12 avanços na biologia nos últimos 30 anos - Ciência - 2023

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A biologia fez grandes avanços nos últimos 30 anos. Esses avanços no mundo científico transcendem todas as áreas que circundam o homem, afetando diretamente o bem-estar e o desenvolvimento da sociedade em geral.

Como um ramo das ciências naturais, a biologia concentra seu interesse no estudo de todos os organismos vivos.A cada dia, as inovações tecnológicas possibilitam investigações mais específicas das estruturas que compõem as espécies dos cinco reinos naturais: animal, vegetal, monera, protista e fungo.

Desta forma, a biologia aprimora suas pesquisas e oferece novas alternativas para as diferentes situações que afligem os seres vivos. Da mesma forma, faz descobertas de novas espécies e espécies já extintas, que ajudam a esclarecer algumas questões relacionadas à evolução.

Uma das principais conquistas desses avanços é que esse conhecimento se espalhou para além das fronteiras do pesquisador, atingindo o ambiente cotidiano.

Atualmente, termos como biodiversidade, ecologia, anticorpos e biotecnologia não são de uso exclusivo do especialista; Seu uso e conhecimento sobre o assunto fazem parte do cotidiano de muitas pessoas que não se dedicam ao mundo científico.

Os avanços mais notáveis em biologia nos últimos 30 anos

Interferência de RNA

Em 1998, uma série de investigações relacionadas ao RNA foi publicada. Estes afirmam que a expressão do gene é controlada por um mecanismo biológico, chamado interferência de RNA.

Por meio desse RNAi é possível silenciar genes específicos de um genoma de forma pós-transcricional. Isso é realizado por pequenas moléculas de RNA de fita dupla.

Essas moléculas atuam bloqueando de forma específica a tradução e síntese de proteínas, que ocorre nos genes do mRNA. Dessa forma, seria controlada a ação de alguns patógenos causadores de doenças graves.

O RNAi é uma ferramenta que tem trazido grandes contribuições na área terapêutica. Atualmente essa tecnologia é aplicada para identificar moléculas que possuem potencial terapêutico contra diversas doenças.

Primeiro mamífero adulto clonado

O primeiro trabalho onde um mamífero foi clonado foi realizado em 1996, por cientistas em uma ovelha domesticada.

Células somáticas das glândulas mamárias que estavam em um estado adulto foram usadas para realizar o experimento. O processo usado foi a transferência nuclear. A ovelha resultante, chamada Dolly, cresceu e se desenvolveu, podendo se reproduzir naturalmente sem nenhum inconveniente.

Mapeando o genoma humano

Este grande avanço biológico levou mais de 10 anos para se materializar, o que foi alcançado graças às contribuições de muitos cientistas em todo o mundo. Em 2000, um grupo de pesquisadores apresentou um mapa quase definitivo do genoma humano. A versão definitiva da obra foi concluída em 2003.

Este mapa do genoma humano mostra a localização de cada um dos cromossomos, que contém todas as informações genéticas do indivíduo. Com esses dados, os especialistas podem saber todos os detalhes das doenças genéticas e qualquer outro aspecto que queiram investigar.

Células-tronco de células da pele

Antes de 2007, circulava-se a informação de que as células-tronco pluripotentes só eram encontradas em células-tronco embrionárias.

Nesse mesmo ano, duas equipes de pesquisadores americanos e japoneses realizaram um trabalho onde conseguiram reverter células da pele adulta, para que pudessem atuar como células-tronco pluripotentes. Estes podem se diferenciar, podendo se tornar qualquer outro tipo de célula.

A descoberta do novo processo, onde se altera a "programação" das células epiteliais, abre um caminho para a área da pesquisa médica.

Membros robóticos do corpo controlados pelo cérebro

Durante o ano de 2000, os cientistas do Duke University Medical Center implantaram vários eletrodos no cérebro de um macaco. O objetivo era que esse animal pudesse exercer controle sobre um membro robótico, permitindo-lhe assim coletar seu alimento.

Em 2004, um método não invasivo foi desenvolvido com o intuito de capturar as ondas vindas do cérebro e utilizá-las para controlar dispositivos biomédicos. Foi em 2009 que Pierpaolo Petruzziello se tornou o primeiro ser humano que, com uma mão robótica, conseguiu realizar movimentos complexos.

Ele foi capaz de fazer isso usando sinais neurológicos de seu cérebro, recebidos pelos nervos de seu braço.

Edição da base do genoma

Os cientistas desenvolveram uma técnica mais precisa do que a edição de genes, reparando segmentos muito menores do genoma: as bases. Graças a isso, bases de DNA e RNA podem ser substituídas, resolvendo algumas mutações específicas que podem estar relacionadas a doenças.

O CRISPR 2.0 pode substituir uma das bases sem alterar a estrutura do DNA ou RNA. Os especialistas conseguiram trocar uma adenina (A) por uma guanina (G), "enganando" suas células para que reparassem o DNA.

Desta forma, as bases AT tornaram-se um par GC. Essa técnica reescreve erros no código genético, sem a necessidade de cortar e substituir áreas inteiras do DNA.

Nova imunoterapia contra o câncer

Essa nova terapia se baseia no ataque ao DNA do órgão que contém as células cancerosas. A nova droga estimula o sistema imunológico e é usada em casos de melanoma.

Ele também pode ser usado em tumores, cujas células cancerosas têm a chamada "deficiência de reparo de incompatibilidade". Nesse caso, o sistema imunológico reconhece essas células como estranhas e as elimina.

A droga foi aprovada pela Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos.

Terapia de genes

Uma das causas genéticas mais comuns de morte infantil é a atrofia muscular espinhal do tipo 1. Esses recém-nascidos carecem de uma proteína nos neurônios motores da medula espinhal. Isso faz com que os músculos enfraqueçam e parem de respirar.

Os bebês com essa doença têm uma nova opção para salvar suas vidas. É uma técnica que incorpora um gene ausente nos neurônios espinhais. O mensageiro é um vírus inofensivo denominado vírus adeno-associado (AAV).

A terapia gênica AAV9, que tem o gene da proteína ausente nos neurônios da medula espinhal, é administrada por via intravenosa. Em uma alta porcentagem dos casos em que essa terapia foi aplicada, os bebês conseguiram comer, sentar, falar e alguns até correr.

Insulina humana através da tecnologia de DNA recombinante

A produção de insulina humana por meio da tecnologia de DNA recombinante representa um importante avanço no tratamento de pacientes com diabetes. Os primeiros ensaios clínicos com insulina humana recombinante em humanos começaram em 1980.

Isso foi feito produzindo as cadeias A e B da molécula de insulina separadamente e, em seguida, combinando-as usando técnicas químicas. Agora, o processo recombinante é diferente desde 1986. O código genético humano para a pró-insulina é inserido nas células de Escherichia coli.

Estes são então cultivados por fermentação para produzir pró-insulina. O peptídeo ligante é enzimaticamente clivado da pró-insulina para produzir insulina humana.

A vantagem desse tipo de insulina é que tem ação mais rápida e menor imunogenicidade do que a da carne suína ou bovina.

Plantas transgênicas

Em 1983, as primeiras plantas transgênicas foram cultivadas.

Após 10 anos, a primeira planta geneticamente modificada foi comercializada nos Estados Unidos e, dois anos depois, uma pasta de tomate produzida a partir de uma planta GM (geneticamente modificada) entrou no mercado europeu.

A partir desse momento, todos os anos são registradas modificações genéticas em plantas de todo o mundo. Essa transformação das plantas é realizada por meio de um processo de transformação genética, onde o material genético exógeno é inserido

A base desses processos é a natureza universal do DNA, contendo as informações genéticas da maioria dos organismos vivos.

Essas plantas são caracterizadas por uma ou mais das seguintes propriedades: tolerância a herbicidas, resistência a pragas, aminoácidos modificados ou composição de gordura, esterilidade masculina, mudança de cor, maturação tardia, inserção de um marcador de seleção ou resistência a infecções virais.

Descoberta do 79º órgão do corpo humano

Embora Leonardo Da Vinci já o tenha descrito há mais de 500 anos, a biologia e a anatomia consideravam o mesentério uma simples dobra de tecido, sem qualquer importância médica.

Porém, em 2017, a ciência considerou que o mesentério deveria ser considerado o 79º órgão, por isso foi adicionado ao Gray’s Anatomy, o manual de referência para anatomistas.

A razão é que os cientistas agora consideram que o mesentério é um órgão que forma uma dupla dobra do peritônio, sendo o elo entre o intestino e a parede abdominal.

Uma vez classificado como órgão, é agora que mais pesquisas devem ser feitas sobre sua real importância na anatomia humana e como ele pode ajudar no diagnóstico de certas doenças ou na realização de cirurgias menos invasivas.

Doação de órgãos dará lugar à impressão 3D

A impressão 3D é um dos avanços científicos mais importantes das últimas décadas, principalmente a nível prático, sendo uma ferramenta que está mudando muitos setores da economia e grande parte da pesquisa científica.

Um dos usos que já estão sendo cogitados é o do desenvolvimento massivo de órgãos, uma vez que avanços poderiam permitir a reprodução de complexos tecidos humanos para implantá-los cirurgicamente.

Referências

SINC (2019) Dez avanços científicos de 2017 que mudaram o mundo en
Bruno Martín (2019). Prêmio ao biólogo que descobriu a simbiose humana com bactérias. O país. Recuperado de elpais.com.
Mariano Artigas (1991). Novos avanços em biologia molecular: genes inteligentes. Ciência, razão e grupo de fé. Universidade de Navarra. Recuperado de.unav.edu.
Kaitlin Goodrich (2017). 5 Avanços importantes na biologia nos últimos 25 anos. Escape do cérebro. Recuperado de brainscape.com
National Academy of Sciences Engineering Medicine (2019). Avanços recentes em Biologia do Desenvolvimento. Recuperado de nap.edu.
Emily Mullin (2017). O CRISPR 2.0, capaz de editar uma única base de DNA, poderia curar dezenas de milhares de mutações. Revisão da tecnologia do MIT. Recuperado de technologyreview.es.