terça-feira, 25 de fevereiro de 2014

Pesquisadores brasileiros desenvolvem modelo sobre a origem da água na Terra

Por Elton Alisson, de Chicheley, Inglaterra
Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá, em colaboração com colegas da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) e do Instituto de Astrobiologia da agência espacial norte-americana (Nasa), desenvolveram um modelo mais preciso para determinar a origem da água e da vida na Terra.
Realizado no âmbito do projeto de pesquisa “Dinâmica orbital de pequenos objetos”, apoiado pela FAPESP, o modelo foi descrito em um artigo publicado no The Astrophysical Journal, da Sociedade Americana de Astronomia, e apresentado nesta segunda-feira (24/02) noUK-Brazil-Chile Frontiers of Science.
Organizado pela Royal Society, do Reino Unido, em conjunto com a FAPESP e as Academias Brasileira e Chilena de Ciências, o evento ocorre até quarta-feira (26/02) em uma propriedade da Royal Society em Chicheley, vilarejo do condado de Buckinghamshire, no sul da Inglaterra. E tem como objetivo fomentar a colaboração científica e interdisciplinar entre jovens pesquisadores brasileiros, chilenos e do Reino Unido em áreas de fronteira do conhecimento.
“Desenvolvemos um modelo em que analisamos todas as possíveis fontes espaciais de água e estipulamos qual seria a provável contribuição de cada uma delas na quantidade total de água existente hoje na Terra”, disse à Agência FAPESP Othon Cabo Winter, pesquisador do Grupo de Dinâmica Orbital & Planetologia da Unesp de Guaratinguetá e coordenador do estudo.
De acordo com Winter, até recentemente se acreditava que os cometas, ao colidir com a Terra durante a formação do Sistema Solar, haviam trazido a maior parte da água existente hoje no planeta.
Simulações computacionais da quantidade de água que esses objetos celestes compostos de gelo podem ter fornecido para a Terra – baseadas em medições da quantidade de deutério (o hidrogênio mais pesado) da água deles – revelaram, no entanto, que os cometas não foram as maiores fontes. E que eles não poderiam ter contribuído com uma fração tão significativa de água para o planeta como se estimava, explicou Winter.
“Pelas simulações, a contribuição dos cometas no fornecimento de água para a Terra seria de, no máximo, 30%”, disse o pesquisador. “Mais do que isso é pouco provável”, afirmou Winter.
No início dos anos 2000, segundo o pesquisador, foram publicados estudos internacionais que sugeriram que, além dos cometas, outros objetos planetesimais (que deram origem aos planetas), como asteroides carbonáceos – o tipo mais abundante de asteroides no Sistema Solar –, também poderiam ter água e fornecê-la para a Terra por meio da interação com planetas e embriões planetários durante a formação do Sistema Solar.
A hipótese foi confirmada nos últimos anos por observações de asteroides feitas a partir da Terra e de meteoritos (pedaços de asteroides) que entraram na atmosfera terrestre.
Outras possíveis fontes de água da Terra, também propostas nos últimos anos, são grãos de silicato (poeira) da nebulosa solar (nuvem de gás e poeira do cosmos relacionada diretamente com a origem do Sistema Solar), que encapsularam moléculas de água durante o estágio inicial de formação do Sistema Solar.
Essa “nova” fonte, no entanto, ainda não tinha sido validada e incluída nos modelos de distribuição de água por meio de corpos celestes primordiais, como os asteroides e os cometas.
“Incluímos esses grãos de silicato da nebulosa solar, com os cometas e asteroides, no modelo que desenvolvemos e avaliamos qual a contribuição de cada uma dessas fontes para a quantidade de água que chegou à Terra”, detalhou Winter.
Simulações computacionais
Segundo Winter, a água de cada uma dessas possíveis fontes para a Terra possui uma quantidade diferente de deutério – que pode ser utilizado como um indicador de origem da água.
O pesquisador e seus colaboradores conseguiram estimar a contribuição de cada um desses objetos celestes com base nesse “certificado de origem” da água encontrada na Terra, por meio de simulações computacionais. Além disso, conseguiram determinar qual o volume de água que cada uma dessas fontes forneceu e em que momento fizeram isso durante a formação do planeta terrestre, uma vez que a contribuição de cada uma delas foi feita em períodos diferentes.
“A maior parte veio dos asteroides, que deram uma contribuição de mais de 50%. Uma pequena parcela veio da nebulosa solar, com 20% de participação, e os 30% restantes dos cometas”, detalhou Winter.
Os resultados das simulações feitas pelos pesquisadores também indicaram que grandes planetas, com grandes quantidades de água, como a Terra, podem ter sido formados entre 0,5 e 1,5 unidade astronômica – entre 75 milhões e 225 milhões de quilômetros de distância do Sol.
“Essa faixa de distância do Sol, que nós chamamos de ‘zona habitável’, permite ter água no estado líquido”, disse Winter. “Fora dessa região é muito frio e a água ficaria congelada. Já mais próximo do Sol é muito quente e a água seria vaporizada”, explicou.
As simulações também sugeriram que o modelo desenvolvido parece mais eficiente para determinar a quantidade e o momento da entrega de água para a Terra por esses corpos planetários do que modelos que indicam que a água foi transferida meramente por meio de meras colisões entre corpos celestes em início de formação (protoplanetários), afirmou Winter.
“As informações parciais da possível contribuição de cada uma dessas fontes já existiam. Mas, até então, não tinham sido reunidas em um único modelo e não havia sido determinado quando e quanto contribuíram para a formação da massa de água na Terra”, disse.
Importância de corpos menores
Winter destacou em sua palestra na Inglaterra a importância da exploração de corpos menores, como asteroides e cometas, pelas missões espaciais. A última missão espacial para a exploração de asteroides, realizada pela agência espacial japonesa (Jaxa, na sigla em inglês) com a sonda Hayabusa para tirar amostras do asteroide Itokawa, resultou em diversos artigos em revistas como a Science e a Nature.
O país oriental planeja lançar este ano a sonda espacial Hayabusa-2, para extrair amostras do subsolo do asteroide “1999JU3” em 2018 e trazê-las para a Terra em 2020.

Por sua vez a agência espacial europeia (ESA) mantém no espaço a sonda Rosetta, que deve ser o primeiro objeto a pousar em um cometa, o 67P/Churyumov-Gerasimenko. E a Nasa também pretende realizar uma missão para captura de asteroide próximo da Terra.
Já o Brasil pretende desenvolver e lançar em 2017 a sonda espacial Áster, para orbitar em 2019 um asteroide triplo, o 2001-SN263, formado por um objeto central, com 2,8 quilômetros de diâmetro, e outros dois menores com 1,1 quilômetro e 400 metros de diâmetro.
“Nunca foi realizada uma missão para um sistema de asteroides desse tipo”, disse Winter. “Todas as missões foram feitas para observar um único asteroide”, afirmou.
Ao explorar asteroides e cometas, em missões como essas, é possível explicar melhor as condições de formação da Terra e a aparição da vida no planeta, explicou o pesquisador.
“Como são corpos celestes primordiais, os cometas e os asteroidespreservam informações sobre como era o Sistema Solar durante seu estágio de formação”, disse Winter.
Um dos desafios para disponibilizar esses preciosos materiais geológicos para estudos científicos, contudo, é não apenas coletar, mas realizar uma curadoria cuidadosa das amostras, assegurando a gravação e o arquivamento de diversas informações relacionados a cada uma das espécimes, tais como as circunstâncias nas quais foram coletadas e os resultados de análises, destacou Caroline Smith, curadora da coleção de meteoritos do Museu de História Natural de Londres, na palestra que proferiu após Winter.
De acordo com Smith, os meteoritos começaram a ser estudados cientificamente no final do século XVIII por cientistas como o físico alemão Ernest Chladni (1756-1827).
O Museu Britânico começou a sua coleção de meteoritos 50 anos após ser fundado, em 1753, contou Smith.
Desde então, com as amostras colhidas por missões realizadas por agências espaciais de diversos países, as coleções de instituições, como a do Museu de História Natural de Londres, têm se expandido muito rapidamente.
“Em 1961 havia, aproximadamente, 2.100 meteoritos conhecidos, dos quais 40% possuíam o registro do momento e do lugar onde caíram”, disse Smith. “Em contrapartida, hoje, há 48 mil meteoritos conhecidos e apenas 2,4% têm o registro da queda”, contou Smith.
O número cada vez maior de amostras de meteoritos coletadas e os estudos científicos realizados a partir deles têm imposto grandes desafios às equipes de curadoria desses objetos dos museus, avaliou a pesquisadora.
“Alguns dos nossos atuais dilemas é manter o acesso à coleção e, ao mesmo tempo, preservar os meteoritos para as futuras gerações”, afirmou.
O artigo A compound model for the origin of Earths’s water (doi:10.1088/0004-637X/767/1/54), de Winter e outros, pode ser lido no The Astrophysical Journal emiopscience.iop.org/0004-637X/767/1/54/article

terça-feira, 18 de fevereiro de 2014

Cientistas avaliam novos materiais para enxertos ósseos

Por Valéria Dias - valdias@usp.br
Estudo realizado no programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia da USP traz contribuições para o aperfeiçoamento dos enxertos ósseos. O médico ortopedista Helton Hiroshi Hirata analisou se as matrizes de colágeno extraído das membranas que revestem o coração (pericárdio) e o intestino (serosa) bovinos poderia ser utilizada como enxerto ósseo.
Os resultados da pesquisa realizada em animais indicaram que houve biocompatibilidade das matrizes, ou seja, não houve rejeição; entretanto, não foi verificada a osteointegração do material e a regeneração óssea foi insuficiente na matriz pesquisada. “Percebemos que o osso dos animais cresceu com os enxertos, mas não o suficiente para considerar que houve uma osteointegração satisfatória”, diz Hirata.
O ortopedista explica que, atualmente, os materiais utilizados para a realização dos enxertos são a base de hidroxiapatita e apresentam custo mais elevado. “Por isso, existe a necessidade de realizar pesquisas que busquem materiais alternativos. E um dos materiais utilizados nesses estudos é o pericárdio e a serosa de intestino bovino por serem ricos em colágeno [90% da constituição orgânica do osso é de colágeno] e também pela grande disponibilidade desses animais no Brasil devido à pecuária.”
As matrizes de colágeno foram desenvolvidas no Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP, pelas professoras Ana Maria de Guzzi Plepis e Virgínia da Conceição Amaro Martins. O material foi quimicamente modificado, até se transformar em um substrato, com textura semelhante a de uma esponja, porém mais firme.

Testes
No estudo foram utilizadas 30 ratas, com 3 meses de idade e peso médio de 300 gramas. Metade foi submetida a falha óssea circular no osso parietal esquerdo. Na outra metade, foi feita a retirada dos ovários e, após 4 meses, os animais foram submetidos a mesma falha craniana. “A ideia do projeto era simular um ambiente ósseo patológico, a osteoporose, e verificar a viabilidade do enxerto sintético biológico em substituição ao auto enxerto. Para tanto, foi realizada a retirada dos ovários das ratas levando à diminuição do estrógeno e provocando a osteoporose.”
Tanto as ratas ovarioectomizadas como as sadias foram separadas em 3 grupos, para a aplicação de 3 tratamentos distintos: sem uso das matrizes de colágeno; uso das matrizes de colágeno derivadas do pericárdio; e uso das matrizes de colágeno derivadas da serosa do intestino.
Após 8 semanas da cirurgia craniana, os animais foram eutanaziados e as calotas cranianas passaram por avaliação macro e microscópica, radiológica e histomorfométrica, para verificar a presença de alguma alteração patológica ou qualquer outra condição anormal que pudesse sugerir rejeição às matrizes utilizadas.
Resultados
Entre outros resultados, estão: apesar de pequeno, o crescimento ósseo na presença das matrizes de colágeno foi 3 vezes maior nas ratas sadias (não ovariectomizadas) e 5 vezes maior nas ratas ovariectomizadas, em comparação com as ratas sem matrizes. Não houve diferença quanto à capacidade osteogênica (formação de ossos) entre as matrizes estudadas. “Com isso, concluímos que apesar da insatisfatória capacidade osteogênica, as matrizes demonstraram biocompatibilidade”, conclui o médico.
A pesquisa de mestrado Viabilidade das matrizes de colágeno derivadas do pericárdio e da serosa de intestino bovino no reparo dos defeitos cranianos em ratas ovarioectomizadas foi apresentada no último dia 13 de dezembro sob a orientação do professor Marcelo Rodrigues da Cunha, do Programa de  Pós-Graduação Interunidades Bioengenharia.
O Programa envolve a Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), o Instituto de Química de São Carlos (IQSC) e a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP).
Foto: Wikimedia

quarta-feira, 5 de fevereiro de 2014

Modelo matemático ajuda gestores da área de transportes

Da Assessoria de Imprensa da FEARP




Definir o tipo de transporte de carga (rodoviário, hidroviário, ferroviário ou aéreo) mais adequado à realidade de cada região pode reduzir gastos, tempo de viagem e impacto ao meio ambiente. Para dar respostas a essa questão, pesquisadores da Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade de Ribeirão Preto (FEARP) da USP desenvolveram modelo matemático capaz de fornecer informações que auxiliam a tomada de decisão de gestores públicos quanto à escolha do transporte a ser adotado em determinada região.

Segundo os pesquisadores, hoje os investimentos em infraestrutura de transportes brasileiros são guiados “pelas chamadas metodologias de análise unidimensional”. Esses métodos avaliam, separadamente, o custo de investimento de determinado projeto, comparando-o a seus possíveis retornos financeiros ou aos impactos ambientais.
A proposta foi apresentada na dissertação de mestrado Proposta de modelo para priorização de investimentos em infraestrutura de transporte de cargas: abordagem multicritério para problemas de fluxos em rede, desenvolvida por Samir Kazan, no Programa de Pós-Graduação em Administração de Organizações da FEARP, sob a orientação do professor Marcio Mattos Borges de Oliveira.
O modelo proposto por Kazan, testado na região Norte do Brasil, inova ao permitir avaliar diferentes variáveis com uma única ferramenta. Não apenas contempla aspectos monetários e ambientais, mas permite identificar a melhor combinação de projetos em infraestrutura de transporte para alcançar o melhor resultado no sistema de transportes. No Norte, por exemplo, a melhor relação custo benefício em transporte de carga seria obtida com os modais hidroviário e ferroviário.
A ferramenta contempla e avalia aspectos como custo do frete, do investimento, tempo de viagem, nível de emissão de dióxido de carbono (CO2), impacto em área de desmatamento e até o número de interseções dos projetos em análise com áreas de proteção ambiental. Assim, o gestor terá em mãos dados que indicarão quais projetos de infraestrutura devem ser implantados para resolver os problemas enfrentados pelo sistema de transportes de sua região. Isso, considerando ainda o fluxo de produtos e suas restrições, no que se refere a recursos, para implantação.
Transporte rodoviário é o menos indicado para a região Norte
A região Norte do Brasil foi escolhida para os testes com a nova ferramenta. Para tanto, os pesquisadores usaram dados do Plano Nacional de Logística e Transportes e os projetos de investimentos que deveriam ser priorizados para esta região.
Os resultados, segundo Kazan, mostraram que o modelo matemático da FEARP se mostrou “muito mais consistente do que a habitual análise unidimensional tradicional”. O pesquisador conta que conseguiram identificar no modelo potencialidade para soluções inexistente no método atual.
Kazan explica que testaram 20 versões do modelo matemático até obter a mais adequada. Para cada uma delas, foram utilizados cenários diferentes no que se refere à disponibilidade de recursos para implantação e aos pesos dos critérios de avaliação propostos. Testaram, por exemplo, o custo do frete em detrimento do tempo de viagem ou da relevância dos impactos ambientais, quando da implantação dos projetos.
Como resposta à aplicação desse modelo, os pesquisadores encontraram que, para a região Norte, os modais hidroviário e ferroviário são mais indicados quando se deseja reduzir custos com frete, nível de emissão de CO2 e área de desmatamento. Já o rodoviário traz melhores resultados em relação ao tempo de viagem.
De modo geral, entretanto, o estudo aponta no sentido da redução da importância do transporte rodoviário na região Norte. “Essa atual concentração no modal rodoviário diminui não necessariamente com a redução do fluxo de produtos pelo modal rodoviário, mas com o crescimento no volume transportado pelos demais modais”, explica o pesquisador.
Apesar dos estudos terem sido realizados com base no contexto da região Norte, a ferramenta pode ser utilizada para avaliar qual a melhor alternativa para o transporte de cargas em qualquer região do Brasil.

segunda-feira, 3 de fevereiro de 2014

Estimulação cerebral pode ser alternativa a antidepressivos

Por Hérika Dias - herikadias@usp.br



Buscar um tratamento para o Transtorno Depressivo Maior (TDM), conhecido como depressão, sem uso de remédios. Esse é o objetivo de cientistas da USP que pretendem comparar se a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) e os antidepressivos têm efeitos semelhantes. A ETCC é uma técnica de estimulação cerebral não invasiva. Consiste na aplicação de uma corrente elétrica contínua de baixa intensidade no córtex cerebral, por meio de eletrodos implantados na cabeça, para aumentar a atividade elétrica de áreas do cérebro que são mais baixas em pessoas com depressão.
A pesquisa Escitalopram e estimulação transcraniana por corrente contínua no transtorno depressivo maior, que tem financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), é desenvolvida no Hospital Universitário (HU) da USP e envolve o Instituto de Psiquiatria (IPq) do Hospital das Clínicas (HC) da Faculdade de Medicina da USP (FMUSP) e o Instituto de Psicologia (IP) também da USP.
Se a eficácia da ETCC for similar ao antidepressivo, poderá ser adotada como nova terapia. “Isso poderia trazer um impacto importante nos tratamentos clínicos, pois a estimulação transcraniana é uma alternativa segura e eficaz. Ela atua apenas na áreas cerebrais relacionadas à depressão, como o córtex dorso-lateral pré-frontal esquerdo. Ao contrário do medicamento, que age não só no local necessário como também em todo o corpo, aumentando as chances de efeitos colaterais”, explica Andre Russowsky Brunoni, médico psiquiatra e coordenador do Serviço de Neuromodelação do do Instituto de Psiquiatria do HC e do HU.
Outra vantagem da ETCC, apontada pelo médico, é o fato de ser uma técnica barata, de fácil uso e portátil. E para comparar a eficiência da estimulação com corrente elétrica, será utilizado o antidepressivo escitolopram. “Trata-se de um medicamento de última geração no tratamento contra a depressão disponível hoje no mercado”, afirma Brunoni.
De acordo com o estudo, a depressão é um quadro psiquiátrico comum, com uma prevalência de cerca de 15% ao longo da vida e uma incidência de cerca de 5% ao ano. Ela atinge duas a três vezes mais mulheres do que homens e, na maioria dos casos, se inicia a partir da terceira década de vida. Seus principais sintomas incluem perda de interesse e prazer nas atividades habituais, humor deprimido e pensamentos de culpa e menos valia.
Voluntários
Para a confirmação dos resultados do estudo, os pesquisadores estão recrutando pacientes com depressão. É necessário atender alguns requisitos, como ter entre 18 e 75 anos, apresentar depressão com sintomas (moderada a grave), não utilizar, no momento, o antidepressivo escitalopram e ter disponibilidade para comparecer no Hospital Universitário (HU) da USP por 15 dias consecutivos, excluindo finais de semana.
Os interessados podem encaminhar um e-mail parapesquisacientificahu@gmail.com ou pesquisa.depressao@gmail.com ou ainda se inscrever no site www.cinausp.org/pesquisa.
De acordo com Brunoni, os voluntários serão divididos em dois grupos: um receberá tratamento apenas com o antidepressivo escitalopram e o outro a estimulação transcraniana. Ele destaca que, desde 2009, a técnica tem sido tema de estudos no HU.  ”Apesar de algumas pesquisas piloto mostraram que a ETCC diminui a intensidade dos sintomas depressivos, estudos com populações maiores são necessários para permitir a generalização destes resultados e verificar a eficácia desta intervenção.”