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Um novo estudo mostra que certas bactérias intestinais podem induzir mudanças metabólicas depois de exposição a adoçantes artificiais.

Os adoçantes artificiais, promovidos como ajuda a` perda de peso e prevenção de diabetes, poderia na realidade causar intolerância à glicose e doenças metabólicas, e o provocaria de uma maneira surpreendente: alterando a composição e função da microbiota ou flora intestinal, a população de bactérias que residem nos intestinos. Esta descoberta, resultado de experimentos em camundongos e humanos foi publicada ontem na revista Nature. Segundo o Dr Eran Elinav, do departamento de Imunologia do Instituto Weizmann, quem conduz a pesquisa junto ao Prof. Eran Segal do departamento de Ciências da computação e matemáticas aplicadas, o uso estendido de adoçantes artificiais em bebidas e comidas pode estar contribuindo a epidemia de obesidade e diabetes que está varrendo o mundo.

Por anos, os pesquisadores tentaram entender o fato de que os adoçantes artificiais não calóricos pareciam não ajudar na perda de peso, e algumas pesquisas tinham sugerido até de que poderia ter o efeito contrário. O estudante graduado Jotham Suez, do laboratório de Elinav, quem liderou a pesquisa, colaborou com os estudantes graduados Tal Korem e David Zeevi no laboratório de Segal e Gili Zulberman-Shapira, no laboratório de Elinav, na descoberta de que adoçantes artificiais, mesmo que não tem açúcar, tem um efeito direto na capacidade do corpo de utilizar a glicose. A intolerância à glicose – que se pensa acontece geralmente quando o corpo não consegue metabolizar grandes quantidades de açúcar na dieta – e o primeiro passo para o síndrome metabólico e a diabetes do adulto.

Os cientistas deram para os camundongos agua com os adoçantes artificiais mais habituais, em quantidades equivalentes as permitidas pela FDA. Os ratos desenvolveram intolerância à glicose, o que não aconteceu com os que tomavam agua ou até agua com açúcar. Repetiram o experimento com diferentes tipos de rato e diferentes doses de adoçantes e sempre produziam os mesmos resultados: de alguma maneira, essas substancias induziam intolerância à glicose.

Depois, os pesquisadores investigaram a hipótese de que microflora intestinal estava envolvida no fenômeno. Os adoçantes artificiais não são absorvidos no trato gastrointestinal, mais, na passagem, encontram trilhões de bactérias. Pensaram então que as bactérias podiam faze-lo como reação a substancias novas como os adoçantes artificiais, que o corpo não reconhece como comida.

Quando os pesquisadores trataram os camundongos com antibióticos para erradicar a flora intestinal, isso resultou em uma reversão completa dos efeitos dos adoçantes no metabolismo da glicose. Depois, transferiram a flora intestinal do camundongo que consumiu o adoçante artificial a ratos sem germes, e o resultado foi uma transmissão completa da intolerância à glicose ao rato receptor. Isto foi uma prova conclusiva de que as mudanças na flora intestinal eram responsáveis diretas do efeito nocivo no metabolismo do hospede. O grupo anda achou que que incubando as bactérias fora do corpo, junto a adoçantes artificiais, era suficiente para induzir intolerância à glicose no rato estéril.

Uma caraterização detalhada da flora (microbiota) em estes camundongos revelou mudanças profundas das populações bacterianas, incluindo novas funções microbianas que são conhecidas por inferir na propensão a obesidade, diabetes e complicações de estes problemas, tanto em camundongos como em humanos.

Será que o microbioma humano funciona da mesma maneira? Elinav and Segal queriam testar isso também. Como primeiro passo, olharam os dados coletados do Projeto de Nutrição Personalizada, Personalized Nutrition Project (www.personalnutrition.org), o maior ensaio humano que tenta conectar nutrição e microbiota. La encontraram uma associação significativa entre o consumo declarado de adoçantes artificiais, configurações pessoais de flora intestinal e a propensão a intolerância à glicose. Depois, fizeram um experimento controlado pedindo a um grupo de voluntários que por lo general não comiam ou bebiam alimentos adoçados artificialmente para consumi-los por uma semana e depois, fazer testes de nível de glicose assim como composição da microbiota.

Os pesquisadores acharam que muitos – porém não todos- os voluntários tinham começado a desenvolver intolerância à glicose apenas uma semana depois de começar a consumir adoçantes artificiais. Descobriram também que a composição da microbiota explicava a diferencia Os pesquisadores descobriram duas populações diferentes de bactérias na flora intestinal: uma que quando colocada com adoçantes artificiais induzia intolerância à glicose e uma outra que não. Elinay acredita de que certas bactérias intestinais de aquelas pessoas que desenvolveram intolerância à glicose reagiram aos adoçantes químicos secretando substancias que provocavam uma resposta inflamatória similar à sobre dose de açúcar, provocando mudanças na capacidade do corpo de utilizar o açúcar.

Segal: “O resultado de nosso experimento destaca a importância de uma nutrição e medicinal personalizada. Acreditamos que um analise integrado do nossos “big data” individuais, do genoma, micro-bioma e hábitos alimentarias podem transformar nossa capacidade de entender de que maneira alimentos e suplementos nutricionais modificam a saúde e o risco de doença.

Elinav: “Nossa relação com nossa mistura individual de bactérias intestinais e’ um fator importante que determina como nos afetam os alimentos que comemos. O nexo entre o uso de adoçantes artificiais – a través das bactérias de nosso intestino – e a tendência a desenvolver as mesmas condições que pretendem prevenir e’ especialmente intrigante. Isso apela `a reavaliação do consumo massivo e sem supervisão de estas substancias.

Participaram também nesta pesquisa Christoph A. Thaiss, Ori Maza, e Dr. Hagit Shapiro do grupo de Elinav; Dr. Adina Weinberger do grupo de Segal; Dr. Ilana Kolodkin-Gal do departamento de Genética Molecular, Prof. Alon Harmelin e Dr. Yael Kuperman do Departamento de Recursos Veterinários; Dr. Shlomit Gilad do Centro Nacional de Medicina Personalizada Nancy e Stephen Grand; Prof. Zamir Halperin e Dr. Niv Zmora do Centro Médico Sourasky de Tel Aviv e Dr. David Israeli do Centro de Saúde Mental do Hospital Kfar Shaul Hospital de Jerusalém.

A pesquisa do Dr. Eran Elinav e’ apoiada pelo Abisch Frenkel Foundation para a promoção das Ciências da Vida,; o Benoziyo Endowment Fund para o avanço da ciência; a Fundação Família Guri para a pesquisa cientifica; a Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust; a Fundação Adelis; Yael and Rami Ungar, Israel; the Crown Endowment Fund para pesquisa imunológica; John L. and Vera Schwartz, Pacific Palisades, CA; the Rising Tide Foundation; Alan Markovitz, Canada; Cynthia Adelson, Canada; the estate of Jack Gitlitz; the estate of Lydia Hershkovich; the European Research Council; o CNRS – Centro Nacional da pesquisa cientifica de Franc,a; the estate of Samuel and Alwyn J. Weber; e Mr. and Mrs. Donald L. Schwarz, Sherman Oaks, CA. Dr. Elinav is the Incumbent of the Rina Gudinski Career Development Chair.

A pesquisa do Prof. Eran Segal está apoiada pelo Kahn Family Research Center for Systems Biology of the Human Cell; Carolito Stiftung; Cecil and Hilda Lewis Charitable Trust; Conselho de pesquisa europeio e Sr. e Sra. Donald L. Schwarz, Sherman Oaks, CA.

CONTATO:    Yivsam Azgad, Tel: 972-8-934-3856/2

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Pesquisadores do Instituto Weizmann demostram que nossos ritmos diários estão governados por uma substancia que diminui com a idade, mas que esta’ em certos alimentos.

A medida que envelhecemos, o relógio biológico se desacelera. Um equipe de pesquisa do Instituto Weizmann agora revelou um novo e intrigante nexo entre um grupo de metabolitos chamados poliaminas, e o funcionamento do nosso relógio biológico. Os resultados, que apareceram na revista Cell Metabolism, sugerem que a substancia, que se acha em muitos alimentos, poderia possivelmente manter os relógios internos em ritmo.

Trabalhando com animais e células de cultura, o laboratório do D. Gad Asher, do departamento de Química Biológica do Instituto Weizmann descobriu que as poliaminas não apenas obedecem ao relógio – os níveis se reduzem a medida que as células envelhecem – mas também podem influir sobre ele. Concretamente, os pesquisadores conseguiram rejuvenescer o ritmo biológico de camundongos acrescentando poliaminas na sua agua.

Asher e o seu equipe vão continuar investigando. Além de trazer novos conhecimentos sobre a associação entre o metabolismo e a chrono-biologia, se entusiasmam com a possibilidade de alterar o relógio biológico humano com um suplemento nutricional.

Leia mais:  Weizmann Wonder Wander

Pesquisa que teve participação de cientistas do Instituto Weizmann decifra com precisão inédita o que e’ o que marca o destino das células que viram sangue. O futuro na terapia do câncer e a medicina personalizada.

Quando o presidente Bill Clinton fez o anuncio do rascunho da primeira sequência completa do genoma humano, ele disse “Estamos conhecendo a língua com a qual Deus criou a vida”’. Quinze anos depois, e muito mais o que se sabe.

Virar célula adulta de verdade, ou seja com capacidade de cumprir uma função especifica como por exemplo levar oxigênio dos pulmões até os órgãos que e’ o que fazem as hemácias, e’ um largo caminho que começa na concepção. Logo depois da fusão do ovo com o espermatozoide, células simples chamadas células tronco vão se multiplicando e especializando em uma única função. O que faz as células serem tempo depois muito diferentes umas das outras e’ um processo pelo qual genes regulatórios específicos se ligam e desligam em uma ordem precisa, seguindo um plano que a sua vez esta escrito no próprio DNA. Estas regiões regulatórias normalmente estão como mascaradas, protegidas por umas proteínas especiais chamadas histonas, Para ativar as instruções, e necessário abrir essa máscara de proteínas e só então a informação genética pode estar disponível para ser utilizada pela maquinaria celular.

O processo, complexo, não para nunca. O sangue está em renovação constante e as células precisam se produzir o tempo todo porque as hemácias, por exemplo, vivem apenas 120 dias. Curiosamente, aquele plano que permite que células tronco sanguíneas completamente iguais possam dar origem a células especificas tão distintas como hemácias, leucócitos ou algumas células imunes – ou as vezes tomar o caminho errado e gerar tumores – ainda não foi completamente decifrado. Nem sequer a forma de fazer isso acontecer e’ bem conhecido. Agora, cientistas do Instituto Weizmann trabalhando junto a colegas da Universidade Hebraica criaram uma nova técnica de análise epigenetico (ou seja do que influencia a informação genética). Estão de parabéns: os primeiros resultados já mudaram conhecimentos aceitos até agora.

O avanço e tão importante, que mesmo preliminar, foi publicado em uma das revistas cientificas mais importantes do mundo, a americana Science. E ciência básica que com o tempo pode mudar a maneira em que são tratadas doenças imunológicas, canceres de sangue como leucemia ou linfomas, e pode até dar assunto de conversa aos ecologistas com os oncologistas, porque o dia que este mecanismo estiver decifrado por completo, poderemos saber como o ambiente muda o nosso futuro. A vida es una simples questão de química, na saúde e na doença.

Com a nova técnica, os israelenses lograram analisar um grupo pequeno de células tronco, umas 500, com precisão suficiente como para identificar as moléculas de ADN e as proteínas involucradas na regulação do destino delas. Não e um microscópio: nem a lente mais potente permite ver o que acontece na arquitetura das moléculas do interior de cada célula. Para ter uma ideia, o ADN de uma única célula mede esticado unos dos metros, mais enrolado no núcleo não ocupa mais do que a cinco milionésimas parte de um metro. E além disso, eles não procuravam uma imagem estática mais um processo que devia mudar com o tempo, como num filme.

A técnica que eles desenvolveram não gera imagens, mais coloridos gráficos de linhas e pontos que devem se enxergar com os olhos do conhecimento. Mais foi assim como os cientistas Ido Amit e David Lara Astiaso, do departamento de Imunologia do Weizmann, junto aos colegas da Universidade Hebraica de Jerusalém, Prof. Nir Friedman e Assaf Weiner, enxergaram pela primeira vez a dinâmica da interatividade entre o ADN e as proteínas histonas durante a fabricação do sangue. Os genes que se ligam e se desligam segundo necessidade respondem a chaves que permitem esta ativação. Graças a esta nova técnica de perfil epigenetico (que mostra as influencias não genéticas no ADN) identificaram as sequências exatas de ADN, assim como as proteínas regulatórias que esta involucradas no processo de marcar um destino a cada célula tronco sanguínea.

Tiveram outros resultados inesperados. O que eles comprovaram foi que a metade das sequencias reguladoras se abre em estádios de desenvolvimento celular nos quais se pensava que a sorte já estava decidida. “Isso muda todo a nossa compreensão do processo de decisão do destino das células do sangue”, diz Lara Astiaso. “Sugere que o processo e mais dinâmico e flexível do que se pensava”.

A pesar de que a pesquisa foi realizada em células de rato, os cientistas acreditam que o mecanismo e o mesmo para outros tipos de células. “Esta pesquisa cria grande entusiasmo no campo. E um trabalho que define a base a estudar em humanos” diz Weiner.

A descoberta do mecanismo exato que controla o destino das células tronco do sangue traz junto a promessa de novas ferramentas de diagnostico, estratégias inovadoras de medicina personalizada e regenerativa e até a possibilidade de pensar intervenções nutricionais que possam reprogramar o sistema celular para que cumpra todo o seu potencial. Se conseguir apenas uma parte disso, já terá valido o esforço.

Novos cálculos feitos por pesquisadores israelenses comprovaram que o gado precisa de 28 vezes mais terra, 11 vezes mais agua, e responde a uma pegada de gases que aquecem o planeta cinco vezes superior do que os ovos ou as aves.

Comer carne e ruim para o meio ambiente. Muito, mais muito mais do que comer cerdo ou frango. Mais beber um iogurte também tem custo para o planeta. E só agora se conhecem os preços. Novos cálculos feitos por pesquisadores israelenses comprovaram que o gado precisa de 28 vezes mais terra, 11 vezes mais agua, e responde a uma pegada de gases que aquecem o planeta cinco vezes superior do que os ovos ou as aves. E para os que pensam que beber um iogurte pode não ser tão ruim para o futuro do planeta, há mais uma surpresa. O custo ambiental dos laticínios e similar ao seu equivalente nutricional da carne de porco.

Os cálculos foram feitos por Ron Milo e Alon Sheron do Instituto Weizmann, em Rehovot, Israel, que trabalharam em parceria com cientistas da Universidade de Yale nos EUA, e são publicados hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) O custo de cada alimento para o planeta foi calculado por unidade nutricional, caloria ou gramo de proteína. A nova pesquisa tem em conta fatores como a irrigação, o uso de fertilizantes, e a eficácia dos animais em converter tudo isso em energia.

Os pesquisadores perceberam logo que a ideia da pesquisa era boa, porem o desafio impressionante. Em um determinado local o gado pode ocupar muita terra e precisar de pouca irrigação, mas em outro fazer uso de muita agua e fertilizante. Os dados utilizados para a pesquisa foram principalmente do Departamento de Agricultura dos EUA e consideravam diferentes tipos de nutrição animal. Determinaram assim valores que fossem indicativas das práticas atuais e gerassem resultados aproximados para cada tipo de alimento. Finalmente, a equipe desenvolveu diferentes equações para determinar o custo meio ambiental.

A pesquisa está focada na possibilidade de gerar mudanças nas políticas públicas. A ferramenta criada pelos pesquisadores para analisar o custo meio ambiental da comida pode ajudar ao planeta a se alimentar de maneira mais sustentável. Pode também ajudar as pessoas ecologicamente responsáveis a escolher o prato no restaurante.

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Cientistas do Instituto Weizmann mostraram como retroceder o relógio para retornar células adultas a um estado semelhante ao das células tronco embrionárias, com uma eficiência muito maior à conseguida até agora.

As células tronco embrionárias tem um potencial enorme para tratar e até curar muitos problemas médicos. Por causa disso, o desenvolvimento da técnica que permite gerar células tronco embrionárias a partir das células da pele (iPS cells) valeu ao seu descobridor o prêmio Nobel (2012). Porém, o processo era lento e ineficiente, e as células resultantes não serviam para uso médico. Até agora.

Hoje é publicada na revista Nature uma pesquisa do laboratório do Dr. Yaqub Hanna, no Instituto Weizmann, que muda o panorama. Ele e seu time acharam o freio que detinha a produção de células tronco. Eles encontraram que se tiravam aquele freio, podiam sincronizar o processo e aumentar a sua eficácia de maneira incrível: de apenas 1% ou menos, como é hoje, a 100%. Esta descoberta pode facilitar a produção de células tronco para uso médico, assim como avançar no conhecimento, de este processo.

As células tronco embrionárias são aquelas que não se especializaram para nenhuma função. Podem dar origem a qualquer tipo de célula do corpo. E por isso que são tão valiosas. Podem se usar, entre outros objetivos, para reparar tecidos danificados, tratar doenças autoimunes, e até crescer órgãos para transplante. Pero a obtenção de células embrionárias tem questionamentos éticos e problemas técnicos. A esperança da sua utilização foi renovada no ano 2006 quando um time liderado por Shinya Yamanaka, da Universidade de Kyoto, descobriu que era possível reprogramar células adultas. As células resultantes, chamadas de células tronco pluripotentes induzidas (iPSC) se criam enxertando quatro genes no seu DNA. A pesar de esse avanço genial, o processo de reprogramação continuava muito difícil, tomava até quatro semanas, não tinha coordenação entre as células, e além de tudo, menos de um por cento das células tratadas finalmente acabava convertida em célula tronco.

Hanna e o seu time se perguntaram: Qual é o principal obstáculo? Na sua pesquisa pós doutoral, Hanna utilizou modelos matemáticos para mostrar que tinha um único obstáculo responsável. Pero em biologia, é preciso provas experimentais para aprovar os modelos. Este estudo não apenas aporta a prova, revelando a identidade de aquele único obstáculo, como mostra que, ao remover o obstáculo, a reprogramação melhora.

O grupo de Hanna, liderado por Noa Novershtern, Yoach Rais, Asaf Zviram e Shay Geula, do departamento de Genética Molecular, junto aos membros da unidade de Genómica do Centro de Proteómica Estrutural de Israel, focaram numa proteína chamada MBD3, de função ainda desconhecida. A MBD3 tinha chamado a atenção deles porque se expressa em cada célula do corpo e em cada fase do desenvolvimento. Isso é muito raro: em geral, a grande maioria das proteínas se produzem em células especificas, em momentos específicos, e para funções especificas! O time achou que tinha uma exceção à regra de expressão universal de esta proteína: os primeiros dias depois da concepção. Os exatos três dias nos quais o ovo fertilizado começa a se dividir, e o embrião nascente é uma bola crescente de células pluripotentes que, depois, vão gerar todas as células do corpo. A diferenciação começa pelo quarto dia, e as células começam a perder seu status de pluripotencia. E esse era justamente o momento no qual a proteína MBD3aparecia pela primeira vez.

Esta descoberta tem implicâncias significativas na possibilidade de produzir células iPSCs para uso médico. Yamanaka usou vírus para inserir os quatro genes. Porém, por razoes de segurança, os vírus não se usam em reprogramar células que vão se usar em pessoas. Isto reduz a taxa de sucesso da técnica ainda mais, a 0,1%.

Os pesquisadores do Weizmann mostraram que tirando o MBD3 das células adultas pode-se aumentar a eficiência e acelerar o processo muitos ordens de magnitude. O tempo necessário para produzir as células madre foi encurtado, de quatro semanas a oito dias. Como bônus adicional, como todas as células se reprogramam à mesma velocidade, os cientistas serão capazes, pela primeira vez, de estudar passo a passo o mecanismo.

Hanna sinala que o logro do seu time se baseou na pesquisa do caminho natural do desenvolvimento embrionário. “Cientistas que estudem a reprogramação podem beneficiar se de uma compreensão mais profunda de como se produzem as células tronco embrionárias na natureza. Porque a natureza ainda faz as coisas melhor, e de maneira mais eficiente.”

A pesquisa de Dr Yaqub Hanna está apoiada por Pascal e Ilana Mantou, France/Israel; the Leona M and Harry B Helmsley Charitable Trust; sir Charles Clore Research Prize, the Benziyo Endowment fund for the Advancement of Sceince, Erica A. Drake e Robert Drake, O Conselho Europeo de Pesquisa e Fritz Thyssen Stiftung.

O Instituto Weizmann de Ciências ficou no decimo lugar no Ranking Internacional de Pesquisa do Centre for Science and Technology Studies (CWTS) da Universidade de Leiden, Holanda. O Instituto Weizmann de Ciências foi a única instituição fora dos Estados Unidos.

O Ranking CWTS Leiden se baseia em indicadores numéricos que incluem estatísticas de publicação e índice de citações dos artigos científicos, que é um reflexo da qualidade.

Números adicionais:

• 19% dos trabalhos científicos publicados por cientistas do Instituto Weizmann estão no 10% superior para impacto

• 21,4% dos trabalhos de pesquisadores do Instituto Weizmann das áreas ciencias da vida e medicina estão no 10% superior para impacto.

• 2,4% dos trabalhos científicos do Instituto Weizmann estão no primeiro percentil por maior impacto cientifico, e 64,7% se situaram na metade superior.

• 27.859 vezes foram citadas as publicações de cientistas do Instituto Weizmann no período avaliado (2006-2015)

Pelo oitavo ano consecutivo, o grupo Amigos do Instituto Weizmann do Brasil proporcionará a quatro alunos brasileiros, que serão escolhidos por meio de um concurso, a oportunidade única de participar do International Summer Science Institute, curso de verão do Instituto Weizmann de Ciências (localizado em Rehovot, Israel), juntamente com cerca de 70 estudantes recém formados no segundo grau e provenientes de diversas partes do mundo.

O International Summer Science Institute do Instituto Weizmann acontecerá de 01 a 29 de julho de 2015. Os estudantes terão à sua disposição os mais modernos laboratórios nas áreas de bioquímica, biologia, química, matemática, ciência da computação e física. Além disso, participarão de seminários de pesquisa em assuntos de seu interesse. Após três semanas de trabalho laboratorial, o grupo se deslocará para um o deserto, próximo ao Mar Morto, para estudos de biologia, geografia, história e arqueologia, em um ecossistema único e peculiar.

Poderão se inscrever estudantes de todo o Brasil que estejam cursando o primeiro ano do Ensino Superior. É essencial o domínio do inglês. Para participar do processo seletivo é necessário enviar uma redação com o tema “My interest in the Institute Weizmann Summer School- Scientific Research and my Future Life” para o e-mail: weizmann.br@gmail.com. até o dia 07 de março de 2016.

A redação deverá ser feita em inglês e não deve ser anexada, e sim, copiada no corpo do e-mail. O candidato também deve incluir
as seguintes informações: nome completo, data de nascimento, Universidade e curso, CPF, endereço completo, e-mail e telefone. A segunda fase do processo inclui a entrevista pessoal com os candidatos selecionados, que acontecerá em São Paulo.

O Brasil tem encaminhado alunos desde 1983 e já contou com a participação de alunos das melhores universidades do país, como USP, UFMG, UFRJ, UFRGS, PUC Campinas, Unifesp e Unesp de Rio Claro.

Localizado em Rehovot, Israel, o Instituto Weizmann de Ciências é uma das mais respeitadas instituições de pesquisa multidisciplinar no mundo. Notável por sua ampla gama de exploração das ciências naturais e exatas, o Instituto abriga cerca de três mil cientistas, estudantes, técnicos e equipe de apoio.

O Weizmann concentra seus esforços na busca de novos caminhos para combater doenças e a fome, além de explorar a matemática, as ciências da computação, a física e as questões do universo, criando novos materiais e desenvolvendo estratégias para proteger o meio ambiente.