sábado, 29 de agosto de 2009

Fim

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quinta-feira, 2 de julho de 2009

Alternativa à insulina. Coisa do futuro?


A ciência avançou muito nesses quase 100 anos desde que houve os estudos de Paulescu e Banting. Atualmente o tratamento de diabéticos tem surpreendido cada vez mais a sociedade por possibilitar maior inserção social e menos transtornos ao portador dessa doença, aumentando sua qualidade de vida.
No Canadá, alguns diabéticos não têm de se preocupar mais com as injeções e agulhas. Qual a solução miraculosa? Uso de pílulas. A partir de estudos realizados pela Universidade Mc Gill, descobriu-se que em um pequeno grupo de portadores de diabetes tipo I no qual há mutações no gene que controla a glicemia, medicação oral trabalha melhor do que a injeção. Este projeto denominado “gene -screening” tem feito estudos no DNA de 1000 diabéticos tipo I procurando ver como muitos têm as mutações. Os médicos pretendem, se esse projeto for bem sucedido, expandi-lo para 100.000 canadenses que têm o tipo I ou diabetes juvenil e que ainda necessitam de injeções diárias de insulina.
Surpreendente foi uma adolescente da cidade de Quebec, que diagnosticada com diabetes juvenil ao nascer, parou suas injeções diárias de insulina após os médicos da Universidade descobriram que ela era afetada por uma mutações do gene. Agora ela toma sulfonylurea, que é tomada oralmente.

O que essa droga faz?
  • Ela estimula o pâncreas então ele funciona normalmente.
Quais as vantagens da droga?
  • Não há todo aquele dispendioso trabalho com a seringa, nem risco de hipoglicemia, nem controle ruim dos açúcares do sangue.
  • As pessoas podem ter um controle da taxa de glicemia normal, ou seja, se lembrarem de tomar as pílulas, podem comer o que quiserem. Isso é um grande avanço no aumento da qualidade de vida do paciente.
Finalmente, através da pesquisas, suspeita-se que uma pequena porcentagem do diabetes tipo I tem causa genética. Quem sabe que mais o futuro (se é que existe futuro?!) está reservando àqueles que sofrem não só do diabetes mas de outras patologias também? E quanto à insulina? Será substituída no tratamento dos diabéticos? Só o tempo dirá.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:


Estrutura e Ação da Insulina

Após os trabalhos de Dorothy,utilizando raios X para decifrar a estrutura da insulina e Sanger,com seus trabalhos relativos ao sequenciamento dos aminoácidos, a estrutura da proteína estava completamente determinada. Contando com duas subunidades, com três estruturas α-hélice e duas pontes dissulfeto, a insulina foi descrita como uma proteína com predominância de aminoácidos polares e cuja atividade é expressa em monômeros (apesar da capacidade da insulina de se associar a dois íons Zinco formando hexâmeros). Nada a ser questionado.
Mas quais são os mecanismos de ação de nossa proteína bi-Nobel? Por ser uma proteína cuja função é diminuir a glicemia sanguínea e estimular o consumo de glicose, a insulina pode ser considerada um fator de crescimento. Como tal, ela se associa a "receptores com tirosina quinase" (RTK, curioso caso de proteína sinalizadora e quinase ao mesmo tempo, provavelmente porque seus genes codificantes se fundiram ao longo da evolução) da membrana plasmática, ativando uma cascata de reações que envolvem a fosforilação de diversas outras enzimas. Dentre essas enzimas, está a proteína fosfatase 1 (PP1) cuja função é a síntese de glicogênio.

O trabalho de Dorothy Hodgkin


Dorothy Hodgkin foi uma brilhante cientista britânica na área da química. Suas pesquisas revolucionaram o mundo da ciência e deram um novo olhar e uma nova perspectiva para os próximos que viriam. Mas, como foi o trabalho de Dorothy?
O trabalho de Hodgkin foi centrado na área de cristalografia de raios X. Esse método permitia a determinação da estrutura de proteínas.
Dorothy teve seu primeiro contato com a insulina em 1934 quando Robert Robinson lhe ofereceu uma pequena amostra cristalina do hormônio. Dorothy ficou intrigada com aquele hormônio, contudo não se conhecia muito sobre sua estrutura, pois naquela época a cristalografia de raios X ainda não havia se desenvolvido bem. Somente em 1969 (35 anos depois), a elucidação da estrutura espacial da insulina foi alcançada, sendo relatada por Dorothy como sua maior conquista.
Dorothy foi brilhante em seu trabalho sendo citada como uma das mais importantes mulheres do século XX. Seu trabalho fascinante prosseguia decifrando a estrutura atômica de uma substância após a outra, sendo a sucessora mais complexa que sua precedente. Em plena Segunda Guerra Mundial, Dorothy decifrou a estrutura da penicilina. Logo após veio a estrutura da vitamina B12(que lhe rendeu o Nobel), a cura da anemia perniciosa e logo após a estrutura do diabetes que ajudou bastante no tratamento dos diabéticos. Com sua determinação implacável e imaginação brilhante desenvolveu a cristalografia como qualquer outro cientista jamais houvera conseguido.
Por fim, o trabalho de Dorothy culminou em descobertas ainda maiores. A elucidação da estrutura da molécula de DNA por seus sucessores ajudou a compreender melhor a função dessa molécula biológica que regula todo o processo metabólico celular e, por conseguinte, do organismo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
http://en.wikipedia.org/wiki/Dorothy_Crowfoot_Hodgkin

Se for de seu desejo saber como funciona simplificadamente a cristalografia: http://books.google.com.br/books?id=p4XSGPTzV_kC&pg=PA235&lpg=PA235&dq=dOROTHY+HODGKIN&source=bl&ots=qaw5VS1D4Q&sig=KWHzQCxBtVhkOJDYCcDRzgZaybY&hl=pt-BR&ei=5S49SuzVLcOktgfT1tge&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 -pgs 241,242 e 243

A Evolução da Insulinoterapia


O tratamento do quadro de Diabetes Mellitus através de injeções contendo insulina sofreu várias mudanças desde sua descoberta. As primeiras aplicações datam da década de 20, como já foi dito aqui no blog. Naquela época foi comprovada a alta eficiência da aplicação da insulina em pacientes que já se encontravam em um nível clínico deteriorado. Estes apresentaram aumento drástico na expectativa de vida.

Porém, àquela época, o tratamento era feito com insulina de ação rapida, o que obrigava ao paciente fazer várias aplicações durante o dia, o que gerou muitas reclamacões. A partir daí, a comunidade científica e a industria farmacêutica se engajaram na procura de formas de melhorar o tratamento, por exemplo, aumentando o tempo de ação das insulinas.
Entre as décadas de 30 e 40, foi descoberto que quando adicionada protamina à molécula de insulina, seu efeito era prolongado.
Esta descoberta gerou a Insulina NPH, que é considerada de média duração. Também por volta da mesma época, adicionou-se zinco à molécula, formando a então
Protamine-Zinc Insulin (PZI). Nos anos seguintes, estas insulinas dominaram o mercado mundial, apesar de ainda apresentaram muitos problemas, principalmente relacionados à resistência imunológica à insulina.

A partir da década de 70, fruto dos enormes avanços na biologia, foi dado início à era das insulinas biossintéticas humanas. Estas tinham absorção mais rápida e já não apresentavam problemas de reações alérgicas. Dos últimos 15 anos para cá, tem surgido importantes análogos à insulina, como o lispro, a glargina e a glulisina. Uma maior variedade de insulina possibilita um maior controle dos índices glicêmicos, uma vez que o tratamento atual pode se adequar ao metabolismo do paciente, ou seja, é possível a administração de misturas de diferentes insulinas para ter certeza que a resposta será como esperada.

Fonte - Scielo Brasil:

PIRES, Antonio Carlos; CHACRA, Antonio Roberto. A evolução da insulinoterapia no diabetes melito tipo 1. Arq Bras Endocrinol Metab, São Paulo, v. 52, n. 2, Mar. 2008 . Available from . access on02 July 2009. doi: 10.1590/S0004-27302008000200014.

terça-feira, 30 de junho de 2009

Os trabalhos de Sanger molécula de insulina


A seqüência de aminoácidos da insulina foi descrita por Frederick Sanger em 1953. Esse evento foi um marco histórico, uma vez que essa foi a primeira seqüência de aminoácidos a ser descrita, e através da qual pôde se concluir que cada proteína tem uma seqüência de aminoácidos única e específica. Isso rendeu a Sanger o prêmio Nobel de 58.

O método utilizado por Sanger consistia em marcar o aminoácido N-terminal da molécula de insulina com 2,4 dinitrofluorobenzeno. Após um tratamento de fragmentação da proteína, o aminoácido N-terminal marcado pode ser analisado e identificado. O aparecimento de duas moléculas N-terminal permitiu concluir que a insulina é formada por duas cadeias polipeptídicas, as quais puderam ser separadas e estudadas. Entretanto, de nada serve a identificação isolada do aminoácido N-terminal. Para identificar os outros aminoácidos, Sanger utilizou da clivagem da proteína, gerando vários fragmentos peptídicos e através da analise dos diferentes grupos N-terminal, identificando os aminoácidos.Para manter a seqüência de proteínas após a fragmentação e para separar os diferentes fragmentos, montava-se um mapa de peptídeos (em uma folha que ocorria eletroforese em um eixo, e cromatografia em outro, montando um gráfico cujos pontos de diferentes coordenadas identificava diferentes fragmentos de proteína). Para identificar todas os aminoácidos, diferentes tipos de clivagem foram aplicados. Após identificar as seqüências, Sanger, com ajuda de outros pesquisadores, identificou os elos entre as cadeias na forma de pontes dissulfeto.

Como informado acima, insulina é formada por duas cadeias de aminoácidos, que juntas somam 51 aminoácidos, sendo uma das moléculas protéicas mais simples que se conhece (fato que provavelmente contribuiu para sua descoberta pioneira).A cadeia A possui 21 aminoácidos e a cadeia B possui 30. Essas cadeias são unidas por duas ligações dissulfeto entre A7 Cys e B7 Cys, e A20 Cys e B19 Cys (considere A como a primeira cadeia e B como a segunda; 7,19 e 20 como as posições dos aminoácidos nas cadeias lidas de N-terminal a C-terminal; e Cys de acordo com a abreviatura oficial de aminoácidos em língua inglesa) . Além disso, uma ligação dissulfeto é estabelecida entre A6 Leu e A11 Leu. A seqüência e apresentada a seguir:


Cadeia A (21residuos de aminoácidos):

N-terminal GLY ILE VAL GLU GLN CYS CYS THR SER ILE CYS LEU TYR GLN LEU GLU ASN TYR CYS ASN C-terminal


Cadeia B (30 resíduos de aminoácidos):

N-terminal PHE VAL ASN GLN HIS LEU CYS GLY ASP HIS LEU VAL GLU ALA LEU TYR LEU VAL CYS GLY GLU ARG GLY PHE PHE TYR THR PRO LYS THR C-terminal


Note que as cadeias não começam com Metionina, aminoácido sempre presente no primeiro loco da proteína. Isso porque a Insulina e secretada da célula como pré-insulina, sendo reestruturada na matriz extracelular para se tornar ativa.

A conformação espacial da insulina se dá em duas α-hélices para a cadeia A de A2 Ile a A8 Thr e de A13 Leu a A19 Thr, e uma para a cadeia B de B9 Ser a B19 Cys. Em postagem futura explicaremos a influência da estrutura protéica na atividade enzimática.


Referências:

http://www.biotopics.co.uk/as/insulinproteinstructure.html


terça-feira, 23 de junho de 2009

A insulina até a década de 60


A insulina, depois do trabalho de Banting, tornava-se a nova arma da medicina para tratar o diabetes. Nos anos posteriores, a dieta de jejum prolongado foi substituída pelas injeções de insulina que melhoravam e muito os sintomas do diabetes. A garota Elizabeth Hughes, em questão de meses, saiu do estado de grande magreza para peso normal. Pôde ver-se crescendo e voltar à escola. Foi visto como um milagre o que aquele líquido fazia.
A insulina ainda era tirada de animais como bois e porcos que funcionavam até bem. Contudo, tinha alguns reveses como: não era totalmente compatível com o hormônio humano o que podia causar reações alérgicas e erupções na pele que resultavam em perda de tecido nos locais da injeção.
Como isso poderia ser melhorado?
Os pesquisadores se debruçaram sobre os livros e com o desenvolvimento de tecnologia cada vez mais avançada puderam estudar esse hormônio cada vez mais profundamente. Agora, todo conhecimento sobre a molécula de insulina seria útil para melhorar o tratamento de diabéticos. Foi exatamente na década de 50 que aconteceu mais uma descoberta envolvendo a insulina que rendeu um Nobel: em 1958, Frederik Sanger, biólogo britânico, determinou a seqüência exata de aminoácidos da molécula de insulina, a estrutura primária, sendo laureado com o Prêmio Nobel de Química. Já na outra década, em 1964 mais precisamente, outro Nobel foi concedido a uma pesquisadora que utiliza a cristalografia de raios X(técnica que permitiu a elucidação da estrutura tridimensional da insulina) em seu trabalho: Dorothy Crowfoot Hodgkin. Tal pesquisadora, formada em química, determinou a conformação espacial da molécula de insulina mediante estudos de difração de raios X. Nessa época(1969) ,Dorothy já havia sido laureada pelo seu trabalho com a vitamina B12 . Em outro post, serão abordados melhor o trabalho de Dorothy e de Sanger que os levaram ao Nobel.
Finalmente, nota-se que a insulina é realmente muito importante na história da humanidade. Até os anos 60, mesmo o tratamento utilizado sendo o da injeção de insulina animal no ser humano, salvou-se muitas vidas e melhorou sua qualidade bastante significativamente.
Referências bibliográficas:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Insulina
http://books.google.com.br/books?id=p4XSGPTzV_kC&pg=PA235&lpg=PA235&dq=dOROTHY+HODGKIN&source=bl&ots=qaw5VS1D4Q&sig=KWHzQCxBtVhkOJDYCcDRzgZaybY&hl=pt-BR&ei=5S49SuzVLcOktgfT1tge&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=9 (pg 261)
http://saude.hsw.uol.com.br/insulina-e-diabetes1.htm

Sugestão de leitura:
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0004-27302004000200005&script=sci_arttext