, mas trazia quando era eliminada nas células musculares lisas vasculares.

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