Litografia Axial Computada: manufatura volumétrica de objetos 3D

🤔Já pensou se você pudesse “materializar” um objeto Tridimensional como num passe de mágica?🧙 Mas não é mágica. Uma tecnologia inovadora inspirada na técnica da Tomografia Computadorizada agora permite que objetos 3D sejam manufaturados volumétricamente de forma rápida, ao invés do método usual de impressão 3D por camadas.

Na tomografia, a geração de imagens tridimensionais é feita a partir de imagens bidimensionais de secções bidimensionais obtidas sequencialmente à medida que o tomógrafo gira ao redor do paciente (ou objeto). A nova técnica (chamada de Litografia Axial Computada, ou CAL), projeta essas imagens bidimensionais sequenciais sobre um recipiente contendo um material viscoso que gira em sincronia com a projeção. À medida que o processo decorre, o material sensível à luz polimeriza materializando o objeto. No vídeo, você vê a famosa escultura do Pensador sendo gerada. Anova tecnologia promete revolucionar muitos processos biotecnológicos em diversas áreas, inclusive na bioengenharia. Quem sabe um dia não poderemos materializar um órgão num passe de mágica? Curta nossa página Ciência, Tecnologia e Inovação. e também a publicação. Compartilhe se gostou. Links: Playlist no YouTube, Artigo científico na íntegra.


(A) Underlying concept: patterned illumination from many directions delivers a computed 3D exposure dose to a photoresponsive material. (B) Schematic of CAL system used in this work. (C) Sequential view of the build volume during a CAL print. A 3D geometry is formed in the material in less than a minute. (D) The 3D part shown in (C) after rinsing away uncured material. (E) The part from (D) painted for clarity. (F) A larger (40 mm-tall) version of the same geometry. (G) Opaque version of the geometry in (F), using crystal violet dye in the resin. Scale bars: 10 mm.

O 1o vídeo mostra as imagens bidimensionais com padrões de intensidade calculadas para serem projetadas pelo sistema óptico utilizada durante a impressão da escultura do “Pensador”. Os quadros projetados são atualizados temporalmente e sincronizados com a taxa de rotação do recipiente contendo o material semi-liquido fotossensível. o 2o vídeo mostra a geometria do Pensador da Fig. 1C-E. As imagens projetadas entram no frasco da esquerda para a direita nos quadros de vídeo. O objeto pensador tridimensional surge dentro do volume de resina rotativa. O tempo desde o início da exposição, bem como a taxa de velocidade de vídeo em relação ao tempo real, são mostrados nos quadros de vídeo em todos os momentos. Fonte: Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction. Science  31 Jan 2019. DOI: 10.1126/science.aau7114

Referências:

Volumetric additive manufacturing via tomographic reconstruction.

Kelly BE, Bhattacharya I, Heidari H, Shusteff M, Spadaccini CM, Taylor HK.

Science. 2019 Jan 31. pii: eaau7114. doi: 10.1126/science.aau7114. [Epub ahead of print]PMID: 30705152

Construindo ilhotas produtoras de insulina a partir de células-tronco

😍🍭🍨🍰🍫😍 Ama doces, mas tem diabetes? Os diabéticos podem estar um passo mais perto de não precisarem tomar injeções de insulina! Um estudo recentemente publicado revelou que é possível imitar a formação de ilhotas de células do pâncreas no laboratório, favorecendo seu amadurecimento.

😍🍭🍨🍰🍫😍 Ama doces, mas tem diabetes? Os diabéticos podem estar um passo mais perto de não precisarem tomar injeções de insulina! Um estudo recentemente publicado revelou que é possível imitar a formação de ilhotas de células do pâncreas no laboratório, favorecendo seu amadurecimento. As células transplantadas em camundongos são totalmente funcionais, produzindo insulina e respondendo a mudanças nos níveis de açúcar no sangue. Click no link para acessar o artigo. E não esqueça! Curta a página Ciência, Tecnologia e Inovação Brasil. e compartilhe.

Recapitulating endocrine cell clustering in culture promotes maturation of human stem-cell-derived β cells.

Nair GG, Liu JS, Russ HA, Tran S, Saxton MS, Chen R, Juang C, Li ML, Nguyen VQ, Giacometti S, Puri S, Xing Y, Wang Y, Szot GL, Oberholzer J, Bhushan A, Hebrok M.

Nat Cell Biol. 2019 Feb;21(2):263-274. doi: 10.1038/s41556-018-0271-4. Epub 2019 Feb 1.PMID: 30710150

“CellectAb”: identificando marcadores de células-tronco Tumorais

Conheça a inovadora metodologia denominada CellectAb que permite a rápida identificação de marcadores presentes na superfície de Células-tronco Tumorais, com a geração simultânea de potentes anticorpos específicos que podem ser prontamente utilizados em diversas abordagens terapêuticas contra o câncer.

Conheça a inovadora metodologia denominada CellectAb que permite a rápida identificação de marcadores presentes na superfície de Células-tronco Tumorais, com a geração simultânea de potentes anticorpos específicos que podem ser prontamente utilizados em diversas abordagens terapêuticas contra o câncer. A técnica é uma adaptação da chamada “Phage-display” e utiliza uma biblioteca com uma diversidade enorme de fragmentos Fab (a região do anticorpo que liga ao antígeno), cada um expresso na superfície de um vírus bacteriófago. A biblioteca de vírus é inicialmente misturada com células que não são de interesse, para remover os vírus com Fabs que se ligam a estas células. Em seguida, os virus que não se ligaram às células são misturados com a população de células de interesse (células-tronco tumorais). Os bacteriófagos que se ligam a estas células são selecionados e as regiões Fab são identificadas por sequênciamento, sendo então utilizadas para identificar as proteínas às quais elas se ligam. O processo é rápido e econômico, levando apenas uma semana para identificar os anticorpos, e um mês para produzi-los em quantidade. Uma redução significativa, comparado às 30 semanas utilizadas pelos métodos usuais. Ainda, o fato de se obter a sequência codificadora do fragmento FAB, permite que ela seja utilizada em outras abordagens terapêuticas, como os anticorpos bi-específicos ou as CAR-T Cells (já mencionadas em uma postagem anterior). A abordagem irá acelerar a pesquisa na área e vai nos ajudar na luta contra o câncer. Curta a nossa página Ciência, Tecnologia e Inovação Brasil. e compartilhe a postagem. https://www.nature.com/articles/s41598-018-37462-1

A rapid in vitro methodology for simultaneous target discovery and antibody generation against functional cell subpopulations.

Nixon AML, Duque A, Yelle N, McLaughlin M, Davoudi S, Pedley NM, Haynes J, Brown KR, Pan J, Hart T, Gilbert PM, Singh SK, O’Brien CA, Sidhu SS, Moffat J.

Sci Rep. 2019 Jan 29;9(1):842. doi: 10.1038/s41598-018-37462-1. PMID: 30696911

Sabotando tumores

Quem tem ou teve algum parente com câncer já deve ter sentido uma vontade enorme de dar o troco nessa doença terrível. O problema é que cada câncer pode ter uma origem molecular diferente e pode não responder aos mesmos tratamentos. Ainda, os tumores possuem a capacidade de escapar da vigilância do sistema imune, por diversos mecanismos, tirando a chance do nosso corpo se defender sozinho. No entanto, uma pesquisa demonstrou que é possível sabotar diversos tipos de tumores, de forma que eles sejam atacados pelo sistema imune.

Sabotando os tumores! 😈 Quem tem ou teve algum parente com câncer já deve ter sentido uma vontade enorme de dar o troco nessa doença terrível. O problema é que cada câncer pode ter uma origem molecular diferente e pode não responder aos mesmos tratamentos. Ainda, os tumores possuem a capacidade de escapar da vigilância do sistema imune, por diversos mecanismos, tirando a chance do nosso corpo se defender sozinho. No entanto, uma pesquisa demonstrou que é possível sabotar diversos tipos de tumores, de forma que eles sejam atacados pelo sistema imune. A grande inovação está na maneira que isso é feito. Os pesquisadores descobriram que a injeção intratumoral de mRNAs que codificam OX40L, IL-36γ e IL-23 levou à regressão do tumor em vários modelos de câncer. Esses RNAs entram nas células do tumor, que passam a expressar essas proteínas com atividade estimuladora do sistema imune. Ainda, a terapía também tornou os tumores suscetíveis a outros medicamentos. O estudo feito em camundongos está agora na primeira fase de um estudo clínico para avaliar a segurança em humanos. Vamos torcer para que eles tenham oque merecem! 😉 Gostou? Curta a página Ciência, Tecnologia e Inovação. e compartilhe. Abaixo o link para o artigo.

Durable anticancer immunity from intratumoral administration of IL-23, IL-36γ, and OX40L mRNAs.

Hewitt SL, Bai A, Bailey D, Ichikawa K, Zielinski J, Karp R, Apte A, Arnold K, Zacharek SJ, Iliou MS, Bhatt K, Garnaas M, Musenge F, Davis A, Khatwani N, Su SV, MacLean G, Farlow SJ, Burke K, Frederick JP.

Sci Transl Med. 2019 Jan 30;11(477). pii: eaat9143. doi: 10.1126/scitranslmed.aat9143.PMID: 30700577

Transplante de fezes

Transplante de fezes?!?! 💩🤢Eca!!! Pode parecer estranho, mas esta é uma abordagem terapêutica que tem se mostrado eficiente em diversas doenças. Um trabalho recém-publicado demonstrou que um grupo de 11 bactérias encontradas no intestino de pessoas saudáveis é capaz de inibir o crescimento do câncer em camundongos, e por incrível que pareça, com um efeito maior que um medicamento considerado um dos mais importantes avanços na área das imunoterapias contra o câncer

Transplante de fezes?!?! 💩🤢Eca!!! Pode parecer estranho, mas esta é uma abordagem terapêutica que tem se mostrado eficiente em diversas doenças. Um trabalho recém-publicado demonstrou que um grupo de 11 bactérias encontradas no intestino de pessoas saudáveis é capaz de inibir o crescimento do câncer em camundongos, e por incrível que pareça, com um efeito maior que um medicamento considerado um dos mais importantes avanços na área das imunoterapias contra o câncer (o anticorpo anti-PD-1 bloqueador de importantes “checkpoints” do sistema imune). O mecanismo de ação seria derivado do efeito das bactérias sobre a indução na produção de linfócitos T citotóxicos CD8+ (um tipo de célula envolvida na morte de células “não bem vindas” no corpo). A descoberta e isolamento das 11 bactérias poderia levar ao desenvolvimento de biomedicamentos probióticos melhorados (similar aos probióticos encontrados em iogurtes e nas misturas de bactérias e outros microorganismos do chamado Kefir). Vale ressaltar, que as bactérias identificadas complementaram os efeitos da droga anti-PD-1, tendo um efeito muito maior juntas, do que em separado. Veja a referência no link abaixo e não esqueça, CURTA e COMPARTILHE a Postagem e nossa Página Ciência, Tecnologia e Inovação. para impulsionar e divulgar.

A gut punch fights cancer and infection.

Reticker-Flynn NE, Engleman EG.

Nature. 2019 Jan;565(7741):573-574. doi: 10.1038/d41586-019-00133-w. No abstract available. PMID: 30683936

Gerando embriões in vitro a partir de células-tronco

“Guerra dos Clones”. Uma inovação tecnológica na ciência pode vir a permitir que um exército de clones seja criado em laboratório, utilizando apenas Células-tronco. O estudo demonstrou que é possível imitar a embriogénese in vitro cultivando em conjunto os três tipos de células-tronco derivadas de embriões (de camundongo) em sua fase inicial de desenvolvimento (blastocistos).

“Guerra dos Clones”. Uma inovação tecnológica na ciência pode vir a permitir que um exército de clones seja criado em laboratório, utilizando apenas Células-tronco. O estudo demonstrou que é possível imitar a embriogénese in vitro cultivando em conjunto os três tipos de células-tronco derivadas de embriões (de camundongo) em sua fase inicial de desenvolvimento (blastocistos). Células-tronco embrionárias (siglas ESCs em inglês, que dão origem ao embrião em si), e células trofoblásticas e da endoderme primitiva (siglas TSCs e XENCs, respectivamente) que contribuem para a implantação do embrião e a formação da placenta que irá alimentar o embrião. A técnica (apelidada ETX, devido às três linhagens celulares utilizadas) foram capazes de formar embriões com capacidade de implantação em camundongos. Os novos estudos vão buscar adicionar outras células necessárias para que o embrião seja levado a termo, gerando um animal completo. As possibilidades são enormes, assim como as implicações éticas. O que você acha? Clique no link para acessar a publicação. E não esqueça curta nossa página e compartilhe.

Implantation initiation of self-assembled embryo-like structures generated using three types of mouse blastocyst-derived stem cells.

Zhang S, Chen T, Chen N, Gao D, Shi B, Kong S, West RC, Yuan Y, Zhi M, Wei Q, Xiang J, Mu H, Yue L, Lei X, Wang X, Zhong L, Liang H, Cao S, Belmonte JCI, Wang H, Han J.

Nat Commun. 2019 Jan 30;10(1):496. doi: 10.1038/s41467-019-08378-9.PMID: 30700702

“Cell-in-cell” (Entosis): células do câncer canibais

Já ouviu falar em “Cell-in-cell” (ou Entosis)? Esse é um fenômeno análogo ao canibalismo, onde células contendo outra célula em seu interior são observadas, sendo frequente no câncer. Acredita-se que este mecanismo contribuiria com o fornecimento de nutrientes para a proliferação das células agressivas do câncer.

Já ouviu falar em “Cell-in-cell” (ou Entosis)? Esse é um fenômeno análogo ao canibalismo, onde células contendo outra célula em seu interior são observadas, sendo frequente no câncer. Acredita-se que este mecanismo contribuiria com o fornecimento de nutrientes para a proliferação das células agressivas do câncer. Provavelmente você já ouviu falar em morte celular programada (ou apoptose), responsável em grande parte pela morte natural das células de nosso corpo, que estão sendo substituídas por novas células. A apoptose pode ser considerada uma forma de “suicídio celular”, nos casos em que ela é desencadeada por sinais internos da própria célula. No entanto, outras formas de morte celular podem ocorrer em situações patológicas. Por exemplo, células infectadas por vírus morrem quando são atacadas pelo sistema imunológico, neste caso sendo “assassinadas”. Mas existem outras formas de morte celular intrigantes e pouco estudadas que envolvem a internalização de uma célula saudável por uma célula vizinha. No câncer, as células de alguns tipos de câncer (como o melanoma, ou câncer de pele) podem ativamente englobar células do sistema imune, “alimentando-se” de seus nutrientes e favorecendo a proliferação e a progressão do câncer. Outros tipos de câncer (como o de mama) podem interagir com células do mesmo tipo que elas (epiteliais), mas saudáveis. Neste caso (Entosis), as células saudáveis são as que entram nas células tumorais. Também neste caso, os nutrientes servem para alimentar o câncer e, ainda por cima, os cromossomos da célula internalizada podem contribuir para a poliploidia da célula tumoral, conferindo vantagens proliferativas. Clique no link abaixo para acessar uma revisão sobre o assunto. Interessante, não? Curta nossa página e compartilhe.

Consequências do canibalismo e da entosis. O englobamento de uma célula normal por uma célula do câncer, alimenta esta última com nutriente essenciais para que ela continue proliferando, além de poder causar alterações funcionais ou genéticas (ploidias e aneuploidias), conferindo um fenótipo mais agressivo para a célula.

Cell-in-cell phenomena in cancer.

Fais S, Overholtzer M.

Nat Rev Cancer. 2018 Dec;18(12):758-766. doi: 10.1038/s41568-018-0073-9. Review.PMID: 30420767

Imunoterapia de células CAR-T contra o câncer, direto do laboratório para o paciente

Incrível! Já imaginou se pudéssemos ter, pronto para uso, um frasco com células do sistema imune modificadas para atacar um determinado tipo de câncer num paciente? Pois é, um estudo mostrou que isso pode vir a se tornar realidade. A imunoterapia baseada em células T modificadas geneticamente (as CAR-T, das quais falamos na postagem anterior) que já vem curando muitos pacientes com câncer que não tinham mais esperança pode ter seu uso facilitado pela nova abordagem.

Incrível! Já imaginou se pudéssemos ter, pronto para uso, um frasco com células do sistema imune modificadas para atacar um determinado tipo de câncer num paciente? Pois é, um estudo mostrou que isso pode vir a se tornar realidade. A imunoterapia baseada em células T modificadas geneticamente (as CAR-T, das quais falamos na postagem anterior) que já vem curando muitos pacientes com câncer que não tinham mais esperança pode ter seu uso facilitado pela nova abordagem. Na abordagem convencional, as células T tem que ser coletadas de um paciente, modificadas e, em seguida, infundidas de volta no paciente. No entanto, algumas pessoas com câncer não têm células T suficientes para se submeter à terapia. A nova abordagem não depende da coleta de pacientes, tornando estas terapias mais acessíveis e eficazes. O truque é utilizar uma Célula-tronco Pluripotente, ou seja, que consegue dar origem a qualquer tipo de célula do corpo humano. Estas células são modificadas geneticamente, de forma que ela pode originar in vitro as células CAR-T diretamente. A ideia é que as células poderiam ser produzidas em quantidade suficiente e armazenadas para uso imediato para tratar os pacientes. Clique no link abaixo para acessar o artigo original. E não esqueça! Curta nossa página Ciência, Tecnologia e Inovação.

Organoid-Induced Differentiation of Conventional T Cells from Human Pluripotent Stem Cells.

Montel-Hagen A, Seet CS, Li S, Chick B, Zhu Y, Chang P, Tsai S, Sun V, Lopez S, Chen HC, He C, Chin CJ, Casero D, Crooks GM.

Cell Stem Cell. 2019 Jan 4. pii: S1934-5909(18)30601-5. doi: 10.1016/j.stem.2018.12.011. [Epub ahead of print]PMID: 30661959

Descrevendo seus Materiais e Métodos

Um desafio pra todo cientista que está começando é descrever adequadamente a seção de Materiais e Métodos, de forma que quem a lê possa reproduzir seus experimentos com exatidão.

Final de semana. Que tal descontrair? Um desafio pra todo cientista que está começando é descrever adequadamente a seção de Materiais e Métodos, de forma que quem a lê possa reproduzir seus experimentos com exatidão. O segredo é tentar se abstrair do seu conhecimento para escrever, de forma que uma pessoa que não tem conhecimento nenhum possa reproduzir passo a passo. Veja este vídeo em que as crianças sofrem tentando descrever a simples tarefa de preparar um sanduíche de manteiga de amendoim e geleia. O pai faz exatamente isso, finge completa ignorância com as coisas mais básicas, só assim seus filhos entendem que tem de ser mais específicos e detalhistas em suas instruções. Interessante, não? Não esqueça de curtir a nossa página do FaceBook Ciência, Tecnologia e Inovação. Ótimo final de semana!

“FISSEQ”, olhando o transcriptoma da célula ao microscópio.

Já imaginou se ao olhar no microscópio você pudesse saber qual o transcriptoma de cada célula na imagem? Conheça o “FISSEQ” (Fluorescent in situ sequencing), uma tecnologia inovadora que une a informação posicional/estrutural da microscopia de fluorescência com a informação molecular do sequenciamento de nova geração (NGS).

A técnica chamada “FISSEQ” (Fluorescent in situ sequencing) é uma tecnologia inovadora que une a informação posicional/estrutural da microscopia de fluorescência com a informação molecular do sequenciamento de nova geração (NGS).

O 1o vídeo mostra uma representação do sequenciamento dos RNAs mensageiros numa célula. A cada ciclo do processo, à medida que as bases vão sendo sequenciadas in situ, uma imagem é obtida com uma cor específica indicando qual base foi adicionada. Para ilustrar, as várias imagens obtidas em sequência são empilhadas verticalmente, de forma a representar a sequência de bases do RNA mensageiro presente naquela determinada posição da célula.

Representação do sequenciamento dos RNAs mensageiros numa célula.

O 2o vídeo mostra que o sequenciamento é realizados em paralelo para todas as células que aparecem nas imagens de microscopia, guardando a informação posicional das células.

Sequenciamento em paralelo para todas as células nas imagens de microscopia.

O 3o vídeo mostra que cortes histológicos de um órgão (cérebro de um camundongo neste caso) pode ter o transcriptoma de suas células determinado. A quantidade e a posição sub-celular de dezenas a milhares de RNA mensageiros podem ser identificados em cada uma das células de um tecido.

O último é o vídeo dos autores do artigo e inventores da técnica.

Construção e sequenciamento da biblioteca FISSEQ.

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Visão geral esquemática da construção e sequenciamento da biblioteca FISSEQ. (a) Células ou tecidos fixos são permeabilizados e transcritos inversamente in situ na presença de hexâmeros aleatórios marcados com sequência de aminoallyl dUTP e adaptador. Os fragmentos de cDNA são fixados à matriz proteica celular utilizando um agente de crosslink e circularizados após degradação do RNA. Os moldes circulares são amplificados utilizando primers RCA complementares à sequência do adaptador na presença de aminoallyl dUTP e estavelmente fixados. Os amplicons de ácido nucléico nas células estão então prontos para sequenciamento e geração de imagens (fibroblastos mostrados). (b) Cada amplicon contém numerosas cópias em tandem do cDNA e da sequência do adaptador. Um primer se anela às sequencias adaptadoras em amplicons individuais e sondas fluorescentes são utilizadas para realizar o sequenciamento por ligação (método SOLID). Todo o processo é repetido usando quatro outros primers de seqüenciamento com um deslocamento para identificar as sequencia de bases.

Fluorescent in situ sequencing (FISSEQ) of RNA for gene expression profiling in intact cells and tissues.

Lee JH, Daugharthy ER, Scheiman J, Kalhor R, Ferrante TC, Terry R, Turczyk BM, Yang JL, Lee HS, Aach J, Zhang K, Church GM.

Nat Protoc. 2015 Mar;10(3):442-58. doi: 10.1038/nprot.2014.191. Epub 2015 Feb 12.PMID: 25675209