Visualizando o Microbioma Ocular

Os pesquisadores estão começando a estudar em profundidade o território quase inexplorado da composição microbiana do olho. Quando os pesquisadores começaram a utilizar ferramentas de diagnóstico moleculares modernas, como PCR e sequenciamento do genoma para estudar os micróbios que vivem sobre e no corpo humano, eles encontraram muito mais complexos ecossistemas do que as gerações anteriores tinham imaginado. O Projeto Microbioma Humano realizou um enorme esforço para caracterizar comunidades microbianas de cinco porções do intestino, boca, nariz, pele e do trato urogenital. Mas eles não incluem muitas áreas do corpo que abrigam a vida microbiana, incluindo a superfície do olho. Oftalmologistas têm tratado infecções oculares patogênicas por muitas décadas, e que o advento das lentes de contato tem feito tais infecções mais comuns. Mas pouco se sabe sobre as bactérias que vivem na superfície de um olho humano saudável, e como essa composição microbiana é diferente quando assume uma cepa patogênica. Muitas bactérias conhecidas viverem no olho são difíceis de cultura, tornando-se praticamente invisível para os pesquisadores. Adaptando tecnologias de sequenciamento para estudar o microbioma ocular abriu novos caminhos para a compreensão do que realmente está acontecendo debaixo das pálpebras. Cerca de cinco anos atrás, Valery Shestopalov do Bascom Palmer Eye Institute da Universidade de Miami estava falando com seus colegas de microbiologia sobre o que as bactérias são encontradas em olhos normais saudáveis. A sabedoria convencional na época considerou que os olhos saudáveis ​​não abrigam muita vida microbiana, lágrimas e e o piscar tendem a limpar objetos estranhos, incluindo bactérias. Mas os testes iniciais de Shestopalov revelou algo diferente. "Os testes correram positivos. Todo epitélio da mucosa exposta são preenchidos densamente" , disse ele. Em 2009, começou o Shestopalov Microbiome Projeto Ocular com recursos da sua instituição. Eventualmente, ele conseguiu uma bolsa do Instituto Nacional do Olho e começou a colaborar com Russell Van Gelder, da Universidade de Washington, que tinha vindo a desenvolver testes de diagnóstico baseados em PCR para identificar bactérias e fungos no olho. O projeto agora tem uma dúzia de colaboradores em cinco universidades. Na semana passada (6/5/2014), Shestopalov apresentou dados do microbioma oculares preliminares da Associação para a Vision Research e reunião anual de oftalmologia, realizada em Orlando, Florida. Sua equipe sequenciou amostras de córneas saudáveis, lentes de contato e conjuntiva - a superfície interna das pálpebras - 16s usando sequenciamento RNA ribossomal, juntamente com um novo método desenvolvido por Van Gelder chamado Bioma representacional em Silico Cariotipagem (rápida), que usa de alto rendimento do sequenciamento para identificar bactérias a nível de espécie. A equipe descobriu que cerca de uma dúzia de gêneros de bactérias dominavam a conjuntiva do olho, um terço das quais não puderam ser classificadas. Na superfície da córnea eles encontraram uma comunidade um pouco diferente. Mais uma vez, cerca de uma dúzia de gêneros dominavam. E todos os lugares que olhavam os pesquisadores encontraram mais do que apenas bactérias. "Nós não temos publicado sobre isso ainda, mas eu tenho sido surpreendido pela forma como muitas vezes encontramos fago ou vírus na superfície ocular normal," Van Gelder disse o cientista em um e -mail. "As pessoas podem ter uma enorme variação na microflora e ainda ter os olhos saudáveis​​, tornando o nosso trabalho difícil, mas realmente incrível", disse Shestopalov. Os pesquisadores também descobriram que, durante as infecções ceratite - infecções da córnea, apenas cerca de metade do número de variedades de bactérias estavam presentes, as mais proeminente cepas de Pseudomonas. As mudanças ocorreram normalmente bem antes de um diagnóstico de uma infecção ocular, sugerindo que o microbioma ocular poderia informar diagnósticos futuros, Shestopalov observou. Sua equipe está refinando o algoritmo para prever a infecção com base nessas mudanças para a composição de bactérias e o timing dessas mudanças. Um fator que pode ser esperado para impactar a composição das floras oculares é a utilização de lentes de contacto. O desgaste das lentes de contato é um dos maiores fatores que levam à infecção da córnea. Infecções bacterianas mais comuns que podem causar irritação e vermelhidão afetam cerca de 7 por cento para 25 por cento das lentes de contato - usuários e infecções por ceratite muito raros pode até causar cegueira. Os investigadores acreditam que as lentes de contacto tornam mais fácil a agentes patogênicos colonizar a superfície do olho, dando as bactérias algo para aderir. No sequenciamento de biofilmes de lentes de contato usadas, a equipe de Shestopalov encontraram evidências de comunidades microbianas que eram diferentes dos microbiomas oculares de pessoas que não usam contatos. Nas próprias lentes, os pesquisadores descobriram muito menos diversidade, muitos dos gêneros de bactérias que dominam a conjuntiva e córnea foram esgotados. Em seu lugar, Staphylococcus dominavam. Para enfrentar o problema potencial de infecção, Mark Willcox, um microbiologista de medicina na Universidade de New South Wales, na Austrália, desenvolveu lentes de contato antimicrobianas. Juntamente com colegas Debarun Dutta e Jerome Ozkan do Brien Holden Vision Institute em Sydney, Willcox havia ligado o peptidio antimicrobiano que ocorre naturalmente, melimine, para a superfície das lentes de contacto normais. Os pesquisadores relataram em testes pré-clínicos em coelhos, e no mês passado (24 de abril ) na primeira fase de testes em humanos, que incluiu 17 voluntários. Eles descobriram que as lentes antimicrobianas pareciam tão seguras como as lentes regulares e mantiveram sua atividade antimicrobiana contra dois principais patógenos, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os pesquisadores planejam o próximo plano para testar as lentes em uma amostra maior de cerca de 100 a 200 pessoas, mas vai levar algum tempo para as lentes antimicrobianas ficarem disponíveis no mercado. As lentes não são susceptíveis de prejudicar as bactérias normais comensais no olho. "Uma vez que o peptidio está ligado à superfície da lente acreditamos que só irá afetar o crescimento dos referidos micróbios que tentam ligarem-se à superfície da lente e não aqueles cultivados a partir da superfície do olho, " The Scientist Willcox disse em um e -mail. "Mas os ensaios clínicos em larga escala são necessários para comprovar esta hipótese." Se as bactérias identificadas vivendo na superfície do olho são residentes permanentes ou transitórios, os colonizadores continua a serem vistos. O trabalho de desconstruir o microbioma ocular está apenas começando, mas os resultados preliminares sugerem que é distinta do resto da comunidade bacteriana que habita nossos corpos. "Ele se destaca", disse Shestopalov . "Não há evidência estatística de sua diferença em relação a qualquer outro microbioma humano". Editor PGAPereira. 

Fisiolofia de Conservação de Plantas

Fisiologia da conservação foi identificada pela primeira vez como uma disciplina emergente por Wikelski e Cooke, publicado em Trends in Ecology and Evolution, em 2006. Eles definiram como "o estudo das respostas fisiológicas de organismos a alteração humana do ambiente que podem causar ou contribuir para o declínio da população". Embora os estudos de casos e exemplos apresentados por Wikelski e Cooke focaram em animais selvagens, eles já indicaram que a fisiologia de conservação deve ser aplicável a todos os táxons. Com o lançamento da revista Conservation Physiology - há um ano - esta abrangência taxonômica foi mais explícita, e a definição foi ampliada para "uma disciplina científica integradora aplicando conceitos fisiológicos, ferramentas e conhecimentos para a caracterização da diversidade biológica e suas implicações ecológicas; compreender e prever como os organismos, populações e ecossistemas respondem às mudanças ambientais e fatores de estresse; e resolução de problemas de conservação em toda a ampla gama de taxa (ou seja, incluindo micróbios, plantas e animais)". Embora a definição de fisiologia da conservação, e também da revista com o mesmo nome, abranjam, em princípio todos os táxons, as plantas (e também os micróbios, e entre os animais invertebrados ) ainda estão claramente sub-representadas. Dos 32 artigos que foram publicados na revista em 2013, apenas três (9%) havia focado plantas. Esta sub-representação das plantas, no entanto, parece ser uma tendência geral na ciência da conservação, como a revista Conservation Biology tinha apenas dez dos 93 artigos contribuidos (11%) focando plantas em 2013. A revista Biological Conservation fez um pouco melhor, com 59 de 309 trabalhos regulares (19%) com enfoque em plantas em 2013. Dada a importância das plantas como produtores primários, que são indispensáveis ​​para todos os outros organismos , bem como o fato de que 10.065 das 21.286 espécies (47%) avaliadas pela IUCN Red Lista como globalmente ameaçadas são plantas, elas merecem claramente mais atenção no campo da fisiologia da conservação, e ciência da conservação em geral. Ciência da conservação tem muitas importantes, muitas vezes entrelaçadas, sub-disciplinas, incluindo entre outras a política de conservação, conservação genética e fisiologia de conservação. A força da fisiologia, e, portanto, da fisiologia da conservação, é que ela concentra-se sobre os mecanismos padrões subjacentes ao identificar as relações de causa e efeito, de preferência através da experimentação. Fisiologia está diretamente relacionada com o funcionamento e função das plantas. Isto significa que o conhecimento fisiológico é fundamental para a compreensão das exigências do habitat de plantas nativas ameaçadas de extinção e de plantas exóticas potencialmente invasoras, e os impactos ecológicos de plantas exóticas invasoras e migrando para plantas nativas. Uma vantagem de trabalhar com o acessório de plantas é que elas se prestam muito bem para estudos experimentais, tal como elas são sésseis, podem ser facilmente marcadas, e frequentemente podem ser cultivadas em grandes números sob condições de estufa ou de jardim. As plantas são, assim, os objetos ideais para estudos fisiológicos de conservação. Tendo em conta que as plantas estão sub-representadas, uma pergunta lógica é que tipo de estudos de plantas cai sob a égide da fisiologia da conservação. Os três comentários sobre as plantas que foram publicados em em 2013 fazem um grande trabalho na criação da cena. Hans Lambers e colegas revisaram a pesquisa sobre as plantas sensíveis ao fósforo em um hotspot de biodiversidade global. Muitas dessas espécies estão ameaçadas pelo patógeno Phytophthora cinnamomi e introduzido pela eutrofização; esta última, em parte, devido a uma aplicação em larga escala de fungicidas contendo fosfitos (biostats) que são utilizados para lutar contra o agente patogénico. Isto ilustra a forma como uma medida de conservação pode causar efeitos colaterais indesejáveis. Compreensão fisiológica de como as funções de fosfitos poderiam ajudar a desenvolver fungicidas alternativos, com menos efeitos colaterais negativos. Fiona Hay e Robin Probert  investigaram recentemente sobre a conservação de sementes de espécies de plantas selvagens. Eles claramente fazem o caso se quisermos preservar material genético de espécies de plantas selvagens em bancos de sementes ex-situ para fins de conservação, a pesquisa fisiológica é imperativa para o desenvolvimento de armazenamento ideal, germinação e condições de crescimento. Jennifer Funk investiga sobre as características fisiológicas de espécies de plantas exóticas invasoras de ambientes com poucos recursos. Prevenção de invasões e mitigação dos impactos das invasões requerem pesquisas fisiológicas que resolve a questão de saber se espécies exóticas conseguem invadir ambientes com poucos recursos por meio da aquisição de recursos reforçados, a conservação de recursos, ou ambos. Estes três comentários, assim, ilustram já três tópicos relacionados com plantas importantes na fisiologia da conservação: causas de ameaça de plantas nativas, conservação ex-situ, e plantas exóticas invasoras. Um tópico importante que ainda não foi abordado na revista Conservation Fisiology é como as plantas respondem às mudanças climáticas. Como fisiologia subjacente ao nicho fundamental de uma espécie, estudos fisiológicos podem informar modelos preditivos sobre possíveis respostas de plantas às mudanças climáticas. Tópicos relacionados são como espécies de plantas ameaçadas de extinção e invasoras irão responder ao aumento dos níveis de CO₂, e como a sua vulnerabilidade a doenças pode mudar sob as condições climáticas. Além disso, como parece que estamos a falhar miseravelmente na redução das emissões de gases de efeito estufa, torna-se também mais provável que os governos vão começar a implementar métodos de engenharia climática para reduzir a radiação solar incidente ou os níveis atmosféricos de CO₂. Indesejáveis ​​efeitos colaterais ecológicos desses métodos vai levantar questões de conservação inovadoras para as quais o conhecimento fisiológico será imperativo. Outros temas que não foram abordados ainda são respostas fisiológicas das plantas à poluição, e como espécies ameaçadas de extinção que são difíceis de se propagar a partir de sementes poderiam ser multiplicadas através de culturas de tecidos ou outras técnicas. Obviamente, a lista de possíveis tópicos que eu mencionei aqui está longe de ser exaustiva, mas espero que ele ilustre que muitos dos tópicos relacionados com a planta em que muitos de nós já trabalhamos ou iremos trabalhar no ajuste futuro dentro da disciplina fisiology Conservation. Editor PGAPereira.  

O que aconteceria se o Sol desaparecesse?

Esta questão traz consigo imensas complicações devido à influência do Sol no Sistema Solar, por isso vamos dar uma olhada nele hipotéticamente, primeiro do ponto de vista do movimento dos corpos no Sistema Solar. Qualquer coisa em órbita em torno do Sol está basicamente se movendo rápido o suficiente para estar em um estado constante de queda livre em direção a ele. Se os planetas, por exemplo, de repente, parassem de se mover seriam imediatamente puxados para o Sol e cairiam nele. Então, vamos imaginar que, devido a alguma razão desconhecida, o nosso Sol , de repente desaparecesse. Neste caso todos os planetas, asteróides , cometas e qualquer outra coisa que iria manter o seu movimento seguiriam movimentando-se para a frente. Portanto, em vez de cair no Sol agora inexistente, eles saem voando em uma linha reta no espaço. O que acontece depois é uma incógnita. Alguns dos planetas pode gravitacionalmente interagem uns com os outros, especialmente quando os planetas interiores estão se movendo mais rápido do que os planetas exteriores e potencialmente "capiturados ' para eles. Caso contrário, a probabilidade é de que todos os objetos continuaria a se mover em linha reta através do espaço fora do Sistema Solar, e levaria muitos milhares de anos antes que eles entrassem na vizinhança de outro sistema ou objeto. Claro que, para nós, na Terra, as consequências seriam bastante complicadas. No lado positivo, o nosso planeta retém o calor muito bem, por isso não iria se congelar instantaneamente. Além disso, como a luz do Sol leva oito minutos e meio para chegar até nós, nós teríamos um final de alguns momentos de Sol glorioso antes de nosso planeta fosse banhado na escuridão. Aqueles no lado noturno não notariam muita diferença, até que, alguns segundos depois de moradores do dia fossem empurrados para as trevas, a Lua de repente desaparecesse , uma vez que já não tinha a luz do Sol para refletir. Os planetas no céu iria seguir o mesmo caminho, desaparecendo um a um, quando a onda de escuridão os alcancem. Eventualmente, porém , a falta de radiação do Sol nos deixaria bastante frio. Basta pensar sobre o quanto mais frio é durante a noite, em vez de dia, mas imagino que até quedas de temperaturas que ocorrem constantemente. Em poucos dias, o mundo alcançaria uma centena de graus abaixo de zero, e dentro de algumas semanas que  atingiria apenas  50 ou mais graus acima do zero absoluto. A atmosfera em si também se congelaria e cairia na superfície da Terra, deixando-nos expostos à radiação mortífera viajando pelo espaço. A vida como a conhecemos teria que se adaptar para sobrevivermos à nossa nova Terra congelada, e é provável que apenas os microorganismos abaixo da superfície poderiam sobreviver graças ao calor do núcleo. Para os seres humanos, nós provavelmente teríamos de reunir e construir alguns reatores de fusão nuclear, a fim de durar um tempão. As consequencias seriam desastrosas,  milhões de doentes crônicos iriam sucumbir, como uma garantia de sobrevivência da espécie humana em um ambiente escaço de recursos, bilhões de seres vivos ficariam impedidos de obter comidas e água líquida. Na escuridão as plantas não realizariam o processo de fotossíntese e o frio as extinguiriam. Nós não desenvolvemos a tecnologia para usufruirmos da energia térmica diretamente do interior de nosso planeta, basta uma brusca diminuição da atividade solar para termos problemas com a distribuição de eletricidade. Hoje estamos começando a transformar a luminosidade concentrada da luz do Sol para gerar eletricidade, mas isso não é seguro, a melhor maneira de obtermos eletricidade seria, de fontes termais.  Sem alimento para repor, a fauna e a flora desapareceriam do planeta. Nós todos somos filhos do Sol e estamos ligados a ele por um cordão umbilical para sempre ou quanto mais tardar. Acréscimos de PGAPereira. 

Por que não estamos usando tório em reatores nucleares?

Por que não estamos usando tório em reatores nucleares, dada a possibilidade de um colapso é quase zero e os resíduos não podem ser usados ​​para fazer bombas? Dennis Dorando, Concord, Califórnia. Em uma palavra: precedente. É certamente possível basear reatores nucleares em torno de tório, em oposição ao elemento mais comumente utilizado, o urânio. E reatores de tório provavelmente seria um pouco mais seguro por causa do combustível à base de tório ter maior estabilidade contra combustível à base de urânio, com a vantagem de não produzir tanto combustível para bomba nuclear. Claro, eles ainda não são perfeitos. Mesmo que um colapso convencional seria improvável, tório ainda produz radiação prejudicial que precisa ser contida, e algo sempre pode dar errado. Mas a verdadeira razão porque usamos urânio em vez do tório é um resultado da política de guerra. Governos da Guerra Fria (incluindo a nossa) apoiam reatores à base de urânio porque produz plutônio - útil para a fabricação de armas nucleares. Com algumas modificações, reatores nucleares comerciais de hoje poderia mudar para combustíveis à base de tório, mas a um grande custo. Reatores nucleares de tório pode muito bem ser a resposta para alguns países, embora Índia e China estejam investindo pesadamente em seu desenvolvimento. Editor PGAPereira.