Shadowing | geo-bio2015

Projeto "Shadowing"

O que é o projeto "Shadowing"?

A atividade denominada de Shadowing realizou-se com muito interesse e curiosidade por parte dos melhores alunos do 11 ano, no dia 8 de fevereiro. Esta atividade veio proporcionar a estes jovens o contacto com o mundo laboral e, por conseguinte, contribuir significativamente para uma melhor decisão acerca da sua futura vocação. Neste projeto estiveram envolvidas várias empresas como: a Universidade da Madeira, o Hotel Grupo Pestana, a RTP, entre outras.

Eu escolhi passar um dia na Universidade da Madeira, no laboratório de genética. Através desta experiência, pude conhecer as instalações do laboratório de genética da universidade, compreender os desafios de um investigador, acompanhar um dia do seu trabalho e tive o prazer de conhecer melhor duas áreas da investigação: a citogenética e a bioquímica.

Citogenética

A citogenética é a ciência que estuda a constituição genética da célula através dos cromossomas. Cromossomas são as estruturas formadas durante a divisão celular que levam a informação genética de um indivíduo. A organização dos cromossomas aos pares através da identificação individualizada constitui o cariograma ou cariótipo.

A Dra. Marta Branco, licenciada em citogenética, realçou a importância de estudar o cariótipo de um casal que pretende ter filhos, pois podem haver várias alterações nos cromossomas. Estas alterações podem ser mutações cromossómicas (monossomia, trissomia) ou mutações genética (deleção, inversão...). A Dra. tambem afirmou que quando se tratam de mutações genéticas é aconselhado pelo médico aos pais para fazerem aborto enquanto que quando são mutações cromossómicas não é aconselhado o aborto.

Antes de podermos investigar o cariótipo é necessário a sua extração e preparação (Fig.1).

Figura 1 - Modo de extração e preparação do cariótipo humano para investigação. Visualizado a 23/02/2016 às 22:12 em http://www.biologia.bio.br/curso/Cariótipo%20e%20aberrações%20cromossômicas.pdf

O centrómero divide o cromossoma em dois braços:

p : Braço curto;

q : Braço comprido;

Para identificar um par de cromossomas, temos de comparar as bandas de cada cromossoma. Cada cromossoma tem as bandas bem definidas, e em nenhum cromossoma (exceto o par do mesmo) esse padrão de bandas se repete. (como mostra a figura 2)

Figura 2 - Cariótipo humano (sexo masculino) sem mutações. Visualizado a 23/02/2016 às 22:22 em http://www.biologia.bio.br/curso/Cariótipo%20e%20aberrações%20cromossômicas.pdf

Nota:

Para podermos formar o cariótipo de um indíduo necessitamos marcar os cromossomas ou porções do mesmo para que o erro seja o menor possível. Para isso existem técnicas de identificação de bandas dos cromossomas, onde a mais utilizada é o FISH.

O FISH (Fluorescent In Situ Hybridization) é um método que utiliza recursos moleculares para analisar os cromossomas, ou seja, é o mapeamento de um gene por hibridização molecular de uma seqüência de DNA clonada (sonda ou probe), marcada por fluorescência, num cromossomo espalhado em lâmina.
Pode-se identificar pelo FISH o número de cópias de um determinado cromossomo, o que lhe confere uma grande aplicabilidade e rapidez de diagnóstico para aneuploidias, pois dispensa a necessidade de crescimento em culturas de células para a obtenção de núcleos em metáfase, como na citogenética clássica.
Geralmente, utilizam-se sondas para os cromossomos sexuais (X e Y) e para os autossomos (os não sexuais) cujas aneuploidias são compatíveis com a vida (13, 18 e 21) ou que estão associadas em altas freqüências a abortamentos espontâneos (16 e 22). O FISH é também bastante utilizado para diagnóstico de leucemias, síndromes cromossômicas e determinação de anormalidades estruturais equilibradas, tais como translocações, que podem ser avaliadas utilizando-se duas sondas diferentes para cada um dos cromossomos envolvidos.

É aconselhavel fazer o estudo do cariótipo nos seguintes casos:

Suspeita de síndrome cromossômica conhecida;
Padrão não reconhecível de duas ou mais mal formações primárias em crianças polimalformadas;
Recém-nascidos com genitália ambígua- definir o sexo;
Retardo mental ou atraso de desenvolvimento em crianças disfórmicas ou com múltiplas malformações;
Mulheres com baixa estatura proporcional e amenorréia primária;
Homens com ginecomastia acentuada e hipogonadismo;
Homens com hipertrofia peniana, hipergonadismo e retardo

mental;
Natimortos com malformações ou sem motivo reconhecível para a morte fetal;
Casal com historial de abortos repetitivos;
Outros (...)

Figura 3 - Através do método FISH (que nexte caso, marca os cromossomas 13 a verde e os 21 a vermelho) podemos constatar que estamos perante uma tríssomia-21 , isto é, encontram-se três cromossoas do tipo 21 sendo assim uma mutação numérica. Fonte: visualizado a 27/02/2016 às 15:22 em http://www.fleury.com.br/medicos/educacao-medica/artigos/Pages/novidades-na-area-de-diagnostico-citogenetico-pre-natal.aspx

A Dra. mostrou os cariótipos com as mutações mais comuns na nossa população. Estas são:

A síndrome de Patau ou trissomia 13, reconhecida em 1960 por Klaus Patau, é uma anomalia no par 13, em que este possui mais um cromossoma, devido à não disjunção dos cromossomas durante a anafase da divisão I ou II da meiose, originando gâmetas com um défice ou um excesso de cromossomas, sendo por isso considerada uma mutação cromossómica numérica. A sua incidência na espécie humana é de 1 caso em 6000 nascimentos, em que aproximadamente 45% dos indivíduos morre após um mês de vida, 70% aos seis meses e somente menos de 5% dos indivíduos sobrevive mais de três anos.

Características dos portadores: Malformações graves no sistema nervoso central; Atraso mental acentuado; Problemas cardíacos congénitos, devido à malformação do coração; Fendas labiais.

Figura 4 - Cariótipo de um indivíduo com síndrome de Patau. Visualizado a 27/02/2016 às 15:32 em http://tudosobremutacoes.com.sapo.pt/sindromes.htm

A síndrome de Klinefelter está relacionado com o número anormal de cromossomas sexuais, em que está presente um cromossoma X a mais, no genótipo de um indivíduo do sexo masculino, sendo esta anomalia considerada uma mutação cromossómica numérica. A sua incidência é de 1 em cada 1000 homens.

Características dos portadores: Estatura elevada e magros, com braços longos; Esterilidade devido à malformação dos túbulos seminíferos, no entanto possuem uma função sexual normal; Pouca pilosidade na zona púbica e diminuição do crescimento da barba; Níveis elevados de LH e FSH, que provoca o aparecimento anormal de hormonas femininas no indivíduo, levando à manifestação de alguns caracteres sexuais secundários femininos (ancas e mamas - ginecomastia).

Nesta síndrome há um possível tratamento, que consiste na injecção de testosterona (hormona sexual masculina) no sangue, a partir da puberdade, de forma a diminuir a expressão dos caracteres sexuais femininos e aumentar os masculinos.

Figura 5 - Cariótipo de um indivíduo com síndrome de Klinefelter. Visualizado a 27/02/2016 às 15:34 em http://tudosobremutacoes.com.sapo.pt/sindromes.htm

Síndrome de Down ou trissomia 21 é uma anomalia no par de cromossomas 21, em que este apresenta mais um cromossoma. Ocorre devido a uma não-disjunção dos cromossomas durante a meiose, originando gâmetas anormais, uns com excesso e outros com défice de cromossomas.

A trissomia 21 é uma das anomalias mais frequentes na espécie humana, em que os indivíduos possuem uma esperança de vida inferior ao normal, sendo a sua incidência estimada 1 em cada 800 ou 1000 nascimentos.

Características dos portadores: Defeitos cardíacos congénitos; Parte posterior da cabeça achatada; Cabelo liso e fino, podendo haver falhas de cabelo; Rosto achatado, devido aos ossos faciais pouco desenvolvidos e nariz pequeno; Olhos com prega epicântica (uma prega na qual a pálpebra superior é deslocada para o canto interno), semelhante aos orientais e pálpebras estreitas e levemente oblíquas; Orelhas pequenas e de implantação baixa, com os canais do ouvido estreitos; Boca pequena e estreita, provocando problemas na dentição; Língua ligeiramente projectada para o exterior, levando à constante abertura da boca.

Figura 6 - Cariótipo de um indivíduo com síndrome de Down. Visualizado a 27/02/2016 às 15:43 em http://tudosobremutacoes.com.sapo.pt/sindromes.htm.

Bioquímica

Bioquímica é a ciência que estuda os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos.

Nesta atividade, fui acompanhada pela Dra. Carla Spínola licenciada em bioquímica, a Dra. mostrou-me as instalações do laboratório, bem como todos os materiais necessários para visualizar a realização da extração de DNA humano.

Os passos básicos envolvidos na extração do DNA consistem de:

Lise celular. O primeiro passo envolve a quebra da célula para acessar o DNA. Isto pode ser feito utilizando métodos físicos ou químicos.
Remoção de lipídios. Remoção ou separação da membrana lipídica e restos celulares. Isto normalmente é feito utilizando detergentes como SDS, e por centrifugação.
Desproteinação do extrato celular. A desnaturação proteica é feita utilizando proteases como pronases e proteinases K. Após a desnaturação, as proteínas são separadas do extrato celular.
Remoção do RNA. A remoção do RNA é feita adicionando uma RNAse, que rapidamente degrada RNA em subunidades ribonucleotídeas.
Precipitação/agregação/eluição de DNA.

Ápos esta extração o DNA pode ser utilizado para diversos fins como por exemplo para testes de paternidade.

Figura 7 - Retirada de sobrenadante do tubo eppendorf para obtenção de DNA. Visualizado a 27/02/2016 ás 19:46 em http://www.nupad.medicina.ufmg.br/?page_id=1527.

Figura 8 - A massa branca filamentosa é o DNA após a extração. Visualizado a 29/02/2016 às 18:31 em http://diariodabotanica.blogspot.pt/2010/12/extracao-de-dna-de-morangos.html

Achei esta experiência muito incentivadora, acho que a escola deve investir em mais projetos destes pois são uma fonte de conhecimento para os alunos e ajudam-nos a despertar interesse em diversas áreas, bem como a entender e ter uma melhor perceção sobre o mundo do trabalho nestas áreas.

Particularmente preferi a citogenética apesar de achar as duas áreas extremamente interessantes. Após esta experiência compreendo melhor a importância de estudar o cariótipo de um casal que pretenda ter filhos, pois através deste estudo podemos antecipar várias doenças e fazer o aborto a tempo, caso seja necessário, também fiquei a conhcer várias doenças relacionadas com as mutações genéticas e aprofundei os conhecimentos relativos à realização da extração de DNA humano num laboratório (visto que nas aulas práticas de sala de aula do 10º ano fizemos a extração de DNA de plantas e de celulas epiteliais).

Não pude tirar fotografias com o meu telemóvel porque o nosso material pessoal tinha de permanecer fora do laboratório para prevenir contaminações.