The purpose of this paper is to present a critique of the current view that reduces cancer to a cellular problem caused by specific gene mutations and to propose, instead, that such a problem might become more intelligible, if it is understood as a phenomenon that results from the breakdown of the morphological plan or Gestalt of the organism. Such and organism, in Aristotelian terms, is characterized for presenting a specific morphe or logos (form) and for having a telos (end) (...) to fulfill. A malignant tumor represents an entity separated from both the organic logos and the organic telos. According to the basic postulates of Semiophysics – a blend of Aristotelian physics and Catastrophe Theory developed by René Thom – an organism is a source (original) form individuated by a dominant pregnance that corresponds to its morphogenetic field. Here it is suggested that cancer in aged individuals might result from the progressive exhaustion of developmental constraints that regulate the process of ontogeny, that it is expected to go from the fertilized non-differentiated zygote to the mature fully developed organism, because there is no further point ahead in the developmental pathway past the reproductive age. Cancer in young individuals (before their reproductive maturity) may then be consequence of the premature derangement of such fundamental developmental constraints. In all cases the result is the loss of morphological coherence within the organism. Thus representing a conflict between an organized morphology (the organism) and a part of such a morphology that drifts towards an amorphous state (the tumor). (shrink)

DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAL -/- E. I. C. da Silva Departamento de Agropecuária – IFPE Campus Belo Jardim Departamento de Zootecnia – UFRPE sede -/- 1.1 INTRODUÇÃO O sexo foi definido como a soma das diferenças morfológicas, fisiológicas e psicológicas que distinguem o macho da fêmea permitindo a reprodução sexual e assegurando a continuidade das espécies. Os processos de diferenciação sexual são realizados durante o desenvolvimento embrionário, onde ocorre a proliferação, diferenciação e maturação das células germinativas e primordiais, precursoras (...) de ovócitos e espermatozoides em fêmeas e machos, respectivamente. Assim, os embriões machos e fêmeas iniciam o seu desenvolvimento de forma semelhante, de modo que em ambos os sexos se estabelecem em estruturas idênticas a partir das quais se formarão os órgãos reprodutores correspondentes a cada sexo. O conhecimento da origem e do desenvolvimento do aparelho genital é indispensável para entender sua função e as alterações que produzem infertilidade ou esterilidade. 1.2 DETERMINAÇÃO DO SEXO CROMOSSÔMICO Nos mamíferos, o sexo cromossômico é determinado no momento da fertilização, quando um óvulo, que contém um cromossomo X, é fecundado por um espermatozoide portador de um cromossomo X ou um cromossomo Y. No primeiro caso, o complemento cromossômico seria XX, o que originaria uma fêmea (sexo homogamético), e no segundo daria como resultado um macho com a fórmula cromossômica XY (sexo heterogâmico). 1.3 A GÔNADA INDIFERENCIADA A primeira manifestação das gônadas se aprecia no embrião em forma de um par de eminências longitudinais chamadas cristas ou dobras gonodais, situadas em ambos os lados da linha média entre os mesonefros (rins em desenvolvimento) e do mesentério dorsal. Nos embriões dos mamíferos, as células germinativas primordiais (CGP) manifestam-se em estágios precoces do desenvolvimento, podendo ser detectadas pela primeira vez na metade da gastrulação. As CGP são células grandes, de citoplasma claro e núcleo grande e redondo, localizadas na parede do saco vitelino, perto do alantoide. Essas células possuem grande capacidade de proliferação e vão migrar desde o endoderma do intestino e o epitélio do saco vitelino, através do mesentério, até as cristas gonodais. Isso ocorre por volta do 26° dia da gestação no bovino. Sua migração realiza-se graças aos movimentos de translocação passiva e deslocamento ameboide ativo. Desconhece-se o mecanismo pelo qual estas células são dirigidas para as cristas gonodais, porém foram estudadas algumas moléculas que se expressam durante sua migração e que poderiam desempenhar um papel importante na diferenciação deste tipo celular. A fosfatase alcalina é uma enzima que tem sido usada como marcador de CGP para determinar a sua origem e migração. Num estudo recente, foi inserido um marcador fluorescente que se exprime unicamente nas células germinativas primordiais de embriões transgênicos, e utilizando este marcador e a fosfatase alcalina determinou-se a origem e o padrão de migração destas células. O primeiro sinal de diferenciação das células germinativas primordiais é a expressão de fosfatase alcalina, e esta apareceu pela primeira vez na parte mais posterior da linha primitiva. No sétimo dia de desenvolvimento no embrião do camundongo, o endoderma visceral (AF+) é substituído pelo endoderma definitivo (AF-) originado na parte anterior da linha primitiva. O fator de transcrição Oct-4 é expresso nas CGP de ambos os sexos, pelo que acredita-se estar envolvido na mantença a totipotêncialidade das células. O receptor tirosina quinase, cujo ligante é o fator de Steel, é outra das moléculas que expressam as CGP. Tem sido demonstrado que este receptor possui um papel muito importante na sobrevivência deste tipo celular. Existem outros fatores que promovem a sobrevivência e/ou proliferação de CGP in vitro. Em experiências realizadas com o fator de transformação beta I (TGFβ-I), observou-se que este tem um efeito negativo sobre a proliferação das CGP. Outra atividade que tem sido postulada a este fator é o de um agente quimioatraente que possivelmente possa direcionar a migração destas células para a gônada. a) Um formado pelas células germinativas primordiais (precursoras dos gametas masculinos ou femininos), rodeadas de células somáticas das quais posteriormente se derivarão as células de Sertoli no macho e as células da granulosa na fêmea. b) O tecido que formará o estroma da gônada: tecido conjuntivo, vasos sanguíneos e as células intersticiais com atividade esteroidogênica (células de Leydig no testículo e a teca interna do ovário). As células somáticas do primórdio gonodal originam-se do mesoderma. Inicialmente são de três tipos: mesenquimáticas, mesoteliais e endoteliais. As células mesenquimáticas e mesoteliais iniciam grande atividade proliferativa ao chegar as CGP. Observa-se então uma condensação de células de origem mesotelial e mesenquimatoso que forma um agregado compacto denominado "blastema gonodal". A partir deste primórdio embrionário, diferenciam-se dois tecidos gonodais: os cordões sexuais e o estroma. Os cordões sexuais são arranjos epiteliais que se encontram delimitados por uma folha basal, e dentro deles encontramos as CGP. Por sua vez, no estroma encontram-se células do tipo mesenquimático e vasos sanguíneos. Neste momento, as gônadas são indiferenciadas e bipotencialmente sexuais, sendo impossível diferenciar, morfologicamente, uma gônada masculina de uma feminina, mas no caso dos machos genéticos já existe uma diferenciação da gônada a nível molecular. Nesta fase já se encontram presentes as estruturas das quais se desenvolvem os dutos mesonéfricos ou de Wolff precursores do aparelho genital masculino e os dutos paramesonéfricos ou de Müller que darão origem ao aparelho reprodutor feminino. Há uma série de fatores envolvidos no desenvolvimento precoce da gônada, entre os quais o fator esteroidogênico I (SFI: Steroidogenic fator l), que é um membro da subfamília de receptores nucleares, receptores órfãos. Este fator de transcrição tem um local de ligação ao DNA composto por dois dedos-de-Zinc. O SFI foi identificado como um ativador de genes envolvidos na biossíntese de esteroides em diferentes células. O SFI está presente durante o desenvolvimento embrionário em regiões associadas com funções endócrinas como gônadas, adrenais, pituitárias e hipotálamos. Os animais homozigotos para o gene SFI defeituoso, necessitam de gônadas e adrenais e têm a função gonadotrófica alterada. Os ratos sem SFI carecem de gonadotrofos e têm um desenvolvimento anormal do núcleo ventro-medial do hipotálamo; em particular as gônadas deixam de se desenvolver entre os dias 11 a 15 e degeneram-se por apoptose. No entanto, a crista genital forma-se e é colonizada pelas células germinativas, o que indica que estas continuam a receber o sinal adequado para a sua migração. Portanto, o SFI não está envolvido no desenvolvimento precoce da gônada e do sistema urogenital, mas parece estar envolvido na manutenção do crescimento das células somáticas presentes na gônada indiferenciada. O gene associado ao tumor de Wilms (WTI: Wilm's tumor Associated) está envolvido no desenvolvimento da gônada e do rim. Durante o desenvolvimento embrionário, WTI se expressa em todo o mesoderma intermediário e posteriormente na gônada indiferenciada, bem como no rim em formação. WTI regula o sinal indutivo do mesênquima para o epitélio celômico dos mesonefros. Se este for o caso, então WTI é responsável pelo crescimento da crista genital ao dirigir a entrada do epitélio celômico. Dado que estas células darão origem às células de Sertoli, a carência de WTI pode causar o desenvolvimento de embriões XY como fêmeas simplesmente porque não se formam as células de Sertoli. Em geral, todos os genes importantes na diferenciação do mesoderma intermediário e do sistema urogenital intervêm no desenvolvimento da gônada precoce. 1.4 DIFERENCIAÇÃO GONODAL O desenvolvimento das gônadas e ductos genitais descritos até o momento, é o mesmo para ambos os sexos. Igualmente, os genes descritos, que estão envolvidos no desenvolvimento das gônadas, ductos genitais e migração das células germinativas, afetam igualmente os embriões com genótipo XX ou XY. A gônada primitiva consiste anatomicamente de uma medula (interna) e uma crosta (externa), e de acordo com o local onde ocorre a colonização das células germinativas, diferenciara em testículo ou um ovário, respectivamente. Nos mamíferos, a primeira manifestação estrutural de diferenciação sexual é detectada na gônada dos machos, onde as células germinativas estão localizadas na medula. A diferenciação do testículo inicia-se quando os cordões sexuais se separam do epitélio celômico como consequência dos arranjos produzidos por uma invasão do mesênquima e vasos sanguíneos que provoca a compactação dos cordões, agora denominados cordões testiculares. As células que rodeiam os cordões se achatam e formam as células mioides, que são responsáveis pela formação das membranas basais. As células do epitélio interno, ou seja, as células de Sertoli, têm duas funções principais: o suporte das CGP e a síntese da hormona antimulleriana, responsável pela regressão dos ductos de Müller e secretada durante o período de diferenciação sexual. As células do estroma que rodeiam os cordões testiculares diferenciam-se para formar vários tipos de células: células mioides, fibroblastos, endotélio e células de Leydig, que são as mais importantes pela sua atividade endócrina. Posteriormente, os cordões testiculares dão origem aos túbulos seminíferos, que contêm o epitélio que produzirá os espermatozoides ao chegar à puberdade. Na fêmea, durante os estágios iniciais de diferenciação gonodal, não se observam mudanças em relação à gônada indiferenciada, só pode-se observar um certo crescimento devido à proliferação de células somáticas e germinativas. As células germinativas iniciam um período de proliferação, que termina com o início da meiose. Iniciada a meiose, dá-se o processo de foliculogênese; neste momento os cordões epiteliais se fragmentam, de tal maneira que cada ovócito fica rodeado de células epiteliais cobertas por uma folha basal fina (figura 1). Para que a gônada primitiva se desenvolva em testículo é indispensável a presença do cromossoma Y, independentemente do número de cromossomas X que contenha o genoma de um indivíduo. O gene determinante do testículo encontra-se localizado no cromossoma Y, denominado sry em ratos e SRY em humanos. O gene sry se expressa durante o desenvolvimento embrionário na crista genital de embriões de camundongos. A expressão é detectável no dia 10,5, pouco depois do aparecimento das cristas genitais, atinge o seu máximo durante o dia 11,5 e mantém-se até pouco depois de ocorrerem os primeiros sinais morfológicos de diferenciação testicular no dia 12,5. Este padrão de expressão é compatível com a teoria de que sry atua induzindo a ativação dos genes (figura 2) que conduzem ao desenvolvimento testicular, sem que exista a necessidade da expressão contínua de sry para manter a diferenciação do testículo após o dia 12,5. Como mencionado anteriormente, a gônada primitiva é composta por vários tipos de células. No entanto, as células germinativas primordiais não são o local de expressão do sry, já que os embriões que necessitam de células germinativas mantêm a expressão de sry e desenvolvem o sexo gonodal normalmente. As células somáticas na gônada em desenvolvimento incluem também as células de suporte. Sabe-se que é nestas células que o sry é expresso para que se diferenciem em células de Sertoli, e a expressão transitória de sry indica que deve ativar a outros genes para a manutenção das células de Sertoli. Uma vez diferenciadas as células de Sertoli, elas se encarregarão da diferenciação do resto das células na gônada. -/- Figura 1: Representação da diferenciação dos órgãos genitais internos. Adaptado de BRONSON, 1989. Figura 2: Cascada de genes envolvidos na diferenciação sexual, adaptado de KOOPMAN, 1999. O fator sry é necessário para a diferenciação do testículo. Embora não se conheçam os genes que provavelmente regulam esse gene, estudos realizados em camundongos demonstram que este gene parece coordenar-se com certos genes autossômicos. Entre estes genes autossômicos, o sox9, que é produzido pelas células de Sertoli uma vez que são estimuladas por sry, de modo que sox9 é um dos genes relacionados estruturalmente com sry. O Sox9 funciona como um fator de transcrição, mas não se sabe se a proteína tem qualquer outra função estrutural; este gene exprime-se abundantemente nos condrócitos e está relacionado com defeitos do aparelho ósseo chamados displasia campomélica. Curiosamente, os pacientes XY com esta condição sofrem frequentemente de reversão do sexo. O Sox9 é um dos poucos genes, além do SRY, do qual as mutações demonstraram interferir com a determinação sexual masculina. No entanto, apenas 75% dos pacientes com anomalias esqueléticas de tipo displasia campomélica têm reversão sexual e não foram encontrados casos de reversão sexual devido a um defeito de Sox9 que não seja acompanhado de defeitos esqueléticos. Isso indica que o Sox9 é apenas um membro da rede de genes que são ativados para determinar a diferenciação sexual, enquanto a rota que rege a condrogênese é mais sensível a perturbações deste. O momento em que se detecta a expressão do gene Sox9 (11dpc em ratos) coincide com a máxima expressão de sry, o que poderia indicar a possibilidade de que sry regule positivamente a Sox9. De fato, na região do promotor de Sox9 há um local de união ao que potencialmente se pode unir o sry. A expressão de Sox9 durante a diferenciação sexual sugere um papel abaixo de sry na diferenciação das células de Sertoli. O cromossoma X também é importante na diferenciação gonodal. O gene DAX-I foi isolado do lócus DSS (Dosage sensitive sex reversal) do cromossoma X. DAX-I é parte da cascata de determinação sexual, mas não é necessário para a formação do testículo. DAX-I é um membro dos receptores nucleares conhecidos como receptores órfãos. Este gene demonstrou ser um poderoso repressor da transcrição de SFI e de vários genes. Os padrões de expressão de DAX-I são complementares daqueles de SFI, ambos expressos nas cristas genitais. Em resumo, dada a evidência exposta, desenvolveu-se a hipótese de que DAX-I é um antagonista de sry; esse antagonismo é dependente dos níveis relativos de DAX-I e sry e de um limiar que varia de espécie para espécie. A DAX-I foi classificada como o gene antitestículo. Na fêmea (cariótipo XX) é importante que ocorra a inativação de um dos cromossomas sexuais X para que se mantenha o equilíbrio genético ao igualar o conteúdo de DNA dos cromossomas. Esse cromossoma inativado constitui o chamado corpúsculo de Barr. No entanto, para que a meiose se realize, é necessário dos dois cromossomas X ativos nos ovócitos para assegurar a diferenciação ovárica e a fertilidade. 1.5 DIFERENCIAÇÃO DOS DUCTOS SEXUAIS O embrião possui, além das gônadas indiferenciadas, dois sistemas de ductos: os de potencialidade masculina denominam-se ductos de Wolff ou mesonéfricos, e os de potencialidade feminina se chamam ductos de Müller ou paramesonéfricos (figura 1). Se a diferenciação gonodal levou à formação de um testículo, a partir do ducto mesonéfrico ou de Wolff se desenvolverão os ductos eferentes, o epidídimo, os ductos deferentes e as vesículas seminais. As hormonas importantes no desenvolvimento do aparelho genital masculino são a testosterona, produzida pelas células de Leydig, e sua forma 5α reduzida, a 5α di-hidrotestosterona. Acredita-se que a testosterona é responsável pela virilização dos ductos de Wolff, e a di-hidrotestosterona dos órgãos genitais externos. No macho, os canais de Müller atrofiam-se devido à ação de uma hormona fetal de origem testicular denominada hormona inibidora das estruturas de Müller (HIM) ou hormona antimulleriana. Este processo começa assim que os cordões espermáticos se formam e se diferenciam as células de Sertoli. A existência de HIM foi proposta baseada em estudos realizados em bezerras freemartin, devido à existência de uma hormona responsável pela atresia dos ductos de Müller que na fêmea dá origem ao útero e aos ovidutos. Essa hormona provoca a involução do aparelho genital do bovino nas gestações gemelares nas quais os produtos de diferente sexo têm comunicação sanguínea por ter ocorrido a anastomose dos vasos de ambas as placentas (figura 3). A HIM é uma glicoproteína pertencente à subfamília de TGFβ, é expressa pelas células que darão origem às células de Sertoli e é um dos primeiros marcadores de diferenciação nestas células. A HIM é secretada na vida adulta pelas células de Sertoli no testículo e por células da granulosa no ovário. No rato a HIM é expressa-se no 12° dia em um teste padrão que segue muito de perto o aumento na expressão de sry. No macho, esta secreção de HIM continua durante a vida fetal e adulta, contudo os níveis de HIM declinam na puberdade devido a um aumento na secreção de testosterona. Vários fatores intervêm na regulação do gene de HIM, incluindo os acima descritos SFI e Sox9. O gene HIM contém segmentos de DNA que são conservados em várias espécies de vertebrados. Existe um nexo de ligação para SFI, que ativa a transcrição de HIM. A mutação no local de ligação de SFI resulta em reversão do sexo em indivíduos XY incluindo genitais femininos normais, presença de um útero formado enfatizando a importância de SFI na determinação sexual e na expressão de HIM. Embora SFI seja um bom candidato como regulador de HIM, é expresso em outras células, como as de Leydig e adrenais, que não expressam HIM. Em contrapartida, Sox9 é expresso unicamente nas células de Sertoli que são as produtoras de HIM. O gene HIM também tem um nexo de ligação para Sox9. Além disso, Sox9 pode atuar sinergicamente com SFI para promover a secreção de HIM. Ao contrário destes dois fatores de transcrição, DAX-I antagoniza a ação de Sox9 e provavelmente SFI sobre o promotor de HIM. Assim, para que as células de Sertoli secretem HIM, a transcrição de DAX-I deve diminuir. Figura 3: Representação da diferenciação dos órgãos genitais externos. Adaptado de BRONSON, 1989. Os ductos de Wolff tornam-se o sistema de ejaculação do macho. A porção mais próxima dos testículos dá origem ao epidídimo, a parte central ao ducto deferente e a porção mais distal às vesículas seminais. A próstata e a parte membranosa da uretra do macho desenvolvem-se a partir da porção pélvica do seio urogenital. A virilização e diferenciação dos ductos de Wolff dependem da produção de testosterona pelo testículo. Quanto aos órgãos genitais externos do macho, o tubérculo genital é ampliado e as dobras uretrais se fundem para formar a uretra peniana. A fusão das dobras uretrais aproxima os tubérculos genitais para formar o escroto (figura 4). Figura 4: Diferenciação do aparelho genital da fêmea e do macho. Adaptado de KOOPMAN, 1989. A diferenciação dos órgãos genitais da fêmea ocorre de forma passiva, já que a ausência de testículos e por isso da hormona inibidora dos ductos de Müller (HIM), assim como dos andrógenos virilizantes, favorece o desenvolvimento dos ductos de Müller, enquanto os de Wolff sofrem atrofia. A porção cefálica dos ductos de Müller dá origem aos ovidutos, que na sua terminação caudal se fundem com o útero. O contato dos ductos de Müller com o seio urogenital induz uma intensa proliferação celular que resulta na formação da área uterovaginal localizado entre o seio urogenital e os ductos de Müller. As células do prato uterovaginal proliferam e aumentam a distância entre as duas estruturas criando o espaço que formará a vagina quando o prato é canalizado e forma um lúmen. Em contraste com o que ocorre no macho, na fêmea a maior parte do seio urogenital se mantém exposta na superfície da abertura onde desembocam a vagina e a uretra. O tubérculo urogenital da fêmea tem um crescimento limitado e forma o clitóris. A sequência de passos da diferenciação sexual do aparelho genital é resumida na tabela 1. Tabela 1: Destino em desenvolvimento dos rudimentos sexuais dos fetos macho e fêmea dos mamíferos -/- Rudimento sexual Macho Fêmea Gônada Testículo Ovário Ductos de Müller (Paramesonéfricos) Vestígios Útero, parte da vagina, ovidutos Ductos de Wolff (Mesonéfricos) Ductos eferentes deferentes, epidídimo, vesículas seminais Vestígios Seio urogenital Uretra, próstata, glândulas bulbouretrais Parte da vagina, uretra, vestíbulo, glândulas vestibulares Tubérculo genital Pênis Clitóris Pregas vestibulares Escroto Lábios vulvares Fonte: HAFEZ, 2004. 1.6 DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO HIPOTÁLAMO Os processos de diferenciação sexual não se limitam apenas às células somáticas do organismo do feto, mas incluem também os centros nervosos superiores do cérebro. Assim, da mesma maneira que a gônada e os ductos sexuais se desenvolvem para o tipo feminino ou masculino, propôs-se que o cérebro pode ser "masculinizado" ou permanecer "Feminizado". A diferenciação do hipotálamo vai depender do ambiente esteroidal do neonato e ocorre na fase perinatal. Estes eventos serão de grande transcendência na vida reprodutiva do indivíduo. Tanto a fêmea como o macho nascem com a capacidade de secreção de gonadotropinas de acordo com um padrão cíclico; contudo, no macho, a exposição do hipotálamo à ação dos andrógenos testiculares durante os primeiros dias da vida extrauterina provoca a masculinização, com o qual o hipotálamo do macho é programado para que a secreção de gonadotropinas se realize a um ritmo relativamente constante por parte da hipófise (secreção tônica). Na fêmea, tanto a secreção tônica como a cíclica se conservam. No entanto, observou-se que a injeção de testosterona ou o transplante de testículo na rata fêmea durante os primeiros dias de vida, suprime a sua futura atividade estral (secreção cíclica). Por outro lado, se os ovários forem transplantados para o rato macho normal castrado na idade adulta, o animal não desenvolve qualquer atividade cíclica, mas se os machos transplantados forem castrados ao nascer, o ovário é capaz de efetuar mudanças cíclicas e ovulações. Isto foi demonstrado em roedores, mas não em animais domésticos ou na espécie humana. Portanto, o padrão de secreção de gonadotropinas, seja cíclico ou tônico, não depende da hipófise, mas do hipotálamo e sua correta diferenciação. 1.7 CONCLUSÕES A maioria dos conhecimentos no campo da biologia do desenvolvimento e, muito especificamente, dos processos de diferenciação sexual têm sido originados de estudos relacionados com desordens congênitas, que na sua maioria devem-se a defeitos de genes específicos. A análise detalhada destas desordens permitiu entender alguns mecanismos endócrinos, moleculares e genéticos envolvidos na diferenciação sexual. A identificação do gene sry como determinante do testículo foi uma contribuição crucial e abriu as portas à compreensão dos mecanismos moleculares e celulares relacionados com o desenvolvimento do testículo. Se este gene não estiver presente, é criado um programa genético alternativo para levar a cabo a diferenciação gonodal para o ovário. Finalmente, devemos ter presente que é necessária uma correlação entre mudanças morfológicas e expressão de genes durante o desenvolvimento para entender os mecanismos relacionados com a diferenciação. -/- Apoio -/- Realização -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDERSON, Robert et al. The onset of germ cell migration in the mouse embryo. Mechanisms of development, v. 91, n. 1-2, p. 61-68, 2000. AUSTIN, Colin Russell; SHORT, R. V. Reproduction in Mammals: Volume 1, Germ Cells and Fertilization. Londres: Cambridge University Press, 1972. BRONSON, Franklin H. Mammalian reproductive biology. Chicago: University of Chicago Press, 1989. BUEHR, Mia. The primordial germ cells of mammals: some current perspectives. Experimental cell research, v. 232, n. 2, p. 194-207, 1997. BYSKOV, Anne G. Differentiation of mammalian embryonic gonad. Physiological reviews, v. 66, n. 1, p. 71-117, 1986. CAPEL, Blanche et al. Migration of mesonephric cells into the mammalian gonad depends on Sry. Mechanisms of development, v. 84, n. 1-2, p. 127-131, 1999. CAPEL, Blanche. The battle of the sexes. Mechanisms of development, v. 92, n. 1, p. 89-103, 2000. DERIVAUX, Jules; BARNABÉ, Renato Campanarut. Reprodução dos animais domésticos. Zaragoza: Acribia, 1980. DOMENICE, Sorahia et al. Aspectos moleculares da determinação e diferenciação sexual. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, v. 46, n. 4, p. 433-443, 2002. DONAHOE, Patricia K. et al. Mullerian inhibiting substance activity in bovine fetal, newborn and prepubertal testes. Biology of reproduction, v. 16, n. 2, p. 238-243, 1977. HAFEZ, Elsayed Saad Eldin; HAFEZ, B. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. HANLEY, Neil A. et al. Steroidogenic factor 1 (SF-1) is essential for ovarian development and function. Molecular and cellular endocrinology, v. 163, n. 1-2, p. 27-32, 2000. HIORT, Olaf; PAUL-MARTIN, H. The molecular basis of male sexual differentiation. European journal of endocrinology, v. 142, n. 2, p. 101-110, 2000. HOLY, Lubos; MARTÍNEZ JÚSTIZ, G. Colab. Biología de la reproducción bovina. Havana: Revolucionária, 1975. JOSSO, Nathalie et al. The role of anti-Müllerian hormone in gonadal development. Molecular and cellular endocrinology, v. 145, n. 1-2, p. 3-7, 1998. JOST, Alfred et al. Studies on sex differentiation in mammals. In: Proceedings of the 1972 Laurentian Hormone Conference. Londres: Academic Press, 1973. p. 1-41. KNOBIL, Ernst. Knobil and Neill's physiology of reproduction. EUA: Gulf Professional Publishing, 2006. KOFMAN ALFARO, S.; MERCHANT LARIOS, H.; PEREZ PALACIOS, G. Diferenciacion sexual. I. Bases biologicas del dimorfismo sexual. Rev. invest. clín, p. 349-59, 1982. KOOPMAN, Peter. Sry and Sox9: mammalian testis-determining genes. Cellular and Molecular Life Sciences CMLS, v. 55, n. 6-7, p. 839-856, 1999. MCDONALD, L. E. Veterinary endocrinology. Lea & Febiger, Philadelphia, Pa, 1969. MEIZEL, S.; JOHNSON, M. H. Development in mammals. MH Johnson, Ed, v. 3, p. 1-64, 1978. MELLO, Maricilda Palandi de; ASSUMPÇÃO, Juliana de G.; HACKEL, Christine. Genes envolvidos na determinação e diferenciação do sexo. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, v. 49, n. 1, p. 14-25, 2005. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MERCHANT-LARIOS, H. Ovarian differentiation. The Vertebrate Ovary, p. 47-81, 1978. MIES FILHO, Antonio. Reprodução dos animais. Porto Alegre: Sulina, 1987. NEF, Serge; PARADA, Luis F. Hormones in male sexual development. Genes & Development, v. 14, n. 24, p. 3075-3086, 2000. PARKER, Keith L.; SCHEDL, Andreas; SCHIMMER, Bernard P. Gene interactions in gonadal development. Annual review of physiology, v. 61, n. 1, p. 417-433, 1999. SWAIN, Amanda; LOVELL-BADGE, Robin. Mammalian sex determination: a molecular drama. Genes & development, v. 13, n. 7, p. 755-767, 1999. WILHELM, Dagmar; PALMER, Stephen; KOOPMAN, Peter. Sex determination and gonadal development in mammals. Physiological reviews, v. 87, n. 1, p. 1-28, 2007. WILSON, Jean D.; GRIFFIN, James E.; GEORGE, Fredrick W. Sexual differentiation: early hormone synthesis and action. Biology of reproduction, v. 22, n. 1, p. 9-17, 1980. -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Belo Jardim, 07 de Maio de 2020. (shrink)

DIFERENCIAÇÃO SEXUAL -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes de Veterinária e de Zootecnia estão ligados à disciplina Reprodução Animal, um pelos mecanismos fisiológicos para evitar e tratar as possíveis patologias do trato reprodutivo dos animais domésticos, e outro para o entendimento dos processos fisiológicos visando o manejo reprodutivo e a procriação para a formação de um plantel geneticamente melhorado. Sendo assim, a finalidade do presente trabalho é apresentar os (...) mecanismos que regulam as diferenças sobre o desenvolvimento embrionário relativos à diferenciação e determinação sexual de machos e fêmeas, que também incluem o desenvolvimento dos órgãos envolvidos na reprodução e a origem das diferenças entre ambos os sexos. -/- •____INTRODUÇÃO -/- Os organismos que se reproduzem sexualmente são descendentes de organismos ao qual não existia a diferenciação sexual. Em algum momento da evolução surgiu a reprodução sexual como um mecanismo para incrementar a diversidade genética e facilitar a troca de informações genéticas mediante o material genético da fêmea com o do macho. Devido sua origem comum, na maioria das espécies, tanto os machos como as fêmeas possuem todos os genes necessários para desenvolverem-se em qualquer dos sexos. O que efetivamente faz diferença entre os sexos é a forma e a ordem ao qual se expressam os genes durante o processo de desenvolvimento. A diferenciação sexual é regulada principalmente por mecanismos epigenéticos, mais do que as diferenças genéticas de grande magnitude entre os sexos. Todo o controle epigenético de qualquer processo de desenvolvimento depende basicamente de uma série de expressões gênicas, através da qual a expressão de certa combinação de genes resulta na presença de determinadas proteínas, conhecidas como os fatores de transcrição, que induzem ou reprimem a expressão de outro(os) gene(es), a partir dos quais se produzem novas proteínas, que em certos casos também atuam como fatores de transcrição para outros genes, e assim sucessivamente. Logo, a expressão ou falta de expressão de um gene ao início da série pode resultar em um ladrão totalmente diferente da expressão de outros genes subsequentes, o que pode ocasionar profundas mudanças no processo de desenvolvimento e até a mutações indesejáveis. O padrão predeterminado de expressões gênica relativo a diferenciação sexual na maioria das espécies tanto domésticas quanto selvagens, leva ao desenvolvimento de um dos sexos (o padrão predeterminado dos mamíferos é o sexo feminino). Em consequência, a diferenciação faz com que um indivíduo do sexo oposto exija a expressão de um gene de determinação sexual que desvie a subsequente série de expressões gênica em direção ao dito sexo. Nos mamíferos, a expressão do gene SRY, localizado no cromossomo Y (e portanto ausente nas fêmeas), redige o padrão de diferenciação sexual de sua via pré-estabelecida feminina em direção ao padrão masculino. A existência de uma única diferença genética (presença do gene SRY nos machos e ausentes nas fêmeas), vai se amplificando e termina resultando no desenvolvimento de indivíduos diferentes entre si. Esse é um mecanismo de diferenciação sexual cromossômica. O primeiro passo de uma série de diferenciação sexual, em sentido estrito, não depende nem requer necessariamente a presença de um gene diferente em algum dos sexos. O gene “disparador” da diferenciação sexual pode estar presente em todos os embriões, porém pode expressar-se somente em algum deles, devido a fatores ambientais que formam parte da sua regulação epigenética, isto é, uma determinação sexual ambiental. Em algumas espécies de tartarugas ou de lagartos a expressão ou falta de expressão do gene “disparador”, por exemplo, depende da temperatura existente durante a incubação dos ovos, pelo qual alguns embriões desenvolvem-se como machos e outros como fêmeas, apesar de não existir diferença genética entre eles, simplesmente como consequência da temperatura: a determinação sexual depende da temperatura a que cada um deles foi submetido durante a incubação. Em certas espécies as temperaturas mais elevadas facilitam o desenvolvimento de fêmeas e outras de machos, enquanto que em outras espécies as temperaturas amenas (intermediárias) resultam em machos, e as inferiores como as superiores induzem o desenvolvimento de fêmeas. A existência dessa diversidade indica que a temperatura por si mesma não é a que induz ou a que provoca o desenvolvimento do macho e da fêmea, senão a que atua somente como um regulador inicial da diferenciação sexual. Em outras espécies o fator ambiental que regula a determinação sexual pode ser distinto. A densidade populacional, por exemplo, pode atuar como um regulador. Podemos concluir que a determinação sexual dependente da temperatura ou de outros fatores ambientais estabelece-se antes da determinação sexual cromossômica, a qual evoluiu depois como um método que oferece maior certeza e resultado, já que a proporção de machos e fêmeas não é afetada por mudanças ambientais ou de hábitat. -/- •___FORMAÇÃO INICIAL DA GÔNADA -/- Basicamente em todos os embriões, inicialmente se formam as chamadas gônadas indiferenciadas (com o potencial de desenvolver-se em ovários ou testículos) a partir da invasão das cristas genitais pelas células germinais primordiais, que migram desde seu local de origem no epiblasto, perto do lugar onde o saco vitelino se une com o intestino primitivo e que chegam até às cristas genitais que são engrossamentos de tecido situados na região mesonéfrica do embrião. A migração das células germinais primordiais ocorre muito cedo sobre o processo de desenvolvimento do embrião (dia 26 nos bovinos). Ao chegas as cristas genitais, as células germinativas proliferam-se e se organizam com as células somáticas já existentes nas cristas para ir formando a gônada (figura 1). Para regular essa remodelação e conformação adequada da gônada vários genes se expressam, como o OCT-4 (que aparentemente mantém a totipotencialidade da gônada), assim como o SF-1 (Fator esteroidogênico 1) e o WT-1 (gene associado ao tumor de Wilms). Esses dois últimos genes estimulam a proliferação celular e estabelecimento dos cordões sexuais. Nessa etapa inicial do desenvolvimento todos esses genes se expressam sem distinção de sexo, pelo que a gônada em formação mantém a capacidade de se diferenciar em testículo ou em ovário. -/- Figura 1: migração das células germinais primordiais em direção a crista gonodal. Diferenciação das gônadas femininas e masculinas. Fonte: ZARCO, 2018. -/- •___SEXO CROMOSSÔMICO -/- Têm-se observado que nos mamíferos a determinação sexual depende diretamente dos cromossomos. As fêmeas possuem dois cromossomos sexuais X (um contribuído do óvulo e o outro por um espermatozoide “X”). Os machos, por sua vez, possuem um cromossomo sexual X(proveniente do óvulo) e um cromossomo sexual Y, que provém de um espermatozoide “Y” (figura 2). A metade dos espermatozoides produzidos por um macho são X e a metade Y, isso porque durante a espermatogênese a divisão meiótica provoca que a partir de cada espermatócito primário, célula diploide que por pertencer a um indivíduo macho tem um cromossomo X e um Y, se originem das espermátides haploides a cada um das que eles tocam cromossomos X, e outras espermátides haploides as que eles tocam os cromossomos Y. Dessa forma, de acordo com o tipo do espermatozoide que fertilize o ovócito, se originará um indivíduo com cariótipo feminino “XX” ou um cariótipo masculino “XY” (figura 2). Esse processo é conhecido como sexo cromossômico, ao qual se determina o momento da fertilização. Figura 2: nos mamíferos todos os óvulos produzidos pelas fêmeas possuem um cromossomo sexual X. A metade dos espermatozoides produzidos pelos machos possuem um cromossomo X e a outra metade possui um cromossomo Y. Dependendo do cromossomo presente no espermatozoide que fertilize o óvulo pode-se gerar um indivíduo XX (fêmea) ou um XY (macho). Fonte: ZARCO, 2018. -/- O cromossomo “Y” é uma “invenção” relativamente recente na história da evolução das espécies e do estudo da genética. Surgiu a partir de uma mutação de um cromossomo “X”, que resultou na perda de um de seus braços, que é por onde se originou a morfologia do cromossomo Y. A maioria dos genes presentes no cromossomo Y também existem no cromossomo X; assim mesmo somente alguns genes do cromossomo Y foram evoluídos até ser diferentes dos genes do cromossomo X. Embora os machos possuam um cromossomo que não está presente nas fêmeas, esse mesmo cromossomo não aporta toda a informação genética original. Todos os genes existentes nas fêmeas estão também presentes nos dos machos, já que eles também possuem um cromossomo X. Uma particularidade do cromossomo Y, ao existir somente uma cópia nos machos, é que ele sofre um entrecruzamento com um cromossomo análogo durante o processo de meiose, pelo que o cromossomo Y de um macho é idêntico ao de seu progenitor e ao de seus descendentes, exceto no caso em que ocorra uma mutação espontânea. Em contraste, os cromossomos X das fêmeas (um proveniente do pai e outro da mãe) se entrecruzam durante a meiose, por onde cada óvulo produzido pela fêmea terá uma combinação de alelos distinta em seu cromossomo X. Ao estudar as diferenças presentes na sequência de DNA do cromossomo Y, é possível identificar a distância filogenética entre os indivíduos (quanto mais diferenças existirem entre os cromossomos significa que seu ancestral comum está mais longe). Algo análogo ocorre com o DNA das mitocôndrias, que sempre são aportados pela mãe e nunca sofrem recombinação genética. Gene SRY -/- Um dos poucos genes do cromossomo Y que não possuem correspondência com o cromossomo X é o gene SRY (Sex-determining Region of the Y chromossome – região do cromossomo Y determinante do sexo). Esse gene se expressa somente na gônada em formação nos embriões machos, em particular em células precursoras das células de Sertoli; ele codifica uma proteína da família SOX (SRY-like Box) que é uma família formada por proteínas que possuem um domínio de união ao DNA e que atuam como fatores de transcrição. Ao produzir-se a proteína SRY nas células precursoras das células de Sertoli estimula-se a expressão (transcrição) de outro gene análogo, denominado SOX-9 que, por sua vez, atua como um fator de transcrição que ativa a expressão de outros genes, como o FGF-9 (Fibroblast Growth Factor-9), ou seja ele é o estimulante de ativação dos demais. Os produtos dos genes SOX-9 e FGF-9 iniciam uma cascata de expressões que provocam a diferenciação das células de suporte da gônada indiferenciada (crista genital) em células de Sertoli. Em seguida, essas células dirigem a diferenciação das células intersticiais da crista genital em células de Leydig, o que finalmente resulta na formação de um testículo. Outro dos efeitos da proteína codificada por SOX-9 é um estímulo maior da expressão de seu próprio gene, pelo qual é produzido um ciclo de retroalimentação positiva que favorece a continuidade do processo de formação testicular. Como nos embriões da fêmea não existe o gene SRY, a gônada indiferenciada não é estimulada para expressar os genes SOX-9 nem o FGF-9 nas células de suporte (que nesse caso serão precursoras de células da granulosa). A gônada, em mudança, expressa em forma constitutiva, isto é, sem a necessidade de estimulação, outra cascata de genes que incluem o WNT4 (Wingless-integration Factor 4) e o RAPO1 (Respondina-1), que por sua vez iniciam uma cascata de expressão gênica, a qual provoca a diferenciação das células somáticas da gônada indiferenciada para formação das células da granulosa e células da teca, esse feito conduz, por sua vez, a formação de um ovário. No embrião macho a proteína SOX-9 inibe a expressão dos genes WNT4 e RSPO-1, pelo que a presença do gene SRY, e portanto de SOX-9, inibem a formação de um ovário ao mesmo tempo que estimulam a formação do testículo (figura 3). Em suma, se o embrião possui genótipo XY (um embrião macho), o gene SRY começa a expressar-se sobre as células precursoras da gônada imediatamente depois da formação da mesma, quando os cordões sexuais primários estão se desenvolvendo na medula. A expressão do gene, assim como a presença subsequente das proteínas SOX-9 e FGF-9 estimula a distinção das células de Sertoli e que se organizem os tubos seminíferos a partir dos cordões sexuais primários. Em contrapartida, em um embrião com genótipo XX (fêmea) não existe o gene SRY, pelo qual é impossível que se elevem os níveis das proteínas SOX-9 e FGF-9 e as células precursoras não se diferenciam em células de Sertoli, e portanto os cordões sexuais primários sofrem regressão. Depois de alguns dias, começam a organizar-se os cordões sexuais secundários e as células precursoras iniciam a expressão do gene WNT4, o que leva as mesmas a diferenciar-se em células da granulosa, que serão a base para a conformação dos folículos ovarianos. Se em um embrião XY, macho, a expressão do gene SRY demora, é formada um ovo-testículo devido a que algumas das células somáticas das cristas gonodais começam a expressar o gene WNT4, e a diferenciar-se em células da granulosa, enquanto que em outras a proteína SRY chega a tempo para dirigir a diferenciação para formação das células de Sertoli. No ovário em formação é expressado um gene denominado DAX-1 (Dosage-sensitive Sex Reversal). Esse gene, localizado no cromossomo X, codifica uma proteína que é um membro da família dos receptores nucleares ao que lhe falta o domínio de união ao DNA, pelo que parece atuar no bloqueio de diversos fatores de transcrição, entre os que se encontra o SRY. Como a proteína DAX-1 impede a ação da proteína SRY, um excesso de expressão do gene DAX-1 pode provocar a feminilização gonodal de indivíduos XY, macho, embora tenham SRY. Em condições normais, a expressão adequada do gene DAX-1 não é capaz de evitar a masculinização gonodal de embriões com o gene SRY, daqui o nome de reversão sexual dependente da dose. Figura 3: série de expressão gênica para a determinação gonodal. SRY (Região do cromossomo Y determinante do sexo), SOX-9 (SRY-like Box-9), FGF-9 (Fator de crescimento de fibroblastos-9), WNT4 (Wingless-integration Factor-4), RSPO-1 (Respondina-1). Uma vez que o SRY induz a expressão de SOX-9 na gônada masculina, inicia-se um processo de feedback positivo mediante o qual os níveis de expressão de SOX-9 e FGF-9 vão aumentando, ao mesmo tempo que inibem a expressão de WNT-4 e RSPO-1. Na gônada feminina não se expressam SRY, SOX-9 e nem FGF-9, o que permite que se expressem os genes WNT-4 e RSPO-1, que iniciam uma cascata de sinalização que dirige a formação de um ovário. Fonte: ZARCO, 2018. -/- • ___DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DOS GENITAIS -/- Uma vez que se formam os testículos, todo o desenvolvimento subsequente dos órgãos e as características “masculinas” em lugar das femininas é em consequência dos hormônios produzidos pelos testículos em formação, incluindo os andrógenos e o hormônio inibidor dos ductos de Müller. Mediante a ausência de testículos todo o desenvolvimento dos órgãos genitais internos e externos segue um padrão feminino, sem levar em conta se estão presentes os ovários; o que significa a ausência de hormônios gonodais determina que o embrião se desenvolva como fêmea, uma vez que não requerem hormônios ovarianos para desencadear o padrão feminino. Por sua vez, as gônadas masculinas (os testículos), produzem substâncias que desviam o desenvolvimento em direção ao padrão masculino. Sob etapas relativamente rápidas da diferenciação todos os embriões possuem dois pares de dutos sexuais, os dutos de Wolff ou mesonéfricos e os dutos de Müller ou paramesonéfricos (figura 4). A testosterona secretada pelos testículos do feto macho em desenvolvimento atua sobre os dutos de Wolff, o que induz a formação posterior dos dutos deferentes, do epidídimo e das glândulas seminais (figura 4). Figura 4: formação dos órgãos genitais internos a partir dos dutos de Wolff no macho e dos dutos de Müller na fêmea. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Os testículos produzem ao mesmo tempo, uma glicoproteína chamada Hormônio Inibidor dos Dutos de Müller (Müllerian Inhibiting Hormone, MIH, também chamado de Anti-Müllerian Hormone, AMH); como o seu nome indica, inibe o desenvolvimento dos dutos de Müller ou paramesonéfricos, provocando sua regressão, que impede a formação dos órgãos genitais característicos da fêmea como os ovidutos, o útero, a cérvix e a porção cranial da vagina (figura 4). O MIH é uma glicoproteína da família dos fatores de crescimento transformativo β (TGFβ). O gene MIH possui locais de união para os produtos dos genes SOX-9 e SF-1, pelo que a presença simultânea de ambos fatores de transcrição é necessária para a secreção do MIH e leva a cabo sua função de iniciação dos dutos de Müller sobre o embrião macho (vale lembrar que nessa etapa tanto a gônada de embriões machos como de embriões fêmeas expressam o gene SF-1, mas somente o macho expressa o SOX-9, para que unicamente esse último produza MIH). O certo é que na gônada do embrião fêmea não se produzem quantidades importantes da proteína SOX-9, além de que se produz a proteína DAX-1, mesma que antagoniza tanto a SOX-9 como a SF-1, todo o qual impede a produção de MIH e resulta no desenvolvimento dos dutos de Müller até a formação dos ovidutos, útero, cérvix e a porção cranial da vagina (figura 4). Assim, na fêmea, ao não haver testículos não circulam concentrações elevadas de andrógenos, o que impedirá o desenvolvimento dos dutos de Wolff, enquanto que os dutos de Müller se desenvolvem já que não haverá a presença do MIH para impedi-lo. O desenvolvimento dos genitais internos e externos femininos não requerem a presença de nenhum hormônio ovariano o que levará a cabo de maneira predeterminada (ou pré-estabelecida) na ausência de testículos. Outra estrutura interna que também se desenvolve de forma distinta nos machos e nas fêmeas é o seio urogenital, que no embrião macho é estimulado pela testosterona para formação da próstata, das glândulas bulbouretrais e da uretra peniana, enquanto que na fêmea forma a porção caudal da vagina. A respeito dos órgãos genitais externos (figura 5), nos embriões de ambos os sexos existem estruturas precursoras chamadas de tubérculo genital e pregas vestibulares. Na fêmea o tubérculo genital da origem ao clitóris e as pregas vestibulares dão origem aos lábios vulvares sem a necessidade da atuação de hormônios ovarianos, já que o padrão “por via pré-estabelecida” é feminino. Em contrapartida, no macho, tanto o tubérculo genital quanto as pregas vestibulares respondem ao hormônio 5α-dehidro-testosterona (DHT), ao qual se formam as células da pele da zona genital a partir da testosterona que é secretada pelos testículos. Para isso existem nas células a enzima 5α-reductasa, que transforma a testosterona em DHT. Uma vez formada, a DHT atua sobre as pregas vestibulares do embrião macho para que se fusionem e formem o escroto (em lugar dos lábios vulvares), e sobre o tubérculo genital para formar o pênis (em lugar do clitóris). Figura 5: estruturas que se desenvolvem nos embriões de cada sexo a partir do seio urogenital, o tubérculo genital e as pregas vestibulares. A cor do né de cada estrutura final corresponde com a cor do nome da estrutura a partir da qual se originou. Fonte: ZARCO, 2018. -/- • ___DIFERENCIAÇÃO SEXUAL DO SISTEMA NERVOSO -/- Existem inúmeras diferenças funcionais entre o sistema nervoso da fêmeas e o do machos, em humanos podem incluir diferenças tão complexas como a maior capacidade de verbal da mulher ou a maior capacidade de orientação espacial do homem. Nessa parte será abordada aquelas diferenças que influenciam diretamente sobre a função reprodutiva, como as diferenças na regulação da secreção de gonadotropinas ou as diferenças na capacidade de comportamento sexual masculino ou feminino. É necessário lembrar que, apesar de que essas diferenças se originem durante um período crítico da vida fetal ou neonatal (dependendo da espécie), geralmente se fazem presentes até que o animal chegue a vida adulta e demonstre obter ou não a capacidade para se comportar como macho ou como fêmea uma vez que é exposto aos hormônios sexuais que são secretada depois da puberdade. Igualmente aos processos acima citados, podemos afirmar que nos mamíferos o padrão pré-estabelecido de comportamento sexual e de secreção de gonadotropinas é o feminino. Se durante os primeiros dias de vida neonatal uma rata fêmea não é exposta a nenhum hormônio gonodal, ao chegar a vida adulta ela terá a capacidade de se comportar como fêmea na presença de estrógenos, assim como de secretar um pico pré-ovulatório de GnRH/LH em resposta aos mesmos (figura 6). Essa rata, portanto, não poderá se comportar como macho embora que em sua vida adulta seja exposta a testosterona. O sistema nervoso do rato macho recém-nascido que é exposto aos andrógenos produzidos pelos testículos, em detrimento, faz com que adquiram o potencial para se comportar como machos em sua vida adulta e que perdem o potencial para ter conduta de fêmeas na presença e/ou administração de estrógenos (processo conhecido como desfeminização do SNC). Se por meios de experimentos injetamos testosterona em uma rata fêmea recém-nascida, essa rata não poderá se comportar como fêmea em sua vida adulta, e passará a se comportar como macho. A castração neonatal de um rato (visando evitar a exposição de seu SNC a andrógenos testiculares), assim mesmo, resultará em sua vida adulta um padrão feminino (SNC feminizado e não masculinizado). O hipotálamo das ratas adultas possui uma área em que o número, características e densidade dos corpos neurais difere em machos e fêmeas, essa área é denominada como “núcleo sexualmente dimórfico do hipotálamo”, e tem demonstrado que quando as ratas são tratadas com testosterona na vida neonatal, a morfologia de seu núcleo sexualmente dimórfico será masculinizado em sua vida adulta, enquanto que a castração neonatal de ratos resulta em um núcleo sexualmente dimórfico feminizado em sua vida adulta. Isso significa que a exposição ou não a testosterona na vida neonatal é o que determina que tipo de núcleo sexualmente dimórfico se desenvolverá, o que por sua vez está relacionado com o tipo de conduta que o animal poderá expressar em sua vida adulta. Não deixa de ser um paradoxo que ao injetar uma dose elevada de estrógenos nos primeiros dias de vida de uma rata, os núcleos sexualmente dimórficos da mesma se desenvolverão como macho e em sua vida adulta seu potencial de conduta estará masculinizado e desfeminizado. O hormônio “feminino” conhecido como estradiol, masculiniza o hipotálamo e a conduta do animal. Logo, se a rata neonatal for exposta a injeção de andrógeno não-aromatizado (que não pode ser transformado em estrógenos pelas células) ela não se masculiniza. A masculinização e desfeminização dos ratos ou das ratas tratados com testosterona, na realidade, não são provocados pela própria testosterona, senão pelos estrógenos que se formam dentro dos neurônios quando absorvem a testosterona do sangue e a aromatizam para transformá-la em estrógenos (figura 6). Figura 6: desfeminização e masculinização do sistema nervoso central por meio da testosterona, que quando não absorvida pela α-fetoproteína pode entrar nos neurônios, onde se aromatizam para serem transformados em estrógenos, hormônio que é responsável pela desfeminização. Fonte: ZARCO, 2018. Por que as ratas, que possuem ovários funcionalmente produtores de estrógenos, não se masculinizam? A resposta está em uma proteína denominada α-fetoproteína que circula em altas concentrações nos fetos e nos recém-nascidos. Essa proteína possui a capacidade de unir-se aos estrógenos, ao qual impede seu entrada nas células. Os ratos, em desenvolvimento, produzem testosterona, no entanto não possui afinidade pela α-fetoproteína, o que permite com que ela circule livremente. Ao chegar ao SNC, a testosterona (que não foi absorvida) pode entrar nos neurônios e dentro deles se aromatizam e transformam-se em estrógenos, que finalmente masculinizam o SNC. A diferenciação sexual do hipotálamo depende, em síntese, da presença ou ausência dos testículos, o que permite que se produza ou não o hormônio testosterona que pode não ser absorvida por parte da α-fetoproteína, transformar-se em estrógenos e masculinizar o SNC. -/- •___CONCLUSÃO -/- Nos mamíferos todo o processo que se requerem para o desenvolvimento de um macho depende da existência de somente um gene do cromossomo Y, o gene SRY; a ausência desse gene resulta no desenvolvimento de uma fêmea. A presença ou ausência do gene SRY determina, então, a cadeia de eventos morfogênicos que ocorrerá em sua expressão ou não, para desenvolver todos os órgãos e características de um macho ou de uma fêmea. Por essa razão, os indivíduos com uma monossomia XOA (síndrome de Turner) são fêmeas (por não possuir o cromossomo Y nem o gene SRY), enquanto que os indivíduos triploides XXY (síndrome de Kleinefelter) são machos embora possuam dois cromossomos X. Em algumas espécies, no entanto, têm-se identificado machos que são cromossomicamente XX; nesses casos é determinado invariavelmente que por ser um erro durante a meiose a região do cromossomo Y em que reside o gene SRY tem sido transloucada ao cromossomo X. Da mesma forma, em alguns casos tem sido encontrado fêmeas com cariótipo XY; que nelas se identifica uma mutação inabilitante do gene SRY. Isso demonstra experimentalmente que por meio da engenharia genética é possível produzir machos com cariótipo XY mas com o gene SRY eliminado (knockout). Como é de se esperar, esses machos desenvolvem ovários e todos seus órgãos genitais, tanto internos quanto externos, e se desenvolvem como fêmeas. Os machos cromossomicamente XX transgênicos aos que se insertam uma cópia do gene SRY, desenvolvem testículos e um fenótipo masculino, embora sejam estéreis por causa da ausência de alguns genes do cromossomo Y que são necessários para a realização de uma espermatogênese normal. As falhas nos mecanismos de diferenciação sexual podem, diretamente, ocasionar anormalidades como as observadas nas bezerras Freemartin, que são bezerras originadas de uma gestação gemelar em que seu gêmeo era macho. O que sucede é que na espécie bovina, quando há uma gestação gemelar, é produzido um certo grau de anastomose entre as placentas dos fetos, o que permite a troca de sangue e de células entre ambos. Os produtos recebem, então, algumas células de seu gêmeos, que encontram seu lugar no órgão correspondente e se integram a ele. No caso particular das gônadas, quando o ovário primitivo de um embrião fêmea é colonizado por algumas células gonodais de seu gêmeo macho, essas células expressam o gene SRY, o que fará com que essa região da gônada se diferencie como testículo. Como resultado, se desenvolve um ovo-testículo (com maior ou menor proporção de tecido testicular dependendo do grau de colonização da gônada em formação por células provenientes do gêmeo macho). Ademais, ao haver certa quantidade de tecido testicular produtor de MIH, circularão sobre o feto fêmea níveis desse hormônio que, embora baixos, afetarão o desenvolvimento normal dos dutos de Müller, fazendo com que as bezerras Freemartin possuam genitálias internas ausentes ou pouco desenvolvidas. Os andrógenos produzidos pelas zonas de tecido testicular, por fim, são suficientes para causar um certo grau de masculinização, que se manifesta como um clitóris mais grande que o normal ou um desenvolvimento corporal masculinizado. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ARNOLD, Arthur P.; CHEN, Xuqi; ITOH, Yuichiro. What a difference an X or Y makes: sex chromosomes, gene dose, and epigenetics in sexual differentiation. In: Sex and gender differences in pharmacology. Springer, Berlin, Heidelberg, 2013. p. 67-88. CUNNINGHAM, James. Tratado de fisiologia veterinária. Elsevier Health Sciences, 2011. DERIVAUX, Jules; BARNABÉ, Renato Campanarut. Reprodução dos animais domésticos. Zaragoza: Acribia, 1980. DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Desenvolvimento Embrionário e Diferenciação Sexual nos Animais Domésticos. Disponível em:. Acesso em: Julho de 2020. HAFEZ, Elsayed Saad Eldin; HAFEZ, Bahaa. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. HIDALGO, C. Galina et al. Reproducción de animales domésticos. México: Limusa, 2008. MACLAUGHLIN, David T.; DONAHOE, Patricia K. Sex determination and differentiation. New England Journal of Medicine, v. 350, n. 4, p. 367-378, 2004. MCCARTHY, Margaret M.; ARNOLD, Arthur P. Reframing sexual differentiation of the brain. Nature neuroscience, v. 14, n. 6, p. 677, 2011. PLANT, Tony M.; ZELEZNIK, Anthony J. (Ed.). Knobil and Neill's physiology of reproduction. Academic Press, 2014. REY, Rodolfo. Diferenciación sexual embrio-fetal: De las moléculas a la anatomía. Revista chilena de anatomía, v. 19, n. 1, p. 75-82, 2001. SENGER, P. L. Embryogenesis of the pituitary gland and male or female reproductive system. In. Pathways to Pregnancy and Parturition. Current Conception Inc, v. 1, p. 8-76, 1997. ZARCO, L. Diferenciación sexual. In. PORTA, L. R.; MEDRANO, J. H. H. Fisiología reproductiva de los animales domésticos. Cidade do México: FMVZ-UNAM, 2018. -/- REALIZAÇÃO -/- . (shrink)

Inflammation is activated by diverse triggers that induce the expression of cytokines and adhesion molecules, which permit a succession of molecules and cells to deliver stimuli and functions that help the immune system clear the primary cause of tissue damage, whether this is an infection, a tumor, or a trauma. During inflammation, short-term changes in the expression and secretion of strong mediators of inflammation occur, while long-term changes occur to specific groups of cells. Long-term changes include cellular transdifferentiation for (...) some types of cells that need to regenerate damaged tissue, as well as death for specific immune cells that can be detrimental to tissue integrity if they remain active beyond the boundaries of essential function. The transcriptional regulator NFκB enables some of the fundamental gene expression changes during inflammation, as well as during tissue development. During recurrence of malignant disease, cell stress-induced alterations enable the growth of cancer cell clones that are substantially resistant to therapeutic intervention and to the immune system. A number of those alterations occur due to significant defects in feedback signal cascades that control the activity of NFκB. Specifically, cell stress contributes to feedback defects as it overrides modules that otherwise control inflammation to protect host tissue. NFκB is involved in both the suppression and promotion of cancer, and the key distinctive feature that determines its net effect remains unclear. This paper aims to provide a clear answer to at least one aspect of this question, namely the mechanism that enables a divergent response of cancer cells to critical inflammatory stimuli and to cell stress in general. (shrink)

DOENÇAS E HIGIENE -/- -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Departamento de Zootecnia da UFRPE E-mail: [email protected] WhatsApp: (82)98143-8399 -/- -/- AS DOENÇAS -/- O organismo animal está continuamente sujeito a tensões e agressões provenientes do meio que o cerca. Porém, o complexo conjunto de órgãos que formam qualquer ser vivo e que funcionam continuamente mediante complicadas reações químicas, possui meios de defesa muito eficazes. Se o agente prejudicial atua por pouco tempo ou a agressão é pouco expressiva, o corpo (...) atacado põe em funcionamento mecanismos reguladores e defensivos automáticos, e tudo volta a funcionar fisiologicamente, ou seja, normalmente. Isto está sempre a acontecer sem que percebamos. -/- Mas se o agente é muito prejudicial ou atua durante muito tempo sobre o animal acaba-se alterando o organismo do mesmo, se produzem lesões e aparecem os sintomas da doença. Algumas vezes a parte alterada é uma pequena área da pele ou das mucosas internas, ou apenas afeta ligeiramente um órgão, e então a doença é leve e cura fácil. -/- Porém, em alguns casos, as lesões afetam um órgão importante ou a muitos, e como todas as funções do organismo estão relacionadas entre si, acabam alterando os demais e a doença torna-se grave e até mortal. -/- CLASSES DE DOENÇAS -/- A Patologia é a ciência médica que se encarrega do estudo das doenças que podem ser muito variadas. Muitas delas poderiam ser evitadas, mas para isso, é necessário conhecê-las ou pelo menos ter uma ideia de como elas se originam e afetam o sistema humano e/ou animal. -/- Buscando uma simplificação, e tendo em conta as causas e o modo de como as doenças se apresentam, agruparei as doenças em quatro esferas: congênitas, parasitárias, infecciosas e esporádicas. Observe a figura abaixo e, posteriormente, ao texto que segue. -/- Figura 1: Classes de doenças. -/- Doenças congênitas -/- São aquelas que se herdam dos pais. Após a união das células sexuais (espermatozoides e óvulo) dos progenitores, os genes que vão nos cromossomos são passados para os filho e assim são transmitidas as características que lhes corresponde mediante as leis da herança. Às vezes, essas características são indesejáveis, isto é, que podem causar a morte da cria ou fazer com que seu corpo apresente anormalidades (bezerros com cabeça de Bulldog, por exemplo). -/- Na espécie humana, é bem conhecida o caso de hemofilia, doença hereditária que ocasiona hemorragias perigosas pelo simples fato do impedimento da coagulação do sangue nas feridas. -/- -/- Em muitas ocasiões, o que se herda não são doenças concretas, mas sim a predisposição a padecer delas. -/- Não obstante, nunca devemos confundir as doenças congênitas com as que a mãe pode transmitir ao feito durante a gestação ou no momento do parto. -/- Doenças infecciosas -/- São causadas por micróbios tão pequenos, que só podem ser vistos com um microscópio. Muitos deles são contagiosos e causam febre. Os germes patogênicos que causam doenças, reproduzem-se rapidamente depois de terem conseguido entrar no corpo da vítima, e são geralmente bactérias (como as que produzem tuberculose ou brucelose) ou vírus (por exemplo, os causadores da febre aftosa ou da raiva). Também podem ser fungos microscópicos. -/- Doenças parasitárias -/- São as produzidas por seres que vivem sobre o corpo do animal ou em seu interior, vivendo a sua costa, debilitando-o e causando-lhe danos. Quase sempre se trata de pequenos animais, que em um determinado momento de sua vida invadem o organismo do hospedeiro; uns ficam na pele e se denominam parasitas externos (como os carrapatos, pulgas ou os ácaros da sarna) mas outros penetram nas cavidades internas e tecidos, denominando-se então parasitas internos (por exemplo, os vermes estrôngilos do pulmão, a triquina dos músculos ou a solitária do intestino). -/- Doenças esporádicas -/- São aquelas que afetam, ocasionalmente, os animais isolados e cuja causa não é nenhuma das mencionadas nas outras três classes de doenças. Neste grupo incluímos, portanto, qualquer doença que não seja congênita, parasitária ou infecciosa. Podem ser produzidas pelas mais variadas intempéries, por exemplo: - agentes físicos (congelamento, queimaduras, acidentes...); - mal alimentação (diarreias, anemia, intoxicações por plantas...); - transtornos hormonais (agressividade, esterilidade...) e - reprodução descontrolada das células (tumores benignos, câncer...). -/- HIGIENE -/- É o conjunto de procedimentos que procuram evitar que o organismo adoeça. Trata-se de prevenir as doenças, de evitar, por qualquer meio, que venham a ocorrer. Dependendo do tipo de doença, as medidas de higiene recomendadas para a evitá-las serão diferentes. As congênitas poderiam ser evitadas mediante a identificação das características genéticas dos animais reprodutores e a prevenção do cruzamento dos que são capazes de transmitir genes indesejáveis. A invasão de parasitas pode ser evitada através da administração de determinadas substâncias químicas ou através da remoção dos seus ovos e larvas das pastagens e locais onde quer que se encontrem. As doenças infecciosas podem ser evitadas mediante a adoção de medidas sanitárias destinadas a prevenir o contágio, vacinar os animais ou matar os germes com desinfetantes. Até várias doenças podem desaparecer com medidas higiênicas adequadas, assim como se evita a anemia ferropriva dos leitões administrando-lhes ferro. -/- Os conhecimentos em matéria de higiene são tão importantes que, se fossem postos em prática, a maior parte das doenças poderia ser evitada. Muitos agricultores poupariam muito do dinheiro que gastam em medicamentos e do dinheiro que perdem quando os seus animais morrem, se soubessem alguma prática higiênica, profiláticas ou medidas preventivas. E com isso melhoraria também sua própria saúde. -/- Por fim vale lembrar que: a LIMPEZA evita a sujeira, mas a HIGIENE evita as doenças. -/- Respeite os direitos autorais. Todos os direitos são reservados para Emanuel Isaque Cordeiro da Silva. Endereço para correspondência: [email protected] Contato: (82)98143-8399 Recife, 2019. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ROLLÁN, M. G. Sanidad ganadera. 2ª ed. Madrid: Servicio de extensión agraria, 1990. pp. 9-12. -/- SOUZA, V. F. de. Manejo sanitário do rebanho. In: ROSA, A. do N. et. al. (Eds.). Melhoramento genético aplicado em gado de corte. Campo Grande: Embrapa Gado de Corte, 2013. pp. 75-85. Disponível em: . Acesso em: novembro de 2019. (shrink)

In this book, author Gene Fendt shows how Plato's Republic provides a liturgical purification for the political and psychic delusions of democratic readers, even as Socrates provides the same for his interlocutors at the festival of Bendis. Each of the several characters is analyzed in accord with Book Eight's 6 geometrically possible kinds of character showing how their answers and failures in the dialogue exhibit the particular kind of movement and blindness predictable for the type.

The paper aims to explore what it means for something to be a social cycle, for a theory to be a social cycle theory, and to offer a suggestion for a simple, yet, we believe, fundamentally grounded schema for categorizing them. We show that a broad range of cycle theories can be described within the concept of disruption and adjustments. Further, many important cycle theories are true endogenous social cycle theories in which the theory provides a reason why the cycle (...) should recur. We find that many social cycle theories fit with a two-population disruption and adjustment model similar to the well-known predator-prey model. This implies that a general modeling framework could be established for creating agent-based models of many social cycle theories. (shrink)

As Shakespeare is closer in time and spirit to medieval psychology than to popular modern explanations of psyche, this article presents a fourfold analysis of ecstasy from Aquinas' Summa Theologiae to examine the characters of the play. I also suggest performance choices which make a variety of these ecstasies of soul more visible.

The usual interpretation of Republic 10 takes it as Socrates’ multilevel philosophical demonstration of the untruth and dangerousness of mimesis and its required excision from a well ordered polity. Such readings miss the play of the Platonic mimesis which has within it precisely ordered antistrophes which turn its oft remarked strophes perfectly around. First, this argument, famously concluding to the unreliability of image-makers for producing knowledge begins with two images—the mirror (596e) and the painter. I will show both undercut the (...) argument they introduce. Secondly, Socrates repeats the “three removes” argument three times. Each has its own object and philosophical axis. The “bed” argument (596a-598d) concerns the ontological status of images vis-à-vis human makers and the divine idea. The bit and bridle,” 601b-601d) emphasizes the epistemological status of image-making as beneath the human maker of bridles (having correct opinion) and the human user, who knows. This second takes away the ontological distinction which was the point of the first. Thus, any human being could be in any of the three positions—user, maker, imitator. This dance might bring one to doubt the conclusion that the imitator has “neither knowledge nor right opinion” (602a). Plato leads into his concluding psychological and moral argument (602c-605c) after a third variation of the 3 removes. This last gives us the image of the flute player (601d-602) as the one who knows and so can order the flute maker. We will conclude by considering what it is this flutist could know, and given that his art is itself a mimesis, who the imitator of this imitative artist could be. Thus attention to the differences among these examples opens a defense of the arts, which reverses many of the claims made against the arts within the ostensible “Platonic” argument. (shrink)

In a very literarily complicated setting, Frater Taciturnus sets a remark about Hamlet not being a Christian tragedy. After unpeeling that literary setting and noting that Taciturnus' remark aims more at Jacob Börne than at Shakespeare, the paper shows how Frater Taciturnus' remark calls into question the religious project of a certain danish author. For, Taciturnus' primary concern is to show that religious drama is not possible, or at least "ought not be." This general law applies to Hamlet as well, (...) and if Shakespeare was attempting a religious drama he a) shouldn't have because such a thing is essentially undramatizable, and b) failed because he did not begin (which would be possible) by showing the hero's religious presuppositions. Frater Taciturnus himself has given considerable thought to the extent and the manner in which the religious can be represented; in fact the letter to the reader is his proof of how perfectly his own narrative, "Guilty/Not Guilty," was constructed with precisely these problems in mind. The play is not the thing that Taciturnus is really interested in, nor is he interested in the playwright's intentions, he considers that the play's the thing that catches out Börne's misunderstanding of the religious, and it is this field—in particular, that area where the religious life and literary art intersect, that is the brother's interest and forte. But if Taciturnus is correct in his criticism of Börne, it should be impossible for S. Kierkegaard to produce a religious authorship as well. (shrink)

The problem Plato sounds from the first lines of LAWS, his final dialogue, might be put in Jean-François Lyotard's term: it is the problem of the differend. Lyotard's position is briefly explained, shown to be applicable to the discussion in several ways (not the least of which is the three different gods appealed to as sources of the laws). We then see how Plato makes a chorus of the differend, resolving Lyotard's modern problem.

This reading of Plato's Ion shows that the philosophic action mimed and engendered by the dialogue thoroughly reverses its (and Plato's) often supposed philosophical point, revealing that poetry is just as defensible as philosophy, and only in the same way. It is by Plato's indirections we find true directions out: the war between philosophy and poetry is a hoax on Plato's part, and a mistake on the part of his literalist readers. The dilemma around which the dialogue moves is false, (...) and would have been recognized as such by Plato's contemporaries. Further, it is intrinsically related to a false, but popular, view of language. So the way out of the false dilemma of the dialogue is the way out of the war between philosophy and poetry, and also makes one see what is false about the view of language which makes such war plausible. (shrink)

This paper aims at interpreting (primarily) the first six chapters of Aristotle’s Poetics in a way that dissolves many of the scholarly arguments conceming them. It shows that Aristotle frequently identifies the object of his inquiry by opposing it to what is other than it (in several different ways). As a result aporiai arise where there is only supposed to be illuminating exclusion of one sort or another. Two exemplary cases of this in chapters 1-6 are Aristotle’s account of mimesis (...) as other than enunciative speech (speech that makes truth claims, or representation) and his account of the final cause of tragedy in itself as plot, vis a vis its final cause as regards the audience, which is katharsis. Confusions arising from failure to see the otherness of representation and katharsis leads to an overly intellectualist understanding of the purpose of tragedy. (shrink)

Kant admits that there are two kinds of human works that have something sublime about them, the work of the poet, e.g., tragedy, and the work of the politician, i.e., war. This paper will explore Kant's reasoning about the sublime element in these two human works.

Defense of an account of intrinsic properties in terms of (what is now called) grounding rather than naturalness.

Peter Winch famously critiqued Michael Oakeshott's view of human conduct. He argued that Oakeshott had missed the fact that truly human conduct is conduct that 'follows a rule.' This paper argues that, as is sometimes the case with Oakeshott, what seems, on the surface, to be a disagreement with another, somewhat compatible thinker about a matter of detail in some social theory in fact turns out to point to a deeper philosophical divide. In particular, I contend, Winch, as typical of (...) those who only picked up on Oakeshott's work in the 1940s and 1950s, when Oakeshott became known for his critique of rationalism, failed to understand the idealist metaphysics underlying that critique. (shrink)

Discussion of partial grounds that aren't parts of full grounds; definition of full grounding in terms of partial grounding.

ABSTRACT Clinicians, researchers and the informed public have come to view addiction as a brain disease. However, in nature even extreme events often reflect normal processes, for instance the principles of plate tectonics explain earthquakes as well as the gradual changes in the face of the earth. In the same way, excessive drug use is predicted by general principles of choice. One of the implications of this result is that drugs do not turn addicts into compulsive drug users; they retain (...) the capacity to say ?no?. In support of the logical implications of the choice theory approach to addiction, research reveals that most addicts quit using drugs by about age 30, that most quit without professional help, that the correlates of quitting are the correlates of decision making, and, according to the most recent epidemiological evidence, the probability of quitting remains constant over time and independent of the onset of dependence. This last result implies that, after an initial period of heavy drug use, remission is independent of any further exposure to drugs. In short, there is much empirical support for the claim that addiction emerges as a function of the rules of everyday choice. (shrink)

A number of social theorists have contended that the essence of historical analysis is the employment of ideal types to comprehend past goings-on. But, while acknowledging that the study of history through ideal types can yield genuine insight, we may still ask if it represents the full emancipation of historical understanding from other modes of conceiving the past. This paper follows Michael Oakeshott's work on the philosophy of history in arguing that explaining the historical past by means of ideal types, (...) even though offering a coherent and fruitful enterprise, nevertheless falls short of fully embodying the characteristics that differentiate historical understanding. -/- This dispute involves fundamental issues regarding the nature of the social sciences. Furthermore, I suggest that it is of more than purely theoretical interest, in that social theorists who have accepted the Weberian view of historical inquiry will tend to be unaware of the defects inherent in all attempts to capture the nature of past events in a net of generalizations, and thus may be lead to ignore the inherent partiality of the understanding of historical happenings provided by ideal typification. (shrink)

Concerns around Generative Artificial Intelligence (GenAI) in higher education have so far largely centred on assessment integrity, resulting in fundamental questions about students’ broader engagement with these tools remaining underexplored. This paper reports on the findings of a survey that forms part of a wider study, comprising the first empirical investigation of GenAI use by university students as a method of engaging with their academic readings. Our survey of 101 students shows that over half of all students surveyed used GenAI (...) to some degree as a method of engaging with their unit readings. Our findings suggest that students turn to these tools in response to time constraints and conceptual difficulties, while maintaining complex attitudes toward their use: most welcome their availability, yet few report trusting or relying on GenAI-generated interpretations or summaries of texts. Importantly, our data reveals substantial demographic variations in usage patterns, with international students and those taking subjects as electives showing significantly higher rates of AI use to assist with reading. This suggests GenAI tools may be serving as important mediators for attempting to overcome epistemic barriers to learning, particularly for students who face additional linguistic or disciplinary challenges. (shrink)

I argue that ductal carcinoma in situ (DCIS), the tumor most commonly diagnosed by breast mammography, cannot be confidently classified as cancer, that is, as pathological. This is because there may not be dysfunction present in DCIS—as I argue based on its high prevalence and the small amount of risk it conveys—and thus DCIS may not count as a disease by dysfunction-requiring approaches, such as Boorse’s biostatistical theory and Wakefield’s harmful dysfunction account. Patients should decide about treatment for DCIS (...) based on the risks it poses and the risks and benefits of treatment, not on its disease status. (shrink)

In this paper an Artificial Neural Network (ANN) model, for predicting the category of a tumor was developed and tested. Taking patients’ tests, a number of information gained that influence the classification of the tumor. Such information as age, sex, histologic-type, degree-of-diffe, status of bone, bone-marrow, lung, pleura, peritoneum, liver, brain, skin, neck, supraclavicular, axillar, mediastinum, and abdominal. They were used as input variables for the ANN model. A model based on the Multilayer Perceptron Topology was established and (...) trained using data set which its title is “primary tumor” and was obtained from the University Medical Centre, Institute of Oncology, Ljubljana, Yugoslavia Test data evaluation shows that the ANN model is able to correctly predict the tumor category with 76.67 % accuracy. (shrink)

Cooperation is rife in the microbial world, yet our best current theories of the evolution of cooperation were developed with multicellular animals in mind. Hamilton’s theory of inclusive fitness is an important case in point: applying the theory in a microbial setting is far from straightforward, as social evolution in microbes has a number of distinctive features that the theory was never intended to capture. In this article, I focus on the conceptual challenges posed by the project of extending Hamilton’s (...) theory to accommodate the effects of gene mobility. I begin by outlining the basics of the theory of inclusive fitness, emphasizing the role that the concept of relatedness is intended to play. I then provide a brief history of this concept, showing how, over the past fifty years, it has departed from the intuitive notion of genealogical kinship to encompass a range of generalized measures of genetic similarity. I proceed to argue that gene mobility forces a further revision of the concept. The reason in short is that, when the genes implicated in producing social behaviour are mobile, we cannot talk of an organism’s genotype simpliciter; we can talk only of an organism’s genotype at a particular stage in its life cycle. We must therefore ask: with respect to which stage(s) in the life cycle should relatedness be evaluated? For instance: is it genetic similarity at the time of social interaction that matters to the evolution of social behaviour, or is it genetic similarity at the time of reproduction? I argue that, strictly speaking, it is neither of these: what really matters to the evolution of social behaviour is diachronic genetic similarity between the producers of fitness benefits at the time they produce them and the recipients of those benefits at the end of their life-cycle. I close by discussing the implications of this result. The main payoff is that it makes room for a possible new mechanism for the evolution of altruism in microbes that does not require correlated interaction among bearers of the genes for altruism. The importance of this mechanism in nature remains an open empirical question. (shrink)

What is a gene? Does it represent a natural kind, or is it just a tool for genomics? A clear answer to these questions has been challenged by postgenomic discoveries. In response, I will argue that the gene can be deemed a natural kind as it satisfies some requirements for genuine kindhood. Specifically, natural kinds are projectible categories in our best scientific theories, and they represent nodes in the causal network of the world (as in Khalidi. Natural Categories and Human (...) Kinds: Classification in the Natural and Social Sciences. Cambridge University Press, Cambridge, 2013; Khalidi. Synthese 195: 1379–1396, 2018; Khalidi. Are Sexes Natural Kinds, In: Dasgupta S, Weslake B (eds) Current Controversies in Philoso-phy of Science. Routledge, New York, 2020; Khalidi. Philos Sci 88:1–21, 2021). In Sect. 2, I will present a brief history of the gene and the controversy over its status. In Sect. 3, I will introduce the account of natural kinds considered in this paper. In Sect. 4, I will first present the relevant definition of genes and how they can be classified. Then, I will argue that the gene can be considered a natural kind as it satisfies the criteria for natural kindhood. Section 5 concludes. (shrink)

Genes and the Agents of Life undertakes to rethink the place of the individual in the biological sciences, drawing parallels with the cognitive and social sciences. Genes, organisms, and species are all agents of life but how are each of these conceptualized within genetics, developmental biology, evolutionary biology, and systematics? The 2005 book includes highly accessible discussions of genetic encoding, species and natural kinds, and pluralism above the levels of selection, drawing on work from across the biological sciences. (...) The book is a companion to the author's Boundaries of the Mind (2004), also available from Cambridge, where the focus is the cognitive sciences. The book will appeal to a broad range of professionals and students in philosophy, biology, and the history of science. You can download the table of contents and the first chapter here. (shrink)

A far-reaching and influential view in evolutionary biology claims that species are cohesive units held together by gene flow. Biologists have recognized empirical problems facing this view; after sharpening the expression of the view, we present novel conceptual problems for it. At the heart of these problems is a distinction between two importantly different concepts of cohesion, what we call integrative and response cohesion. Acknowledging the distinction problematizes both the explanandum of species cohesion and the explanans of gene flow that (...) are central to the view we discuss. We conclude by tracing four broader implications for the study and conceptualization of species. (shrink)

We attempt to improve the understanding of the notion of agene being `for a phenotypic trait or traits. Considering theimplicit functional ascription of one thing being `for another,we submit a more restrictive version of `gene for talk.Accordingly, genes are only to be thought of as being forphenotypic traits when good evidence is available that thepresence or prevalence of the gene in a population is the resultof natural selection on that particular trait, and that theassociation between that trait and the (...) gene in question isdemonstrably causal. It is therefore necessary to gatherstatistical, biochemical, historical, as well as ecologicalinformation before properly claiming that a gene is for aphenotypic trait. Instead of hampering practical use of the `genefor talk, our approach aims at stimulating much needed researchinto the functional ecology and comparative evolutionary biologyof gene action. (shrink)

Artificial intelligence (AI) is an area of computer science that emphasizes the creation of intelligent machines or software that work and reacts like humans, some of the computer activities with artificial intelligence are designed to include speech, recognition, learning, planning and problem solving. Deep learning is a collection of algorithms used in machine learning, it is part of a broad family of methods used for machine learning that are based on learning representations of data. Deep learning is used as a (...) technique to produce brain tumor detection and classification models using Magnetic Resonance Imaging (MRI) imaging for rapid and easy detection and identification of brain tumor. In this thesis, some ways and mechanisms will be reviewed to use deep learning techniques to produce a model for brain tumor detection. The goal is to find a good and effective way to detect brain tumor based on MRI to help the brain doctor in making decisions easily, accurately and rapidly. A recent report by the World Health Organization in February 2018 showed that the death rate from brain cancer or central nervous system (CNS) is the highest in the Asian continent. It is important to detect cancer early so that many of these lives can be saved. The model has been designed and implemented, including a dataset which consist of 10,000 images for brain tumor detection through the use of Deep learning algorithms based on neural networks. For testing, we have used our model, Inception, VGG16, MobileNet and ResNet models. The f-score accuracy we got for each model was as follows: Our model was 98.28, VGG16 was 99.86%, ResNet50 was 98.14%, MobileNet was 88,98%, and InceptionV3 was 99.88%. (shrink)

The gene's-eye view of evolution is an influential but contentious perspective on biology. It emerged in the aftermath of the Modern Synthesis and both proponents and detractors have stressed the link between the two. In particular, both the Modern Synthesis and the gene's-eye view have been criticized for overemphasizing the role genes at the expense of organisms in evolutionary explanations. In this chapter, I discuss the connection between the Modern Synthesis and the gene’s-eye view and evaluate the status of (...) genes and organisms in contemporary biology. I show that while the gene’s-eye view traces its origin back to the Modern Synthesis, it can most accurately be said to represent a specific – adaptationist and gene-centric – version of it. To assess the role of genes and organisms, I examine the intimate relationship between the gene’s-eye view and another post-Synthesis development, the concept of inclusive fitness. I argue that the popularity and influence of inclusive fitness theory demonstrate that the individual organism remains safe at the heart of modern evolutionary biology. (shrink)

Brain tumors pose significant challenges in modern healthcare, with accurate and timely diagnosis crucial for determining appropriate treatment strategies. Artificial intelligence has made significant advancements in recent years. Rule-based expert systems (if-then rule-based systems) have emerged as a promising approach for clinical decision-making in brain tumor diagnosis. In this paper, we present "A CLIPS-Based Expert System for Brain Tumor Diagnosis," which leverages a set of 14 if-then rules to diagnose brain tumors with three possible outcomes: 1) Confirm the (...) diagnosis of a brain tumor, 2) Consider the possibility of a brain tumor that has metastasized, and 3) Consider the possibility of a brain tumor. Our expert system offers a user-friendly interface, enabling users to select symptoms and receive a diagnosis based on the provided information. This paper discusses the expert system's development, implementation, and evaluation, highlighting its potential to facilitate brain tumor diagnosis and decision-making in clinical settings. Additionally, we provide a literature review that contextualizes our expert system within the broader landscape of rule-based expert systems for brain tumor diagnosis, examining their effectiveness, limitations, and challenges. (shrink)

Mit den Fortschritten in Generativer Künstlicher Intelligenz, Large Language Models, Brain-Computer Interfaces und genetischen Eingriffen gewinnt auch der Transhumanismus an Relevanz. Der Transhumanismus ist ein beliebtes Thema der Medien und wird in Tages- und Wochenzeitungen sowie im Fernsehen gerne aufgegriffen. Außerdem gibt es inzwischen viele Filme, die den Transhumanismus thematisieren, z. B. die Dokumentation „Endlich unendlich“ (2021, Regie: Stephan Bergmann). Der Transhumanismus wurde in Österreich auch Gegenstand einer Verschwörungserzählung, über die der Bayrische Rundfunk aufgeklärt hat. Auf den Wahlplakaten der „Partei (...) für Gesundheitsforschung“ ist der Transhumanist Aubrey de Grey abgebildet, der ein in Cambridge lebender Brite ist, aber auf Plakaten in Deutschland dargestellt wird. Diese und weitere Entwicklungen machen es notwendig, sich mit dem Transhumanismus aus wissenschaftlicher Perspektive auseinanderzusetzen. Was ist der Transhumanismus? Alle sprechen von Transhumanismus, aber was der Transhumanismus letztlich ist, bleibt häufig unklar. Der Transhumanismus (TH) ist eine philosophisch-technologische Bewegung des 20. und 21. Jahrhunderts, die es sich zum Ziel setzt, mittels neuer Technologien den Menschen grundlegend zu transformieren. Wichtig ist dabei, dass sich der TH nicht mit den Optimierungsbestrebungen in der Gesellschaft oder technologischem Fortschritt gleichsetzen lässt. Vielmehr verstehe ich unter TH die Gruppe, die sich um die Organisation Humanity+ in Kalifornien versammelt und die Personen, die sich explizit alsVertreter*innen des TH verstehen. Der TH hat eine ganz eigene Agenda, eigene Institutionen, Organisationen und Publikationsorgane.4 Zu den Themen und Visionen gehören die Lebensverlängerung von mehreren Hundert Jahren bis zur Unsterblichkeit, Kryonik (das Einfrieren des Körpers, der wieder aufgetaut werden soll, wenn nach transhumanistischer Vorstellung Unsterblichkeit ermöglicht werden kann), umfassendes Enhancement und die Verschmelzung von Körper und Technik sowie Beseitigung allen Leids, aller Krankheiten und Aufhebung des Alterns. Der TH strebt danach, mittels Technik neue Sinnesfähigkeiten zu erlangen und neue (virtuelle) Erfahrungswelten zu erschließen. Außerdem wird von vielen Transhumanist*innen auch die hochspekulative Vision des Mind Uploading vertreten, die streng genommen dem Posthumanismus zugeordnet werden muss Gemäß dieser Vision soll durch das maschinelle Lesen des Gehirns der ganze Mensch auf ein externes Medium hochgeladen werden können. Die Vision des Mind Uploadings ist aus naturwissenschaftlicher Perspektive hochumstritten, ist aber ein sehr beliebtes Motiv, das auch außerhalb des TH Wirkung zeigt und in viele Science-Fiction- Filme Eingang gefunden hat (z.B. die Amazon Serie „Upload“, 2020, Regie: Greg Daniels). Das Bestreben des TH, den Menschen grundlegend zu transformieren, wirft zunächst die Frage auf, wie der TH den Menschen überhaupt versteht. Dieser Frage nach dem Menschenverständnis des TH habe ich mich in meinem Buch „Über-Menschen. Philosophische Auseinandersetzung mit der Anthropologie des Transhumanismus“ gewidmet. Philosophische Anthropologie bezeichnet die wissenschaftlichen, philosophischen Reflexionen auf den Menschen. Welches Menschenverständnis vertritt der TH und lässt sich unsere Anthropologie auf dieser Grundlage weiterentwickeln? Das Buch gliedert sich in drei Teile: Teil 1 führt zuerst in die Bewegung des TH ein, worauf Teil II aufbaut, der sich mit dem Menschenverständnis des TH beschäftigt. Teil III betrachtet schließlich heutige Optimierungsbestrebungen in der Gesellschaft sowie neue Ansätze für die Technikanthropologie (z. B. Kritischer Posthumanismus und Neuer Materialismus). Die nachfolgenden Kapitel dieses Aufsatzes sind ein Ausschnitt aus Teil II, der Untersuchung des transhumanistischen Menschenverständnisses. Dieser Aufsatz widmet sich dem „genetisch codierten Menschen“ im TH, also der transhumanistischen Sicht auf den Menschen als jemanden, die*der vollständig von ihren*seinen Genen bestimmt ist. Der genetische Diskurs ist nur einer von fünf im TH dominanten Diskursen, die das transhumanistische Menschenverständnis ausmachen. Zu den anderen Diskursen bzw. transhumanistischen Bestimmungen des Menschen gehören: der Diskurs um die „Natur des Menschen“, der Maschinendiskurs – die Bestimmung des Menschen als Maschine –, der neurowissenschaftliche Diskurs – die Gleichsetzung des Menschen mit dem Gehirn bzw. Neuronalem und zuletzt die metaphysischen Verhältnisbestimmungen von Geist und Körper (PUZIO, Über-Menschen, Kap. 4). Diese transhumanistischen Bestimmungen des Menschen werden am Ende ausgewertet. Ohne die Ergebnisse dieses Kapitels im Detail vorwegnehmen zu wollen, kann für die Gesamtuntersuchung des TH gesagt werden, dass das transhumanistische Menschenverständnis sich als hochproblematisch erweist. Die transhumanistischen Argumentationsstrukturen sind nicht tragfähig und der TH behauptet sich auf die Naturwissenschaften zu berufen, widerspricht allerdings den aktuellen Ergebnissen der Naturwissenschaften. Dies wird in den nachfolgenden Kapiteln gut deutlich werden. Der TH hat ein reduktionistisches Menschenverständnis und reduziert den Menschen beispielsweise auf „Information“. Viele Ausführungen sind diskriminierend z. B. gegenüber Kranken, Alternden und Menschen mit Behinderungen und letztendlich wird sogar jeder Mensch, auch der gesunde junge Mensch, gegenüber der Maschine abgewertet, die aus transhumanistischer Sicht den Menschen weit übertrifft. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden sogar „ideologische Elemente“ im TH identifiziert. Daher wird in der Arbeit abgelehnt, den TH als Grundlage für die Weiterentwicklung der Anthropologie zu verwenden und stattdessen werden im letzten Teil der Arbeit alternative Ansätze für die Technikanthropologie präsentiert. Wie bereits erwähnt, richtet sich die Kritik am TH jedoch nicht gegen die heutige Optimierung in der Gesellschaft, die ebenfalls im letzten Teil der Arbeit diskutiert wird. Optimierungsbestrebungen hat es schon immer gegeben und sie werden nun durch neue Technologien weiter verändert, sie sind aber nicht mit der Bewegung des TH gleichzusetzen. Das Kapitel ist eingebettet zwischen dem Maschinendiskurs (Mensch als Maschine) mit seinen Ausführungen zu Information und Kybernetik und dem neurowissenschaftlichen Diskurs („Der Mensch ist ihr*sein Gehirn“). Es wird im Folgenden der genetische Diskurs im TH untersucht, also wie der TH den Menschen vollständig auf Gene zurückführt, und dies schließlich kritisch geprüft. Sind „gute Gene“ alles? Kann der Mensch vollständig über ihre*seine Gene bestimmt werden? Und was hat es mit der trügerischen „genetischen Information“ auf sich? Zunächst wird der genetische Diskurs im TH dargestellt, also die genetischen Ausführungen des TH präsentiert (Kap. 2), danach wird der Blick auf den Gebrauch der genetischen Metaphern im TH gerichtet (Kap. 3) und zuletzt werden die genetischen Vorstellungen des TH kritisiert (Kap. 4). Der Aufsatz schließt in Kap. 5mit einer (vorläufigen) Zusammenführung der Ergebnisse und einem Ausblick. (shrink)

Many arguments have been made against gene editing. This paper addresses the commonly invoked argument that gene editing violates human dignity and is ultimately a subversion of human nature. There are several drawbacks to this argument. Above all, the concept of what human dignity means is unclear. It is not possible to condemn a practice that violates human dignity if we do not know exactly what is being violated. The argument’s entire reasoning is thus undermined. Analyses of the arguments involved (...) in this discussion have often led to the conclusion that gene editing contravenes the principle of genetic identity (genetic immutability) thereby subverting a requisite of human dignity and ultimately threatening human nature. This paper refutes these arguments and shows that any opposition to gene editing cannot rely on the human dignity argument. (shrink)

In this paper, I explore the “expressivist critique” of the use of prenatal testing to select against the birth of persons with impairments. I begin by setting out the expressivist critique and then highlighting, through an investigation of an influential objection to this critique, the ways in which both critics and proponents of the use of technologies of genetic selection negotiate a difficult set of dilemmas surrounding the relationship between genes and identity. I suggest that we may be able (...) to advance the debate about these technologies by becoming more aware of the ways in which this debate is itself in part a political contestation over this relationship. Ultimately, I will argue, the real force of the expressivist objection lies in its capacity to draw our attention to political questions about the role of the state and about relationships between different social groups rather than between parents and prospective children. That is to say, crucial issues, when evaluating the force of this criticism, turn out to be: the nature of the institutions which determine how decisions about prenatal selection are made; and how we think of each other, that is, what we take to be the defining characteristics of human beings. Paradoxically, arguments about the ethics of the “sorting society”, both supportive and critical, are an important arena in which these institutions and these ideas about identity are contested and shaped. An increased awareness of the reflexive nature of the process of debating these issues may assist us in better negotiating them. (shrink)

Understanding the dynamics of information is crucial to many areas of research, both inside and outside of philosophy. Using computer simulations of three kinds of information, germs, genes, and memes, we show that the mechanism of information transfer often swamps network structure in terms of its effects on both the dynamics and the fitness of the information. This insight has both obvious and subtle implications for a number of questions in philosophy, including questions about the nature of information, whether (...) there is genetic information, and how to arrange scientific communities. (shrink)

The rapidly increasing wealth of genomic data has driven the development of tools to assist in the task of representing and processing information about genes, their products and their functions. One of the most important of these tools is the Gene Ontology (GO), which is being developed in tandem with work on a variety of bioinformatics databases. An examination of the structure of GO, however, reveals a number of problems, which we believe can be resolved by taking account of (...) certain organizing principles drawn from philosophical ontology. We shall explore the results of applying such principles to GO with a view to improving GO’s consistency and coherence and thus its future applicability in the automated processing of biological data. (shrink)

The computational genomics community has come increasingly to rely on the methodology of creating annotations of scientific literature using terms from controlled structured vocabularies such as the Gene Ontology (GO). We here address the question of what such annotations signify and of how they are created by working biologists. Our goal is to promote a better understanding of how the results of experiments are captured in annotations in the hope that this will lead to better representations of biological reality through (...) both the annotation process and ontology development, and in more informed use of the GO resources by experimental scientists. (shrink)

The Gene Ontology is an important tool for the representation and processing of information about gene products and functions. It provides controlled vocabularies for the designations of cellular components, molecular functions, and biological processes used in the annotation of genes and gene products. These constitute three separate ontologies, of cellular components), molecular functions and biological processes, respectively. The question we address here is: how are the terms in these three separate ontologies related to each other? We use statistical methods (...) and formal ontological principles as a first step towards finding answers to this question. (shrink)

The unit of selection is the concept of that ‘something’ to which biologists refer when they speak of an adaptation as being ‘for the good of’ something. Darwin identified the organism as the unit of selection because for him the ‘struggle for existence’ was an issue among individuals. Later on it was suggested that, in order to understand the evolution of social behavior, it is necessary to argue that groups, and not individuals, are the units of selection. The last addition (...) to this debate was the formulation by Dawkins, in 1976, that the genes themselves are the units of selection while organisms are merely the temporary receptacles and vehicles for such genes. Thus, the preposterous dissolution of the organism into genes and the proteins coded by such genes has been introduced in the evolutionary discourse by neglecting that the explanations for biological phenomena can be either synchronic or diachronic, depending on the phenomenon to be explained. Therefore explanations in molecular biology are synchronic while evolutionary biology needs diachronic explanations. Nevertheless, for ultra-Darwinians such as Dawkins, efficient replication is all that biology is about. Here I develop an argument in order to show that there is nothing in molecular and cell biology that might support such a contention and that the idea of the gene as the unit of selection is incompatible with the evident evolution of biological complexity. (shrink)

A network of gene regulation organized in a hierarchical and combinatorial manner is crucially involved in the development of the neural network, and has to be considered one of the main substrates of genetic change in its evolution. Though qualitative features may emerge by way of the accumulation of rather unspecific quantitative changes, it is reasonable to assume that at least in some cases specific combinations of regulatory parts of the genome initiated new directions of evolution, leading to novel capabilities (...) of the brain. These notions are applied, in this paper, to the evolution of the capability of cognition-based human empa­thy. It is suggested that it has evolved as a secondary effect of the evolution of strategic thought. Development of strategies depends on abstract representations of one’s own pos­sible future states in one’s own brain to allow assessment of their emotional desirability, but also on the representation and emotional evaluation of possible states of others, allowing anticipation of their behaviour. This is best achieved if representations of others are con­nected to one’s own emotional centres in a manner similar to self-representations. For this reason, the evolution of the human brain is assumed to have established representations with such linkages. No group selection is involved, because the quality of strategic thought affects the fitness of the individual. A secondary effect of this linkage is that both the actual states and the future perspectives of others elicit vicarious emotions, which may contribute to the motivations of altruistic behaviour. (shrink)

Abstract: Many believe that, in addition to cognitive capacities, autonomous robots need something similar to affect. As in humans, affect, including specific emotions, would filter robot experience based on a set of goals, values, and interests. This narrows behavioral options and avoids combinatorial explosion or regress problems that challenge purely cognitive assessments in a continuously changing experiential field. Adding human-like affect to robots is not straightforward, however. Affect in organisms is an aspect of evolved biological systems, from the taxes of (...) single-cell organisms to the instincts, drives, feelings, moods, and emotions that focus human behavior through the mediation of hormones, pheromones, neurotransmitters, the autonomic nervous system, and key brain structures. We argue that human intelligence is intimately linked to biological affective systems and to the unique repertoire of potential behaviors, sometimes conflicting, they facilitate. Artificial affect is affect in name only and without genes and biological bodies, autonomous robots will lack the goals, interests, and value systems associated with human intelligence. We will take advantage of their general intelligence and expertise, but robots will not enter our intellectual world or apply for legal status in the community. -/- . (shrink)

When we think about postmodernism we have to consider its implication in every aspect of society and none would doubt that homosexuality is one of these major implication especially for the contemporary church. The influence of relativism and the paradigm shift in humanity made homosexuality not just acceptable, but in many cases a norm. For a long time the church barricaded herself not only behind her Jewish-christian worldview and theological values, but also behind the absolutes of science that just has (...) to agree that in the beginning there were only male and female. For long time homosexuality has been viewed as a behavior option, but what about if science has come up with a new discovery so called Gay Gene? That is exactly what we want to discuss in this essay. (shrink)

I want to exhibit the deeper metaphysical reasons why some common ways of describing the causal role of genes in development and evolution are problematic. Specifically, I show why using the concept of information in an intentional sense in genetics is inappropriate, even given a naturalistic account of intentionality. Furthermore, I argue that descriptions that use notions such as programming, directing or orchestrating are problematic not for empirical reasons, but because they are not strictly causal. They are intentional. By (...) contrast, other notions that are part of the received view in genetics and evolutionary theory are defensible if understood correctly, in particular the idea that genes are the main replicators in evolution. The paper concludes that dropping all intentional or intentionally laden concepts does not force us to accept the so-called causal parity thesis, at least not in its stronger form. (shrink)

Personalized genomics companies (PG; also called ‘direct-to-consumer genetics’) are businesses marketing genetic testing to consumers over the Internet. While much has been written about these new businesses, little attention has been given to their roles in science communication. This paper provides an analysis of the gene concept presented to customers and the relation between the information given and the science behind PG. Two quite different gene concepts are present in company rhetoric, but only one features in the science. To explain (...) this, we must appreciate the delicate tension between PG, academic science, public expectation, and market forces. (shrink)

A discussion of plasticity genes and the genetic architecture of gene-environment interactions.

In this paper, we apply the perspective of intra-organismal ecology by investigating a family of ecological models suitable to describe a gene therapy to a particular metabolic disorder, the adenosine deaminase deficiency (ADA-SCID). The gene therapy is modeled as the prospective ecological invasion of an organ (here, bone marrow) by genetically modified stem cells, which then operate niche construction in the cellular environment by releasing an enzyme they synthesize. We show that depending on the chosen order (a choice that cannot (...) be made on \textit{a priori} assumptions), different kinds of dynamics are expected, possibly leading to different therapeutic strategies. This drives us to discuss several features of the extension of ecology to intra-organismal ecology. (shrink)

Formal principles governing best practices in classification and definition have for too long been neglected in the construction of biomedical ontologies, in ways which have important negative consequences for data integration and ontology alignment. We argue that the use of such principles in ontology construction can serve as a valuable tool in error-detection and also in supporting reliable manual curation. We argue also that such principles are a prerequisite for the successful application of advanced data integration techniques such as ontology-based (...) multi-database querying, automated ontology alignment and ontology-based text-mining. These theses are illustrated by means of a case study of the Gene Ontology, a project of increasing importance within the field of biomedical data integration. (shrink)

Rapid advances in genome editing and its potential application in medicine and enhancement have been hotly debated by scientists and ethicists. Although it has been proposed that germline gene editing be discouraged for the time being1, the use of gene editing in somatic human cells in the clinical context remains controversial, particularly for interventions aimed at enhancement2. In a report on human genome editing, the US National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (NAS; Washington, DC) notes that “important questions raised (...) with respect to genome editing include how to incorporate societal values into salient clinical and policy considerations”3. We report here our research that opens a window onto what the public thinks about these issues. (shrink)

A critical examination of the dispute about the existence and significance of "plasticity genes.".