Descomplicando a Biotec: Outubro 2014
Curiosidades: Braço prostético controlado pela mente agora uma realidade
Um sueco foi a primeira pessoa no mundo a receber um braço prostético controlado diretamente pela mente. Essa prótese interage diretamente com osso, músculo e nervos e está em fase de testes desde Janeiro de 2013, mas somente agora os seus estudos foram revelados.
foto: Reprodução/CNET
A técnica responsável por esta novidade é chamada de osseointegração, e consiste de implantar e fixar a prótese de titânio no osso, conectando eletrodos diretamente aos nervos e músculos, possiblitando a rápida leitura e resposta dos sinais elétricos provenientes do cérebro para o braço. De acordo com o pesquisador que lidera esta criação, Max Ortiz Catalan, da Chalmers Universidade de Tecnologia, Suécia, isso cria uma "relação íntima entre corpo e máquina; entre biologia e mecatrônica".
Há outras próteses robóticas sofisticadas no mercado, mas elas utilizam eletrodos menos invasivos, que ficam sobre a pele do usuário, limitando o que elas podem fazer. Esta, por ser totalmente interna, sofre menos interferências de sinais elétricos provenientes de outros locais do corpo, garantindo melhor estabilidade e controle. O sueco que a utiliza, inclusive, segue sua rotina normal como motorista de caminhão desde que passou pela cirurgia, carregando peso e lidando com máquinas.
O próximo passo agora é desenvolver tato. Enquanto a maior parte da informação segue do cérebro para a prótese, os eletrodos implantados nos nervos também podem enviar dados da prótese para o cérebro, e é nisso que os pesquisadores estão agora trabalhando.
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Marcadores: braço prostético, curiosidades, osseointegração
Descelularização de órgãos: Uma alternativa para o transplante de órgãos
O uso de células-tronco como fonte para a produção de órgãos desponta como uma ótima alternativa para a realização de transplantes, uma vez que essas células são retiradas do próprio receptor, não ocorrendo reações de rejeição mediadas pelo sistema imunológico. Dessa forma, inúmeras técnicas e estudos vêm sendo desenvolvidos a fim de possibilitar a utilização de células-tronco.
Contudo, diversas restrições éticas, legais e propriamente biológicas vêm dificultando o aprimoramento dessas técnicas. Muitos modelos testados apresentam bom desempenho in vitro e quando aplicados em animais, mas não demonstram a mesma eficiência em relação aos seres humanos.
Apesar de tudo, já foram reportados grandes avanços no que diz respeito à engenharia de tecidos, ramo que visa principalmente à utilização de células-tronco para a reconstrução de órgãos. Entre esses avanços, pode ser citado o processo de utilização de células-tronco pluripotentes induzidas para a repopularização de arcabouços de órgãos.
Este procedimento vem sendo apontado por muitos como o mais promissor de todos já realizados até o presente momento, já que demonstra ter bons resultados nos testes realizados. Nele, um determinado órgão é despopularizado, ou seja, são retiradas suas células, restando apenas o arcabouço do órgão. Em seguida, algumas das células retiradas desse órgão são induzidas a pluripotência, tornado-se células-tronco pluripotentes induzidas, da sigla em inglês iPSC.
As iPSCs geradas são inoculadas no órgão e fazem a sua repopularização. O órgão é reimplantado no paciente e tem apresentando funções fisiológicas normais em todos os testes já realizados.
Uma grande quantidade de estruturas, como fígado, rins e coração, já foram reconstruídas com o uso dessa técnica, a qual, por utilizar células-tronco induzidas derivadas do próprio paciente, acaba com questões éticas e de ordem jurídica relacionadas a células-tronco embrionárias, por exemplo.
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Marcadores: células-tronco, descelularização, órgãos, pluripotentes
Os leds ganharam o Prêmio Nobel de Física e ocupam lugar de destaque na gravação de mídias digitais , e em iluminação está avançando rumo a agricultura, melhorando o rendimento das culturas usando o que os pesquisadores chamam de "suplementação luminosa".
Uma das principais vantagens dessa tecnologia é complementar a radiação solar em locais onde há pouca luz, ou iluminar parte das plantas que recebem uma menor incidência de luz solar pelo sombreamento.
Em hortaliças, os primeiros testes tiveram um acréscimo de 15% na produtividade de minitomates com uso de barras de led fornecendo iluminação adicional, tendo um aumento da eficiência fotossintética da cultura.
O primeiro experimento vem sendo realizado em ambiente protegido climatizado, composto por sistema de resfriamento evaporativo.
Marcadores: fotossíntese, leds, suplementação luminosa
Entrevista: Professora Cassia Roberta
Cassia Roberta Malacrida Mayer,formada em engenharia de alimentos na Unesp de Rio Preto, fez mestrado na UFMG onde começou a trabalhar com compostos bioativos. Fez seu doutorado na Unesp de Rio Preto na área de tecnologia de óleos e gorduras e seu pós doutorado trabalhou com micro encapsulação de ingredientes alimentícios.
Db: Diga um pouco sobre a sua formação professora
Cassia: Sou engenheira de alimentos, sou formada na Unesp de Rio Preto, fiz mestrado na UFMG onde comecei a trabalhar com compostos bioativos, na ocasião trabalhei com suco de uva. Retornei para a Unesp de Rio Preto para fazer meu doutorado que foi na área de óleos e gorduras onde trabalhei na extração de óleos de sementes de frutas, depois disso fiz meu pós doutorado também na Unesp mas na área da engenharia, onde trabalhei na microencapsulação de ingredientes alimentícios.
Db: Fale-nos sobre sua linha de pesquisa, em que consiste ela?
C: Trabalho com a extração de óleos e métodos alternativos para extrair os mesmos, tais como ultrassom e enzimas. A ferramenta da minha pesquisa é o pequi, uma fruta do cerrado. Além disso, estou no começo da linha de pesquisa da micro encapsulação.
Db: Como começou sua linha de pesquisa a partir do pequi?
C:No meu doutorado trabalhei com semente de frutas, queria trabalhar com uma fruta que conseguisse extrair o óleo da polpa e o pequi é uma fruta bem oleosa, por causa disso acabou sendo a ferramenta da minha pesquisa.
Db: Como começou a dar aula e quais disciplinas você administra?
C: Quando terminei o pós doutorado. Antes mesmo de ter terminado surgiu a oportunidade de me inscrever para o concurso, me inscrevi e acabei passando. Trabalho com as disciplinas de Físico-Química, Análise de Alimentos, Química Analítica e divido Fenômenos de Transportes com outra docente.
Db: O que acha sobre o curso de Engenharia Biotecnológica e qual nosso diferencial por ser um curso de engenharia?
C: Conheci sobre o curso ainda quando ele era apenas Biotecnologia. O curso ainda tem muito para evoluir, mas por ser multidisciplinar existe um vasto campo de aplicação, principalmente pelo grande crescimento da biotecnologia. Por ser um curso de engenharia, acredito que muitos de vocês deveriam se esforçar para conseguir um estágio em uma indústria pois isso é algo importante para um engenheiro. Além disso por vocês serem os pioneiros nessa área da engenharia biotecnológica, acredito que possuam algo a mais em relação aos outros cursos.
Db: Qual sua opinião sobre a Biotec Jr? Chegou a conhecer bem nossa empresa e projetos?
C: Não conheço bem, gostaria de conhecer melhor a empresa. Acho interessante a ideia da empresa júnior e importante para vocês pois os colocam em contato com outras empresas e te proporcionam experiência no desenvolvimento de projetos e outras áreas, como a administração por exemplo.
Marcadores: encapsulação, entrevistas, pequi, professora, UNESP
Descomplicando o vestibular: Sistemas de Unidades - Análise dimensional
Quando estudamos algum fenômeno, analisamos as variáveis que participam do mesmo, estas variáveis se denominam grandezas físicas que correspondem a tudo que você pode contar, enumerar e etc.
Em análise dimensional tratamos as dimensões como grandezas algébricas, dessa forma, apenas adicionamos ou subtraímos grandezas nas equações quando elas possuem a mesma dimensão.
Exemplo 1: Suponha que desejemos determinar quantas polegadas são equivalentes a 55 cm. Sabendo que:
1 in = 2,54 cm.
Podemos entender isso como: Há 2,54 cm por polegada. Dessa forma, precisamos descobrir quantas vezes 2,54 centímetros por polegada divide 55 centímetros. Fazemos então :
(55 cm) / (2,54 cm/in) = 21,6 in
Como quantidades algébricas, temos :
cm / (cm/in) = in ou
cm *( in/cm) = in
Além dessa relação, demos levar em conta os fatores unitários :
1 in / 2,54 cm = 1 (A divisão é igual a 1 pois são equivalentes)
Aplicando o fator ao exemplo, obtemos:
55 cm * (1 in / 2,54 cm) = 21,6 in
Exemplo 2: Você viaja em um carro à velocidade de 50 milhas por hora. A quantos metros por segundo corresponde esta velocidade ?
Solução: Usando fatores de conversão sequencialmente, obtemos:
50 mi/h *(1,61 km / 1 mi)*(10^3 m / 1 km)*(1 h / 60 min)*(1 min / 60 s) = 22,4 m/s
No Sistema Internacional de Unidades temos sete grandezas fundamentais:
Intensidade de corrente elétrica (Ampere)
Porém, na análise dimensional utilizamos apenas três grandezas massa, comprimento e tempo, as quais são representadas pelas letras M, L e T respectivamente.
Quimica Geral Volume 1 - John B. RUSSELL
http://pt.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lise_dimensional
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Marcadores: analise dimensional, física, química, sistemas de unidades, Vestibular
Terapia gênica no tratamento da imunodeficiência grave (SCID-X1)
A terapia gênica consiste em pegar um gene e é inserido no genoma substituindo o gene que causa a doença. O vetor é necessário para enviar o gene terapêutico para a célula-alvo do paciente, o vetor mais comum utilizado é um vírus.
Porque o vírus? O vírus tem a capacidade de inserir o seu material genético dentro da célula humana, por esse mecanismo ele é capaz de causar doenças. Aproveitando-se dessa capacidade, o material genético que o vírus colocaria foi trocado por genes benéficos, genes terapêuticos.
Pesquisadores descobriram que a terapia gênica quando usada como um sistema de entrega ou um vetor, pode restaurar o sistema imunológico de crianças com imunodeficiência grave (SCID-X1), uma rara doença que principalmente afetam crianças homens.
Esta doença é decorrente de mutações no gene codificador da subunidade de sinalização de um receptor de citocinas, apresentando bloqueio na diferenciação das células T, NK e linfócitos B.
Os esforços para o tratamento da SCID-X1 através da terapia gênica foram inicialmente um sucesso, porém aproximadamente um quarto das crianças desenvolveram leucemia de dois a cinco anos depois do tratamento. Os resultados dos estudos sugerem que este novo vetor criado é igualmente efetivo em restaurar a imunidade e pode ser muito mais efetivo que outros métodos já existentes.
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Marcadores: imunodeficiência grave, linfócito t, nk, SCID, terapia gênica, vírus
Biomateriais: Aplicações e complicações
Biomateriais são materiais sintéticos que podem conviver com o corpo sem que nenhum dos dois (tecido ou o material em questão) seja prejudicado. Esse fator é relativo e leva em consideração o objetivo do material e o tempo que ele ficara em contato com o ser vivo. O intervalo de tempo pode variar entre 10 segundos (no caso de uma seringa) ou poderá ser vitalício.
As funções dos biomateriais variam entre substituir um órgão ou tecido, servir de fixação entre órgãos e tecidos, estimular o crescimento de tecidos dentre outras aplicações como em seringas e bisturis. Os pontos com maior enfoque atualmente tem sido a substituição de órgãos para diminuir as filas de transplante (no site www.unos.org podemos ter uma noção das filas no cenário estadunidense) e em aplicações cirúrgicas de forma que não sejam necessários outros processos cirúrgicos para extração de materiais que podem trazer prejuízos ao paciente, sendo assim eles deveriam ser absorvidos pelo organismo.
Uma novidade que pode provocar uma revolução na área é a impressora de materiais em 3D, onde formatos e novos materiais são pesquisados e testados de forma que possam substituir a curto prazo ossos que não foram somente deformados e mas sim aqueles que sofreram perda total do tecido em algumas regiões, ou seja, o material em questão deveria ser resistente e poroso para que possa simular e estimular o crescimento do tecido de forma que possa ser absorvido após um processo de reconstituição natural feito pelo próprio organismo.
Porém esse recurso apresenta grandes dificuldade: a biocompatibilidade, as exigências físicas e as exigências químicas. Alguns materiais simplesmente não são biocompativeis por não possuir a textura ou as características químicas necessárias, uma vez que qualquer corpo externo pode causar uma rejeição, que pode trazer sérias complicações médicas. As dificuldades das exigências físicas podem ser encontradas quando é necessária a reposição de uma artéria, já que o material deve ser flexível, resistente e não pode sofrer obstruções quando dobradas, na substituição de juntas também devem apresentar resistência e flexibilidade. As dificuldades químicas são encontrar um composto estável e que tenha aprovação para qualquer aplicação médica, já que podem ficar dentro de um organismo durante longos períodos.
Marcadores: biocompatibilidade, biomaterias, impressora 3D
Descomplicando o vestibular: Noções de eletrostática
Eletrostática é o nome que damos à dinâmica de atração existente entre as diferentes cargas dos corpos, antes ou após sua eletrização. Há muito tempo, observou-se no âmbar (resina vegetal petrificada), o qual era capaz de atrair pedaços de palha, após ser atritada ao pelo dos animais. Esse fenômeno é conhecido como eletricidade estática.
Após algum tempo, criou-se a idéia de carga existente nos materiais. Mas essas cargas so começaram a ser nomeadas de positivo e negativo por Benjamin Franklin, ao realizar experimentos de eletrostática com bastões de borracha e vidro.
Mais tardiamente, descobriu-se que a matéria era composta por átomos . E de uma maneira simplificada, foi dividido o átomo em duas regiões; o núcleo(contendo o próton) e a eletrosfera (que contém elétrons orbitantes). Essa descoberta ajudou a entender melhor o como funcionava a atração entre os bastões do experimento realizado por B. Franklin. Adimitiu-se, assim, o sinal positivo para o próton e o negativo para o elétron. E atualmente sabemos que as cargas dos elétrons e dos prótons são iguais em valores absolutos. Desta forma, um corpo neutro contém a mesma quantidade de prótons e elétrons.
A carga elétrica de um elétron ou de um próton, em modulo, é chamada de carga elétrica elementar (representado pela letra "e"), e seu valor é:
II-Condutores e Isolantes
Bons Condutores: materiais que possuem parte de seus elétrons sofrendo fraca atração pelo núcleo, possuindo, assim, liberdade de movimento.
Maus Condutores: são os materiais em que essa liberdade de movimento não é grande, ou seja, que os elétrons possuem grande atração pelo núcleo.
III- Quantidade de carga de um corpo (Q)
Deve-se ter em mente que um corpo é composto por cargas positivas (np) e negativas(ne). E, além disso, lembrar que se um corpo é neutro, seu número de prótons e elétrons são iguais(ne=np). Se ele for eletrizado positivamente, seu número de prótons é maior que de elétrons (np>ne) e quando eletrizado negativamente seu número de elétrons é maior que o número de prótons (np<ne).
Assim, como a quantidade de carga depende, basicamente, da quantidade de np e ne de um corpo para ser quantizada, seu calculo é dado por:
IV-Princípios Eletrostática
Princípio da conservação da carga elétrica: Em um sistema isolado, a quantidade de carga elétrica se conserva, ou seja, a soma algébrica das cargas elétricas do sistema é constante.
Princípio das Ações Elétricas: cargas de sinais opostos se atraem e cargas de sinais iguais se repelem.
V-Processos de eletrização
Processos de eletrização são métodos utilizados para a troca de carga elétrica entre corpos, adicionando-se ou retirando-se elétrons. Vemos a seguir os três principais processos: atrito, contato e indução.
Eletrização por atrito: Os corpos acabam trocando suas cargas devido ao atrito. Assim, um cede elétrons, eletrizando-se positivamente, e o outro recebe esses elétrons, eletrizando-se, negativamente.
Eletrização por Contato: Ao colocarmos dois corpos condutores com cargas diferentes, eles trocarão elétrons até alcançarem o equilíbrio. Se os corpos forem idênticos, o equilíbrio ocorrerá quando as quantidades de cargas dos dois corpos se igualarem.
Eletrização por indução: É um processo de eletrização em que se acarreta (induz) a eletrização dos corpos.
Postado por Descomplicando a Biotec às 23:40 0 comentários
Marcadores: carga elétrica, condutor, eletron, eletrostática, física, isolante, Vestibular
Humor do Streptococcus
Desde 1933 quando passou a se estudar mais a bactéria patógena Streptococcus pneumoniae é de conhecimento de médicos e cientistas do mundo que ela possuia dois tipos de estado na natureza(equivalente ao humor). A primeira é conhecida como a fase "viva e deixe viver", classificando a típica forma de um parasita, no qual ele presa pela saúde do hospedeiro para que posso realizar seu metabolismo com maior eficiência e também para que sua principal fonte de energia não cesse. O outro estado seria o mais virulento, que aquelas pessoas que possuem a bactéria podem desenvolver a Pneumonia e futuras complicações.
Entretanto, aparentemente, durante as últimas pesquisas, foi descoberto que a S.pneumoniae possui ainda mais "personalidades". Cada uma está associada com uma doença mortal, e além disso, cada uma pode emergir de acordo com um interruptor genético específico. Para descobrir tal interruptor, foi designada uma equipe internacional de cientistas que estudam o genoma, que por sua vez, focaram em sistemas de Restrição-Modificação(RM), os quais mediam a regulação gênica através de mudanças epigenéticas(mudanças no DNA de acordo com o meio em que o organismo se encontra).
As pesquisas demonstraram que o Pneumococcus possui a habilidade de gerar subpopulações que possuem padrões de Metilação de DNA distintos. Essas mudanças epigenéticas mudam tanto a expressão gênica quanto os padrões de virulencia. Segundo os cientistas, entender essas mudanças é crucial para o desenvolviemnto de vacinas mais eficientes.