Os destaques científicos que definiram 2023

Desde a inteligência artificial ao desenvolvimento de novas terapêuticas, 2023 foi marcado por avanços na ciência que nos colocam mais próximos do futuro e por alertas sobre como esse se pode parecer.

Ao longo de 2023 foram várias as notícias que reportaram factos e avanços científicos importantes, alguns deles com impacto imediatamente reconhecido, e muitos outros que revelam potencial para o futuro. Aqui, destacam-se oito das notícias científicas que definiram o ano.

O boom da Inteligência Artificial

Este foi o ano que colocou a inteligência artificial (IA) no epicentro da consciência global. Lançado no final de 2022, o agora famoso ChatGPT, a plataforma da empresa americana OpenAI, abriu as portas para o boom nesta área, com semelhantes ferramentas de AI generativas (e.g. Midjourney, Dall-E, Bard) a serem lançadas ao longo do ano de 2023.

Com um funcionamento baseado no método de ‘Deep Learning’, que ensina o computador a processar uma vasta quantidade de dados e informações, identificando padrões e “treinando-se”, num modelo computacional inspirado no cérebro humano, esta ferramenta consegue compreender e gerar respostas relevantes às questões ou requisitos que lhe são colocados.

O interesse público foi sem precedentes. O ‘chatbot’ da OpenAI precisou de apenas 2 meses para atingir 100 milhões de utilizadores mensais: por comparação, as redes sociais TikTok e Instagram precisaram de 9 meses e 2 anos e meio, respetivamente, para atingir o mesmo valor.  Numa reportagem ao jornal britânico The Guardian, Michael Wooldridge, professor da Universidade de Oxford, atribui a popularidade do ChatGPT à sua acessibilidade – qualquer pessoa com acesso à internet pode usar a ferramenta -, mas também ao facto deste tipo de inteligência artificial ser finalmente semelhante ao que o público geral esperava do conceito. “Este não é o fim do caminho para a IA, nem de longe – mas é realmente o começo de algo grande”, afirma.

Ao longo de 2023 as ferramentas de IA “invadiram”, tanto de formas positivas como negativas, o mundo da música e arte, política, ensino, saúde e muitos outros, e tiveram também particular destaque na ciência.

Pela primeira vez, a revista Nature incluiu uma entidade não-humana na lista anual de personalidades da ciência, citando o impacto profundo e abrangente que o ChatGPT teve no desenvolvimento científico. Como declaram os autores do perfil sobre a ferramenta, esta foi usada no mundo académico e científico das mais diversas formas: para resumir ou ajudar a escrever artigos científicos; preparar apresentações, propostas de projetos, aulas; criar código para programas informáticos; ou até como fonte de ideias de investigação.

Mas para além de abrir possibilidades a novas formas de trabalho, a popularização da inteligência artificial trouxe também novos debates sobre as suas limitações e fiabilidade, os riscos e vantagens do desenvolvimento de máquinas cada vez mais capazes de executar tarefas de humanos, e a necessidade de regular o seu uso. No início de dezembro de 2023, a União Europeia chegou a acordo sobre as primeiras regras do mundo para a IA, com o objetivo de “garantir que os sistemas de IA implementados e utilizados na UE são seguros e respeitam os direitos fundamentais e os valores europeus”.

O debate sobre a inteligência artificial deverá continuar em 2024, assim como a sua exploração em diferentes áreas, sendo a ferramenta considerada por muitos um dos avanços tecnológicos do século.

Uma nova droga no combate à obesidade

Classificado como o avanço do ano pela Science, a nova classe de medicamentos baseados na hormona GLP-1 (glucagon-like peptide-1), foi uma das mais faladas notícias científicas.

Conhecidos como agonistas da GLP-1, estes medicamentos “imitam” a hormona, e retardam a ingestão, fazendo com que as pessoas se sintam mais saciadas durante longos períodos.

A história dos agonistas da GLP-1 tem anos, já que foram originalmente desenvolvidos como tratamento para a diabetes, pois causam diminuição do nível de açúcar no sangue. Mais tarde, as propriedades que levam à perda de peso, fizeram com que alguns destes agonistas fossem aprovados para perda de peso nos Estados Unidos da América (EUA). No entanto, a popularização veio apenas nos últimos dois anos, quando a farmacêutica dinamarquesa Novo Nordisk desenvolveu o Ozempic, com o princípio ativo semaglutida. Ao contrário dos agonistas da GLP-1 até aí desenvolvidos, que requeriam uma ou duas injeções diárias, a semaglutida requer apenas uma injeção semanal. Num dos ensaios fundamentais para a aprovação, os participantes perderam 15% de peso em cerca de 16 meses, reportando também uma diminuição no efeito de ‘food noise’, isto é, os pensamentos incessantes sobre comida.

Atualmente, a semaglutida é comercializada como Ozempic, quando prescrita para diabetes, e como Wegovy, quando prescrita para a perda de peso. Em Portugal, apenas o Ozempic está em comercialização, para adultos com diabetes tipo 2, sendo que o Wegovy já recebeu parecer positivo da Agência Europeia do Medicamento (EMA) e já se encontra disponível em alguns países europeus.

Como indica a revista Science no perfil sobre a descoberta, esta é a primeira substância que se mostra eficaz no combate à obesidade, com efeitos secundários mínimos, numa área que é considerada uma crise de saúde pública. Adicionalmente, os efeitos reportados desta medicação, assim como as evidências do seu funcionamento, têm inspirado investigações sobre o potencial dos agonistas de GLP-1 para outros fins: no combate à dependência de drogas ou doenças como Alzheimer e Parkinson.

Apesar do potencial, a chegada desta medicação ao mercado não foi sem controvérsia. A alta procura e o uso ‘off-label’ (fora das recomendações) do Ozempic para a perda de peso tem causado escassez e inconsistência no acesso, com a Novo Nordisk a racionar as doses na Europa, e prevendo-se escassez intermitente durante todo o ano de 2024. Em países como o Reino Unido, a Bélgica e a Alemanha, a utilização do Ozempic para perda de peso foi temporariamente proibida ou fortemente desaconselhada, de modo a garantir disponibilidade para pacientes com diabetes, embora a aplicação das restrições se esteja a mostrar difícil. Mesmo para países onde o Wegovy já foi aprovado, a sua produção tem enfrentado limitações, e a procura por Ozempic é ainda alta.

Este tipo de cenários levaram o Infarmed, já em 2022, a pedir aos médicos em Portugal que prescrevam o semaglutido “em consciência”, sendo os alertas devidos também à comparticipação do uso por parte do Estado em casos de diabetes – foram estabelecidos na plataforma PEM (Prescrição Eletrónica de Medicamentos) requerimentos de confirmação dos cumprimentos dos critérios de comparticipação.

A história dos agonistas de GLP-1 é, assim, complexa e ainda em aberto. Com a obesidade a afetar mundialmente 650 milhões de adultos e 124 milhões de crianças e adolescentes (dados da OMS de 2016), a revista Science afirma no seu perfil: “Estas novas terapias estão a remodelar não só a forma como a obesidade é tratada, mas também a forma como é compreendida – como uma doença crónica com raízes na biologia, e não como uma simples falha de força de vontade. E isso pode ter tanto impacto quanto qualquer droga.”

O ano mais quente de sempre

O ano passado foi declarado como o ano mais quente desde que há registo, e muitas foram as notícias sobre o futuro do clima, e os avisos sobre a urgência de ação.

É um facto estabelecido que o planeta é atualmente muito mais quente do que era há 100 anos atrás, com a humanidade a continuar a depender de combustíveis fósseis e a produzir e emitir recordes de gases de efeito de estufa. Todavia, o mais surpreendente do ano de 2023, foi a quantidade e dimensão na qual os recordes de aquecimento foram ultrapassados, particularmente na segunda metade do ano, como reporta a BBC. Já em novembro, o relatório da Organização Meteorológica Mundial (OMM) dava conta dos recordes sem precedentes do aumento de temperatura da superfície do mar e da diminuição do gelo marinho na Antártida. “É uma cacofonia ensurdecedora de recordes quebrados”, afirmou Petteri Taalas, secretário-geral da OMM.

As consequências do aquecimento foram sentidas mundialmente, com eventos climáticos extremos e destrutivos: calor intenso, fogos florestais, inundações e secas marcaram o ano, com os especialistas a alertarem que este pode ser o novo normal, particularmente se a ação não for imediata e profunda.

Com a realização da cimeira do clima das Nações Unidas (COP28) no passado dezembro, cujo acordo determinou o “afastamento dos combustíveis fósseis”, a crise climática foi um dos tópicos que definiu o ano e que definirá o futuro.

O final da plenária de encerramento da Conferência das Nações Unidas sobre mudanças climáticas COP28 (Foto por COP28 | Mahmoud Khaled)

Um triunfo na terapia genética

Em novembro de 2023, o Reino Unido tornou-se o primeiro país do mundo a aprovar uma terapia genética baseada na tecnologia de edição de genes CRISPR (sigla do inglês ‘clustered regularly interspaced short palindromic repeats’), para o tratamento de doenças.

Denominado de Casgevy, o tratamento foi aprovado para duas utilizações, especificamente, no tratamento da anemia falciforme e da beta-talassemia, ambas doenças causadas por erros nos genes que codificam a hemoglobina, molécula responsável pelo transporte de oxigénio pelos glóbulos vermelhos.

Na anemia falciforme, a malformação na hemoglobina torna os glóbulos vermelhos desformes e propícios a formação de coágulos, que podem impedir a correta entrega de oxigénio aos tecidos e causar dores severas e debilitantes.

Na beta-talassemia, as mutações levam a baixos níveis de hemoglobina, causando fatiga, falta de ar e batimentos cardíacos irregulares, e obrigando os pacientes a transfusões de sangue regulares.

A terapia Casgevy atua assim sobre erros nas sequências genéticas que codificam a hemoglobina, implicando um primeiro passo de retirada de células estaminais produtoras de sangue da medula espinal. Subsequentemente, a CRISPR é usada para editar os genes BCL11A, que restringem a produção de hemoglobina fetal. Uma molécula de RNA é usada para guiar enzimas para a zona de DNA a ser editada, e, por sua vez as enzimas Cas9 “cortam” o DNA. A interrupção deste gene permite a produção de hemoglobina fetal, que, ao contrário da adulta, não contém as malformações associadas à doença.

As células com genes editados são depois colocadas de volta no organismo, sendo antes necessário um tratamento de preparação. Mais ainda, as novas células demoram pelo menos um mês a estabelecer residência na medula e a começar a produzir glóbulos vermelhos com hemoglobina estável, sendo necessário que o paciente esteja acompanhado no hospital durante todo este período.

O tratamento foi testado em ensaios clínicos, com os voluntários a reportar efeitos secundários como náuseas, fadiga, febre e risco de infeção aumentado, mas sem grandes preocupações de maior impacto.

Esta utilização da ferramenta de edição genética CRISPR, cujo desenvolvimento ganhou o prémio Nobel da Química em 2020, é a primeira do seu tipo, tendo sido também aprovada nos EUA em dezembro, e está sob avaliação na Europa. Embora se trate de uma tecnologia promissora, o principal desafio consiste nos elevados custos do tratamento, estimados em 1.6 milhões de euros por paciente, que o tornam inacessível em muitos contextos.

Novamente, o sucesso das vacinas

Com o prémio nobel da medicina de 2023 a ser atribuído aos cientistas que contribuíram com a tecnologia de mRNA para o desenvolvimento da vacina contra o coronavírus, 2023 foi novamente um ano de avanços na área das vacinas. Em destaque está o progresso nas vacinas contra a malária, que mata anualmente meio milhão de pessoas em África, a maioria crianças com menos de 5 anos; tuberculose, que matou 1.3 milhões de pessoas em 2022; e VSR (vírus sincicial respiratório), que matou 100 mil crianças em 2019.

Foi em 2021 que a primeira vacina contra a malária foi recomendada pela Organização Mundial de Saúde (OMS), com uma eficácia de 80%, seguindo-se em 2023 a recomendação de uma segunda, igualmente eficiente e mais fácil de produzir. Também este ano, a OMS e a Gavi (Aliança para as Vacinas) comprometeram-se a entregar 18 milhões de doses em 12 países africanos nos próximos 2 anos. Fundamental para a aprovação destas vacinas foram os ensaios clínicos conduzidos no CRUN (Clinical Research Unit of Nanoro), em Burkina-Faso, liderados pelo investigador Halidou Tinto, também ele uma das personalidades do ano da revista Science.

Em relação à tuberculose, para a qual não é desenvolvida uma vacina há mais de 100 anos, desde a BCG em 1921, a vacina M72 entrou na fase final de ensaios clínicos. Em 2022, mais de 10 milhões de pessoas foram diagnosticadas com tuberculose, afetando desproporcionalmente países de média e baixa capacidade económica. Para além da M72, outras vacinas estão também em desenvolvimento, algumas das quais a usar a tecnologia de mRNA por detrás da vacina do coronavírus. Acabar com a epidemia de tuberculose até 2030 é um dos objetivos de saúde para o desenvolvimento sustentável das Nações Unidas.

Também foi aprovada nos Estados Unidos e na Europa a primeira vacina contra o VSR, um vírus comum e contagioso que causa doenças respiratórias e pode originar pneumonia ou bronquiolite, e que afeta sobretudo crianças com menos de 2 anos e idosos. A nova vacina foi considerada 83% eficaz na prevenção de infeções respiratórias.

O primeiro mapeamento total de um cérebro de inseto

Numa investigação que durou mais de 12 anos, cientistas das Universidades Johns Hopkins e Cambridge, nos Estados Unidos e Reino Unido, respetivamente, produziram o primeiro mapa cerebral de um inseto.

Conectoma cerebral de um inseto (Universidades Johns Hopkins e Cambridge)

Até à data, este é o maior conectoma cerebral completo, isto é, o mapeamento detalhado das conexões neurais do cérebro. Embora haja registo de conectomas parciais em vários sistemas, os mapas completos existentes representavam apenas espécies pequenas com algumas centenas de neurónios. Este mapa, representativo do cérebro da mosca da fruta (Drosophila melanogaster), contém 3016 neurónios e as mais de 500 mil conexões entre eles.

Para a construção deste mapa, foi necessário dividir o cérebro em centenas de milhares de amostras de tecido, analisadas por microscópios eletrónicos e depois reestruturar, neurónio por neurónio, a informação. Foram também classificados os neurónios consoante a função que desempenham e desenvolvidas ferramentas computorizadas para identificar possíveis circuitos e fluxos de informação.

A mosca da fruta foi escolhida porque, enquanto inseto, compartilha muita da sua biologia fundamental com os seres humanos, sendo que as técnicas utilizadas nesta investigação podem contribuir para o mapeamento de cérebros mais complexos no futuro.

Joshua T. Vogelstein, investigador da Universidade Johns Hopkins, afirma: “o que aprendemos sobre o código da mosca da fruta terá implicações para o código humano. É isso que queremos entender: como escrever um programa que comanda uma rede cerebral humana”.

Novas fontes de energia

Este foi o ano que testemunhou uma nova corrida às fontes de energia, desde a aposta no hidrogénio até aos testes de fusão nuclear.

O hidrogénio tem sido apontado por muitos como o combustível do futuro, uma alternativa limpa e segura às fontes de energia atuais, já que, quando queimado, produz apenas água. No entanto, as principais formas de produção de hidrogénio não são ideais. A produção típica é sustentada por combustíveis fósseis, sendo por isso menos limpa. Já a produção a partir de energias renováveis – do chamado hidrogénio “verde” – só é conseguida em pequena escala e com grandes custos económicos.

A procura dos depósitos de hidrogénio natural começou em 2012, em Mali, quando acidentalmente se descobriu que um furo feito para um poço décadas antes emitia gases, dos quais 98% eram hidrogénio. Desde então, a procura por fontes semelhantes acelerou, particularmente porque, ao contrário das reservas de combustíveis fósseis, o hidrogénio é continuamente reabastecido. Reservas têm sido encontradas um pouco por todo o mundo, sendo que, em 2023, um dos maiores depósitos foi encontrado em França. Se a exploração for economicamente viável, os reservatórios naturais de hidrogénio, chamado de hidrogénio “branco”, podem ser uma promissora alternativa para produção de energia.

O ano de 2023 viu também novos avanços na produção de energia nuclear. Numa série de testes realizados na Instalação Nacional de Ignição (NIF) na Califórnia, EUA, cientistas, liderados por Annie Kritcher, também ela uma das personalidades do ano da Nature, conseguiram produzir mais energia de fusão do que a energia do próprio laser usado na experiência.

A fusão nuclear, que implica o uso de dois átomos leves que são aquecidos a temperaturas extremas, obrigando-os a fundir num átomo mais pesado e libertando grandes quantidades de energia, é uma alternativa mais limpa em relação à fissão nuclear. Há produção de menor quantidade de resíduos e a quantidade de combustível necessária é muito menor do que as dos reatores nucleares tradicionais. Este foi um avanço importante, após décadas de investigação que pretendem replicar este que é o processo usado pelo sol para produzir energia, e produzir energia mais limpa.

Olhos postos no Espaço

No mundo da astronomia e da exploração espacial, houve vários avanços de destaque. A Índia foi o quarto país do mundo a chegar à superfície da lua com sucesso, juntando-se aos EUA, à Rússia e à China. A sonda espacial não-tripulada Chandrayaan-3 foi a primeira a alunar junto ao polo sul da lua, com o objetivo de analisar o solo e procurar vestígios de água.

A NASA declarou também a sua intenção de regressar à lua numa missão tripulada, a Artemis II. Este é o primeiro esforço desde a missão Apollo, em 1972, que pretende levar humanos à lua, tendo sido revelada este ano a tripulação que irá participar na missão. Inicialmente, a viagem estava programada para 2024, sendo que a NASA anunciou em janeiro deste ano o adiamento para setembro de 2025, citando desafios técnicos.

Imagem da região de formação de estrelas Rho Ophiuchi obtida pelo JWST (NASA)

O telescópio espacial James Webb (JWST), lançado em 2021 num esforço conjunto da NASA, Agência Espacial Europeia e Agência Espacial Canadiana, continuou a enviar imagens fascinantes, tendo capturado o complexo de nuvens Rho Ophiuchi, a região de formação de estrelas mais próxima da Terra; os anéis e luas de Saturno; ou o buraco negro mais antigo encontrado até à data, formado há 13.8 biliões de anos atrás. O projeto do JWST tem dois anos, e continua a contribuir largamente para o conhecimento do Universo. A BBC resumiu as 10 imagens mais impressionantes do JWST do ano de 2023.

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Artigo da autoria de Ana Luísa Silva. Revisto por Joana Silva.