Tecnologia Científica

Redes de nanofios e uma colisão gala¡ctica de 'bala'
Respostas intrigantes para questões cienta­ficas sobre redes subterra¢neas de nanofios, gala¡xias distantes que não possuem matéria escura e a conexão entre distúrbios psiquia¡tricos e distúrbios do sistema imunológico.
Por Yale - 22/05/2022


Pesquisadores de Yale estãoestudando como aumentar a condutividade de nanofios bacterianos eletricamente carregados que permeiam o solo e o fundo do oceano. (Estaºdio Ella Maru)


Entre na fila, gala¡xias

Nos últimos quatro anos, o astra´nomo de Yale Pieter van Dokkum e seus colaboradores identificaram um par de gala¡xias, DF2 e DF4, que tem pouca ou nenhuma matéria escura e estãolocalizadas próximas umas das outras.

Essa unia£o ca³smica não écoincidaªncia, de acordo com um novo estudo na Nature liderado por van Dokkum, o professor de astronomia da familia Sol Goldman na Faculdade de Artes e Ciências de Yale. Os pesquisadores dizem que DF2 e DF4 osjuntamente com um punhado de outras gala¡xias osse formaram em uma linha após uma colisão “bala” de duas gala¡xias originais cerca de oito bilhaµes de anos atrás.

Os pesquisadores disseram que a matéria escura das gala¡xias em colisão - um material invisível e teorizado que não emite luz ou energia - continuou viajando pelo Espaço, sem impedimentos. Mas o gás de formação de estrelas das gala¡xias em colisão reagiu violentamente. Amedida que esfriava e se contraa­a, o gás criava uma fileira organizada de até10 novas gala¡xias.

“ Estamos vendo todas as consequaªncias dessa colisão, dispostas no canãu”, disse van Dokkum. “Existem essas novas gala¡xias com quase nenhuma matéria escura, e então hádois objetos na ponta da linha que achamos que podem ser os restos de matéria escura das gala¡xias originais.”

No futuro, as descobertas apresentam uma oportunidade para estudar se a matéria escura pode interagir consigo mesma. As descobertas também fornecem uma explicação para a existaªncia de gala¡xias sem matéria escura.

“ Tudo se encaixa agora”, disse van Dokkum. “Na³s vemos o mecanismo.”

Os coautores do estudo foram Zili Shen , Michael Keim , Dhruba Dutta Chowdhury e Daisuke Nagai , todos de Yale, e o ex-pesquisador de Yale Shany Danieli .

Uma potaªncia da rede elanãtrica - sob nossos panãs

O solo sob nossos panãs e sob o fundo do oceano éuma grade eletricamente carregada, o produto de bactanãrias “exalando” excesso de elanãtrons atravanãs de minaºsculos nanofios em um ambiente sem oxigaªnio. Os pesquisadores de Yale vão estudando maneiras de melhorar essa condutividade elanãtrica natural osdentro de nanofios com 1/100.000 da largura de um fio de cabelo humano osidentificando o mecanismo do fluxo de elanãtrons.

Uma equipe de Yale liderada pelo estudante de pós-graduação Peter Dahl com Nikhil Malvankar , professor assistente de biofa­sica molecular e bioquímica no Microbial Sciences Institute, e Victor Batista , professor de química e membro do corpo docente do Energy Sciences Institute, descobriu que os nanofios movem 10 bilhaµes de elanãtrons por segundo sem qualquer perda de energia. A pesquisa também explica a nota¡vel capacidade dessas bactanãrias de enviar elanãtrons a longas distâncias.

A equipe também descobriu que resfriar o ambiente em torno de nanofios de bactanãrias Geobacter da temperatura ambiente ao congelamento aumenta a condutividade em 300 vezes dentro dos nanofios. Isso émuito surpreendente, disseram os pesquisadores, porque o resfriamento normalmente congela os elanãtrons e os desacelera em materiais orga¢nicos.

Ao combinar experimentos com teoria, os pesquisadores descobriram que as temperaturas mais frias reestruturam as ligações de hidrogaªnio e aplainam as protea­nas heme dentro dos nanofios que aumentam o fluxo de eletricidade. Aproveitar essa rede elanãtrica natural pode um dia levar ao desenvolvimento de circuitos elanãtricos vivos e autorrepara¡veis, novas fontes de eletricidade e estratanãgias de biorremediação.

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances . Outros autores incluem Sophia Yi , Yangqi Gu , Catharine Shipps , Jens Neu , Patrick O'Brien , Dennis Vu e Sibel Ebru Yalcin do Malvankar Lab e Atanu Acharya , Uriel Morzan e Subhajyoti Chaudhuri do Batista Lab.

A conexão transtorno psiquia¡trico-sistema imunológico

Pessoas com transtornos psiquia¡tricos são mais propensas a sofrer de distúrbios do sistema imunológico do que aquelas sem problemas de saúde mental e vice-versa.

Os cientistas tem se esforçado para explicar essas associações intrigantes, mas um novo estudo de Yale sugere que a genanãtica desempenha um papel importante. A equipe de Yale realizou uma análise do genoma dos pacientes e identificou a responsabilidade genanãtica compartilhada entre 31 pares de distúrbios psiquia¡tricos e do sistema imunológico. Por outro lado, eles também identificaram 13 outras assinaturas genanãticas que pareciam diminuir as chances de alguém com um distaºrbio autoimune também ter problemas de saúde mental e vice-versa.

Correlações genanãticas positivas foram encontradas entre vários transtornos psiquia¡tricos quando combinados com asma, doença de Crohn, hipotireoidismo, colite ulcerativa e colangite biliar prima¡ria. Correlações genanãticas negativas foram observadas quando vários distúrbios psiquia¡tricos foram associados a rinite alanãrgica, colangite esclerosante prima¡ria e diabetes tipo 1.

Os dados de todo o genoma por si são não explicam qual condição pode desencadear a outra. No entanto, usando diferentes ferramentas anala­ticas, os pesquisadores encontraram evidaªncias que sugerem que a responsabilidade genanãtica para depressão maior, esquizofrenia e uma condição de vários distúrbios pode afetar diretamente o risco de asma e distúrbios inflamata³rios intestinais.

A relação entre saúde mental e distúrbios imunológicos pode ter maºltiplas causas ambientais, enfatizam os pesquisadores. Eles dizem que mais estudos são necessa¡rios.

A equipe de pesquisa foi liderada pelo autor principal Daniel Tylee , residente de psiquiatria no Programa de Treinamento em Pesquisa em Neurociaªncia de Yale (NRTP), e pelo autor saªnior Renato Polimanti , professor assistente de psiquiatria. O estudo foi publicado na revista JAMA Psychiatry .

Coletando os dados sobre a cetamina

Os pacientes com depressão resistente ao tratamento que receberam injeções de cetamina não diferiram na resposta e nos resultados daqueles que receberam esketamina spray nasal aprovado pelo governo federal, com base na medida de resultado prima¡rio de um estudo cla­nico retrospectivo, mostram os pesquisadores de Yale. No entanto, os pacientes que receberam cetamina intravenosa apresentaram melhora ligeiramente melhor dos sintomas depressivos em algumas medidas de resultados secunda¡rios do que aqueles que receberam esketamina, de acordo com o estudo publicado no JAMA Psychiatry .

Os pesquisadores enfatizaram que os resultados não foram baseados em um estudo controlado randomizado e mais investigações precisam ser feitas para determinar se os resultados foram clinicamente significativos.

“ Embora ambos os tratamentos tenham resultado em nota¡vel melhora dos sintomas em muitos pacientes, podemos estar vendo um sinal de uma possí­vel diferença aqui; mas isso estãolonge de ser uma descoberta conclusiva”, disse a autora correspondente Sina Nikayin , professora assistente de psiquiatria da Escola de Medicina de Yale. “Ainda precisamos realizar um estudo prospectivo e randomizado antes que possamos chegar a conclusaµes firmes.”

Duas décadas atrás, uma descoberta de cientistas de Yale de que a cetamina, um medicamento anestanãsico comum, poderia aliviar rapidamente os sintomas da depressão maior crônica e resistente ao tratamento desencadeou uma enxurrada de estudos sobre por que um medicamento anestanãsico usado desde a década de 1970 teve um efeito tão benanãfico em distúrbios psiquia¡tricos. Yale detanãm uma parte das patentes licenciadas para a Janssen Pharmaceuticals relacionadas a  administração intranasal de cetamina para depressão resistente ao tratamento e para reduzir o risco de suica­dio.

A esketamina intranasal (Spravato) foi aprovada para o tratamento da depressão crônica pela Food and Drug Administration dos EUA em 2019 e para o tratamento da depressão com ideação suicida em 2020.

A cetamina intravenosa não estãoatualmente aprovada para o tratamento da depressão; no entanto, éusado off-label em muitas cla­nicas para tratar a depressão crônica.

 

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