O tênue balanço entre a vida e a morte (nas células)

Um dos fatos mais interessantes que eu aprendi no mundo das vias de sinalização bioquímicas (signaling pathways) são as mutações que são capazes de transformar uma célula em cancerosa, e as diversas formas que o organismo tem de executar tais células. E de como matar essas células é importante para o resto do organismo.

Células são sistemas bastante ativos, com a capacidade de se comunicar com o meio ambiente e com outras células, além de se auto-regular. Entre outras coisas incríveis que células são capazes de fazer, temos leucócitos que perseguem bactérias através do rastro que as bactérias deixam. Temos também células nas gônadas que, em resposta a estímulos externos, fabricam hormônios sexuais. Ou células epiteliais que se reproduzem ou não de acordo com ordens dos vizinhos. Um último exemplo, já de auto-regulação, é o fato de que células, quando detectam um defeito no próprio DNA, podem segurar a mitose/meiose até que o DNA seja concertado. Em alguns casos, uma alteração genética é capaz até de disparar um sistema de morte celular programada (apoptose).

Esse último caso é justamente o que mais me impressiona. O câncer, simplificando ao extremo, é um grupo de células que "se revolta" e começa a crescer de forma muito rápida e desproporcional. Isso drena os recursos do resto do corpo além de ocupar fisicamente espaços e invadir outros órgãos. Para que um grupo de células passe a agir dessa maneira, é preciso que a célula passe a querer se reproduzir a uma taxa mais alta do que o normal. É preciso, portanto, uma mutação que dispare o crescimento descontrolado, o que é esperado.

Mas uma outra coisa que é preciso acontecer é que as células também precisam ser capazes de ignorar o sistema que manda elas morrerem! Isso eu acho incrível. Mutações em uma proteína, a p53, que é uma das mais centrais nas vias de sinalização de apoptose, por exemplo, estão presentes em cerca de 50% dos casos de câncer, de acordo com uma estatística que uma professora daqui me mostrou. A proteína que funciona bem p53, ao perceber que algo não está certo com o DNA da célula, é capaz de segurara reprodução. Em alguns casos ela segura a reprodução pra sempre. E às vezes, ela até manda a célula se suicidar! Já o p53 mutante é incapaz de reagir a uma alteração do DNA e o câncer se forma.

É interessante como para que o organismo precise viver, é preciso que as células se comportem. Mas como, por entropia, é impossível para um sistema com tantas células manter uma disciplina, é necessário também um mecanismo repressor de rebeldes. A apoptose. Vale notar que esse mecanismo também é utilizado por governos totalitários com bastante freqüência!

Entropia, quântica, tempo

Eu estava pensando dia desses sobre um conjunto de coisas que estão sendo ditas por um leigo em física. Mas eu estou escrevendo na esperança de que algum físico de verdade leia isso e comente! Mas se você é um leigo como eu pode comentar também!

A expressão "entropia sempre cresce" dá uma direção pro tempo. O tempo avança na direção em que a entropia aumenta. Na quântica, uma observação também dá uma direção pro tempo, uma vez que ela reduz o espaço de possibilidades que não é reconstituído depois do experimento. É daí que vem as teorias dos multiversos, dos mundos paralelos criados a cada "decisão quântica".

A minha questão é: será que por acaso existe uma relação entre as duas? Seria por acaso a resolução das questões, a agregação da informação sobre o sistema quântico o que aumenta a entropia?

Pros geneticistas de plantão...

Vídeo excelente de propaganda de uma empresa que fabrica equipamentos de PCR. Qualquer dia eu explico melhor o que é isso.. Mas quem já gastou horas fazendo PCR, aí vai um pouco de diversão:

http://bio-rad.cnpg.com/lsca/videos/ScientistsForBetterPCR/

A day in the life

Post para o roda de ciência deste mês.

Ilustração "Day in the life of a boy", Norman Rockwell

Domingo de manhã. Dia pra acordar mais tarde. Deixo o despertador me dar duas horas a mais de sono para além das 7 da manhã habituais. Como é domingo, eu me dou ao luxo de botar uma fornada de pão de queijo congelado contrabandeado do Brasil durante o Natal. Afinal cereal todos os dias é cansativo. Enquanto o forno trabalha incessamente naquela mistura maravilhosa de queijo e farinha, eu puxo um artigo da imensa pilha de artigos a ler na minha mesa. A pilha de artigos lidos ainda está num nível muito baixo. Mas antes, uma olhada no cluster da escola para ver se as minhas simulações não foram matadas pelo scheduler. Wow, as simulações terminaram! Deixa eu rodar as análises nos resultados... o artigo fica pra depois... volta pra pilha dos não-lidos

Depois do pão de queijo, o frio. Michigan nessa época do ano é terrível. E o pior é que os dias ensolarados são os mais frios. É como se a natureza quisesse confundir nossos sentidos. Dias frios são bonitos. Dias menos frios são horríveis. Entro no ônibus que no fim de semana é mais demorado e vou pra minha salinha que eu divido com outros 4 alunos de pós-graduação. Muitas tarefas por fazer, muitas leituras de capítulo pra me preparar pras aulas. E eu ainda preciso tocar a pesquisa!

Percebi que eu nunca falei explicitamente aqui o que eu faço por aqui então é chegada a hora da verdade! Eu sou um aluno de pós-graduação no departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Michigan. E estou na divisão de Sistemas, que é uma união dos grupos de Processamento de Sinais, Comunicações e Controle. Com alguma inclinação pela parte de Controle. Controle, pra quem não conhece, é a área que é responsável por fazer sistemas de controle automático de coisas. Como pilotos automáticos de avião, robôs em planta de fábrica, sistemas de injeção eletrônica, robôs que andam sozinho, braços mecânicos, uma pá de coisas...

Mas eu tenho uma quedinha antiga, antiga mesmo, pelas ciências biomédicas. Fico fascinado com o contraste entre a engenharia e a medicina. Sempre tive dúvida sobre quais das duas carreiras eu deveria seguir. A única certeza que eu tinha é que eu queria seguir a trilha acadêmica independente da área. Escolhi engenharia na época do vestibular mas por conta disso eu acabei começando minha carreira como "pesquisador" na área de imagens médicas. Tomografia. Foi com esse intuito que eu vim pro grupo de processamento de sinais da Michigan : pra continuar estudando isso.

Interesses flutuam, porém. Quando eu estava na graduação, em Engenharia de Computação, o curso que eu mais detestava era o de Sistemas de Controle. Ainda bem que eu prestei atenção, ainda que a contragosto, nas aulas porque eu descobri aqui uma área de pesquisa que eu nunca imaginei que existia: aplicação de controle em sistemas celulares. Celulares de célula, aquela biológica mesmo. E é nisso que eu estou agora.

[Um aparte: aqueles que estão pra começar numa área interdisciplinar minha recomendação é a seguinte: vá com tudo. É penoso no começo, ter que se acostumar com um vocabulário novo, um universo de idéias novas mas vale a pena. Vale muito a pena. É preciso humildade porque a sensação de que você não sabe de nada, que já sentimos em nossas áreas nativas, fica muito mais alta e por vezes é frustrante não conseguir nem saber como formar uma pergunta para um professor ou colaborador... Mas depois que nos acostumamos, os ganhos passam ser imensos. Aprende-se muito até sobre a sua área original, ganha-se diversidade intelectual com as formas diferentes de pensamento, além de adquirir um senso maior de que todas as ciências são, fundamentalmente, a mesma coisa.]

Então minha rotina, não a de um artesão em tempo integral mas a de um aprendiz ainda, consiste em dividir os 7 dias da semana entre as matérias e a pesquisa. E as duas coisas sozinhas, tal qual um gás, já conseguiriam ocupar uma semana inteira. As duas ao mesmo tempo, tal qual um gás, aumentam a pressão! Mas é divertido. E não é como se não sobrasse tempo para sair numa sexta-feira ou outra. O diabo é que depois de algumas cervejas eu começo a pensar nos motivos pelo qual as simulações se comportam daquela maneira. Chego até a pensar em pedir uma caneta e usar o guardanapo como papel mas desisto, afinal é sexta-feira. "Oh well. Amanhã eu testo isso."

Comentários aqui.