Ciência

Abordagem terapêutica inovadora pode trazer nova esperança na batalha contra COVID-19

 Abordagem terapêutica inovadora pode trazer nova esperança na batalha contra COVID-19    

18.08.2021

Em um novo estudo publicado na Nature Microbiology, pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências, juntamente com colaboradores do Instituto Pasteur, França, e do Instituto Nacional de Saúde (NIH), nos EUA, oferecem uma nova abordagem terapêutica para combater o coronavírus. Em vez de atingir a proteína viral responsável pela entrada do vírus na célula, a equipe de pesquisadores abordou a proteína na membrana de nossas células que permite essa entrada. Usando um método avançado de evolução artificial desenvolvido por eles, os pesquisadores geraram uma “super rolha” molecular que obstrui fisicamente essa “porta de entrada”, impedindo assim que o vírus se prenda à célula e entre nela.

A maioria das terapias potenciais e vacinas atuais para SARS-CoV-2 tem como alvo a chamada proteína de pico encontrada no envelope externo do vírus. Essa proteína, no entanto, é propensa a mutações que corroem a eficácia dos tratamentos. “Como o vírus está em constante evolução, temos nos focado no receptor humano não evolutivo chamado ACE2, que atua como o local de entrada para o vírus”, diz o Prof. Gideon Schreiber, do Departamento de Ciências Biomoleculares do Weizmann, que supervisionou o novo estudo. Essa abordagem não é suscetível a novas variantes emergentes do vírus, que é um dos principais desafios no combate à pandemia.

O receptor ACE2, ligado à membrana das células epiteliais pulmonares e outros tecidos, é uma enzima importante para regular a pressão arterial. Portanto, por mais tentador que seja simplesmente bloquear este receptor para impedir a entrada do SARS-CoV-2, qualquer estratégia desse tipo não deve interferir na função do ACE2. Prof. Schreiber, cujo laboratório é especializado em estudar interações entre proteínas, se propôs a desenvolver uma pequena molécula de proteína que poderia se ligar ao ACE2 melhor do que o SARS-CoV-2, e sem afetar a atividade enzimática do receptor.

Liderados pelo Dr. Jiří Zahradník, um pós-doutorando do grupo de Schreiber, os pesquisadores começaram identificando o domínio de ligação do SARS-CoV-2: a sequência relativamente curta da proteína de pico que se liga fisicamente ao ACE2. Usando o próprio domínio de ligação receptora do vírus como arma contra ele, Zahradník realizou várias rodadas de “evolução no tubo de ensaio”, em uma cepa de levedura geneticamente modificada. Como a levedura pode ser facilmente manipulada, Zahradník foi capaz de estudar rapidamente milhões de mutações diferentes que se acumularam no curso desta evolução artificial, um processo que imita a evolução natural em um ritmo acelerado. Em última análise, o objetivo era encontrar uma pequena molécula que seria significativamente “mais pegajosa” do que a versão viral original.

A equipe do Prof. Schreiber também forneceu fortes evidências a favor da hipótese de que o SARS-CoV-2 se torna mais contagioso quando as mutações melhoram seu ajuste ao ACE2. Os pesquisadores descobriram que logo após a primeira rodada de seleção, as variantes produzidas em laboratório com maior capacidade de ligação ao ACE2, tinham mutações semelhantes às variantes do SARS-CoV-2 mais contagiosas, como a Alfa, Beta e Gama. Surpreendentemente, a agora difundida variante Delta, é diferente. Para ser mais infecciosa evita parcialmente a detecção pelo sistema imune.

Finalmente, Zahradník isolou um pequeno fragmento de proteína com uma capacidade de ligação 1.000 vezes mais forte do que a original do qual evoluiu. Essa “super rolha” não apenas se encaixava perfeitamente ao ACE2, como permite conservar a atividade enzimática do ACE2 – exatamente como os pesquisadores pretendiam. Além disso, devido à forte ligação, concentrações muito baixas da molécula recém-projetada foram necessárias para alcançar o efeito de bloqueio desejado.

Para desenvolver um potencial método de administrar a molécula como medicamento, o Prof. Schreiber e sua equipe, tiveram a colaboração de outro departamento do Instituto Weizmann de Ciências, o de Ciências Terrestres e Planetárias! Juntos, eles criaram um spray que permitiria que a molécula desenvolvida fosse administrada por inalação aos pacientes.

Até agora, testes em hamsters infectados com SARS-CoV-2, obtiveram resultados preliminares indicando que este tratamento reduz significativamente os sintomas da doença, e sugerindo que pode ser um medicamento potencial.

Leia mais: Putting a Super Cork on the Coronavirus

O Prof. Jacob Hanna, especialista em células-tronco do Instituto Weizmann de Ciências, está entre os The World’s TOP 50 thinkers 2021!

 O Prof. Jacob Hanna, especialista em células-tronco do Instituto Weizmann de Ciências, está entre os The World’s TOP 50 thinkers 2021!

 

Recentemente, a sua equipe provocou agito ao anunciar ter cultivado embriões de camundongos em vidros por 12 dias, ou seja, até a metade do período normal de gestação do animal. O feito inédito até então, abrirá portas para pesquisas em edição genética para doenças hereditárias e o cultivo de órgãos para transplantes, dentre outras.  

Saiba mais: The world’s top 50 thinkers 2021

Você sabia que as proteínas podem se comunicar através do DNA? 5.8.2021

 Você sabia que as proteínas podem se comunicar através do DNA?

5.8.2021

 

Por incrível que pareça, as proteínas podem se comunicar através do DNA, conduzindo um diálogo de longa distância que serve como uma espécie de “switch” genético. Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências mostraram que a ligação de proteínas a um local de uma molécula de DNA pode afetar fisicamente um outro local distante, e que esse efeito ativa certos genes. O estudo publicado na Nature Communications é o primeiro a mostrar este fenômeno no DNA de organismos vivos.
Saiba mais: Calling through the DNA Wire

Covid-19. Cientistas do Weizmann descobrem uma estratégia de três vias exclusivas do SARS-CoV-2 para tomar o controle

 Covid-19. Cientistas do Weizmann descobrem uma estratégia de três vias exclusivas do SARS-CoV-2 para tomar o controle. 

11.05.2021

 

Um novo estudo, publicado na Nature, revela uma estratégia multifacetada que o vírus emprega para garantir sua replicação rápida e eficiente, evitando a detecção pelo sistema imunológico.

O trabalho conjunto dos grupos de pesquisa do Instituto Weizmann de Ciências e Instituto israelense de Ciências Biológicas, Químicas e Ambientais elucidou como é capaz o SARS-CoV-2 de, em questão de horas, assumir o maquinário de fabricação de proteínas da célula e, ao mesmo tempo, neutralizar a sinalização antiviral atrasando a resposta imune.

Os pesquisadores mostraram que o vírus é capaz de hackear o hardware da célula usando três táticas separadas, mas complementares. A primeira tática é reduzir a capacidade da célula de traduzir genes em proteínas. A segunda é degradar as moléculas que carregam instruções para fazer proteínas (RNAs mensageiros mRNA) das células – enquanto os seus próprios mRNA permanecem protegidos. O terceiro, impede a exportação de mRNAs do núcleo da célula, para que não possa servir de modelo para síntese proteica.

Ao empregar essa estratégia de três vias, que parece ser exclusiva do SARS-CoV-2, o vírus assume o controle da síntese de proteínas da célula. A boa notícia é que ao identificar as proteínas virais envolvidas no processo, há novas oportunidades para o desenvolvimento de tratamentos eficazes a Covid-19.

Saiba mais: The Triple Threat of Coronavirus

O Método Weizmann revela os segredos mais bem guardados do RNA

 O Método Weizmann revela os segredos mais bem guardados do RNA

05.04.2021

Compartilhamos cerca de 90% de nossas proteínas com camundongos, mas as nossas diferenças se explicam por mudanças em elementos genéticos que determinam quais genes estão ligados ou desligados, e quando. Combinando ferramentas da ciência de dados com dados biológicos de seres humanos e de 20 outras espécies, incluindo cães, gambás, galinhas, lagartos, peixes e tubarões, a equipe do Prof. Igor Ulitsky do Instituto Weizmann de Ciências desenvolveu um algoritmo que detecta semelhanças nas moléculas entre diferentes espécies.

O método Weizmann pode ser usado para identificar as partes de uma molécula que são cruciais para sua função, incluindo aquelas que podem servir como alvos de tratamento em caso de doença.

Eles já estudaram uma região da molécula que freia um gene que sofreu mutação em pessoas com epilepsia e autismo. Os cientistas identificaram os segmentos mais essenciais e estão testando em ratos as primeiras moléculas específicas para aliviar sintomas neurológicos.

 

Saiba mais: When the Beads Line Up

O novo observatório do Weizmann no Negev ajudará a moldar o futuro da descoberta da astrofísica

 O novo observatório do Weizmann no Negev ajudará a moldar o futuro da descoberta da astrofísica

Janeiro 2021

 

Fronteiras do Universo é uma iniciativa emblemática do Instituto Weizmann de Ciências que lançará uma nova geração de missões espaciais científicas israelenses e integrará a contínua pesquisa que se estende desde a  origem do Universo até o comportamento de partículas fundamentais. Um componente crítico do projeto é o WAO (Weizmann Astrophysical Observatory), agora em construção no deserto de Negev, em Israel.

Localizado perto do pitoresco Kibbutz Neot Smadar, o WAO é um tipo totalmente novo de observatório estelar baseado em dezenas de componentes telescópicos ligados. Permitirá digitalizar o universo visível em resolução temporal extremamente alta, e rastrear eventos celestes em desenvolvimento rápido.

Os avanços tecnológicos recentes por parte dos pesquisadores do Weizmann tornaram possível alcançar um aumento significativo no custo-efetividade, ao mesmo tempo em que forneceram capacidades digitais que possibilitam observar o espaço de uma maneira que nunca foi possível antes.

Leia mais: Ground control to major discoveries

O que será preciso para evitar a próxima pandemia?

 O que será preciso para evitar a próxima pandemia?

Jan/2021

A criação do  Instituto de Pesquisa de Doenças Infecciosas no Instituto Weizmann de Ciências aplicará insights da pesquisa COVID-19 e ajudará a afastar a próxima pandemia.

Será possível reverter o dano cardíaco?

 Será possível reverter o dano cardíaco?

 

Em pesquisa pré clínica, uma única dose de Agrin promove mecanismos naturais de reparo

 

Uma proteína natural presente nos fetos, mas que também pode ser fabricada em laboratório, poderia servir como terapia após ataques cardíacos promovendo reparação cardíaca e ajudando a prevenir insuficiência cardíaca crônica.

Experimentando em porcos, cujos corações batem em um ritmo semelhante ao dos humanos, pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências em colaboração com a Universidade Técnica de Munique, mostraram que a proteína Agrin promove a reparação cardíaca em suínos. Os pesquisadores também esclareceram os mecanismos de ação indicando que é provável que funcione de forma semelhante em humanos. Estudos complementares sugerem que poderia ser administrada durante a angioplastia.

Este estudo foi viabilizado em parte, por um novo programa que visa preencher a lacuna entre avanços promissores da ciência básica no Instituto e aplicação comercial. Chamado IDEA (Inovação, Desenvolvimento, Aprimoramento e Aceleração), é uma iniciativa da Yeda, braço de transferência de tecnologia do Weizmann.

Saiba mais: Potential Heart-Repair Protein Advances to a New Stage

Os primeiros humanos usaram fogo para produzir ferramentas de pedra

 Os primeiros humanos usaram fogo para produzir ferramentas de pedra

Um novo estudo de ferramentas antigas sugere um entendimento qualificado sobre o aquecimento do sílex para produção de diferentes formas.

Antigos hominídeos podem ter usado temperaturas diferentes para criar diferentes tipos de ferramentas. A descoberta foi feita por pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências que empregaram tecnologias de ponta para estudar uma coleção de ferramentas de pedra de entre 300.000 – 400.000 anos atrás.


“Não podemos saber como ensinaram aos outros a habilidade de fazer ferramentas, que experiência os levou a aquecer a pedra crua em diferentes temperaturas, ou como eles conseguiram controlar o processo, mas o fato de que as lâminas mais longas são consistentemente aquecidas de uma maneira diferente das outras peças, aponta para uma intenção”, diz o pesquisador do Departamento de Arqueologia do Weizmann, o  português Dr. Filipe Natalio.

A pesquisa foi publicada na Nature Human Behaviour.

Saiba mais:  Ancient Hominins Used Fire to Make Stone Tools

Novo método permite ver o interior de dezenas de milhares de células individuais ao mesmo tempo e com mais detalhes

 Novo método permite ver o interior de dezenas de milhares de células individuais ao mesmo tempo e com mais detalhes

Em camundongos, essas “informações privilegiadas” permitiram identificar um subconjunto de células imunes que “colaboram” com o câncer, bloqueá-las e matar o tumor.

Um grupo de pesquisa do Instituto Weizmann de Ciências desenvolveu uma tecnologia que permite ver o interior de dezenas de milhares de células individuais, ao mesmo tempo e em maiores detalhes do que nunca. O grupo, liderado pelo Prof. Ido Amit, do Departamento de Imunologia do Instituto, aplicou esse método para definir as células imunes que se infiltram nos tumores. Assim, identificou um novo subconjunto de células imunes inatas que “colaboram” com o câncer. Em camundongos, bloquear essas células imunes inibidoras permitiu matar o tumor.

A nova técnica, chamada INs-seq (intracellular staining and sequencing– coloração e sequenciamento intracelular em trad. livre) permite aos cientistas medir RNA, proteínas e estudar processos bioquímicos que ocorrem dentro de cada uma das células. Essa riqueza de “informações privilegiadas” pode ajudá-los a desenhar distinções muito mais finas entre diferentes subtipos celulares e atividades do que é possível com os métodos existentes. Os cientistas usaram a tecnologia para abordar uma questão que vinham tentando resolver há décadas: Por que o sistema imunológico não reconhece e mata células cancerígenas, e por que a imunoterapia muitas vezes falha? A resposta poderia estar em ações específicas de subgrupos de células imunes. Os pesquisadores acreditam que a INs-seq pode ajudar os pesquisadores a identificar essas células particulares e desenvolver novas terapias para tratá-las

A  Yeda Research and Development, braço de transferência de tecnologia do Instituto Weizmann de Ciências, já está  trabalhando não apenas no desenvolvimento de um novo anticorpo de imunoterapia para uso clínico mas na transferência da tecnologia INs-seq.

 

Saiba mais: Internal Differences: A New Method for Seeing into Cells