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Reportagem |
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| edição 82 - Março 2009 |
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| Nanomedicina no tratamento do câncer |
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| por James R. Heath, Mark E. Davis e Leroy Hood |
[continuação]
Nosso grupo de pesquisa tem chamado a atenção para o desafio de se usar o sangue para avaliar o status de todo o sistema orgânico, comparando populações de RNA mensageiro produzidas por 50 ou mais órgãos isoladamente. Descobrimos que cada órgão tem 50 ou mais tipos de RNA mensageiro que são produzidos apenas naquele órgão. Alguns desses RNAs codificam proteínas específicas do órgão, que são secretadas na corrente sangüínea, e os níveis de cada uma dessas proteínas mostram como estão funcionando as redes que controlam sua produção no interior daquele órgão. Quando essas redes são perturbadas por doença, os níveis das proteínas correspondentes são alterados. Essas alterações permitem a identificação de uma determinada doença, já que cada uma delas afeta diferentes redes biológicas de modo característico.
Se pudermos avaliar o nível de aproximadamente 25 proteínas de cada uma dessas “impressões digitais” específicas do órgão, as análises computacionais permitirão detectar todas as doenças pela identificação das redes perturbadas, com um simples exame de sangue. Além do diagnóstico precoce – muito importante quando se trata de câncer – essa abordagem pode permitir sua tipificação em diferentes subtipos para se prever como o câncer irá progredir e responder à terapia. Provamos inicialmente esse princípio ao estudarmos a evolução da doença de príon em camundongos.
Inoculamos em camundongos proteínas de príon infectado, que causam uma doença degenerativa do cérebro, semelhante à “doença da vaca louca”. Em seguida, analisamos populações totais de RNAs mensageiros do cérebro de animais infectados e de um grupo de animais de controle, em dez estágios, na fase inicial da doença. Com esses dados, identificamos 300 RNAs mensageiros variáveis que codificavam o núcleo da proteína da doença de príon. Cerca de 200 desses RNAs pertenciam a quatro redes biológicas que explicavam praticamente todos os aspectos conhecidos da doença. Os outros 100 descreveram previamente diferentes aspectos da doença de príon até então desconhecidos. Estudos dessas redes biológicas perturbadas também permitiram a identificação de quatro proteínas do sangue que prognosticam a doença de príon antes do aparecimento de qualquer tipo de sintoma, o que poderia servir como marcador diagnóstico pré-sintomático, com óbvios benefícios para a medicina preventiva.
Esses estudos exigiram cerca de 30 milhões de medidas, e desenvolvemos uma série de programas computacionais para analisar, integrar e finalmente modelar essa enorme quantidade de dados. Desenvolver modelos preventivos de doenças e traduzi-los em ferramentas úteis para a medicina requer métodos rápidos, sensíveis e, o mais importante, baratos. Tanto para o seqüenciamento de DNA quanto para medir a concentração de proteínas e de RNA mensageiro. |
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| 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. |
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