deias para mudar o mundo: os projetos mais intrigantes de 2012
Robótica, genética e segurança foram os temas
dominantes nos laboratórios de ciência em todo o mundo. A classificação
“World Changing Ideas 2012” do Scientific American apresenta várias
promessas para melhorar nossas vidas e o estado atual do mundoPor: Equipe Oásis
O mundo não para, e a ciência progride com ele. Em 2012, cientistas e
engenheiros em todos os países prosseguiram em seus esforços para
produzir grandes avanços em matéria de ideias e de invenções que podem
mudar o mundo e a vida das pessoas. Em seu número de dezembro, a revista
Scientific American revela algumas inovações revolucionárias: uma
alternativa artificial para o DNA, um óleo que consegue purificar a
água, marca-passos que funcionam com o açúcar presente no sangue do
portador, e muito mais. O importante é ressaltar que não se tratam de
projetos puramente teóricos, ou ainda em fase de sonho. São soluções
concretas, muitas das quais já possuem seus protótipos construídos e
destinadas a evoluir atingindo graus altíssimos de perfeição. Cada uma
delas possui o potencial de tornar possíveis coisas que até agora
pareciam impossíveis. Assim, viaje conosco pela galeria de imagens
abaixo, e saiba como microbolhas de oxigênio injetável poderão aumentar
as expectativas de vida para asmáticos, asfixiados e vítimas de choques
anafiláticos com consequências para o aparelho respiratório. Como
sensores ultrafinos, quase invisíveis, poderão ser aplicados em nosso
corpo para o controle de várias das suas funções. Como uma nova droga,
em fase de testes na Colômbia, poderá prevenir a eclosão de um grande
número de doenças. Como o sequenciamento do genoma em fetos poderá
detectar muito precocemente milhares de disfunções.
Gene-Busters: os caçadores de genes
Uma equipe da Stanford University, capitaneada pelo bioengenheiro
Stephen Quake, desenvolveu um processo revolucionário que permite o
sequenciamento completo do genoma de um feto a partir de um simples
exame do sangue da mãe. Esse teste, que pode substituir procedimentos
muito mais invasivos, como a retirada de líquido amniótico ou de
amostras de tecido placentário, poderá consentir a identificação de mais
de 3500 anomalias genéticas como a síndrome de Dawn ou a fibrose
cística.
O exame, embora banal para quem a ele se submete, é na realidade muito complexo e parte da identificação no interior do plasma materno (compartilhado por mãe e filho) dos dois diferentes genomas. O procedimento é estatístico e se baseia na separação dos haplótipos (componentes do cromossoma) maternos dos haplótipos do feto.
Antes de poder falar de difusão do método, o primeiro objetivo dos pesquisadores é o de levar a cabo testes ainda mais confiáveis e precisos do ponto de vista dos resultados. Permanece em aberto a questão ética a respeito das escolhas a serem feitas no caso em que o teste confirme a existência de anomalias genéticas no bebê.
O exame, embora banal para quem a ele se submete, é na realidade muito complexo e parte da identificação no interior do plasma materno (compartilhado por mãe e filho) dos dois diferentes genomas. O procedimento é estatístico e se baseia na separação dos haplótipos (componentes do cromossoma) maternos dos haplótipos do feto.
Antes de poder falar de difusão do método, o primeiro objetivo dos pesquisadores é o de levar a cabo testes ainda mais confiáveis e precisos do ponto de vista dos resultados. Permanece em aberto a questão ética a respeito das escolhas a serem feitas no caso em que o teste confirme a existência de anomalias genéticas no bebê.
Foto: Reuters/Kim Kyung Hoon
Alzheimer: há esperança, mas é preciso tempo
Prevenir o risco de Alzheimer com uma pílula, como se faz para o
colesterol muito alto, poderá se tornar realidade dentro em breve.
Cientistas desenvolveram um fármaco capaz de combater a amiloide, uma
proteína que, suspeita-se, é uma das causas que desencadeiam a demência
degenerativa.
Em 2013 deverá ter início, na Colômbia, uma experimentação com 300 voluntários com diversos graus de parentesco entre si: nos grupos desse tipo, com efeito, aparece uma forma de Alzheimer particularmente agressiva, que costuma surgir entre os 50-60 anos de idade e que pode ser interceptada com um teste genético.
Os participantes do experimento serão divididos em três grupos: um receberá semanalmente uma dose do novo fármaco durante 50 anos; a outro grupo será administrado um placebo, e o terceiro terá a função de grupo de controle. Todos os meses os voluntários se submeterão a ressonâncias magnéticas para controlar um eventual aparecimento da doença e permitir aos pesquisadores acompanhar as suas etapas.
Em 2013 deverá ter início, na Colômbia, uma experimentação com 300 voluntários com diversos graus de parentesco entre si: nos grupos desse tipo, com efeito, aparece uma forma de Alzheimer particularmente agressiva, que costuma surgir entre os 50-60 anos de idade e que pode ser interceptada com um teste genético.
Os participantes do experimento serão divididos em três grupos: um receberá semanalmente uma dose do novo fármaco durante 50 anos; a outro grupo será administrado um placebo, e o terceiro terá a função de grupo de controle. Todos os meses os voluntários se submeterão a ressonâncias magnéticas para controlar um eventual aparecimento da doença e permitir aos pesquisadores acompanhar as suas etapas.
Foto: Reuters/Denis Balibouse
Insetos robôs e colibri com piloto automático
A ideia de minúsculos robôs voadores que controlam o tráfego e
efetuam, sem serem vistos, reconhecimentos no interior de edifícios
ocupados por terroristas ou malfeitores, ou que, numa guerra, vigiam do
alto os movimentos dos inimigos parece coisa de filme de ficção
científica, mas é pura realidade. Cientistas do mundo todo trabalham há
anos no desenvolvimento de mini robôs armados com telecâmeras e
instrumentos de vigilância, para serem usados em teatros de guerra e
também em âmbito científico, industrial e civil.
Aeromodelos teleguiados ou dotados de GPS e autopilotados já são comumente empregados para inspecionar diariamente quilômetros de oleodutos, para patrulhar fronteiras entre Estados (por exemplo, entre o México e os Estados Unidos) e para mapear ações de desflorestamento. O emprego desses dispositivos é considerado estratégico, a tal ponto que o exército norte-americano possui uma divisão exclusivamente dedicada ao seu desenvolvimento: é o MAV, Micro Air Veichles Research Project.
Para realizar essas pequenas joias tecnológicas, os cientistas se inspiram na natureza, por exemplo, nos insetos e nos pássaros, como os colibris, pequenos e com capacidades de voo de fazer inveja ao mais sofisticado dos aviões de combate. O emprego desses robôs, no entanto, suscita numerosas questões, não apenas pelo seu potencial de utilização num conflito armado, mas também em atos de terrorismo. Como não tecer a hipótese, por exemplo, de que venham a ser utilizados com finalidades de controle social em países nos quais as leis e a democracia ainda sejam forças muito débeis? E, de modo mais geral, tais aparatos poderiam colocar em discussão o nosso conceito de privacidade: potencialmente, todos nós passaríamos a ser vigiados constantemente por um exército de máquinas invisíveis.
Vídeo: Protótipos em ação
Aeromodelos teleguiados ou dotados de GPS e autopilotados já são comumente empregados para inspecionar diariamente quilômetros de oleodutos, para patrulhar fronteiras entre Estados (por exemplo, entre o México e os Estados Unidos) e para mapear ações de desflorestamento. O emprego desses dispositivos é considerado estratégico, a tal ponto que o exército norte-americano possui uma divisão exclusivamente dedicada ao seu desenvolvimento: é o MAV, Micro Air Veichles Research Project.
Para realizar essas pequenas joias tecnológicas, os cientistas se inspiram na natureza, por exemplo, nos insetos e nos pássaros, como os colibris, pequenos e com capacidades de voo de fazer inveja ao mais sofisticado dos aviões de combate. O emprego desses robôs, no entanto, suscita numerosas questões, não apenas pelo seu potencial de utilização num conflito armado, mas também em atos de terrorismo. Como não tecer a hipótese, por exemplo, de que venham a ser utilizados com finalidades de controle social em países nos quais as leis e a democracia ainda sejam forças muito débeis? E, de modo mais geral, tais aparatos poderiam colocar em discussão o nosso conceito de privacidade: potencialmente, todos nós passaríamos a ser vigiados constantemente por um exército de máquinas invisíveis.
Vídeo: Protótipos em ação
Quanto você polui? Um super índice dá a resposta
Quanto poluem uma lata de cerveja ou um tablete de última geração?
Esta é a pergunta que cada vez mais orienta as opções de compra de um
número crescente de consumidores. Encontrar uma resposta unívoca e
precisa a essa pergunta nem sempre é fácil: pode-se, com efeito,
considerar os custos energéticos de produção, as emissões de CO2 da
inteira linha de produção que leva do produtor ao usuário final, os
recursos empregados, o volume e a duração dos dejetos que irão gerar ao
final da sua vida útil, etc.
Para ordenar essa variedade de informações, um consórcio formado há dez anos por 80 grandes multinacionais – entre elas a Coca Cola, Disney, Walmart, Dell e muitas outras, além de 10 universidades - está trabalhando na elaboração de um índice de sustentabilidade de uma primeira cesta de 100 produtos, que vão de cereais para o café da manhã a detergentes e televisores.
Para ordenar essa variedade de informações, um consórcio formado há dez anos por 80 grandes multinacionais – entre elas a Coca Cola, Disney, Walmart, Dell e muitas outras, além de 10 universidades - está trabalhando na elaboração de um índice de sustentabilidade de uma primeira cesta de 100 produtos, que vão de cereais para o café da manhã a detergentes e televisores.
O objetivo dessa operação é fazer com que todos os atores da linha
produtiva colaborem para a redução do impacto ambiental. A Walmart, por
exemplo, uma das mais importantes cadeias norte-americanas da grande
distribuição, decidiu avaliar os responsáveis pelas compras das diversas
categorias de produtos com base nos índices de sustentabilidade dos
produtos selecionados e colocados nas prateleiras. A empresa Dell
solicitou a seus fornecedores que reduzam sensivelmente as emissões de
gases de efeito estufa provocadas pela produção de monitores LCD.
Foto: Reuters/Navesh Chitrakar
Marca-passo movido a açúcar
Dentro de poucos anos marca-passos, bombas para insulina e outros
dispositivos eletrônicos que normalmente são implantados em pacientes
não mais precisarão de baterias, mas funcionarão com o mesmo combustível
que alimenta o corpo humano: a glicose. Os aparelhos de nova geração
serão alimentados por células eletrônicas movidas a biocombustível, no
interior das quais um anodo “pegará” elétrons de glicose presentes no
sangue e nos fluidos celulares. Esses elétrons, ao migrar em direção ao
catodo, gerarão um fluxo de corrente.
A biocélula mais evoluída e complexa foi produzida este ano nos laboratórios do MIT – Massachusetts Institute of Technology pelo engenheiro Rahul Sarpeshkar: é feita de platina e silicone e utiliza o líquido cérebro-espinhal, particularmente rico de glicose, para fornecer energia a um estimulador cerebral.
A biocélula mais evoluída e complexa foi produzida este ano nos laboratórios do MIT – Massachusetts Institute of Technology pelo engenheiro Rahul Sarpeshkar: é feita de platina e silicone e utiliza o líquido cérebro-espinhal, particularmente rico de glicose, para fornecer energia a um estimulador cerebral.
Foto: Reuters/Jorge Lopez
Tatuagens eletrônicas
John Rogers, engenheiro de materiais na Universidade de Illinois,
desenvolveu um sistema de monitoramento clínico composto por sensores,
microships e transmissores wireless tão pequenos e flexíveis que podem
ser acondicionados no interior de um esparadrapo e usados reduzindo-se
ao mínimo os incômodos para o paciente, sem falar na redução dos tempos e
dos custos hospitalares. O cerne do sistema são as conexões metálicas e
em silicone entre as várias partes do dispositivo, realizadas com
tecnologias especiais.
Foto: John Rogers
O DNA sintético
O DNA é coisa do passado, ou quase. Uma equipe de biólogos da
Cambridge University, capitaneada por Philip Holligerha, desenvolveu uma
molécula artificial, o XNA (ácido xeno nucleico), capaz de gravar e
replicar as informações genéticas de uma forma de vida, exatamente como
fazem o DNA e o RNA nos quais se baseiam a flora e a fauna que povoa o
nosso planeta.
A molécula sintetizada por Hollinger e seus colegas possui uma estrutura em dupla hélice similar à estrutura do DNA e no lugar das 4 bases azotadas - adenina, citosina, guanina, timina – utiliza novas moléculas, artificiais. Esses pesquisadores britânicos desenvolveram também um conjunto de enzimas que possibilita ao XNA comportar-se como um sistema genético completo.
Graças a essas novas substâncias os biólogos conseguiram intervir na polimerase, o processo que acontece no interior das células e que “desmonta” a molécula de DNA, possibilitando dessa forma o acesso às informações inscritas nos genes e que constituem a base da reprodução. As enzimas de Hollinger codificam o DNA em XNA e vice-versa, assegurando a perfeita reprodução de uma célula para a outra.
O próximo objetivo dos pesquisadores é substituir o DNA com XNA num organismo vivo unicelular simples, uma bactéria por exemplo. Desse modo será possível trabalhar com formas de vida perigosas, como vírus e bactérias patógenas, com a certeza de que, fora do laboratório, elas não poderiam se reproduzir já que estariam privadas das enzimas necessárias.
A molécula sintetizada por Hollinger e seus colegas possui uma estrutura em dupla hélice similar à estrutura do DNA e no lugar das 4 bases azotadas - adenina, citosina, guanina, timina – utiliza novas moléculas, artificiais. Esses pesquisadores britânicos desenvolveram também um conjunto de enzimas que possibilita ao XNA comportar-se como um sistema genético completo.
Graças a essas novas substâncias os biólogos conseguiram intervir na polimerase, o processo que acontece no interior das células e que “desmonta” a molécula de DNA, possibilitando dessa forma o acesso às informações inscritas nos genes e que constituem a base da reprodução. As enzimas de Hollinger codificam o DNA em XNA e vice-versa, assegurando a perfeita reprodução de uma célula para a outra.
O próximo objetivo dos pesquisadores é substituir o DNA com XNA num organismo vivo unicelular simples, uma bactéria por exemplo. Desse modo será possível trabalhar com formas de vida perigosas, como vírus e bactérias patógenas, com a certeza de que, fora do laboratório, elas não poderiam se reproduzir já que estariam privadas das enzimas necessárias.
Tudo por smartphone, minuto a minuto
Controlados, espionados, seguidos minuto a minuto, de um lugar para
outro. Sabem quem são os nossos amigos, onde gostamos de jantar e o que
gostamos de comer, qual é o nosso supermercado favorito, de quanto em
quanto tempo fazemos nossas compras e que coisas compramos. Sabem
inclusive onde trabalhamos e em qual escola estudam os nossos filhos.
Quem sabe tudo isso a nosso respeito? As operadoras telefônicas. E os produtores dos nossos smartphones, os grandes provedores da web, Google, Facebook... Claro, pois nosso telefone celular de última geração, cômodo, divertido, é um grande fofoqueiro e transmite continuamente tudo aquilo que sabe sobre nossos movimentos e itinerários, bem como nossas atividades online, a um grande número de empresas. Entre elas, a Apple, as redes sociais, os provedores de serviços telefônicos e de conectividade móvel.
O fato é que todos os detalhes da nossa vida – tanto a material e cotidiana quanto aquelas online -, todas essas informações, oportunamente aglomeradas e tornadas anônimas, valem para os operadores publicitários que, desse modo, conseguem nos propor a publicidade justa no momento justo e no lugar onde somos provavelmente mais sensíveis.
Dá medo? Sim, mas existe também um lado bom dessa medalha: essas mesmas informações podem ajudar os cientistas a compreender como se movimentam as pessoas e, consequentemente, desenvolver métodos mais eficazes para prevenir ou conter epidemias, por exemplo. Poderão fazê-lo? Poderão ter acesso a essas informações e usá-las? Sim, desde que respeitem as leis sobre a privacidade informando os consumidores quanto aos dados e sua utilização.
Quem sabe tudo isso a nosso respeito? As operadoras telefônicas. E os produtores dos nossos smartphones, os grandes provedores da web, Google, Facebook... Claro, pois nosso telefone celular de última geração, cômodo, divertido, é um grande fofoqueiro e transmite continuamente tudo aquilo que sabe sobre nossos movimentos e itinerários, bem como nossas atividades online, a um grande número de empresas. Entre elas, a Apple, as redes sociais, os provedores de serviços telefônicos e de conectividade móvel.
O fato é que todos os detalhes da nossa vida – tanto a material e cotidiana quanto aquelas online -, todas essas informações, oportunamente aglomeradas e tornadas anônimas, valem para os operadores publicitários que, desse modo, conseguem nos propor a publicidade justa no momento justo e no lugar onde somos provavelmente mais sensíveis.
Dá medo? Sim, mas existe também um lado bom dessa medalha: essas mesmas informações podem ajudar os cientistas a compreender como se movimentam as pessoas e, consequentemente, desenvolver métodos mais eficazes para prevenir ou conter epidemias, por exemplo. Poderão fazê-lo? Poderão ter acesso a essas informações e usá-las? Sim, desde que respeitem as leis sobre a privacidade informando os consumidores quanto aos dados e sua utilização.
Foto: Reuters/Heinz-Peter Bader
A injeção que faz respirar
Uma espuma injetável de microbolhas de oxigênio poderia se revelar um
formidável salva-vidas em todos os casos de sufocação, seja mecânica
(por exemplo, um pedaço de alimento entalado na garganta), seja
provocada por moléstias como a asma ou as alergias.
Basta, de fato, que a respiração seja bloqueada durante alguns minutos para reduzir o fornecimento de oxigênio a todo o corpo, com o risco de danos cerebrais e celulares graves e permanentes. Essa nova substancia foi desenvolvida por John Kheir, um cardiologista do Boston Children Hospital, junto a uma equipe de colegas especialistas em nanotecnologia aplicada à medicina.
A espuma de Kheir é constituída de microbolhas de oxigênio com o diâmetro de 4 micron, mantidas juntas por um filme lipídico com espessura de apenas uns poucos nanômetros. No interior dessas bolhas a pressão do gás é mais elevada daquela do fluxo sanguíneo: desse modo as bolhas, ao entrar em contato com os glóbulos vermelhos, rompem-se, transferindo a eles a sua preciosa carga de oxigênio.
Pelos testes já efetuados em total ausência de respiração, a espuma pode oferecer uma margem de cerca 15 minutos durante os quais não existem danos para o cérebro e os órgãos. No momento o fármaco está em fase de estudo, inclusive porque, para poder ser injetado no interior do fluxo sanguíneo, ele deve ser acompanhado por doses maciças de líquidos que poderiam causar problemas de outro tipo, como edemas ou paradas cardíacas.
Basta, de fato, que a respiração seja bloqueada durante alguns minutos para reduzir o fornecimento de oxigênio a todo o corpo, com o risco de danos cerebrais e celulares graves e permanentes. Essa nova substancia foi desenvolvida por John Kheir, um cardiologista do Boston Children Hospital, junto a uma equipe de colegas especialistas em nanotecnologia aplicada à medicina.
A espuma de Kheir é constituída de microbolhas de oxigênio com o diâmetro de 4 micron, mantidas juntas por um filme lipídico com espessura de apenas uns poucos nanômetros. No interior dessas bolhas a pressão do gás é mais elevada daquela do fluxo sanguíneo: desse modo as bolhas, ao entrar em contato com os glóbulos vermelhos, rompem-se, transferindo a eles a sua preciosa carga de oxigênio.
Pelos testes já efetuados em total ausência de respiração, a espuma pode oferecer uma margem de cerca 15 minutos durante os quais não existem danos para o cérebro e os órgãos. No momento o fármaco está em fase de estudo, inclusive porque, para poder ser injetado no interior do fluxo sanguíneo, ele deve ser acompanhado por doses maciças de líquidos que poderiam causar problemas de outro tipo, como edemas ou paradas cardíacas.
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