Poderes e limites da ciência - Ciclo de Conferências - Marta Agostinho

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Poderes e limites da ciência - Ciclo de Conferências - Marta Agostinho

  1. 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. 2. Fazer Ciência, promover a vida? Marta Agostinho Escola António Arroio 8 de Maio de 2009
  3. 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. 4. O que é a Ciência? Método Hipótese Experimentação Resultados Conclusões
  5. 5. O que é a Ciência? Actividade Humana
  6. 6. Como se faz Ciência? cientistas investigadores técnicos centros de investigação universidades empresas Actores estudantes
  7. 7. Como se faz Ciência? ? Hipótese Experimentação Resultados Conclusões
  8. 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. 9. Porque se faz Ciência? AVANÇO PARTILHA APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO ( www.unesco.org )
  10. 10. Porque se faz Ciência? Promover a Vida
  11. 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. 12. Biomedicina 31 Equipas de Investigação 5 Serviços de suporte tecnológico 350 Investigadores
  13. 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. 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. 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. 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. 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. 18. 1950 1999 Reducionismo – Biologia Molecular DNA RNA Proteína
  19. 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. 20. A era genómica 14 Abril 2003 Comunicado Imprensa Sanger Institute Terminado o Genoma Humano – Benvindo à Era Genómica
  21. 21. Robótica/automatização na Biologia Lista completa dos componentes Acumulação de dados “ Omicas” Pensar global A era genómica Reducionismo Era genómica
  22. 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. 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. 24. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual
  25. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 31. 1700 1900 2000 Transição de paradigma Reducionismo Biologia de Sistemas Holismo, vitalismo Desafio conceptual
  32. 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. 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. 34. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual 2. Desafio Médico
  35. 35. Desafio Médico Promover a Vida Sida Gripe Obesidade Hipertensão Alzeimer Parkinson Tuberculose Fome / desnutrição Cólera Difteria Malária Cancro
  36. 36. Infelizmente... Desafio Médico Todos nós conhecemos alguém que tem/já teve cancro Muitos dos que estão nesta sala vão desenvolver um cancro
  37. 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. 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. 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. 40. formam o nosso corpo ADN instruções para fabricar proteínas Proteínas formam as células Células O nosso corpo Desafio Médico
  41. 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. 42. O que é o cancro? Danos no ADN (Mutações) As células cancerosas não pedem autorização para se dividirem Desafio Médico Proteínas anormais
  43. 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. 44. Topo Alvo principal da quimioterapia Drogas Anti-Cancro Topo Desafio Médico (www.inmagin.com)
  45. 45. proteina Topo Células cancerosas / em divisão Células diferenciadas (Berger, Berkeley) (M. Agostinho) (M. Agostinho) Desafio Médico
  46. 46. Onde trabalha a Topo? (São todas as topos que tenho que destruir?) Desafio Médico A minha pergunta
  47. 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. 48. Inventámos um nova forma de processar as células “ Pintamos” a Topo de verde e o ADN de vermelho Desafio Médico Experimentação
  49. 49. 2. Topo actua nos cromossomas DRT ICRF control Visualizamos a Topo (trabalhadora) dentro das células: Desafio Médico Observação / Resultados DNA Topo II 
  50. 50. Agora que sabemos onde actua, Como regulamos a topo? Desafio Médico (...) Conclusões: um modelo
  51. 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. 52. Porque se faz Ciência? APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO AVANÇO PARTILHA
  53. 53. Desafio Médico Transferência de tecnologia APLICAÇÃO Tratar doenças Tratar as causas Terapia génica Olhar para as causas Testes genéticos
  54. 54. Porque se faz Ciência? APLICAÇÃO ÉTICA ACESSO AVANÇO PARTILHA
  55. 55. Biomedicina Que desafios para o séc XXI? 1. Desafio conceptual 2. Desafio Médico 3. Desafio Social
  56. 56. Desafio Social cientistas investigadores técnicos centros de investigação universidades empresas estudantes
  57. 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. 58. Desafio Social ÉTICA Até onde podemos ir? Até onde devemos ir? Quem deve decidir? FINANCIAMENTO TODOS NÓS!
  59. 59. Desafio Social ÉTICA 80% cancro da mama + 50% cancro dos ovários Mutação no gene BRCA1
  60. 60. Desafio Social ÉTICA Testes genéticos
  61. 61. Desafio Social ACESSO ( www.unesco.org )
  62. 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?

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