Israel

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

Visão através do toque

 Visão através do toque

8.6.2021

Uma abordagem que demonstra a incrível plasticidade do cérebro permitiu que as pessoas adquirissem “um novo sentido”. Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências (WIS) projetaram um sistema que converte informações visuais em sinais táteis, possibilitando “ver” objetos distantes através do toque.

Pessoas cegas desde o nascimento e participantes de olhos vendados, após um treinamento de duas horas, aprenderam a identificar objetos corretamente em menos de 20 segundos, um nível de desempenho sem precedentes!

Com o Sistema ASenSub, desenvolvido no WIS, um conversor cria sinais táteis com base em informações visuais captadas por uma câmera anexada à mão do usuário. A imagem é convertida em sinais táteis através de um conjunto de 96 pinos colocados sob as pontas de três dedos da mesma mão. O brilho do pixel define a altura de cada pino. Se a câmera escaneia um triângulo preto em uma superfície branca, os pinos correspondentes aos pixels brancos permanecem planos, enquanto aqueles mapeados para pixels pretos são elevados, produzindo a sensação virtual de apalpar um triângulo.

 Segundo os cientistas, recriar a “sensação” de um objeto movimentando os dedos, permite usar estratégias sensoriais profundamente arraigadas.

Saiba mais: Sight through Touch: The Secret Is in the Hand Movements

Neurociência na bat-caverna

 Neurociência na bat-caverna

Um túnel de 200 m construído para morcegos no campus do Weizmann, permitiu revelar um novo código neural da percepção espacial.

Os pesquisadores desenvolveram e montaram na cabeça dos morcegos um dispositivo que registra, enquanto eles voam, a atividade dos neurônios na região cerebral responsável pela memória, incluindo a memória espacial. Uma série de antenas mais precisas do que o GPS, permitiram a equipe do Prof. Nachum Ulanovsky’s,  adicionar uma peça significativa ao quebra-cabeça da cognição espacial. Publicado na Science, as descobertas permitem entender melhor a percepção espacial dos mamíferos, talvez até dos humanos.

 

Saiba mais: Right Off the Bat: Navigation in Extra-Large Spaces

Um suplemento alimentar natural reduz a ansiedade

 Um suplemento alimentar natural reduz a ansiedade

18.05.2021

De acordo com um novo estudo do Instituto Weizmann de Ciências,  é provável que os resultados em camundongos se apliquem aos humanos.

 A substância beta-sitosterol está presente em uma variedade de plantas comestíveis como abacate, e também em pistaches, amêndoas, óleo de canola, e alguns grãos e cereais,  ela tem sido comercializada há anos como suplemento. Nos camundongos, quantidades alcançadas apenas pelo consumo do suplemento, foram efetivas tanto por si só quanto em combinação sinérgica com um antidepressivo para reduzir a ansiedade, conforme a publicação na Cell Reports Medicine.

Os cientistas descobriram que a substância reduz a expressão de vários genes conhecidos por serem ativados em situações estressantes e altera metabólitos e neurotransmissores em áreas cerebrais envolvidas na ansiedade.

O Prof. Mike Fainzilber do departamento de Ciências Biomoleculares aponta: “Há necessidade de testes clínicos do uso de beta-sitosterol para reduzir a ansiedade em humanos. Até lá, recomendamos que as pessoas consultem seus médicos antes de tomar o suplemento para esse fim.”

OS CIENTISTAS: Prof. Michael Fainzilber e Dr. Nicolas Panayotis

 

Saiba mais: A Natural Food Supplement May Relieve Anxiety

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

Tomatopedia

 Tomatopedia 

29.04.2021

 

Um novo e enorme banco de dados ajuda a revelar enigmas do tomate e pode facilitar a criação de variantes deliciosas e resistentes a doenças.

Os pesquisadores mapearam a expressão genética de 11.000 genes para cada uma das 600 linhas de híbridos de tomate do banco de dados, em diferentes estágios de amadurecimento, e informações sobre sensibilidade a fungos. O novo banco de dados que abrange traços genéticos e metabólicos de tomates selvagens e cultivados, foi criado por pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências, em colaboração com cientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém, entre outros. Com ferramentas computacionais, eles conseguiram correlacionar diferentes porções do genoma do tomate, ou mesmo genes únicos, com variações no metabolismo da planta.

As novas descobertas podem ser usadas para melhorar a cultura de tomates, desenvolver novos fungicidas e avançar na reprodução seletiva de variedades mais resistentes.

 

Saiba mais: GORKY Protein Turns Bitter Tomatoes Sweet

O “liga e desliga” da fome no cérebro

As cientistas que podem nos tirar a fome (l-D) Dra Oksana Degtjarik, Dra Moran Shalev-Benami e doutoranda Hadar Israeli

  O “liga e desliga” da fome no cérebro

15.04.2021

 

Cientistas do Weizmann revelaram a estrutura 3D da molécula que processa os sinais metabólicos relacionados ao equilíbrio energético do corpo e envia os comandos que nos fazem sentir saciados.

Em um estudo publicado na revista  Science , pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências, juntamente com colegas da Queen Mary University of London e da Universidade Hebraica de Jerusalém, revelaram o mecanismo de ação do interruptor mestre para a fome no cérebro. O receptor MC4 é ativado por uma droga recentemente aprovada para o tratamento da obesidade grave (Setmelanotide).

O caminho para criar melhores fármacos para a obesidade começou pelo pedido de uma família que tinha ao menos oito membros com fome persistente. A história desta família de obesos mórbidos sensibilizou a Hadar Israeli (foto) doutoranda na Universidade Hebraica de Jerusalém. A família tinha uma única mutação no receptor MC4 então ela recorreu à Dra. Moran Shalev-Benami (foto) do Departamento de Biologia Química e Estrutural do Weizmann, perguntando se novos avanços na microscopia eletrônica poderiam ajudar a explicar como essa mutação em particular poderia produzir um efeito tão devastador.

Shalev-Benami iniciou um estudo e convidou a Israelii ao seu  laboratório como cientista visitante. Juntamente com a Dra. Oksana Degtjarik (foto), bolsista de pós-doutorado no laboratório, determinaram sua estrutura 3D usando microscopia eletrônica criogênica.

O receptor MC4 está presente em uma região cerebral que computa o equilíbrio energético do corpo processando uma variedade de sinais metabólicos.  Quando os níveis de energia caem, se produz um hormônio “tempo para comer” que inativa, ou desliga o receptor MC4, enviando um sinal de “ficar com fome”. Depois de comermos, um segundo, o hormônio “estou satisfeito” é liberado, se liga ao mesmo local trazendo-nos de volta ao padrão de saciedade. Mutações que inativam o MC4 fazem com que as pessoas sintam fome constante e agora é um alvo primordial para drogas anti-obesidade. Até agora não se sabia como exatamente essa troca de fome funciona.

Saiba mais: The Hunger Games: Uncovering the Secret of the Hunger Switch in the Brain