Talento

Desvendando os mistérios do leite
A estudante de doutorado Sarah Nyquist aplica métodos computacionais a áreas pouco estudadas da saúde reprodutiva, como a composição celular do leite materno.
Por Hannah Meiseles - 22/06/2021


Sarah Nyquist, uma estudante de doutorado no programa de Biologia Computacional e de Sistemas do MIT, aplica métodos computacionais a áreas pouco estudadas da saúde reprodutiva, como a composição celular do leite materno. Créditos: Imagem: Gretchen Ertl

Sarah Nyquist teve sua primeira introdução à biologia durante o ensino médio, quando fez um curso online do MIT ministrado pelo pioneiro da genômica Eric Lander. Inicialmente sem saber o que esperar, ela rapidamente descobriu que a biologia era sua matéria favorita. Ela começou a fazer experiências com qualquer coisa que pudesse encontrar, começando com uma velha máquina de PCR e alguns vegetais de refeitório.

Nyquist entrou na faculdade como bacharel em biologia, mas logo gravitou em torno do estilo mais prático dos cursos em suas aulas de ciência da computação. Mesmo sendo graduado em ciência da computação e estagiário de verão por duas vezes no Google, a biologia nunca esteve longe da mente de Nyquist. Sua aula favorita era ministrada por um professor de biologia computacional: “Fiquei tão animada em usar a ciência da computação como uma ferramenta para interrogar questões biológicas”, lembra ela.

Durante seus últimos dois anos como estudante de graduação na Rice University, Nyquist também trabalhou em um laboratório no Baylor College of Medicine, eventualmente escrevendo um artigo com o próprio Eric Lander.

Nyquist é agora um candidato a doutorado em biologia computacional e de sistemas. Seu trabalho é coorientado pelos professores Alex Shalek e Bonnie Berger e usa aprendizado de máquina para entender dados genômicos de uma única célula. Uma vez que essa tecnologia pode ser aplicada a quase qualquer material vivo, Nyquist foi deixada para escolher seu foco.

Depois de alternar entre as ideias de teses potenciais, Nyquist finalmente decidiu estudar a lactação, um tópico importante e esquecido no desenvolvimento humano. Ela e o pós-doutorado Brittany Goods fazem atualmente parte do MIT Milk Study, o primeiro estudo longitudinal a traçar o perfil das células no leite materno usando dados genômicos de uma única célula. “Muitas pessoas não percebem que existem células vivas no leite materno. Nossa pesquisa é para ver quais são os diferentes tipos de células e o que podem estar fazendo ”, diz Nyquist.

Enquanto ela começou no MIT estudando doenças infecciosas, Nyquist agora gosta de investigar questões científicas básicas sobre a saúde reprodutiva de pessoas designadas do sexo feminino no nascimento. “Trabalhar na minha dissertação abriu meus olhos para essa área de pesquisa realmente importante. Como mulher, sempre percebi que muito se desconhece sobre a saúde reprodutiva feminina ”, diz ela. “A ideia de que posso contribuir para esse conhecimento é muito estimulante para mim.”

As complexidades do leite

Para sua tese, Nyquist e sua equipe obtiveram leite materno de mais de uma dúzia de doadores. Essas amostras são fornecidas imediatamente após o parto até cerca de 40 semanas depois, o que fornece informações sobre como o leite materno muda com o tempo. “Registramos os diversos fatores ambientais mutáveis, como se a criança tivesse começado a creche, se a mãe tivesse começado a menstruar ou se a mãe tivesse começado o controle hormonal da natalidade”, diz Nyquist. “Qualquer um desses cofatores poderia explicar as mudanças composicionais que testemunhamos.”

Nyquist também levantou a hipótese de que as descobertas sobre o leite materno poderiam ser um substituto para o estudo do tecido mamário. Como o tecido mamário é necessário para a lactação, os pesquisadores historicamente têm se esforçado para coletar amostras de tecido. “Muito se desconhece sobre a composição celular do tecido mamário humano durante a lactação, embora ele produza uma importante fonte inicial de nutrição”, acrescenta.

No geral, a equipe encontrou muita heterogeneidade entre as doadoras, sugerindo que o leite materno é mais complicado do que o esperado. Eles testemunharam que as células do leite são compostas principalmente por um tipo de células estruturais que aumentam em quantidade com o tempo. Sua equipe levantou a hipótese de que essa transformação poderia ser devido à alta renovação do tecido epitelial da mama durante a amamentação. Embora as razões ainda não sejam claras, seus dados se somam aos entendimentos anteriores da área.

Outros aspectos de suas descobertas validaram algumas das primeiras descobertas sobre células imunes importantes no leite materno. “Encontramos um tipo de macrófago no leite materno humano que outros pesquisadores identificaram antes no tecido mamário de camundongos”, diz Nyquist. “Ficamos muito entusiasmados porque nossos resultados confirmaram coisas semelhantes que eles estavam vendo.”

Aplicando sua pesquisa à Covid-19

Além de estudar as células do leite materno, Nyquist aplicou suas habilidades no estudo de células de órgãos que podem ser infectadas pelo Covid-19. O estudo começou no início da pandemia, quando Nyquist e seus colegas de laboratório perceberam que poderiam explorar os dados celulares coletivos de seu laboratório de uma nova maneira. “Começamos a procurar saber se havia alguma célula que expressasse genes que pudesse ser sequestrada para a entrada celular pelo vírus Covid-19”, diz ela. “Com certeza, descobrimos que existem células nos tecidos nasal, pulmonar e intestinal que são mais suscetíveis a mediar a entrada viral.”

Seus resultados foram publicados e comunicados ao público em alta velocidade. Para Nyquist, essa foi a evidência de como a colaboração e as ferramentas computacionais são essenciais para a produção de pesquisas biológicas de próxima geração. “Eu nunca havia participado de um projeto tão rápido antes - fomos capazes de produzir figuras em apenas duas semanas. Acho que foi encorajador para o público ver que os cientistas estão trabalhando nisso tão rapidamente ”, diz ela.

Fora de sua própria pesquisa, Nyquist gosta de orientar e ensinar outros cientistas. Uma de suas experiências favoritas foi ensinar programação no HSSP , um programa de vários fins de semana para alunos do ensino fundamental e médio, administrado por alunos do MIT. A experiência a encorajou a pensar em maneiras de tornar a codificação acessível a alunos de qualquer formação. “Pode ser um desafio descobrir se a mensagem é fácil ou difícil, porque qualquer um dos dois pode assustar as pessoas. Tento deixar as pessoas entusiasmadas o suficiente para que possam aprender o básico e criar confiança para mergulhar mais fundo ”, diz ela.

Após a formatura, Nyquist espera continuar seu amor por mentoria seguindo uma carreira como professora. Ela planeja aprofundar sua pesquisa sobre a saúde uterina, potencialmente estudando como diferentes doenças infecciosas afetam os tecidos reprodutivos femininos. Seu objetivo é fornecer uma visão mais ampla sobre os processos biológicos que há muito são considerados tabu.

“É uma loucura que tenhamos muito mais a aprender sobre tópicos importantes como menstruação, amamentação ou menopausa”, diz Nyquist. “Por exemplo, não entendemos como alguns medicamentos afetam as pessoas de maneiras diferentes durante a gravidez. Alguns médicos dizem às grávidas para suspenderem os antidepressivos, porque temem que isso possa afetar o bebê. Na verdade, há muito que não sabemos. ”   

“Quando digo às pessoas que esse é o rumo da minha carreira, elas costumam dizer que é difícil conseguir financiamento para pesquisas sobre saúde reprodutiva feminina, já que isso afeta apenas 50% da população”, diz ela.

“Acho que posso convencê-los a mudar de ideia.”

 

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