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A nova era da biomedicina e os desafios do século XXI
- 1. Como se faz Ciência? Rigor Validação Criatividade Subjectividade Objectividade Intuição Medição Interpretação Raciocínio Equipa Individual Teoria Aplicação Observação O poder e os limites da ciência: Que futuro para o século XXI? Ciclo de conferências – 2009 Fazer Ciência, promover a vida? Marta Agostinho 8 de Maio de 2009
- 2. Fazer Ciência, promover a vida? Marta Agostinho Escola António Arroio 8 de Maio de 2009
- 3. O que é a Ciência? “ A Ciência é a infindável busca pela Verdade.” Carl Woese, Microb.Mol. Biol. Rev. 2004, 173-186 Conhecimento
- 4. O que é a Ciência? Método Hipótese Experimentação Resultados Conclusões
- 5. O que é a Ciência? Actividade Humana
- 6. Como se faz Ciência? cientistas investigadores técnicos centros de investigação universidades empresas Actores estudantes
- 7. Como se faz Ciência? ? Hipótese Experimentação Resultados Conclusões
- 8. Como se faz Ciência? Competição Trabalho de equipa / nome individual Ensino/aprendizagem Sem fronteiras Língua Inglesa Publicação em revistas internacionais Avaliação pelos pares
- 9. Porque se faz Ciência? AVANÇO PARTILHA APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO ( www.unesco.org )
- 10. Porque se faz Ciência? Promover a Vida
- 11. Biomedicina Missão Como funciona o corpo humano? Como se desenvolve a doença? Como combater / Prevenir a doença? Como promover a saúde das populações?
- 12. Biomedicina 31 Equipas de Investigação 5 Serviços de suporte tecnológico 350 Investigadores
- 13. Biomedicina Missão Como funciona o corpo humano? Como se desenvolve a doença? Como combater / Prevenir a doença? Como promover a saúde das populações?
- 14. “ Divide cada dificuldade no maior nº de partes possível e necessário para a resolver.” René Descartes (1596-1650) “ O todo é a soma das partes” Estudo de cada componente de um sistema Abordagem Metodologia Biomedicina REDUCIONISMO
- 15. Séc. XIX Pasteur Mendel Virchow Darwin Alternativa a visões empíricas e especulativas Biologia como área do conhecimento Partir a complexidade em partes para a compreender Reducionismo – Afirmação da Biologia Biologia Molecular Séc. XX Explicação molecular da Biologia
- 16. 1900 1953 DNA - A “molécula da Vida” Reducionismo – Biologia Molecular Gene – unidade hereditariedade Dissecção Molecular da Célula Gene – unidade hereditariedade 1 gene – 1 enzima Gene – unidade hereditariedade Dissecção Molecular da Célula Natureza química dos genes Gene – unidade hereditariedade Dissecção Molecular da Célula 1 gene – 1 enzima Gene – unidade hereditariedade Dissecção Molecular da Célula 1 gene – 1 enzima Natureza química dos genes Estrutura do DNA
- 17. 1953 A “molécula da Vida” Reducionismo – Biologia Molecular “ O objectivo da Biologia moderna é explicar toda a Biologia em termos físicos e químicos” Francis Crick, 1966 ( in Darnell et al , Molecular Biology of the Cell, 1986) Visão Determinística Motor PODEROSO
- 18. 1950 1999 Reducionismo – Biologia Molecular DNA RNA Proteína
- 19. “ Poucos problemas da Biologia Molecular permanecerão por resolver durante muito tempo, mesmo aqueles como encontrar uma cura para o cancro e a determinação das bases moleculares da diferenciação e desenvolvimento.” Darnell et al, 1986, Molecular Biology of the Cell Reducionismo – Biologia Molecular
- 20. A era genómica 14 Abril 2003 Comunicado Imprensa Sanger Institute Terminado o Genoma Humano – Benvindo à Era Genómica
- 21. Robótica/automatização na Biologia Lista completa dos componentes Acumulação de dados “ Omicas” Pensar global A era genómica Reducionismo Era genómica
- 22. A era pós-genómica Qual a origem da Vida? Porquê semelhante origina semelhante? Como se desenvolve um organismo? Como emerge a consciência? Como se desenvolve, e previne, a doença?
- 23. “ A visão molecular da Biologia cumpriu o seu papel, tanto como visão condutora como aglutinadora dos avanços tecnológicos da Biologia. A era pós-genómica Carl Woese, Microb.Mol. Biol. Rev. 2004, 173-186 A era pós genómica reclama uma nova representação da Biologia.”
- 24. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual
- 25. “ A Ciência é a infindável busca pela Verdade. Qualquer representação da realidade que desenvolvamos, só poderá ser parcial. Não há uma representação final, única. Apenas compreensão cada vez mais profunda, representações cada vez mais reveladoras e envolventes. Desafio conceptual O avanço científico é, então, uma sucessão de novas representações suplantando as anteriores, quer porque a anterior terminou o seu curso e não é mais um guia confiável, quer porque a nova representação é mais poderosa, abrangente, e produtiva que a sua predecessora.” Carl Woese, Microb.Mol. Biol. Rev. 2004, 173-186
- 26. (Strange, Am. J. Physiol Cell Physiol 2005, 968-974, Coleman, Nature 2007, 446; Ahn et al, Plos Medicine, 2006, 0709-07013) NOVO PARADIGMA - BIOLOGIA DOS SISTEMAS Desafio conceptual Como interagem os genes, mensageiros e proteínas para criarem, colectivamente, um organismo? Estudo das Interacções (não dos componentes) Teoria de sistemas e teoria do caos Não se pode compreender o todo estudando apenas as partes individualmente Holística Emergente
- 27. Requer que nós desenvolvamos formas de pensar acerca da integração tão rigorosas quanto os nossos programas reducionistas, mas diferentes… NOVO PARADIGMA - BIOLOGIA DOS SISTEMAS Desafio conceptual “ Biologia de sistemas… é juntar, em vez de separar por partes. Integração, em vez de redução. Significa mudar a nossa filosofia, na total acepção da palavra.” Denis Noble, The music of life, 2006
- 28. Qualitativa Quantitativa Global Dinâmica (Leroy Hood, Scientific American, podcast, Van Regelnmortel, EMBORep, 2004, 1016-1020; www.systemsbiology.org ; http://genomicsgtl.energy.gov/ ) Interdisciplinar NOVO PARADIGMA - BIOLOGIA DOS SISTEMAS Desafio conceptual Integradora (vários níveis)
- 29. (Strange, Am. J. Physiol Cell Physiol 2005, 968-974; Tyson, Nature, 2007, 823; http://medbioinf.mpi-inf.mpg.de/ ; http://www.rnabioinformatics.com/ ) NOVO PARADIGMA - BIOLOGIA DOS SISTEMAS Desafio conceptual Genómica funcional de grande escala Genética de modelos animais Bioinformática Modelos computacionais Linguagem matemática
- 30. Reducionismo Genes Proteínas Vias metabólicas Mecanismos sub-celulares Células Tecidos Órgãos Organismos (adaptado de Noble, The music of life, 2006) Desafio conceptual Biologia de sistemas Genes Proteínas Vias metabólicas Mecanismos sub-celulares Células Tecidos Órgãos Organismos
- 31. 1700 1900 2000 Transição de paradigma Reducionismo Biologia de Sistemas Holismo, vitalismo Desafio conceptual
- 32. “ A utilidade da metodologia reducionista está longe da extinção. No entanto, a abordagem reducionista foi agora suplantada pela biologia de sistemas.” Iain Mattaj e Silke Schumacher, 2007, Programa EMBL 2007-2011 Metodologia Reducionista Biologia de sistemas A Biologia de amanhã Desafio conceptual
- 33. “ ... A Biologia de Sistemas permitir-nos-á, não só curar doenças complexas, como também prever a saúde de cada indivíduo e prolongar a vida do corpo humano…” Leroy Hood, 2007, www.systemsbiology.org (Presidente do Institute for Systems Biology, Seattle) ...?... Desafio conceptual
- 34. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual 2. Desafio Médico
- 35. Desafio Médico Promover a Vida Sida Gripe Obesidade Hipertensão Alzeimer Parkinson Tuberculose Fome / desnutrição Cólera Difteria Malária Cancro
- 36. Infelizmente... Desafio Médico Todos nós conhecemos alguém que tem/já teve cancro Muitos dos que estão nesta sala vão desenvolver um cancro
- 37. O que são as células? O nosso corpo é constituido por cerca de 6 biliões de células As células são as pequenas peças de que é feito o nosso corpo Os cromossomas são a informação para produzir as células e estão dentro delas Desafio Médico cromossomas Célula
- 38. De que são feitos os cromossomas? cromossoma gene D eoxyribo N ucleic A cid = DNA Ácido D esoxiribo N ucleico = ADN Gene é uma porção de um cromossoma Cada cromossoma é uma longa cadeia de DNA Desafio Médico
- 39. Proteínas Quem fabrica as células? Desafio Médico O ADN explica como se fazem as proteínas As proteínas são fabricadas dentro das células e …ajudam a fabricar as próprias células
- 40. formam o nosso corpo ADN instruções para fabricar proteínas Proteínas formam as células Células O nosso corpo Desafio Médico
- 41. O nosso corpo tem muitas células diferentes As células diferenciadas são especialistas. Já não se dividem mais. Desafio Médico As células estaminais podem especializar-se em qualquer tipo de célula. De onde vêm as células diferenciadas? E podem dividir-se.
- 42. O que é o cancro? Danos no ADN (Mutações) As células cancerosas não pedem autorização para se dividirem Desafio Médico Proteínas anormais
- 43. Terapia Anti-Cancro Quimioterapia Cocktail de drogas que atacam as células cancerosas. (www.inmagin.com) Mas... Também atacam as células normais! Desafio Médico
- 44. Topo Alvo principal da quimioterapia Drogas Anti-Cancro Topo Desafio Médico (www.inmagin.com)
- 45. proteina Topo Células cancerosas / em divisão Células diferenciadas (Berger, Berkeley) (M. Agostinho) (M. Agostinho) Desafio Médico
- 46. Onde trabalha a Topo? (São todas as topos que tenho que destruir?) Desafio Médico A minha pergunta
- 47. 1. Novo método de detecção da actividade da Topo A Nossa Contribuição para a Ciência (DRT – D ifferential R etention of T opo II) Desafio Médico Resultados
- 48. Inventámos um nova forma de processar as células “ Pintamos” a Topo de verde e o ADN de vermelho Desafio Médico Experimentação
- 49. 2. Topo actua nos cromossomas DRT ICRF control Visualizamos a Topo (trabalhadora) dentro das células: Desafio Médico Observação / Resultados DNA Topo II
- 50. Agora que sabemos onde actua, Como regulamos a topo? Desafio Médico (...) Conclusões: um modelo
- 51. Qual o contributo da minha investigação? Desafio Médico AVANÇO PARTILHA PARTILHA O meu trabalho é “apenas” 1 passo ...mas descobriram a cura para o cancro? Promover a Vida?
- 52. Porque se faz Ciência? APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO AVANÇO PARTILHA
- 53. Desafio Médico Transferência de tecnologia APLICAÇÃO Tratar doenças Tratar as causas Terapia génica Olhar para as causas Testes genéticos
- 54. Porque se faz Ciência? APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO AVANÇO PARTILHA
- 55. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual 2. Desafio Médico 3. Desafio Social
- 56. Desafio Social cientistas investigadores técnicos centros de investigação universidades empresas estudantes
- 57. Desafio Social cientistas investigadores técnicos centros de investigação universidades empresas estudantes decisores políticos comunicação social activistas Pacientes/utentes/utilizadores consumidores agências de financiamento governos entidades públicas opinião pública poder judicial
- 58. Desafio Social ÉTICA Até onde podemos ir? Até onde devemos ir? Quem deve decidir? FINANCIAMENTO TODOS NÓS!
- 59. Desafio Social ÉTICA 80% cancro da mama + 50% cancro dos ovários Mutação no gene BRCA1
- 60. Desafio Social ÉTICA Testes genéticos
- 61. Desafio Social ACESSO ( www.unesco.org )
- 62. “ A Ciência é a infindável busca pela Verdade.” Em resumo Fazer Ciência, promover a vida? O que é Ciência? Hipótese Experimentação Resultados Conclusões Como e porque se faz Ciência? Avanço Ética Acesso Partilha Aplicação Biomedicina Que desafios?
Hinweis der Redaktion
- Dar exemplos concretos dos actores e da actividade isolada Na sociedade focar as controvérsias e a actualidade dasquestões científicas COMO LIGAR COM A BIOMEDICINA?
- 1º - perguntar a audiência o que é – obter 4-5 ideias 2º - sumarizar ideias e sugerir estas 3 ideias chave Conhecimento – falar na ideia do conhecimento ser uma esfera e ir sempre aumentando a fronteira entre o q conhecemos e o q não conhecemos Método – falar no método científico e no que significa Actividade humana – regras, convençoes; actores: cientistas, decisores, financiadores, destinatários (todos nos) Não dexar definição cabal de ciência. Ciência é conhecimento. E é um método de chegar ao conhecimento, baseado em hipóteses, testes dessas hipótese e teorias. É tambem uma actividade humana, condicionada por regras, por normas e convenções, por Procurar uma citação?
- 1º - perguntar a audiência o que é – obter 4-5 ideias 2º - sumarizar ideias e sugerir estas 3 ideias chave Conhecimento – falar na ideia do conhecimento ser uma esfera e ir sempre aumentando a fronteira entre o q conhecemos e o q não conhecemos Método – falar no método científico e no que significa Actividade humana – regras, convençoes; actores: cientistas, decisores, financiadores, destinatários (todos nos) Não dexar definição cabal de ciência. Ciência é conhecimento. E é um método de chegar ao conhecimento, baseado em hipóteses, testes dessas hipótese e teorias. É tambem uma actividade humana, condicionada por regras, por normas e convenções, por Procurar uma citação?
- 1º - perguntar a audiência o que é – obter 4-5 ideias 2º - sumarizar ideias e sugerir estas 3 ideias chave Conhecimento – falar na ideia do conhecimento ser uma esfera e ir sempre aumentando a fronteira entre o q conhecemos e o q não conhecemos Método – falar no método científico e no que significa Actividade humana – regras, convençoes; actores: cientistas, decisores, financiadores, destinatários (todos nos) Não dexar definição cabal de ciência. Ciência é conhecimento. E é um método de chegar ao conhecimento, baseado em hipóteses, testes dessas hipótese e teorias. É tambem uma actividade humana, condicionada por regras, por normas e convenções, por Procurar uma citação?
- NÃO COLOCAR OS DE FORA TODOS, DEIXAR PARA A REPETIÇÃO DESTE SLIDE NOS DESAFIOS?
- Apesar de ter áreas diferentes e formas de trabalhar diferentes há elementos comuns a todos
- Dar exemplos concretos dos actores e da actividade isolada Na sociedade focar as controvérsias e a actualidade dasquestões científicas COMO LIGAR COM A BIOMEDICINA?
- Apesar de ter áreas diferentes e formas de trabalhar diferentes há elementos comuns a todos
- Apesar de ter áreas diferentes e formas de trabalhar diferentes há elementos comuns a todos
- Concretizar com quem eu sou, onde trabalho, o que fazemos lá – concreiza a actividade científica.
- Concretizar com quem eu sou, onde trabalho, o que fazemos lá – concreiza a actividade científica.
- Concretizar com quem eu sou, onde trabalho, o que fazemos lá – concreiza a actividade científica.
- Explicações especulativas e descritivas. Partindo em partes, permitiu estudar os fenómenos mais aprofundadamente
- A biologia molecular sustenta-se na ideia de que o DNA é a molécula da Vida. Esta ideia baseou-se um descobertas seminais que culminaram na descoberta da estrutura do DNA.
- Motor poderoso que pôos em marcha um avanço científico sem precedentes na Biologia
- A segunda metade do séc. XX, viu a confirmação da força do reducionismo como motor do conhecimento biológico. O avanço científico, baseado no estudo molecular da Vida não mais parou. Foi a fase de consolidação da biologia molecular, com: … Ficaram criadas condições, então, para uma nova revolução da Biologia, a tecnologia do DNA recombinante, a era do DNA a pedido, que criou elevadas espectativas:
- Esta afirmação encerra o capitulo introdutório do livro que usei para estudar Biologia Celular no meu 1º ano da Faculdade, no início dos anos 90. Apesar de hoje nos parecer um pouco desmedida, esta afirmação espelha a tremenda confiança na abordagem reducionista. E, de facto, esta abordagem viria a resultar na próxima era da Biologia, que seria, não só o culminar da era reducionista, mas também o seu fim.
- No entanto, a sequenciação do genoma humano, a par com as tecnologias de high throughput, confrontaram os cientistas com a noção de que as perguntas fundamentais da Biologia permaneceram sem resposta:
- E veio, adicionalmente, questionar conceitos base: Espécie: o que distingue uma de outra, quando a grande maioria dos genes são comuns Organismo: nature, 8 Nov: 12 genomas de drosophila como ponto de partida aceitável para a caracterização de 1 organismo modelo Evolução: o conceito de HGT, veio adicionar complexidade à visão evolutiva estritamente vertical Gene: 1 gene – 1 proteína???
- Mas eu pouco sabia disto quando decidi ser cientista – começar aqui a aproximar a talk da minha experiência pessoal. Eu decidi ser cintista porqu : a) queria fazer algo que marcasse a diferença, que eu acreditasse ser mesmo importante, único, desafiador; b) fascinio pela investigação. E dentre todas, a biomedicina é a área que mais me fascina.
- A Biologia encontra-se, hoje, no virar de uma nova página da sua existência. Este é um Tempo de empolgante mudança para os biólogos, que caminham num Novo Mundo. É um tempo de oportunidades e de desafios. Vou, nos próximos minutos, contar como a Biologia Molecular – a bandeira do Reducionismo na Biologia, representação dominante do séc. XX - foi, nos dias de hoje, substituida por uma representação mais integrativa, abrangente e holística: a Biologia dos Sistemas.
- Compreender as características emergentes de um sistema através das interacções entre os componentes Fazer referência ao holismo e dizer que os sistemas é diferente Resulta da era genómica: permitiu encarar um desfio que não era possível abraçar antes:
- A bologia de sistemas é uma abordagem que choca com a abordagem reducionista.
- Dinâmica: o comportamento de 1 sistema resulta da DINÂMICA DAS INTERACÇÕES entre os componentes; é o comportamento dinâmico do sistema que importa, em vez dos estados que ele possa ter; capta as alterações. Integradora: pretende analisar diversos níveis de interacções Global: o mais possível. Todos os genes, todos os mensageiros, todas as proteínas Integradora: integrar o conhecimento adquirido nos vários níveis – redes dentro de células; redes entre células; redes a nível do organismos; redes a nível de ecossistema; e integrar todo este conhecimento
- Controlo de vias de sinalização e de expressão genética por níveis de ordem superior Controlo a informação genética pela maquinaria de expressão
- À semelhança do que li no meu livro de Biologia Celular quando estava no secundário, há dias tropecei com a seguinte afirmação:
- À semelhança do que li no meu livro de Biologia Celular quando estava no secundário, há dias tropecei com a seguinte afirmação: Independentemente da suspeição que este tipo de afirmações me possam agora suscitar, não há dúvida que a Biologia dos Sistemas nos trará um novo salto no conhecimento.
- Mas eu pouco sabia disto quando decidi ser cientista – começar aqui a aproximar a talk da minha experiência pessoal. Eu decidi ser cintista porqu : a) queria fazer algo que marcasse a diferença, que eu acreditasse ser mesmo importante, único, desafiador; b) fascinio pela investigação. E dentre todas, a biomedicina é a área que mais me fascina.
- Mas eu pouco sabia disto quando decidi ser cientista – começar aqui a aproximar a talk da minha experiência pessoal. Eu decidi ser cintista porqu : a) queria fazer algo que marcasse a diferença, que eu acreditasse ser mesmo importante, único, desafiador; b) fascinio pela investigação. E dentre todas, a biomedicina é a área que mais me fascina.
- NÃO COLOCAR OS DE FORA TODOS, DEIXAR PARA A REPETIÇÃO DESTE SLIDE NOS DESAFIOS?
- Voltando ao inicio... Vimos até aqui que ciência não é só conhecimento, não são só ideias, a busca pela verdade. Ciência é também uma actividade humana, guiada por certas metodologias. E vimos que esta actividade tem 2 importantes desfios para o século XXI, na área da biomedicina: as grandes ameaças à saúde humana; e a apropriação da ciência pea sociedade Voltemos agora à ciência como conhecimento. Também aqui a biomedicina enfrenta um grande desafio.
- Voltando ao inicio... Vimos até aqui que ciência não é só conhecimento, não são só ideias, a busca pela verdade. Ciência é também uma actividade humana, guiada por certas metodologias. E vimos que esta actividade tem 2 importantes desfios para o século XXI, na área da biomedicina: as grandes ameaças à saúde humana; e a apropriação da ciência pea sociedade Voltemos agora à ciência como conhecimento. Também aqui a biomedicina enfrenta um grande desafio.
- Voltando ao inicio... Vimos até aqui que ciência não é só conhecimento, não são só ideias, a busca pela verdade. Ciência é também uma actividade humana, guiada por certas metodologias. E vimos que esta actividade tem 2 importantes desfios para o século XXI, na área da biomedicina: as grandes ameaças à saúde humana; e a apropriação da ciência pea sociedade Voltemos agora à ciência como conhecimento. Também aqui a biomedicina enfrenta um grande desafio.
- A Biologia encontra-se, hoje, no virar de uma nova página da sua existência. Este é um Tempo de empolgante mudança para os biólogos, que caminham num Novo Mundo. É um tempo de oportunidades e de desafios. Vou, nos próximos minutos, contar como a Biologia Molecular – a bandeira do Reducionismo na Biologia, representação dominante do séc. XX - foi, nos dias de hoje, substituida por uma representação mais integrativa, abrangente e holística: a Biologia dos Sistemas.