Reportagem    edição 82 - Março 2009 « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 » Nanomedicina no tratamento do câncer por James R. Heath, Mark E. Davis e Leroy Hood JEN CHRISTIANSEN, FONTE: LEROY HOOD CÉLULAS DA PRÓSTATA contêm grupos de proteínas (pontos brancos) que interagem (linhas) entre si, formando pequenas redes; alterações nos níveis celulares de certas proteínas acompanham a mudança de saúde para doença. Nos primeiros estágios do câncer de próstata, as células mostram um aumento nos níveis de MAPK8, proteína que regula o movimento da célula. Nos estágios mais avançados, os níveis de SDC1 são 16 vezes mais altos que nos estágios iniciais. As quantidades relativas dessas duas proteínas podem fornecer indícios da presença da doença e de como ela está progredindo. [continuação] Medicina de Sistemas A modelagem de um sistema requer grande volume de dados, e os seres vivos estão repletos de informações que poderiam ser descritas como digitais: podem ser medidas, quantificadas e programadas dentro de modelos. Essas informações biológicas começam com o código genético do corpo. Todas as células do organismo carregam uma cópia completa do genoma que é formado por três bilhões de pares de bases de DNA, as letras do alfabeto genético. Essas letras codificam cerca de 25 mil genes que representam instruções para o funcionamento de células e tecidos. No interior de cada célula, os genes são transcritos para uma forma mais fácil de ser transportada: fragmentos discretos de RNA mensageiro. Esses RNAs carregam todas as instruções necessárias para que os mecanismos celulares possam ler o RNA e, rapidamente, produzir grandes quantidades de cadeias de aminoácidos, de acordo com as instruções codificadas. Essas cadeias de aminoácidos, desdobram-se em proteínas, as máquinas moleculares tridimensionais que executam a maioria das funções vitais. Em um sistema biológico, como o corpo humano, todos esses dados são transmitidos, processados, integrados e, finalmente, executados pelas redes de proteínas, que interagem entre si e com outras moléculas biologicamente relevantes, no interior das células. Quando todo o sistema é interpretado como uma rede de eventos inter-relacionados, as doenças podem se manifestar como conseqüência de distúrbios que modificam os padrões normais de informação dessas redes. A causa inicial poderia ser uma falha do sistema, como alterações aleatórias do DNA, que alteram uma instrução codificada, ou mesmo alguma influência ambiental externa, como a radiação ultravioleta do Sol, capaz de provocar danos ao DNA e, eventualmente, provocar melanoma. Quando uma disfunção inicial produz vibrações, os padrões de informação continuam a mudar e, assim, explicam a natureza da doença de forma mecânica. É um desafio construir um modelo computacional preciso de uma rede biológica. A tarefa pode exigir a integração de milhões de medidas de RNA mensageiro e níveis de proteínas para capturar de forma abrangente a dinâmica da transição de sistemas saudáveis para doentes. Mas um modelo preciso, capaz de prever corretamente os efeitos de disfunções, pode ser o ponto de partida para mudanças drásticas na compreensão de doenças, condições de saúde e outros padrões interpretados pela medicina. Nas últimas décadas, de todas as doenças, o câncer foi a mais investigada, ainda que tenha sido tradicionalmente caracterizado por aspectos comuns como tamanho e localização em determinado órgão ou tecido, além da presença ou não de metástases – migração de células cancerosas a partir de um tumor primário para outros tecidos e órgãos. Quanto mais avançado estiver o câncer, de acordo com “estágios” do diagnóstico, mais desalentador será o prognóstico para o paciente. Mas mesmo esses critérios convencionais ainda apresentam muitas contradições. Pacientes diagnosticados com cânceres idênticos, submetidos a tratamento-padrão semelhante de radioterapia e quimioterapia, freqüentemente respondem de maneira bem diferente – um grupo de pacientes pode se recuperar totalmente, enquanto outro pode não resistir. « 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 » James R. Heath, Mark E. Davis e Leroy Hood James R. Heath é diretor da NanoSystems Biology Cancer Center e professor de química do Califórnia Institute of Technology (Caltech), onde trabalha com materiais nanoestruturados e circuitos nanoeletrônicos, além de tecnologias para diagnóstico e tratamento de câncer. Mark E. Davis , professor de engenharia química também do Caltech, desenvolveu materiais especializados para terapia experimental e fundou duas companhias, a Insert Therapeutics e a Calando Pharmaceuticals, que desenvolvem terapias de nanopartículas. Leroy Hood fundou o Institute for Systems Biology, em Seattle, e hoje é seu presidente. Foi também pioneiro em tecnologias de seqüência e síntese de DNA e proteínas. Hood e Heath também fundaram a Integrated Diagnostics, uma companhia de medicina de sistemas que está pesquisando biomarcadores para doenças e desenvolvendo plataformas em nanotecnologia e microfluídica, para transformar os biomarcadores em ferramentas diagnósticas. Veja aqui todas as reportagens publicadas neste site!