As principais descobertas da ciência em 2017

11) Despertamos um homem inconsciente há 15 anos

Este ano, demos uma passo adiante na tentativa de despertar a consciência de pessoas em estado vegetativo há muito tempo. Um implante no pescoço de um homem inconsciente há 15 anos foi capaz de trazê-lo “de volta” à semiconsciência depois de apenas um mês.

As chances de recuperação ficam menores conforme o tempo passa em um quadro de estado vegetativo. O implante, no entanto, mudou o prognóstico. Ele enviava estímulos elétricos ao nervo vago do paciente, que conecta o tálamo, área do cérebro que processa sinais dos olhos e ouvidos (e muito associada à consciência) com o resto do corpo. E, após o teste de um mês, o rapaz começou a “responder”.

Ele não estava plenamente consciente. Mas arregalava os olhos quando algo se aproximava do seu rosto. Era capaz de prestar atenção (inclusive quando liam histórias para ele) e até de mover sua cabeça quando pediam, ainda que demorasse 60 segundos para cumprir a ordem. Pela primeira vez, a ciência foi capaz de romper o “isolamento” entre uma mente em estado vegetativo e o mundo ao seu redor.

10) Acrescentamos duas letras ao DNA (e funcionou!)

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Suas células leem o DNA como um manual de instruções para a produção de proteínas. Mas as regras escritas nesse manual são codificadas na linguagem das bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina e guanina. Mais conhecidas como ATCG, essas letras se combinam de 3 em 3 em cada unidade de DNA, os nucleotídeos. Essas combinações ensinam seu corpo a produzir tipos diferentes de aminoácidos, as peças básicas que compõem as proteínas.

Desde que ganhamos conhecimento de como o DNA funciona, sempre foi um sonho adicionar novas letras a esse manual. Por quê? Com 4 letras, temos 64 combinações diferentes, que codificam 20 aminoácidos. Com novas letras, ganharíamos a possibilidade de gerar aminoácidos completamente diferentes e produzir proteínas inéditas.

O problema é que inventar letras não é tão difícil assim. A maior dificuldade é fazer com que seres vivos reconheçam essas letras e sejam capazes de produzir aminoácidos com elas. E foi isso que alcançamos em 2017.

Inserimos no DNA de uma bactéria duas novas bases, chamadas simplesmente de X e Y. Até a “cola” que unia as moléculas nessas bases nitrogenadas artificiais era diferente do DNA natural, mas a bactéria nem percebeu a diferença. Continuou a ler o manual de instruções genéticas e sintetizar proteínas  – e passou a produzir, na prática, proteínas com aminoácidos inéditos para um ser vivo. Um transplante de código genético suave, sem rejeição, que trabalha lado a lado com a estrutura criada pela natureza.

9) Corrigimos o DNA de um embrião humano

Passamos o ano inteirinho falando sobre ferramentas de edição genética, especialmente o CRISPR/Cas (leia mais sobre ele aqui), que tem permitido aventuras dignas de ficção científica no mundo de alterações do DNA. Atualmente, já temos edições sendo feitas em seres vivos adultos para deletar genes, corrigir mutações e tratar doenças.

Um dos grandes marcos da edição genética do ano, no entanto, foi a primeira correção de mutação feita no DNA de um embrião humano. Toda a vez que falamos sobre alterar esse tipo de célula, o alerta da bioética dispara – o pesadelo, afinal, é que editando essas células iniciais da vida terminaríamos criando bebês como no filme Gattaca. Mas a ciência ainda está longe desta etapa. O que conseguimos, até agora, foi deletar um gene com defeito em embriões humanos, que não chegaram a terminar de se desenvolver.

O MYBPC3 é o gene responsável por uma doença chamada cardiomiopatia hipertrófica, que não apresenta sintomas, mas é principal causa de morte repentina entre atletas jovens.

O objetivo do estudo era deletar o gene mutado logo na fertilização do óvulo, enquanto aquele ser vivo era composto de uma só célula, e esperar que essa célula se dividisse sem o defeito dali pra frente.

O teste foi feito com 12 óvulos fertilizados com espermatozóides de um doador que tinha a doença. Em uma situação normal, 50% das crianças dessa relação nasceriam com o problema no coração. Após a edição do DNA, 42 dos 58 embriões estavam sem a mutação – assim, 72% dos bebês nasceriam saudáveis.

8) Testamos a primeira droga capaz de atacar a raiz de Huntington

Neste final de 2017, foi anunciada a descoberta mais importante sobre a doença de Huntington dos últimos 20 anos. Huntington é uma doença hereditária e degenerativa. Graças a uma mutação em um único gene, o corpo passa a produzir uma proteína que é tóxica para o sistema nervoso e causa danos ao cérebro. Faz mais de uma década que sabíamos exatamente qual era o gene em que se dava a mutação. Só não sabíamos como pará-lo – e, por isso, os tratamentos para Huntington sempre focavam dos sintomas (como demência, movimentos involuntários, mudanças bruscas de humor e paralisia) ao invés da causa.

Mas isso pode mudar em breve, graças a uma nova droga, chamadas Ionis-HTTRx. Os primeiros testes avaliaram os efeitos de diferentes doses da droga em um pequeno grupo de voluntários. O remédio era injetado diretamente pelo líquido cefalorraquidiano, que fica entre o cérebro e crânio e circunda também a medula espinhal.

Após quatro meses de injeções mensais, a quantidade de proteína tóxica produzida no organismo dos voluntários diminuiu proporcionalmente à dose do remédio que eles receberam. Isso porque a Ionis-HTTRx não altera o DNA dos pacientes, nem corrige a mutação de Huntington, mas impede que o gene alterado dê instruções para as células. A droga barra o RNA mensageiro de levar aos ribossomos (as fábricas de proteínas das células) a “ordem” de produzir a proteína tóxica. Faltam testes com grupos maiores para entender melhor como esse mecanismo funciona, mas os resultados são suficiente para aumentar e muito a esperança por um tratamento mais efetivo para uma doença tão triste.

7) Encontramos um novo continente embaixo da Nova Zelândia

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Um novo membro entrou para a lista de continentes neste ano. Onze cientistas internacionais se reuniram para anunciar a classificação oficial de uma massa de terra conhecida como Zelândia como um continente.

Menos de 5% do continente pode ser visto – 94% da região está submersa. Por isso, por tanto tempo, a região da Nova Zelândia e da Nova Caledônia foi considerada uma área de “microcontinentes”.

Os cientistas por trás da descoberta analisam a forma como esse continente interliga a região por baixo d’água há mais de 20 anos. Tanto que o termo “Zelândia” foi cunhado em 1995, mas não impactou muito a comunidade científica. Só agora é que o avanço foi oficializado: “Essa não é uma descoberta repentina, mas uma realização gradual. Há dez anos não teríamos os dados acumulados ou a confiança na interpretação para escrever a pesquisa”, disseram os autores do estudo.

6) Descobrimos que a vida na Terra é mais velha do que pensávamos

2017 colocou a data de origem da vida no planeta em disputa. Logo no começo do ano, um estudo (criticado por boa parte da comunidade científica) declarou ter encontrado microfósseis de seres vivos no Canadá datados entre 3,77 e 4,28 bilhões de anos. As estimativas tradicionais costumam cravar a origem da vida bem mais tarde, 3,5 bilhões de anos atrás. E aí a confusão estava feita.

O tema é tão polêmico porque, segundo a conclusão do estudo, a vida teria surgido quando a própria Terra era praticamente recém-nascida – afinal, o planeta se formou há pouco mais de 4,5 bilhões de anos.

Só que, ao longo do ano, a pilha de evidências foi aumentando. Em setembro, novos microfósseis encontrados no Canadá também apontaram para seres vivos com mais de 4 bilhões de anos de idade. Já em dezembro, microorganismos encontrados na Austráliaforam datados com 3,5 bilhões de anos – e eram formas de vida relativamente avançadas, o que quer dizer que seres vivos mais simples teriam aparecido antes disso.

Nenhum desses estudos, sozinho, é capaz de cravar que os seres vivos terráqueos surgiram há mais de 4 bilhões de anos. Mas, combinando tudo isso, terminamos o ano com argumentos consideráveis a favor de um surgimento da vida mais precoce do que imagina nossa clássica arqueologia.

5) E que os próprios humanos são mais antigos do que estimávamos

Ainda na onda de agitar o que sabemos sobre o passado, a própria “história de origem” do Homo sapiens tomou um chacoalhão este ano.

A versão tradicional da origem humana dizia que surgimos há 200 mil anos, no leste da África, região conhecida como “berço da humanidade”.

Mas pesquisas de 2017 provam que não foi tão simples assim. Encontramos  ossos e ferramentas de um Homo sapiens de 300 mil anos, 100 mil a mais que a versão mais aceita. E não foi no leste da África – foi no Marrocos, na região norte do continente, a mais de 5,5 mil km da Etiópia, indicando que não dá para atribuir um “berço” à origem da espécie.

As conclusões se baseiam em ferramentas, pedaços de crânio, uma mandíbula, dentes e membros pertencentes a três adultos, um adolescente e uma criança. A “família” de fósseis tinha anatomia similar à nossa – especialmente no rosto. O crânio era mais longo, um indício surpreendente: é possível que, para humanos primitivos, os traços faciais tenham evoluído antes do cérebro.

Essas anatomias “anacrônicas”, que misturam características mais modernas e outras menos avançadas, não são exclusividade dos fósseis do Marrocos. Os esqueletos que encontramos do Homo naledi, outro primo hominídeo que foi protagonista este ano, mostram também ossos das pernas, pés e mãos quase idênticos aos dos seres humanos, mas com cérebro pequeno e dedos mais adaptados para subir em árvores do que operar ferramentas.

Toda a evolução humana, na realidade, não pode ser pensada na famosa “escadinha” evolutiva linear, que mostra um símio virando um ser humano. As características típicas associadas ao Homo sapiens apareceram pouco a pouco, em diferentes comunidades africanas, num processo muito mais gradual – que contou, inclusive, com muita “experimentação” evolutiva entre nossos primos do gênero Homo (e sim, estamos falando de experimentação sexual).

Para um panorama completo sobre a nova história da humanidade que apareceu graças a essas novas evidências, você pode ler Sapiens, a matéria de capa da SUPER de agosto de 2017.

4) Criamos um útero sintético para bebês prematuros

A imagem estranha de um cordeirinho dentro de uma sacola tipo ziplock viralizou mundo à fora – e a pesquisa por trás dela é mais interessante que a própria foto.

Este equipamento é nada menos que um útero sintético. Ele foi criado para permitir que bebês prematuros consigam se continuar a se desenvolver nas mesmas condições que fariam dentro do útero materno.

Os pulmões, por exemplo, se desenvolvem submersos em líquido amniótico, e podem não estar preparados para respirar normalmente, a depender de quão prematuro é o parto. No útero da mãe, a troca de gases acontece via cordão umbilical – a mãe envia sangue rico em oxigênio e recebe sangue rico em gás carbônico conforme a demanda do bebê. O útero sintético faz exatamente a mesma coisa, preservando tanto os pulmões quanto o delicado sistema circulatório do bebê. A diferença é que o útero é um ziplock, o líquido amniótico é sintético e a troca de gases é feita por uma máquina.

Como você pode ver na imagem, o primeiro teste do Útero Ziplockiano foi feito com filhotes de ovelha. Eles nasceram de 6 meses (a gestação da espécie é de 7 meses) e foram colocados no aparelho para a etapa final de desenvolvimento. E deu tudo certo: nasceram com as mesmas condições de saúde dos bebês de ovelha que passaram o tempo todo na barriga da mãe.

No futuro, o intuito é que útero sintético vai seja usado para cuidar de bebês humanos. Até hoje, o parto prematuro é um dos maiores fatores de risco de mortalidade neonatal (e pode deixar sequelas para a vida adulta, como problemas respiratórios). Um aparelho como esse pode vir a reduzir muito o impacto  de nascer antes da hora e melhorar as chances de sobrevivência de fetos em urgências médicas.

3) Criamos o teletransporte para o espaço (mas não Aquele Teletransporte)

Antes de começar a ler esse item, deixe de lado todas as suas fantasias Star Trekianas sobre teletransporte. Em 2017, cientistas chineses fizeram o primeiro teletransporte para o espaço. Só que não foi de gente. Teletransportamos informação, contida em uma única partícula de luz, um fóton.

O fóton utilizado no experimento estava no deserto de Gobi – mais precisamente da cidade de Ngari, no Tibet – e a informação contida nele “viajou” 500 quilômetros, alcançando o satélite chinês Micius, que percorria a órbita terrestre.

A mágica só foi possível porque estamos falando de estado quântico: partículas pequenas como um fóton seguem um conjunto diferente de leis da física, e tem, por causa disso, propriedades próprias. Um desses “superpoderes” é o que que chamamos de entrelaçamento quântico.

Partículas entrelaçadas se imitam o tempo todo: o que uma faz, a outra faz também, instantaneamente. Mas o louco do estado quântico é que essas partículas podem estar entrelaçadas a centenas de quilômetros de distância – e continuam a se imitar.

Agora pense isso no ponto de vista da comunicação. O que você inclui de informação em uma partícula aqui na Terra é “imitado” pela partícula entrelaçada lá no espaço – e, portanto, é teletransportado daqui para lá, sem ter que atravessar o caminho entre uma partícula e outra.

Pode não ser o meio de transporte revolucionário que você esperava, mas esse tipo de “superpoder” está muito ligado à computação quântica – e essa sim, em um futuro próximo, pode mudar o mundo, permitindo um poder de processamento de dados nunca antes visto.

2) Achamos um novo sistema solar com 3 potenciais Novas Terras

© Superinteressante SI_Site_Retro2017_Descobertas_TRAPPIST-1

Em fevereiro, a NASA ficou cheia de mistérios sobre um “grande anúncio” que estava prestes a fazer. Para decepção geral, não eram aliens. Mas, pelo menos para os cientistas, era quase tão bom quanto. A agência estava empolgadíssima com a descoberta de Trappist-1, um sistema a 39 anos-luz do nosso. Ele conta com uma estrela menor e mais fria que a nossa, ao redor da qual orbitam 7 planetas, muito próximos um do outro e similares à Terra em tamanho, massa e composição (são rochosos como o nosso, não gasosos como Júpiter ou Saturno).

A empolgação foi tanta graças a três deles – que estão na chamada Zona Habitável. Pela temperatura de sua superfície e a distância que estão da estrela, os três têm condições de possuir água líquida. Falta muita informação (especialmente sobre a atmosfera desses planetas) para podermos, de fato, falar em condições de vida extraterrestre. Mas o que mais animou os cientistas foi encontrar, numa tacada só, um sistema tão próximo, com tantos planetas e com uma proporção tão grande deles na Zona Habitável.

Com vontade de visitar os candidatos ao título de Nova Terra? Enquanto não mandamos uma sonda para lá, fique à vontade para dar uma olhada nos cartões postais de Trappist-1 criados pela Nasa.

1) Revolucionamos a astronomia com as ondas gravitacionais

Até setembro de 2015, a gente nem sabia se ondas gravitacionais realmente existiam. A confirmação oficial veio em fevereiro de 2016. E de lá, até o fim de 2017, elas deram o que falar.

O Nobel de Física deste ano foi para o LIGO, o observatório americano responsável por detectar o fenômeno. Além do prêmio, o LIGO também ganhou um primo europeu: o VIRGO. O novo time de superdetectores em diferentes continentes aumentou a precisão das leituras que tínhamos a cada nova emissão de ondas gravitacionais.

Foi assim que abrimos o caminho para a notícia científica mais importante de 2017. Veja bem: as primeiras quatro detecções de ondas gravitacionais indicavam que elas tinham sido produzidas pela colisão de buracos negros enormes. Mas qualquer colisão em alta velocidade de objetos com muita massa produz essas ondas. E a grande expectativa dos cientistas é que pudéssemos observar ondas gravitacionais produzidas pela colisão entre duas estrelas de nêutrons, um fenômeno inédito, jamais testemunhado pela astronomia.

Estrelas de nêutrons são formadas em supernovas e estão entre os objetos mais absurdamente densos conhecidos no universo. Com apenas 20 km de diâmetro, elas são capazes de concentrar a massa de um Sol inteiro. Elas costumam viver em pares, e os modelos astronômicos já defendiam que, conforme fossem perdendo energia, essas duplas de estrelas de nêutrons se aproximariam, até baterem.

Uma batida dessa geraria jatos de detrito e energia para todos os lados. Mas esse carnaval todo nunca tinha sido visto.

Em outubro, os primos LIGO e VIRGO detectaram ondas gravitacionais particularmente exóticas. Apenas 2 segundos depois, outro laboratório (o Fermi, que não tinha nada a ver com ondas gravitacionais) captou outro fenômeno curioso: uma rajada de raios gama, o tipo de luz mais energética que conhecemos.

Os dois laboratórios trocaram SMS (literalmente!) e chegaram à conclusão de que não podia ser coincidência. Os astrônomos declararam uma caçada global ao fenômeno que podia estar causando aquelas alterações. LIGO e VIRGO conseguiram dar coordenadas aproximadas de onde, no céu, viriam aqueles sinais estranhos. E, então, mais de 70 cientistas do mundo todo apontaram seus equipamentos para lá.

Eles captam radiação eletromagnética de todo tipo, uma festa no céu. Conseguiram observar, no céu, a colisão inédita entre duas estrelas de nêutrons – e solucionar alguns mistérios do universo. Não sabíamos, por exemplo, de onde vinha o ouro e a platina. Mistério resolvido: encontramos toneladas desses elementos nos destroços da colisão.

Os cientistas do LIGO, da Nasa e da Fundação Nacional Americana para Ciência batizaram esse tipo de observação de “Detecção Multimensageiros”. São sinais completamente distintos do Universo convergindo para uma descrição mais completa – e mais complexa – de eventos cósmicos misteriosos. E essa mudança promete mudar a astronomia para sempre.