Paying ode to Drosophila

As soon as I joined the new lab, I was invited to attend the Portuguese Drosophila Meeting. The meeting was hold in Tomar, center of Portugal, and combined people from different institutes. The major goal of this meeting every year is gathering together the Portuguese scientific community that uses Drosophila melanogaster as a model system, and share expertise: from new tools to new methodologies.

The Portuguese Drosophila Meeting was casual with a good amount of time to socialize. The talks were as broad as you can imagine, from immunology, to developmental biology, population genetics, host-pathogen interaction, neuroscience and oncobiology.

As usual, in this kind of meetings, we have international speakers giving amazing talks. However, what catch up my attention was one of the speaker’s main message: keep spreading the word and show how powerful Drosophila model is. It’s incredible but true, Drosophila is getting forgotten. How many of the new raising scientists know that, for example, the Hippo signaling pathway was first discovered and characterized in flies? Drosophila is the most well understood model organism, studied for more than a century. Its genome is smaller, known since March 2000 and there are libraries of RNAi for all your favorite genes. Moreover, you can manipulate their growth rate by maintaining them in different temperatures (ranging between 18 ºC and 29 ºC). Did you ever try to mutate/insert a gene? In Drosophila is so much easier than mice (imagine an entire year reduced to one month, with amazing genetic tools to know if your gene was inserted or deleted!). And for the sceptics, the fruit fly and humans are not as distant as you can think! Many physiological, neurological and biological properties are maintained between mammals and fruit flies, with about 75 % of the genes that cause diseases in humans have functional homologs in Drosophila!

Finally, you can find more reasons why use the fly as a research model in:

https://www.yourgenome.org/facts/why-use-the-fly-in-research

http://modencode.sciencemag.org/drosophila/introduction

 

Notas soltas sobre Conferências

Para a temática “Conferências, Encontros, Congressos e afins”, resolvi eleger não um evento em particular, mas sim uma série de eventos que dão pelo nome de ENURS – Encontro Nacional de Utilizadores de Radiação de Sincrotrão.

Com realização anual, o primeiro ENURS realizou-se em 2012 na FCT/UNL – passando, desde aí, por Lisboa, Leiria, Coimbra, Oeiras, Alfragide voltando este ano à casa de partida – e teve por objectivo divulgar a investigação baseada em fontes de radiação de sincrotrão realizada em Portugal e aproximar a respectiva comunidade que, em traços gerais, se distribui pelas ciências dos materiais e ciências da vida.

De curta duração (por norma, um dia), o ENURS apresenta duas principais “partes”: comunicações orais de convidados de vários sincrotrões europeus (nomeadamente ESRF, Diamond e Alba) e comunicações orais dos participantes nacionais. Naturalmente que as questões científicas constituem o cerne das apresentações embora alguns aspectos mais técnicos e/ou burocráticos sejam também abordados pelos membros dos sincrotrões (por exemplo, especificações das beamlines e condições de acesso).

Há, claro, ainda tempo para a tradicional sessão de posters que, por norma, se prolongam durante o almoço e pausas entre conferências (vulgo coffee breaks). Os autores vão circulando entre os posters sem um tempo próprio para apresentar o seu trabalho e estabelecendo um contacto directo com os vários delegados (uma designação que sempre achei muito chique para designar os participantes).

Acaba por ser um encontro útil permitindo um contacto permanente não apenas com colegas, mas também com as últimas novidades dos sincrotrões cuja regular utilização é essencial para o desenvolvimento da investigação levada a cabo de Norte a Sul do país. Um dos pontos fortes do ENURS acaba por ser também uma fraqueza: juntando investigadores de áreas tão diferentes, permite um contacto com temas totalmente novos cuja compreensão nem sempre é fácil. Talvez se possa considerar a possibilidade de adoptar uma realização bienal embora o actual formato não seja de todo descabido.

E pronto, feito este breve apanhado das últimas sete edições, resta esperar pela oitava a realizar no Porto em 2019.

Conferences

I have very recently been to a conference in Australia. As a PhD student, attending conferences is a big perk: I get to go out of my department bubble and see what is done and more importantly how it is done in other labs. In my specific case, it’s even a bigger advantage as I am the only person studying animal models of multiple sclerosis, and the only person studying so many innate immune receptors in my building (and, as far as it feels, in this city). I got some interesting warnings regarding the technical difficulties of my research and I have learned a few things that in hindsight are not that new but I had never given much thought about.

I have attended this conference series before. In fact, I have been there for the last 3 editions: in Germany, Israel and Australia. Organisation wise it does not differ much from event to event and the poster sessions are also always quite a mess. Small rooms, no space between posters, too many posters per session, you name it. This time I had to pitch my poster just before my allocation session. Where did this fail? There were three groups pitching at the same time, in the same hallway, during apero. Regardless to say that 1) no one could hear each other, 2) no one make an effort to go watch the pitches. I felt quite useless there. No feedback on the pitch either.

The positive aspect of this conference was location. Most people find it very far to travel to Australia from Europe, therefore most Americans who would collaborate with European labs also did not attend. This brought the challenge of finding topics and speakers to fill in the program. Most new topics were presented by Canadian and Australian researchers. There are a few interesting things going on, specially when it comes to the immune component of psychiatric and other neurological diseases. Will stay tuned to this in the following years.

 

A Ciência ao serviço da História

No meu primeiro texto fiz referência que, não raras vezes, a interface ciência-humanidades apresenta um interessante potencial para ser explorado. A forma mais visível de tal exploração será, talvez, o ramo de História da Ciência, mas há outros exemplos que ilustram os benefícios desta simbiose.

É o caso que hoje aqui trago em que antigos manuscritos foram decifrados graças à aplicação de modernas tecnologias. Claudius Galenus, também conhecido por Galeno, foi um médico romano de origem grega do século II cuja influência no conhecimento médico e farmacológico perdurou durante largos séculos. As obras de Galeno encontram-se agrupadas na colecção “Galenic corpus” sendo que, ao longo dos tempos, várias traduções foram sendo feitas ajudando na sua disseminação na Europa e Ásia.

É o caso de “On the Mixtures and Powers of Simple Drugs” que, no século VI, foi traduzido para a língua siríaca característica do Médio Oriente. Lamentavelmente, no século XI, seguindo os costumes da Idade Média, os pergaminhos com a obra traduzida foram usados como um palimpsesto, ou seja, procedeu-se à remoção do texto original para a escrita de novos textos (no caso, religiosos).

É aqui que as técnicas hoje disponíveis entram em cena e, no último mês de Março, uma equipa de investigação do Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL, Califórnia, Estados Unidos) conseguiu aceder ao texto de Galeno graças ao uso de radiação de sincrotrão. Para tal, começaram por usar diferentes tipos de radiação electromagnética (radiação visível, ultravioleta e infravermelha) o que permitiu uma identificação parcial da obra. O uso da técnica de fluorescência de raios-X complementou a anterior abordagem tornando possível distinguir os dois textos nos pergaminhos pelas diferentes propriedades de fluorescência apresentadas pelas respectivas tintas usadas que diferem no conteúdo em metais (nomeadamente ferro, zinco, mercúrio e cobre).

A análise do texto de Galeno será certamente útil para melhor caracterizar o conhecimento médico da época reforçando a importância destas abordagens. Pormenores adicionais podem ser encontrados online (https://www6.slac.stanford.edu/news/2018-03-22-hidden-medical-text-read-first-time-thousand-years.aspx).

Does Aspirin protect against Alzheimer’s?

For this week I had decided to read and summarise a paper published in J Neuroscience, about the protective role of aspirin in Alzherimer’s Disease (AD). I saw a link highlighting this paper on Facebook and could not immediately get access to the full text (paywalls). I did not even read the full title, but I already had 1 question: “did they check by correlation studies if there’s less people chronically taking aspirin, among those with AD? When I finally saw the full title of the paper, I realised that the study was more precise: “Aspirin induces Lysosomal biogenesis and attenuates Amyloid plaque pathology in a mouse model of Alzheimer’s disease via PPARα”.

Here I got a bit doubtful if I should still read the paper for this blog. But I persisted. My main concern being: why this particular pathway? The answer, which gets obvious mid-paper is: the authors seem to have worked on this one molecule before. But the rational to have chosen Aspirin as treatment seems to have a logical argumentation.

Stepping back: Alzheimer’s disease is caused by accumulation of Amyloid-beta (Abeta). This is a protein that can aggregate with others of the same type in such unbreakable structures that the aggregates are known as plaques. In general, protein aggregates would normally be broken down by the cell machinery: e.g. proteasome and lysosomes, but in AD it seems that this machinery is not working, or is not efficient enough. The authors point out that aspirin has been shown to increase the production of lysosomes.

For this study, the authors follow up on this increase of production of lysosomes by aspirin.

They started by adding Abeta to cells and then aspirin and check that indeed, cells treated with aspirin have less Abeta because 1) they take in less Abeta from the solution and 2) they get rid of the previously taken in Abeta, faster. To check the cause of this clearance, the authors checked for lysosome numbers and saw that it was increased in cells treated with aspirin. Moreover, they hypothesised this was due to new production of lysosomes and therefore looked into known transcription factors (TF) that promote lysosome biosynthesis. Having identified TFEB, they looked for enhancers of this TF and this was when they identified the PPRE site, and went on to study PPARs (Peroxisome proliferator-activated receptor), the pathway they have been familiar with. The next step in this paper is to distinguish between PPAR alpha, beta and gamma, by coupling Abeta-incubation with aspirin treatment in the presence and absence of inhibitors of these 3 molecules: meaning that the authors were able to see that when PPAR alpha was blocked, then aspirin treatment did not lead to increase lysosome production and Abeta was not broken down efficiently.

Pathway-studies done in cells is very useful to pin-point all the players in a certain process but it is not always a good model of the real situation. Therefore, the authors have used a mouse model of AD to test aspirin treatment in vivo: mice with 5 mutations in the Abeta production pathway, that are known to cause familiar AD in humans. These mice develop AD “spontaneously” after a certain age. Thus, once the mice had developed AD, the authors have treated these mice with aspirin, as well as a new set of mice that have the 5 mutations associated with AD and are deficient for PPARalpha. The conclusion is that in the group of mice that are deficient for PPARalpha, the accumulation of Abeta plaques is higher, because the same aspirin treatment is not effective anymore.

So, my question remains: is there a correlation in humans between those taking aspirin and decrease risk of Alzheimer’s disease? This study does not address that.

What this study points at is to a link between PPAR alpha mediated increased lysosome production after treatment with aspirin.

 

Notes & References

Transcription Factor (TF) – protein capable to bind to a sequence of DNA and therefore regulate gene expression.

Enhancer region – sequence of DNA to which TF bind.

Soldados (semi)desconhecidos da Ciência

Os grandes feitos e avanços da humanidade devem-se, na sua generalidade, a um conjunto mais ou menos alargado de pessoas. No entanto, é frequente que apenas os maiores líderes fiquem registados na História o que, convenhamos, acaba por ser natural. A Ciência segue esta mesma regra como facilmente se conclui olhando para os Prémios Nobel: cada vez mais, os laureados representam uma vasta equipa de trabalho.

Assim sendo, é também possível encontrar na História alguns investigadores que “ficam para trás” em dadas descobertas. O caso de Rosalind Franklin na descoberta da estrutura do DNA é particularmente mencionado entre os cristalógrafos e talvez um dia o aborde neste espaço. No entanto, o “feliz” contemplado de hoje é o naturalista galês Alfred Russel Wallace (1823-1913) já que se cumprem precisamente 160 anos da apresentação pública do seu trabalho sobre a evolução das espécies a 1 de Julho de 1858 à “Linnean Society of London”.

Não pretendendo entrar em detalhes biográficos, as observações e pesquisas de Wallace sobre diferentes espécies levaram-no a ser correspondente de Darwin cujo prestígio era já então reconhecido. Nos inícios de 1858, Wallace preparou um ensaio intitulado “On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely From the Original Type” que Darwin recebeu no dia 18 de Junho do mesmo ano. Constatando grandes semelhanças entre as suas teorias (não publicadas) e aquelas descritas por Wallace, Darwin pediu conselhos a Lyell e Hooker que resolveram apresentar os trabalhos dos dois autores em simultâneo embora realçando o trabalho de Darwin. A partir daqui, “o resto é História”: a obra “A Origem das Espécies” foi publicada no ano seguinte fazendo de Darwin o grande obreiro da teoria da selecção natural e relegando Wallace para segundo plano.

Não sendo um caso crítico – os contributos de Wallace foram e continuam a ser, apesar de tudo, reconhecidos – é ilustrativo que, não raras vezes, “estar no sítio certo, à hora certa” é essencial para se conseguir importantes conquistas e reconhecimentos. Uma máxima que, sem surpresas, é tanta vez aplicada também no dia-a-dia.