1975: DAVID BALTOMORE, RENATO DULDECCO e HOWARD TEMIM

Raíssa Rigo Garbin
Saone Iascara Pelepenko Teixeira
Docente: Jorge Alberto Salton
 

RESUMO

O presente trabalho trata-se de uma revisão bibliográfica sobre a biografia e estudos dos pesquisadores David Baltimore, Renato Dulbecco e Howard Temin que, em conjunto, ganharam o prêmio Nobel de Medicina no ano de 1975 por suas relevantes descobertas sobre a interação entre vírus tumorais e o material genético celular. Suas pesquisas comprovaram que os vírus possuíam material genético do mesmo tipo apresentado nos cromossomos celulares, dando suporte a futuros estudos sobre esse tema tão relevante ao entendimento da fisiologia humana. Atualmente, existe tecnologia que dê suporte para o estudo dessa possível relação e as bases conceituais para a análise deste problema foram fornecidas pelas descobertas realizadas pelos ganhadores do Prêmio Nobel em Medicina de 1975.
Palavras-chaves: Prêmio Nobel, David Baltimore, Renato Dulbecco, Howard Temin, RNA vírus, DNA vírus, Tumores virais.

ABSTRACT

The following research is a literature review about David Baltimore, Renato Dulbecco and Howard Temin’s researches biography and studies which led them to Nobel Prize award in 1975 for their relevant projects about tumor virus interaction with genetic cellular material. Its research showed that viral genetic material were similar to the one present in cellular chromosomes, which gave support to future studies about this relevant theme for understanding human physiology. Recently, there is technology for study support in reference to the probable relation and conceptual bases used to analyze this issue described by the studies performed by these medical Nobel Prize winners in 1975.
Key Words: Nobel Prize, David Baltimore, Renato Dulbecco, Howard Temin, RNA virus, DNA virus, Tumor virus.  

1 INTRODUÇÃO

Diversas pesquisas na área médica têm sido laureadas com o Prêmio Nobel desde 1901, trazendo contribuições importantes e relevantes para a saúde da população. Diante disso, o presente estudo busca apresentar três grandes pesquisadores internacionais e seus trabalhos no campo da genética, bem como conhecer o Prêmio Nobel em Medicina de 1975, concedido a David Baltimore, Renato Dulbecco e Howard Temin por suas descobertas a respeito da  interação entre vírus tumorais e o material genético celular.  

2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 BIOGRAFIAS

Howard Martin Temin nasceu em 10 de dezembro de 1934 em Filadélfia, Pensilvânia, Estados Unidos da América. Seu pai, Henry, era advogado e sua mãe, Annette, trabalhava em eventos educativos da cidade. Possuía dois irmãos, o mais velho, Michael e Peter. Seu interesse sobre biologia surgiu em estágios escolares que realizava no Jackson Laboratory em Bar Harbor e no Institute for Cancer Research na Filadélfia. Foi formado em bioquímica pelo California Institute of Technology in Pasadena, California. Quando passou a se interessar por virologia animal, iniciou uma graduação no laboratório do Professor Renato Dulbecco, com quem dividiu posteriormente um prêmio Nobel. Realizou seu doutorado e seu Ph.D nesta área, acompanhando o professor Dulbecco mais um ano após o último título. Durante este ano formulou hipóteses sobre o Rous sarcoma vírus. Em 1960, tornou-se professor assistente na McArdle Laboratory for Cancer Research, que é também o Departamento de Oncologia, na Faculdade de Medicina da Universidade de Wisconsin-Madison. Neste local realizou os experimentos que o levaram à formulação da hipótese do DNA provirus em 1964. Casou-se em 1962 com Rayla Greenberg, uma geneticista populacional do Brooklyn, New York. Teve com ela duas filhas, Sarah Beth e Miriam. No Outono de 1964, tornou-se sucessivamente Professor Associado, Livre Docente, Wisconsin Alumni Research Foundation Professor of Cancer Research, e, em 1974, professor do American Cancer Society of Viral Oncology and Cell Biology. Durante o final dos anos 60, concentrou-se em estudar o controle da multiplicação do Rous sarcoma vírus e células infectadas em cultura. Realizou publicações em vários jornais, incluindo Journal of Cellular Physiology, o Journal of Virology, e o Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. Tornou-se membro da Virology Study Section do  National Institutes of Health.  Juntamente com Baltimore descobriu a existência de uma enzima que sintetiza o DNA a partir do RNA (1964), abrindo um campo de nova tecnologia de sínteses bioquímicas. Também estudaram a química das enzimas, a AIDS e as evoluções virais. Desde que sua teoria sobre o DNA provirus foi aceita, em 1970, recebeu vários prêmios, incluindo o Warren Triennial Prize, o Gairdner International Award e o G.H.A. Clowes Award, American Association for Cancer Research, todos com David Baltimore, e, em 1975, juntamente com Baltimore e Dulbecco, recebeu o premio Nobel por descobertas relativas à interação entre vírus tumorais e o material genético da célula. Faleceu em 9 de fevereiro de 1994, deixando o legado de suas experiências.
David Baltimore nasceu no dia 7 de março de 1938 em New York City, New York.  Como estudante era excelente em matemática, mas rapidamente desenvolveu grande interesse pela ciência. Ainda quando cursava o ensino médio, passou um verão no Jackson Memorial Laboratory em Bar Harbor, Maine onde teve contato direto com pesquisas na área da biologia. Isso o influenciou tanto que em 1956 ele entrou na faculdade Swarthmore formando-se em biologia. Posteriormente ele trocou seu curso para química para completar a pesquisa de sua tese (exigida para a conclusão do curso). Ele se formou em 1960 com grau de bacharel com altas honras. Entre seu primeiro e segundo ano em Swarthmore ele passou o verão no laboratório Cold Spring Harbor, onde foi influenciado por George Streisinger que lhe incentivou ao estudo da biologia molecular, estudos mais especificamente concentrados na estrutura e no desenvolvimento de sistemas biológicos. Ele passou dois anos durante a faculdade trabalhando no Massachusetts Institute of Technology (MIT ) em biofísica. Obteve, posteriormente o grau de PhD na Rockefeller University, New York, New York; entre 1961 e 1964.  Então, ele passou um verão na faculdade de medicina Albert Einstein, onde teve um curso sobre vírus de animais no Cold Spring Harbor com supervisão de Richard Franklin e Edward Simon.  Em 1965, David Baltimore se tornou pesquisador assistente no Salk Institute of Biological Studies, trabalhando em conjunto com Renato Dulbecco. Ali ele encontrou a cientista Alice S. Huang e se casou com ela em 5 de outubro de 1968. Em 1972 ele foi apontado como professor titular no MIT. Foi professor de microbiologia no ano de 1913 na American Cancer Society. Em 1974 ele se juntou com o corpo docente do centro de pesquisa do câncer sob supervisão de Salvador Luria.
Renato Dulbecco nasceu na Provincia di Catanzaro, na região de Calábria, extremo sul da Itália. Após a I Guerra Mundial, a família mudou-se para Imperia onde Dulbecco recebeu sua educação primária e secundária. Seu interesse em física o levou a construir um sismógrafo eletrônico, sendo um dos pioneiros. Ele entrou na faculdade de Turin em 1930 com 16 anos de idade para estudar medicina. Ao fim do seu primeiro ano de estudo, seus interesses voltaram-se à biologia e ele foi trabalhar como assistente laboratorial para Giuseppe Levi, professor de anatomia e especialista em tecido nervoso, onde ele aprendeu histologia e técnicas de cultura celular. Seus estudantes seguidores incluíram o microbiologista Salvador Edward Luria e a neurologista Rita Levi-Montalcini, ambos que posteriormente foram ganhadores de prêmio Nobel e influenciados pela carreira científica de Dulbecco. Dulbecco recebeu seu doutorado em medicina em 1936, incorporado ao exército italiano como clínico. Ele foi dispensado em 1938, contudo foi chamado novamente 1939 com o acontecimento da II Guerra Mundial. Um ferimento sério, na Rússia em 1942, o deixou hospitalizado por vários meses, após o qual ele foi mandado para casa. Após o término da guerra em 1945, ele retornou aos estudos científicos e a pesquisa na universidade de Turin. Em 1946, Luria o convidou para ingressar no seu grupo de pesquisa na University of Indiana em Bloomington. Dulbecco e Rita imigraram para os Estados Unidos no ano seguinte, onde ele obteve cidadania em 1953. Na Indiana, Dulbecco fez experimentos com bacteriófagos, vírus que invadem e matam células bacterianas. Sua principal descoberta nesse período foi que o bacteriófago mostrava-se inativo quando da exposição à luz ultravioleta, podendo ser reativado pela exposição de luz branca com comprimento de onda curto. Esse trabalho atraiu a atenção de Max Delbrück, um médico microbiologista alemão. Em 1949, Delbrück convidou Dulbecco para ingressar no CaliforniaInstitute of Technology (Caltech) na Pasadena. Dulbecco tornou-se pesquisador fellow e, posteriormente, professor de biologia na Caltech, onde permaneceu até 1963. No início dos anos 50, ele desenvolveu um método para determinar o número de unidades que um dado vírus possuía quando em cultura de tecido celular animal. Esse método, chamado de plaque assay technique, permitiu ao pesquisador contar as unidades virais, onde os vírus foram mortos pelas células hospedeiras. Uma prática espetacular resultado do uso dessa técnica foi o desenvolvimento de uma vacina da pólio, pelo médico Albert Sabin, desenvolvida a partir de um vírus vivo o que superou a vacina produzida anteriormente que era realizada a partir de vírus mortos por formaldeído. No final dos anos 50, Dulbecco mudou o foco de suas pesquisas para estudo de viroses animais que pudessem ser causadoras de tumores cancerígenos. Sua pesquisa, por mais de 20 anos, foi devotada à investigação de maneira precisa em que vírus específicos puderam ser transformados em celular hospedeiras de forma que esta célula fosse morta ou então se multiplicasse indefinidamente, o que poderia evoluir para câncer. Enquanto trabalhando com o vírus polyoma, que causa tumores em ratos, ele e seus colegas descobriram que o DNA viral combinava-se com o DNA da célula hospedeira e permanecia dessa forma como um pró-virus que controlava o mecanismo genético da célula. Este processo em laboratório, em tecido de cultura produzia a multiplicação incessante celular, já no corpo do animal, produzia a multiplicação celular, o que levava a tumores cancerígenos. Em 1963, Dulbecco deixou a Caltech para se tornar um dos fellows no Salk Institute, onde Dulbecco continuou sua pesquisa em tumores de animais. Em 1972, Dulbecco mudou-se para Londres e se tornou diretor assistente em pesquisa no Imperial Cancer Research Fund, onde se envolveu em estudos de câncer de mama em seres humanos. Em Londres, Dulbecco, Baltimore e Temin foram premiados juntos com o prêmio Nobel em medicina ou fisiologia pelo seu trabalho em virologia tumoral. Em seu discurso do prêmio Nobel, Dulbecco fez um apelo para os governantes do mundo banirem substâncias causadoras de câncer do meio ambiente. Dulbecco retornou à Califórnia em 1977 para se tornar um professor pesquisador distinto no Salk Institute, onde tornou-se  presidente em 1982 e permaneceu nesse cargo até sua aposentadoria em 1992.       

2.2 PESQUISAS

O Prêmio Nobel em Medicina de 1975 foi concedido a David Baltimore, Renato Dulbecco e Howard Temin por suas descobertas em relação à interação entre vírus tumorais e o material genético celular.  O fato de vírus causarem tumores foi estudado anteriormente por Rous, analisando sarcomas e leucemias em frangos. No entanto, esta observação foi considerada por muito tempo como uma curiosidade biológica até demonstrarem na década de 50 que, sob certas condições, vírus podem causar leucemia e outros tumores em outros animais, por exemplo, camundongos. Estudos que evidenciaram alterações de características de crescimento de uma célula normal para as de células tumorais - um fenômeno designado por transformação – foram realizados nesta época, devido à disponibilidade de métodos para cultivar células sob condições de laboratório. Esta técnica, combinada com a descoberta de vários vírus que podem causar transformações em animais e em culturas de células, facilitou a realização de estudos sobre o papel do vírus no presente processo. Verificou-se que ambos os vírus que contenham material genético do mesmo tipo dos apresentados nos cromossomos das células, ou seja, ácido desoxirribonucléico (DNA) e ácido ribonucléico (RNA) poderão causar transformação.
Renato Dulbecco estudou o efeito de um tumor relativamente simples construindo DNA do vírus em células cultivadas em laboratório. Ele descobriu que a replicação do vírus levava à destruição de células concomitantemente com a libertação de partículas do vírus recém-produzidos, ou à transformação das células. A partir disso levantou uma questão: o vírus que causou a transformação desapareceu em seguida ou o seu material genético permaneceu nas células transformadas? A descoberta de certas estampas no vírus sugere que a última opção foi a alternativa mais provável. Dulbecco comprovou com o uso de técnicas de biologia molecular que o material genético do vírus foi incorporado ao material genético das células transformadas. 
Howard Temin envolveu-se desde meados de 1950 com estudos de tumor por vírus que contenham RNA. Ele reparou que certas características das células tumorais, que surgiram após infecção com este tipo de vírus, persistiram. Foi muito difícil, no entanto, entender como a informação genética do vírus contendo RNA poderia constituir uma parte do material hereditário das células tumorais. Esta teoria de que a informação genética de um vírus RNA capaz de causar transformações poderia ser copiada para o DNA, e que esse DNA de uma forma semelhante à descrita por um vírus de DNA tumoral poderia tornar-se integrado no material genético das células foi considerada como heresia pela maioria dos cientistas. A proposta entrava em conflito com o dogma central aceito no domínio da biologia molecular nesses dias, no qual a transferência de informações na natureza ocorria somente a partir de DNA para RNA e não na outra direção.
Temin acumulou evidências de apoio à sua teoria, mas o grande avanço ocorreu em 1970 quando David Baltimore revelou a ocorrência de uma enzima específica do RNA dos vírus tumorais que poderia fazer uma cópia de DNA a partir de RNA. Esta enzima foi denominada transcriptase reversa. Baltimore tinha estudado anteriormente outros vírus específicos com enzimas que realizavam cópias de RNA para RNA. Por aplicação de técnicas moleculares semelhantes às utilizadas nesses estudos, em paralelo com Temin, Baltimore pôde mostrar que a replicação do vírus RNA tumoral envolveria, provavelmente, uma informação transferida através do DNA. A última prova da ocorrência de vírus tumorais de RNA, capazes de copiar DNA e integrá-lo ao material genético das células transformadas, foi fornecida por experiências de outros cientistas, mostrando que, quando o DNA purificado de uma célula transformada é introduzido em células normais, ocorre a produção de novas partículas de vírus RNA tumorais.
Desde 1970 tem havido um explosivo desenvolvimento do nosso conhecimento sobre a ocorrência de material genético do tipo encontrado no vírus RNA tumoral na natureza. Verificou-se que materiais deste tipo podem ser encontrados em todas as células examinadas, mas que a quantidade de material genético e sua atividade biológica são muito variáveis. Desde que sejam satisfeitas certas condições, este material genético pode provocar uma alteração das características do crescimento de células e dará origem ao aparecimento de tumores. Além disso, verificou-se que, em caso de vírus RNA tumoral, a informação genética que é responsável pela transformação de células pode ser eliminada sem prejudicar a sua capacidade de se multiplicar e produzir novas partículas. Hoje em dia, parece mais provável que a transformação induzida por um vírus RNA tumoral seja baseada na presença de material genético com o qual este vírus cresceu em contato, proveniente de algum tipo de interação celular.

3 CONCLUSÃO

Apesar das limitações do presente trabalho de revisão de literatura, parece lícito concluir que a existência de células cujo material genético corresponde ao encontrado em tumores do RNA vírus indica que este material possa desempenhar algum papel, ainda indefinido, na expressão do material genético das células. O tipo de tumor causado por este vírus é de natureza benigna, entretanto, ainda não foi demonstrado no ser humano. Parece provável, porém, que o vírus será encontrado envolvido no aparecimento de pelo menos alguns tumores de uma natureza mais grave no homem. Tecnologia para o estudo dessa possível relação está disponível hoje e as bases conceituais para a análise deste problema foram fornecidas pelas descobertas feitas dos ganhadores do Prêmio Nobel em Medicina de 1975.

4  REFERÊNCIAS

ENCYCLOPEDIA BRITANNICA. David Baltimore.  Disponível em:. Acesso em: 21 abr 2009.
GEOCITIES. David Baltimore Autobiography. Disponível em:. Acesso em:21 abr 2009.
TEMIN, H. M. The DNA provirus hypothesis-The Establishment and Implications of RNA-directed DNA Synthesis. Physiology or Medicine. University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, USA. 1975. Disponível em: . Acesso em: 20 abr 2009. 
THE NOBEL INTERNET ARQHIVE. Prize Nobel Prize in Physiology or Medicine Winners 2008-1901. Disponível em:. Acesso em: 20 abr 2009.
WIKIPÉDIA.  David Baltimore. Disponível em:. Acesso em: 21 abr 2009.
FAGS.  Renato Dulbecco. Disponível em:< http://pt.faqs.org/health/bios/0/Renato-Dulbecco.html>. Acesso em: 23 abr 2009.
NOTABLE BIOGRAPHIES.  David Baltimore. 
Disponível em:< http://pt.notablebiographies.com/Ba-Be/Baltimore-David.html>. 
Acesso em: 23 abr 2009.