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sexta-feira, 27 de julho de 2012

Chip quântico demonstra poder da nanofabricação


Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/07/2012

Nanofabricação dá impulso à computação quântica
O chip quântico é formado por uma estrutura 3D de armadilhas iônicas, que podem ser ampliadas conforme se consiga manipular simultaneamente um número maior de qubits. [Imagem: NPL]
Autêntico
primeiro processador quântico a chegar ao mercado levantou controvérsias, e foram necessários anos para que a comunidade científica reconhecesse que ele realmente "tem lá o seu lado quântico".
Isto porque ele ainda está bastante distante daquilo que se espera de um "processador totalmente quântico", tanto em termos de projeto, quanto em termos de desempenho.
Mas a cavalaria já está chegando.
Plataforma quântica
Engenheiros do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido acabam de construir o primeiro chip capaz de manter múltiplos qubits operando conjuntamente.
Os pesquisadores incorporaram em um chip de silício uma plataforma de aprisionamento de bits quânticos baseados em íons - ou qubits iônicos - um dos tipos mais promissores de qubits em estudo atualmente, sobretudo porque porque ser operados em dispositivos de estado sólido.
Segundo a equipe, o chip poderá se tornar um processador quântico capaz de lidar simultaneamente com centenas de qubits.
Usando outro tipo de qubit, uma equipe austríaca conseguiu recentementeaprisionar 64 qubits, mas conseguiu ativar simultaneamente apenas 14 deles. Para se ter ideia, um simulador quântico de 350 qubits teria capacidade para calcular 10100 estados diferentes.
Nanofabricação 3D
O avanço agora obtido não pertence ao campo da computação quânticapropriamente dita, sendo mais propriamente um feito notável nas técnicas de nanofabricação.
Embora já tenham sido demonstrados vários tipos de armadilhas para manter os íons isolados do ambiente, todos se baseavam em estruturas bidimensionais de eletrodos.
O novo chip, contudo, usa uma estrutura 3D, que possui duas vantagens cruciais: ela pode ser ampliada continuamente, para acomodar um número virtualmente ilimitado de qubits, e permite a manipulação muito mais livre e precisa de cada qubit individualmente.
Até agora, essas duas características vinham-se mostrando excludentes, sobretudo por deficiências nas técnicas de fabricação.
A equipe britânica usou técnicas de fabricação de componentes semicondutores, aplicando-as a uma pastilha híbrida de silício e óxido de silício.
Várias aplicações
O chip é uma plataforma customizável e altamente flexível, com várias aplicações possíveis.
"O chip poderá ser a base de um futuro relógio atômico, essencial para serviços de localização, temporização e navegação, ou mesmo a base de um futuro processador quântico baseado em íons, para uso em um computador quântico ou em redes quânticas de informações," disse Alastair Sinclair, membro da equipe.
Bibliografia:

A monolithic array of three-dimensional ion traps fabricated with conventional semiconductor technology
Guido Wilpers, Patrick See, Patrick Gill, Alastair G. Sinclair
Nature Nanotechnology
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nnano.2012.126

Casas de baixo custo resistentes a terremotos


Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/07/2012

Casas de baixo custo resistentes a terremotos
O sistema de alvenaria integral usa um conjunto entrelaçado de suportes feitos com barras de aço de construção - ou vergalhões -, as mesmas usadas para a construção de lajes e concreto armado. [Imagem: Orta et al.]
Sistema de alvenaria integral
Engenheiros da Universidade Politécnica de Madri, na Espanha, projetaram e construíram várias casas de baixo custo resistentes a terremotos.
Embora países ricos, como o Japão, detenham grande tecnologia para a construção de edifícios resistentes a abalos sísmicos, o Haiti não se recuperará tão cedo do terremoto que devastou o país em 2010.
Foi pensando em criar uma alternativa de baixo custo, acessível para regiões mais pobres, que Belén Horta e seus colegas desenvolveram um novo sistema de construção, que eles batizaram de IMS (Integral Masonry System: sistema de alvenaria integral).
Antiterremoto de baixo custo
Os resultados dos testes práticos, com construções reais, feitas com vários tipos de materiais, provaram que uma casa construída com este sistema estável suporta terremotos fortes, que submetam a construção a acelerações de até 1,8 g.
Além disso, passado o tremor, basta que as eventuais trincas sejam consertadas para que a construção retorne ao seu nível original de resistência.
E isso foi obtido usando apenas materiais de construção disponíveis em áreas muito pobres, como adobe, tijolos furados, blocos de concreto e aço de construção.
Casas de baixo custo resistentes a terremotos
Um dos protótipos de casa resistentes a terremotos - a maior a ser testada foi construída com 72 metros quadrados. [Imagem: UPM]
Suportes entrelaçados
O sistema de alvenaria integral usa um conjunto entrelaçado de suportes feitos com barras de aço de construção - ou vergalhões -, as mesmas usadas para a construção de lajes e concreto armado.
Esses suportes são dispostos de forma a terem interseções em três direções, criando uma malha muito resistente aos sacolejos aleatórios de um terremoto.
Vem então o mais interessante.
O interior dos suportes de aço pode ser preenchido com o material de construção que estiver disponível, o que inclui de tijolos comuns a barro usado para fazer adobe, e até rejeitos.
Por cima, uma única laje comum é suficiente para dar rigidez à construção.
Recuperável
O que torna o sistema de alvenaria integral ainda mais interessante para áreas pobres é que ele dispensa o concreto, podendo ser feito inteiramente com materiais locais - apenas o aço de construção precisaria ser trazido de fora.
"Além disso, esse sistema de construção alternativo possibilita reconstruir as casas afetadas por um terremoto com a mesma segurança necessária para enfrentar outra catástrofe futura," dizem os pesquisadores.
Bibliografia:

Experimental study of the Integral Masonry System in the construction of earthquake resistant houses.
Belén Orta, Rosa Bustamente, José María Adell
Materiales de Construccion
Vol.: 62 (305): 67-77
DOI: 10.3989/mc.2012.63810

Circuitos neurais vivos são criados em laboratório


Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/07/2012

Circuitos neurais vivos criados em laboratório
Os circuitos neurais artificiais disparando, seguindo coordenadamente sua "estrada de triângulos". [Imagem: Jang/Nam/IOP]
Redes neurais vivas
Os cientistas estão tentando usar memristores para criarcircuitos neurais que façam uma interligação mais tranquila entre o eletrônico e o biológico.
Tudo pode ser mais fácil, incluindo o aprendizado sobre o funcionamento de coisas como o nosso cérebro, se for possível usar células neurais vivas.
A partir daí, os cientistas poderão isolar os mecanismos básicos e construir, por exemplo, cérebros robóticoscapazes de aprender, mesmo que façam isso com componentes semicondutores inorgânicos.
Há muitas equipes tentando fazer isso, mas não é nada fácil - senão impraticável - pegar neurônios, um por um, e criar uma rede com eles, como se criam circuitos eletrônicos com transistores.
Microcérebros
Agora, cientistas coreanos encontraram uma forma de guiar os neurônios em laboratório para que eles cresçam e se interliguem de força precisa.
Min Jang e Yoonkey Nam, do instituto KAIST, usaram pequenos triângulos, quadrados e estrelas para guiar o crescimento dos neurônios em um disco de Petri, criando circuitos neurais vivos que operam de forma controlada.
A plataforma de criação desses circuitos neurais terá largo impacto e aplicações muito além da robótica.
Torna-se possível, em princípio, integrar esses guias geométricos em suportes de crescimento celular, ajudando na regeneração de neurônios em lesões no corpo humano, na medula espinhal, por exemplo.
O próximo passo, segundo o Dr. Nam, é "verificar se podemos projetar um modelo de tecido neural que imite biologicamente alguns circuitos neurais do nosso cérebro".
Circuito integrado neurobiológico
Depois de testar os diversos formatos, os cientistas verificaram que o triângulo é o formato mais eficaz para guiar o crescimento dos axônios ao longo de rotas específicas, para formar um circuito completo.
Cada um dos "moldes" para crescimento dos neurônios mede 1 cm x 1 cm, com os triângulos postos em espaçamentos de 10 micrômetros. Os neurônios foram coletados do cérebro de ratos e postos para crescer em um meio de cultura.
Eles obedecem com muito critério o alinhamento dos triângulos, cujos vértices guiam o crescimento das células - quanto mais pontiagudo é o triângulo, mais obediente o neurônio se torna.
"Em resumo, nós integramos a microtecnologia com a neurobiologia, criando uma nova solução de engenharia," disse Nam.
Bibliografia:

Geometric effect of cell adhesive polygonal micropatterns on neuritogenesis and axon guidance
Min Jee Jang, Yoonkey Nam
Journal of Neural Engineering
Vol.: 9 046019
DOI: 10.1088/1741-2560/9/4/046019
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Vendo onde a luz não chega e onde a vista não alcança


Com informações da BBC - 27/07/2012

Vendo onde a luz não chega e onde a vista não alcança
A nova técnica dispensa o laser e trabalha com luz natural, usando um dispositivo chamado Modulador Espacial de Luz. [Imagem: Ori Katz et al./Nature Photonics]
Espalhamento óptico
Cientistas descobriram uma maneira nova e mais simples de obter imagens através do espalhamento óptico - ou difusão - gerado por materiais como um vidro fosco ou a pele humana.
A exemplo de demonstrações anteriores, a tecnologia permite até mesmo "ver o que está além da esquina".
Nos últimos anos, a maior parte das pesquisas tem-se concentrado na correção da dispersão da luz, principalmente para aplicações médicas.
Mas a nova técnica é rápida, simples e usa a luz natural, em vez de lasers, usando uma abordagem do tipo "se não pode ir contra ele [o espalhamento], então junte-se a ele".
Modulador espacial de luz
Os pesquisadores usaram um dispositivo chamado modulador espacial de luz para "desfazer" o espalhamento da luz que torna os objetos opacos.
Uma câmera capaz de ver além da esquina ganhou muita atenção recentemente, quando pesquisadores usaram uma série de pulsos de laser para iluminar uma cena e descobrir o que havia "além da curva" analisando a temporização das reflexões.
Aquele protótipo é apenas um dentre vários esforços de pesquisa que tentam resolver o problema do espalhamento óptico.
Mas, para algumas aplicações, essa abordagem de "tempo de voo" que a câmera a laser utiliza não é suficiente.
"Se você quer visualizar um embrião em desenvolvimento dentro de um ovo, mas a casca do ovo dispersa tudo, ou se você quer olhar através da pele, o espalhamento é o maior inimigo, e tempo de voo não é uma boa solução," explicou Yaron Silberberg, orientador do novo estudo.
Para estes tipos de problemas, o professor Silberberg e seus colegas levaram os moduladores espaciais de luz (MELs) além dos seus limites.
Vendo onde a luz não chega e onde a vista não alcança
Em cima, a letra A original, vista diretamente; no centro, ela está coberta pelo filme plástico opaco; embaixo, como ela foi vista pela nova técnica, quando o filme plástico continuava à sua frente. [Imagem: Ori Katz]
Vendo através de materiais opacos
Os MELs modificam aquilo que é conhecido como a fase de um feixe de luz. Como acontece quando as ondas no oceano atingem as rochas ou os surfistas, as ondas de luz podem ter sua velocidade diminuída ou serem redirecionadas quando batem em materiais não-transparentes.
Esses dispositivos são constituídos com uma matriz de pixels que podem corrigir seletivamente esse espalhamento brecando algumas partes do feixe e permitindo que outras passem intactas - quando um campo elétrico é aplicado a um pixel, ele altera a velocidade com que a luz passa através dele.
A equipe configurou seu "super modulador espacial de luz" para uma lâmpada comum cuja luz incidia em filme plástico fortemente translúcido, e permitiu que um software ajustasse o MEL automaticamente até que ele conseguisse obter uma imagem clara da lâmpada através do filme.
Mantendo o MEL com essa configuração, eles foram capazes de obter imagens nítidas de outros objetos através do filme - o modulador espacial de luz efetivamente transforma o filme em uma folha quase transparente.
"O que nós mostramos é que você não precisa de lasers. Todo o mundo estava fazendo isso com lasers, e nós mostramos que você pode fazê-lo com a luz incoerente de uma lâmpada, ou do sol - a luz natural," disse o pesquisador.
Vendo além da esquina
Mas a equipe percebeu que a mesma abordagem poderia funcionar para a reflexão - isto é, não com a luz passando através de um material de dispersão, mas sendo refletido para fora dele, como é o caso da luz refletida sobre uma parede.
Eles mostraram que a técnica funciona também quando a luz de um objeto é refletida por uma folha de papel.
O MEL consegue "aprender" como desfazer o efeito de dispersão do papel, tornando-se um refletor quase perfeito - é quase como se o papel virasse um espelho.
Segredos internos
"Você pode tomar um pedaço de parede e efetivamente transformá-lo em um espelho, e esta é a parte que faz todo mundo levantar uma sobrancelha," brinca o pesquisador.
No entanto, segundo ele, o principal uso para a técnica estará em estudos biológicos e médicos.
Além de exames não invasivos, a técnica abre a possibilidade de fazer imagens muito claras através da massa cinzenta do cérebro, criando uma classe totalmente nova de imagens neurológicas.
Bibliografia:

Looking around corners and through thin turbid layers in real time with scattered incoherent light
Ori Katz, Eran Small, Yaron Silberberg
Nature Photonics
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphoton.2012.150

Criptografia neurocientífica gera senha que você usa sem conhecer


Com informações da New Scientist - 25/07/2012

Criptografia neurocientífica gera senha que você usa sem conhecer
As pessoas não conseguem recitar as sequências aprendidas desta forma, embora consigam usar a senha normalmente. [Imagem: Bojinov et al.]




Saber sem lembrar
Mesmo os mais sofisticados sistemas de segurança eletrônica podem ser desmontados forçando alguém a revelar uma senha.
Mas que tal se as informações sensíveis pudessem ser armazenadas em seu cérebro de tal forma que você não pudesse acessá-las conscientemente, não importando o quanto você tentasse?
Essa é a promessa de uma nova técnica que combina a criptografia com a neurociência.
Nos testes iniciais, os voluntários aprenderam uma senha, e a utilizaram posteriormente para passar por um teste, mas não conseguiram lembrar e verbalizar a senha quando isso lhes foi solicitado.
Aprendizado implícito
O sistema é baseado na aprendizagem implícita, um processo pelo qual é possível aprender um padrão inconscientemente.
Hristo Bojinov, da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, projetou um jogo no qual os jogadores interceptam a queda de objetos pressionando uma tecla. Os objetos aparecem em uma de seis posições, cada uma correspondendo a uma chave diferente.
Sem que os jogadores o saibam, as posições dos objetos não são sempre aleatórias.
Dentro do jogo está escondida uma sequência de 30 posições sucessivas, que é repetida mais de 100 vezes durante os 30 a 45 minutos que dura o jogo.
Os jogadores cometem menos erros quando se deparam com esta sequência de rodadas sucessivas, e esse aprendizado persistiu quando os jogadores foram testados novamente, duas semanas depois.
Isso mostra que o jogo pode formar a base de um sistema de geração de senhas por aprendizagem implícita: cada usuário aprenderia uma sequência exclusiva em uma sessão inicial, sem conhecer conscientemente essa sequência.
E, o que é crucial para a segurança, estudos anteriores já demonstraram que as pessoas não conseguem recitar as sequências aprendidas desta forma.
Tortura criptográfica
Um invasor pode tentar descobrir a sequência forçando o titular da senha a jogar um jogo similar, e esperando para ver quando ele comete menos erros.
Contudo, como a sequência é composta por 30 teclas pressionadas em seis posições diferentes, as chances de remontar a sequência autêntica são muito baixas.
Os pesquisadores estimam que 100 usuários, jogando sem parar durante um ano, teriam menos de 1 em 60.000 chances de extrair a sequência verdadeira.
Fragilidades e aplicações
Por outro lado, o sistema compartilha a fragilidade de outros sistemas de segurança, que podem ser quebrados invadindo não o sistema de geração de senhas, mas o sistema utilizado para autenticar os usuários.
Por isto, Bojinov afirma que é mais provável que sua criptografia neurocientífica encontre aplicações em cenários de alto risco, quando o detentor da senha precisa de estar fisicamente presente, como para obter acesso a instalações críticas, como usinas nucleares.
Bibliografia:

Neuroscience Meets Cryptography: Designing Crypto Primitives Secure Against Rubber Hose Attacks
Hristo Bojinov, Daniel Sanchez, Paul Reber, Dan Boneh, Patrick Lincoln
USENIX Security Symposium Proceedings
http://bojinov.org/professional/usenixsec2012-rubberhose.pdf

quarta-feira, 25 de julho de 2012

10 ferramentas especiais para pesquisar livros e artigos


10/07/2012

Confira 10 dicas de ferramentas de busca especiais para pesquisar livros e artigos e não passe horas procurando o que precisa nas prateleiras de uma biblioteca


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Crédito: Shutterstock.com
A seguir, separamos 10 dicas com sugestões de sites de busca para livros, jornais e artigos que podem ajudar você a fazer suas pesquisas

Se você pensa que para pesquisar conteúdos na internet o Google é a única ferramenta disponível, então temos boas notícias. Há inúmeras ferramentas de buscaespecializadas em conteúdos comoliteratura, ciências e artes que você pode utilizar para procurar aquilo que precisa. A seguir, separamos 10 dicas com sugestões de sites de busca para livros, jornais e artigos que podem ajudar você a fazer suas pesquisas.



Confira 10 dicas de ferramentas de busca especiais para pesquisar livros e artigos:

10 dicas de ferramentas de busca: WorldCat

WorldCat se identifica como o maior catálogo de bibliotecas do mundo. Se isso é verdade não podemos dizer, porém com um conteúdo de cerca de 10 mil bibliotecas com livros, DVDs, CDs e artigos é muito possível que você encontre o que precisa.


10 dicas de ferramentas de busca: Google Books

No Google Books você irá encontrar milhares de livros e outros conteúdos gratuitos como artigos sobre os mais variados assuntos e autores.


10 dicas de ferramentas de busca: Scirus

Scirus é uma ferramenta de busca científica com mais de 460 milhões de conteúdos indexados. Você irá encontrar artigos, patentes, sites educacionais, informações sobre cientistas e muito mais.


10 dicas de ferramentas de busca: HighBeam Research

HighBeam Research pesquisa artigos e outras fontes de materiais publicados. A ferramenta pode ser usada gratuitamente por um período de até sete dias.


10 dicas de ferramentas de busca: Vadlo

Vadlo é um motor de buscas que oferece ferramentas, protocolos, apresentações e outros materiais de pesquisas acadêmicas e descobertas científicas.


10 dicas de ferramentas de busca: Open Library

No site Open Library você irá encontrar livros eletrônicos e outros materiais de fontes gratuitas, além de poder contribuir para que esse catálogo continue aumentando.


10 dicas de ferramentas de busca: Online Journals Search Engine

A ferramenta Online Journals Search Engine é um motor de busca científica que permite que você encontre jornais, artigos, relatórios de pesquisas, livros e outras publicações científicas.


10 dicas de ferramentas de busca: Bioline International

Se você procura por artigos na área científica pode usar o Bioline International, uma ferramenta de busca que disponibiliza diversos jornais científicos de países emergentes. Ele é administrado por cientistas e bibliotecários que fazem um trabalho colaborativo por meio de outras iniciativas sem fins lucrativos.


10 dicas de ferramentas de busca: SpringerLink

SpringerLink disponibiliza artigos de diversas áreas de estudo, da arquitetura a medicina. Estão disponíveis também livros, protocolos e outras ferramentas.


10 dicas de ferramentas de busca: Jurn

Na ferramenta de busca Jurn é possível obter resultados de mais de 4 mil jornais e artigos gratuitos nas áreas de artes e humanidades.



terça-feira, 24 de julho de 2012

Brasileiro propõe novo controlador de freios ABS


Com informações do Planeta Coppe - 24/07/2012

Brasileiro propõe novo controlador de freios ABS
"Conseguimos alcançar o ponto máximo da frenagem sem conhecer a velocidade angular ou o coeficiente de deslizamento da pista, apenas conhecendo a velocidade linear do carro."[Imagem: Cortesia FMCSA]
Sistema de controle
Em um mundo em que quase tudo é automatizado, a maioria das pessoas dá por garantido o funcionamento desses "automatismos".
Contudo, por trás de cada aparelho, do forno de microondas ao piloto automático de um avião, existem programas de computador dizendo aos aparelhos o que eles devem fazer em cada situação.
"Tudo o que é automatizado requer um processo de controle e para isso é necessário um grande suporte da matemática," explica Tiago Roux de Oliveira, autor de um estudo realizado na Coppe/UFRJ - atualmente ele é professor da UERJ.
O que Tiago fez foi criar um novo algoritmo que permite a elaboração de processos de controle mais simples, mais eficazes e com uma resistência muito maior a falhas e variações imprevistas no processo.
Em tese, o projeto de um controlador eletrônico para automatizar um sistema envolve a descrição matemática de todas as variáveis relevantes, o processamento de todas as suas inter-relações, e a geração da saída corresponde.
Mas tudo começa a se complicar quando se depara, no mundo real, com situações que não são lineares - há muitos sistemas que são não-lineares, e há ainda alguns conhecidos como fortemente não-lineares. Além de um número maior de entradas, para se assegurar de que todos os fatores estão sendo levados em conta, o processamento interno é muito mais complexo.
Pode ocorrer, por exemplo, que a relação de entrada e saída do sistema esteja adequada, mas seus estados internos podem estar atingindo valores não previstos, ocasionando risco de danos ao sistema - pense no controle de um avião, navio, ou mesmo do piloto automático de um carro, e pode-se imaginar quais são esses riscos.
Controle do freio ABS
O trabalho de Tiago - aquele tipo de teoria com potencial de impacto imediato na prática - consistiu na criação de algoritmos de controle com uma quantidade reduzida de informações, medindo apenas algumas variáveis do sistema. Essa simplificação torna o programa de controle muito mais resistente a falhas.
"Meu objetivo inicial era trabalhar com classes mais gerais de sistemas não-lineares. Mas, à medida que trabalhávamos, fomos descobrindo aplicações para a teoria, o que foi a parte mais gratificante do trabalho," conta ele.
Brasileiro propõe novo controlador de freios ABS
Pesquisador brasileiro demonstrou que os freios ABS, presentes até em bicicletas, podem ser controlados de forma mais simples e eficaz. [Imagem: Angelika Klein/Uni_Saarland]
O primeiro experimento, ainda em nível de simulação numérica, teve como resultado uma nova proposta de controlador para os freios ABS (Antilock Braking System), o sistema que impede o travamento das rodas durante a frenagem de um carro.
Enquanto os freios comuns tentam zerar instantaneamente a velocidade angular das rodas, os freios ABS utilizam uma variável que corresponde à maior força de atrito, o que resulta em uma parada mais suave em um espaço menor, sem que a roda trave.
"Em nosso experimento na Coppe, conseguimos alcançar o ponto máximo da frenagem sem conhecer a velocidade angular ou o coeficiente de deslizamento da pista, apenas conhecendo a velocidade linear do carro," conta Tiago.
Robôs autônomos
A estratégia proposta pode também ser aplicada a outros problemas de otimização.
Por exemplo, em um tipo de sistema de navegação chamado servovisão, pelo qual o controle dos movimentos de um robô é feito através das imagens captadas por sua câmera, e não pela informação medida nos motores das suas juntas.
Hoje, a tecnologia permite a servovisão com uma câmera alinhada com o robô. Na proposta de Tiago, tornou-se possível controlar o robô com a câmera em qualquer ângulo.
É uma excelente saída para ambientes inóspitos, como o fundo do mar, e espaços com radioatividade, quando pode ser impraticável fazer ajustes na câmera.
A teoria está pronta. Agora só falta o interesse da indústria.
"Precisamos de apoio para tirar essas ideias do papel. Sobre o freio ABS, conseguimos chegar a um esquema que se mostrou mais eficiente do que o tradicional e seria muito bom testar a aplicação desse algoritmo em nossos carros. Ideias nós temos, sabemos fazer. Só faltam o interesse das empresas e os incentivos," diz Tiago.

segunda-feira, 23 de julho de 2012

Fármaco brasileiro mostra potencial contra tuberculose e câncer



Cientistas descrevem em artigo na Infectious Agents and Canceros potenciais mecanismos de ação do P-MAPA, droga capaz de ativar receptores do sistema imunológico (Foto: Unesp)

23/07/2012
Por Karina Toledo
Agência FAPESP – Em artigo recém-publicado na revistaInfectious Agents and Cancer, pesquisadores brasileiros e norte-americanos demonstraram que um fármaco desenvolvido no Brasil e batizado de P-MAPA é capaz de ativar determinados receptores do sistema imunológico e favorecer o combate à tuberculose e ao câncer de bexiga.
Estudos anteriores indicaram que a molécula, criada pela rede de pesquisa Farmabrasilis a partir do fungo Aspergillus oryzae, tem ação imunomoduladora, ou seja, estimula o sistema imune a combater diversos tipos de tumores e doenças infecciosas, entre elas malária, leishmaniose visceral e algumas viroses hemorrágicas.
Agora, pela primeira vez, os possíveis mecanismos de ação da droga foram descritos. Testes in vitro com células humanas e experimentos em animais revelaram que o P-MAPA ativa receptores existentes na membrana celular conhecidos como toll-like. Além disso, em ratos, a droga modificou a expressão da proteína p-53, possivelmente relacionada à regulação dos receptores.
“Os receptores toll-like são capazes de reconhecer fragmentos de vírus e bactérias, além de fatores moleculares associados a tumores ou a doenças infecciosas”, explicou Wagner José Fávaro, professor do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e orientador do trabalho de pós-doutorado de Fábio Rodrigues Ferreira Seiva, que teve Bolsa da FAPESP.
Esses receptores podem auxiliar na redução tumoral de duas maneiras: inibindo a formação dos vasos sanguíneos que irrigam a região e recrutando células de defesa para atacar o tumor.
Segundo Fávaro, o P-MAPA – abreviação de agregado polimérico de fosfolinoleato-palmitoleato de magnésio e amônio proteico – atua especificamente sobre os subtipos 2 e 4 dos receptores toll-like. De acordo com a literatura científica, esses subtipos estariam relacionados ao câncer de bexiga.
“Ainda não se sabe com certeza se a resposta desencadeada por eles é favorável ou desfavorável. Podem atuar como reguladores negativos ou positivos da carcinogênese, mas nossos resultados indicam que a ativação dos receptores auxiliou na regressão do tumor”, disse Fávaro.
Os experimentos foram realizados em ratos. Os pesquisadores introduziram diretamente na bexiga dos animais o carcinógeno N-metil-N-nitrosoureia (composto N-nitroso) – substância também existente no cigarro. Após oito semanas de exposição, os roedores já apresentavam lesões pré-malignas e malignas na bexiga urinária.
“Esse modelo animal se aproxima muito do que acontece com humanos. fumantes e trabalhadores expostos a determinadas substâncias químicas inalam o N-nitroso e o excretam na urina. O contato do carcinógeno com o epitélio da bexiga, ao longo do tempo, acaba causando o câncer”, explicou Fávaro.
Os animais foram então tratados por outras oito semanas. O efeito do P-MAPA foi comparado com o da vacina BCG (sigla para Bacillus Calmette-Guerin), usada originalmente na prevenção da tuberculose e considerada atualmente a melhor opção para o controle do câncer de bexiga.
“O principal tratamento para o câncer do tipo não-músculo invasivo, que apresenta lesões superficiais, consiste em remover cirurgicamente o tumor e aplicar a imunoterapia com a vacina BCG diretamente na bexiga”, disse Fávaro.
Descobriu-se na década de 1970 que a BCG induz uma resposta imune massiva, estimulando a produção de células que atacam o tumor. No experimento, os ratos tratados com a vacina, verificou-se uma redução de 20% a 30% no grau tumoral, mas os animais continuavam a apresentar lesões malignas.
Já no grupo que recebeu o P-MAPA, a redução do grau tumoral foi de 90%. “Os animais deixaram de apresentar lesões malignas e pré-malignas, passando a apresentar apenas lesões inflamatórias”, disse Fávaro.
Outra vantagem do P-MAPA é a baixa ocorrência de efeitos adversos verificada em estudos com diversos tipos de animais. “A BCG é preparada com bacilos atenuados e, portanto, é contraindicada para pacientes com imunodeficiência”, disse.
Os efeitos colaterais, explicou o pesquisador, estão presentes em mais de 90% dos pacientes tratados com BCG e vão desde sintomas irritativos leves até reações alérgicas, instabilidade hemodinâmica e febre persistente. Nesses casos, o tratamento precisa ser suspenso.
“Nos testes com animais, o P-MAPA mostrou resultados mais eficazes e com menores efeitos colaterais. Isso indica que pode se tornar um grande aliado no tratamento”, destacou Fávaro.
Tuberculose
A eficácia do P-MAPA no combate à tuberculose foi investigada graças a uma parceria da Farmabrasilis com o National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) e pesquisadores da Colorado State University, nos Estados Unidos.
“Primeiro foram feitos testes in vitro, nos quais foi aplicado o P-MAPA sobre colônias da bactéria causadora da tuberculose. O objetivo era ver se a droga possuía efeito antibiótico”, contou Fávaro.
O resultado foi negativo. Quando comparado aos antibióticos normalmente usados no tratamento da tuberculose, o P-MAPA não se mostrou capaz de inibir o crescimento dos bacilos. “Mas quando foi testado em animais, o imunomodulador se mostrou capaz de reduzir significativamente as unidades formadoras de colônias”, ressaltou.
O experimento foi feito com ratos infectados com a bactéria causadora da tuberculose por meio de um aerossol. Nesse caso, o tratamento com o P-MAPA foi comparado com o moxifloxacin (fluorquinolona), antibiótico sintético de quarta geração em fase final de aprovação pela Food and Drug Administration (FDA) – órgão do governo norte-americano que regula medicamentos .
No grupo tratado com P-MAPA, houve uma redução de 28% da carga bacteriana. No grupo tratado com Moxifloxacin, a queda foi de 40%. Os animais tratados com a associação das duas drogas apresentaram carga bacteriana 38% menor.
“O P-MAPA sozinho teve um efeito menor, mas também causou menos reações adversas. A vantagem de associar as duas drogas é que você consegue obter um resultado semelhante ao do moxifloxacin isolado, mas com menos efeitos colaterais”, disse Fávaro.
Em diversas pesquisas realizadas com animais e em testes preliminares com humanos, o P-MAPA apresentou baixa toxicidade. Até o momento, não foram relatados efeito adversos importantes nas dosagens usadas experimentalmente.
Farmabrasilis
A rede Farmabrasilis, entidade sem fins lucrativos criada em 2001 e constituída por cientistas brasileiros, chilenos, europeus e norte-americanos, também pesquisa outros candidatos a fármacos. O P-MAPA é o produto em estágio mais avançado de desenvolvimento.
“O próximo passo é tentar provar em testes com seres humanos que a droga pode ser uma opção terapêutica valiosa”, disse Iseu Nunes, um dos diretores da rede.
Segundo Nunes, a droga poderia ser usada em conjunto com a vacina BCG no tratamento do câncer de bexiga. Também poderia ser usada para auxiliar antivirais e antibacterianos no tratamento de doenças infecciosas.
A Farmabrasilis é a primeira a adotar no Brasil o modelo de fonte aberta para o desenvolvimento de fármacos e opera com uma política diferenciada de propriedade intelectual.
“Todos os produtos em desenvolvimento podem vir a ser cedidos gratuitamente para o tratamento de doenças negligenciadas e para programas de interesse da saúde pública”, contou Nunes.
Para financiar seus projetos, a rede conta com doações, parcerias nacionais e internacionais, apoio de órgãos de fomento e trabalho voluntário de seus integrantes. Os estudos do P-MAPA em tuberculose foram apoiados pela Farmabrasilis e NIAID e os estudos em câncer de bexiga pela Farmabrasilis, FAPESP e CNPQ.
Há pelo menos outros cinco projetos de pesquisa financiados pela FAPESP, alguns já concluídos, que investigam o efeito do P-MAPA no combate a doenças como , leishmaniose visceral em cães câncer de bexiga e na inflamação induzida por toxinas da bactéria Escherichia coli .
O artigo Effects of P-MAPA Immunomodulator on Toll-Like Receptors and p53: Potential Therapeutic Strategies for Infectious Diseases and Cancer pode ser lido emwww.infectagentscancer.com/content/pdf/1750-9378-7-14.pdf