O sucesso da vacina RNA contra a COVID-19 – Nanomedicina em destaque

Phizer/BioNTech e Moderna arriscaram quase tudo em um curto espaço de tempo e conseguiram testar e produzir em larga escala duas vacinas com base em RNA contra a COVID-19, em uma exitosa campanha que abriu uma nova janela no campo da imunologia.

Embora diversos pesquisadores no mundo estivessem trabalhando nessa vertente há já algum tempo, o certo é que pandemia obrigou a uma aceleração no desenvolvimento dessa tecnologia que tem como principal combatente o próprio corpo humano.

É do conhecimento de todos que uma vacina tem o objetivo de “despertar” e “sensibilizar” o sistema imunológico, utilizando algum material extraído de determinadas bactérias, vírus, etc., de forma a que o corpo humano desenvolva uma espécie de “memória”. Assim, quando determinadas bactérias ou vírus atacam, o sistema imunológico reconhece esse ataque e responde contra-atacando.

A emergência da pandemia da COVID-19 obrigou a que cientistas de todo o mundo se unissem em torno do desenvolvimento de diversas vacinas, tendo apostado naquelas que são tidas como convencionais, ou seja, com base no vírus inativado, ou em seus fragmentos, cultivando-o em laboratório. Processo moroso e arriscado, contudo, exitoso, quando se fala em COVID-19.

O caminho da vacina (NIH)

Contudo, a janela da ciência se escancarou quando foi apresentada a proposta de desenvolver vacinas contra a COVID-19 de RNA, produzidas em laboratório. “A abordagem do RNA é um fato bastante interessante e importante porque esses RNA’s, idênticos aos virais, são introduzidos dentro de células do sistema imune do corpo humano e as induzem a produzirem partes de uma proteína que o vírus também fabrica (SPIKE), facilmente identificada por cada uma das pontas que já conhecemos na imagem do vírus da COVID-19. Com a fabricação dessas proteínas, o sistema imunológico fica com uma espécie de “impressão digital” e, em contato com o vírus, reconhece que isso é algo perigoso que não pertence ao corpo humano, desenvolvendo então uma imunidade”, salienta o Prof. Valtencir Zucolotto, pesquisador e docente do IFSC/USP, Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (GNano).

Entrada fulgurante da nanomedicina no combate à COVID-19

Ao contrário do DNA, que é uma molécula relativamente mais estável e que se pode armazenar ao longo de meses e anos a temperaturas que variam entre 4° e -20°, o RNA é muito mais instável, degradando-se com bastante facilidade, motivo pelo qual o desenvolvimento de uma vacina RNA se torna extremamente complexa. Foi para resolver esse problema que os cientistas decidiram introduzir o RNA em uma cápsula que pudesse travar essa instabilidade a longo prazo – uma nanocápsula lipídica. Essa “roupagem” nanotecnológica evitaria também que o RNA fosse degradado por enzimas do corpo humano. “No início dessa nova pesquisa os cientistas se debateram com uma contrariedade, que era a necessidade de manter a vacina a uma temperatura extrema de -80°, algo que foi sendo aprimorado até os dias de hoje, mantendo-a a uma temperatura ideal de -20º, algo que é compatível através da utilização de uma geladeira industrial. “Tudo isso foi graças à estabilidade que essa nanopartícula oferece para acolher o RNA, sendo que a partir daí o início da aplicação da vacina estava desenhado”, pontua Zucolotto.

A introdução do RNA no corpo humano

Prof. Valtencir Zucolotto

A área de nanomedicina designada “Smart Drug Delivery” já vem sendo estudada e desenvolvida há décadas, usando nanopartículas (ou nanocápsulas), algo que tem sido uma constante no GNano do IFSC/USP. De fato, quando se administram essas nanocápsulas no corpo humano, dependendo de como elas foram preparadas, elas circulam por algum tempo no organismo até começarem a funcionar para aquilo que foram desenhadas. Por exemplo, se elas foram projetadas para atingir um tumor, elas podem se acumular nessa região, destruindo somente as células tumorais. Algo semelhante acontece no caso da vacina RNA, como explica o Prof. Zucolotto. “Essas nanopartículas vão para dentro das células, produzindo partes das proteínas do vírus da COVID-19, fazendo com que o corpo comece a produzir numa resposta imunológica contra isso. Resultado: a pessoa fica imune”. A importância da nanocápsula é que ela garante a atividade e estabilidade do RNA, de forma a que ele entre e permaneça no corpo, completamente ativo.

Estas pesquisas e testes já estavam sendo feitas anteriormente à pandemia, obviamente em escala bastante reduzida e de forma experimental em seres humanos, sendo que neste desenvolvimento de vacinas tudo isto foi aplicado em termos globais, sendo, por isso, a consolidação da nanomedicina no mundo. Um imunizante guardado dentro de uma nanocápsula e destinado a bilhões de pessoas.

Estados Unidos, Alemanha, Áustria, França, Itália, Grécia, Portugal, Espanha e República Tcheca foram os primeiros países a administrarem a vacina RNA.

Os trabalhos no GNano

Quanto aos trabalhos que estão sendo desenvolvidos no GNano, cuja coordenação está a cargo do Prof. Zucolotto, eles estão divididos em duas áreas distintas: diagnóstico e terapia. Na área de diagnóstico estão sendo desenvolvidos sistemas para detecção da COVID-19, enquanto, que na de terapia, os trabalhos se direcionam para o encapsulamento de duas moléculas antivirais para a COVID-19, nomeadamente para o tratamento da inflamação dos alvéolos pulmonares.

Ambas as pesquisas ainda estão em sigilo.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Pesquisadores desenvolvem novo método para descontaminar água

Um estudo desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Espectroscopia de Materiais Funcionais (Lemaf) do IFSC/USP, em parceria com colegas do African Centre of Excellence for Water and Environmental Research (Acewater), da Nigéria, conseguiu resultados muito promissores para o desenvolvimento de uma nova forma segura e de baixo custo para a descontaminação de água – fotocatálise -, tendo como principal objetivo a implementação da mesma em países subdesenvolvidos, ou em desenvolvimento, onde as doenças, muitas delas fatais, associadas a águas contaminadas, continuam a ser uma realidade em grande parte do planeta

Esta pesquisa foi coordenada pelos pesquisadores do IFSC/USP, Profs. Andréa de Camargo e Hellmut Eckert, e por Emmanuel Unuabonah, diretor do Acewater e professor da Redeemer’s University, da Nigéria. que, com o apoio da FAPESP, permaneceu três meses em nosso Instituto para acompanhar o desenvolvimento do trabalho.

Em entrevista concedida à Agência FAPESP, a Profª Andréa de Camargo confirmou que a fotocatálise é, de fato, a forma mais eficiente de descontaminação da água, tendo a equipe desenvolvido um método que utiliza nanocompósitos fotocatalíticos baseados em precursores de baixo custo, abundantes nos países da África subsaariana e também no Brasil, e em radiação solar, o que proporciona uma solução sustentável para regiões nas quais o abastecimento de energia elétrica estável constitui um problema. Assim, ao interagir com a radiação solar, o material libera espécies reativas de oxigênio – como o oxigênio singleto – que destrói microrganismos e degrada resíduos de antibióticos e efluentes agrícolas.

Profª Andréa de Carmargo

Para produzir os nanocompósitos, os pesquisadores utilizaram como precursores argila (caulinita), semente de mamão papaia ou casca de banana (como fontes de carbono) e sais de metais (cloreto de cobre ou cloreto de zinco). “Nanocompósitos formados por caulinita, sementes de papaia, cobre e zinco mostraram-se eficientes para a purificação de água contaminada por Escherichia coli resistente a múltiplas drogas e metais”, afirma De Camargo.

O estudo identificou três mecanismos de desinfecção, dependendo do compósito estudado: a interação eletrostática, identificada para o compósito dopado com zinco, em que cargas superficiais positivas interagem fortemente com grupos carboxílicos das paredes celulares das bactérias, levando-as a aderir às superfícies do compósito; a toxicidade metálica, identificada, em menor ou maior escala, para os três compósitos testados; e a fotocatálise, com a geração de oxigênio singleto a partir do oxigênio molecular em presença da luz solar e a oxidação de lipídeos e proteínas em torno das membranas celulares das bactérias, levando à sua destruição.

“Apesar de os três mecanismos terem sido identificados, ainda não está claro se ocorrem simultânea ou sequencialmente. Em todo caso, a prova do conceito está dada: materiais híbridos nanocompósitos baseados em precursores de baixo custo foram eficientemente utilizados para a desinfecção de água contaminada com bactérias multirresistentes”, sublinhou Andréa de Camargo à Agência FAPESP, tendo acrescentado que “Considerando o consumo diário médio por adultos saudáveis, que é de três litros e meio, os resíduos de cobre e zinco presentes na água tratada, respectivamente de 0,8 miligrama e de 0,51 miligrama por litro, estão abaixo do máximo recomendado pela Organização Mundial de Saúde [OMS]”, ou seja, os resíduos de cobre e zinco presentes na água tratada não são prejudiciais para o consumo humano.

Recordamos que o acesso à água potável vem diminuindo, devido ao progressivo descarte de poluentes domésticos, agrícolas, industriais e hospitalares no meio ambiente. Microrganismos nocivos, nitratos, fosfatos, fluoretos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e metais pesados – como cádmio, mercúrio e chumbo – estão entre os principais contaminantes.

Segundo estimativa da Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 2 bilhões de pessoas bebem água contaminada por fezes, sendo também um drama a contaminação da água por cepas de bactérias resistentes a múltiplas drogas e metais, selecionadas pelo descarte indiscriminado de antibióticos no meio ambiente.

(Com informações da Agência FAPESP)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Workshop “A Física e a Aeronáutica” reúne estudantes e professores

Alunas e alunos da disciplina de Laboratório de Física Geral II, em 2018

Idealizado como a atividade final das disciplinas de Laboratório de Física Geral I e II oferecidas à distância durante 2020 às alunas e aos alunos do primeiro ano do Curso de Engenharia Aeronáutica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), realizou-se no dia 29/03/2021, de forma virtual, o Workshop “A Física e a Aeronáutica”, evento que foi coordenado pelo docente das disciplinas e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Tito J. Bonagamba.

Desde o segundo semestre de 2018, além das atividades previstas nas ementas dessas duas disciplinas experimentais, estão sendo inseridas palestras especiais, cujos conteúdos envolvem aplicações dos conceitos físicos apresentados em aula na área de Engenharia Aeronáutica, proferidas por docentes da área de Engenharia.

Como exemplos dos temas integrados de Física e Engenharia Aeronáutica discutidos nas palestras especiais, incluem-se:

i) medidas de grandezas físicas e equipamentos de cockpits de aviões;

ii) giroscópio e navegação aérea;

(iii) ressonância mecânica e flutter; e

(iv) expansão adiabática de gases e motores de combustão interna.

Com essas atividades de integração entre a Física e a Engenharia Aeronáutica, com destaque para a participação de docentes do Departamento de Engenharia Aeronáutica (SAA) da EESC/USP, o interesse pela Física nas duas disciplinas tem sido estimulado, com bons resultados.

Além deste estímulo, essas atividades têm antecipado a importante integração das alunas e dos alunos com os docentes do SAA/EESC/USP e o envolvimento com temas da Engenharia Aeronáutica.

O workshop foi realizado com as seguintes palestras:

– “Santos Dumont e suas importantes contribuições”, Prof. Henrique Lins de Barros (CBPF);

– “Motores de Combustão Interna – Turbinas de Avião”, Prof. Délson Luiz Módolo (Departamento de Engenharia Mecânica/UNESP/Bauru);

– “Conservação da Energia, o princípio para a energia renovável”, Prof. Hernán Darío Cerón Muñoz (SAA/EESC/USP);

– “Sensoriamento em Sistemas Aeronáuticos”, Prof. Jorge Henrique Bidinotto (SAA/EESC/USP);

Acesse abaixo outras matérias sobre essas atividades, desde 2018:

outubro de 2018

dezembro de 2018

abril de 2019

junho de 2019

dezembro de 2020

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Workshop de integração em prol do desenvolvimento do Judô

A Escola de Educação Física e Esporte de Ribeirão Preto (EEFERP), da Universidade de São Paulo (USP), e o Club Athletico Paulistano (CAP), realizaram, no dia 20/03/2021, um workshop dedicado ao Judô, uma das modalidades esportivas mais importantes do Brasil. Este evento foi de grande relevância para as duas instituições, que visam integrar seus conhecimentos em prol do desenvolvimento da modalidade, tanto no ambiente esportivo quanto acadêmico, demonstrando os esforços da EEFERP/USP para atuar fora dos muros da Universidade e do CAP, para interagir com a Academia.

O evento, idealizado e coordenado pelo Prof. Tito José Bonagamba, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC), USP, contou com a presença equipe de Judô do CAP, liderada pelo Prof. Douglas Vieira, medalha de prata nos Jogos Olímpicos de 1984, em Los Angeles. O Prof. Douglas Vieira alcançou este expressivo êxito quando era aluno do quarto ano do curso de Educação Física da Escola de Educação Física e Esporte (EEFE), USP, um orgulho para a Universidade.

A EEFERP/USP esteve representada pelos Professores Cristiano Roque Antunes Barreira (Diretor da Unidade), Marcelo Papoti (Vice-Diretor da Unidade) e Enrico Fuini Puggina (Coordenador do Programa de Pós-Graduação da Unidade).

Prof. Tito José Bonagamba

Um fato importante a destacar nesta equipe de docentes que representou a USP é que todos atuaram esportivamente em diferentes modalidades e continuam contribuindo para o desenvolvimento delas, incluindo o Judô.

Por sua vez, o Prof. Douglas Vieira participou do evento acompanhado por membros da sua equipe técnica, incluindo os treinadores Giovani Marcon, Marcos Dagnino, Rainner Ociscki e Eugênio Diniz, bem como a psicóloga Cristina Madi.

Além desses participantes, o evento foi enriquecido com a presença de atletas e pesquisadores da área, incluindo alunos de graduação e pós-graduação.

Coube ao Prof. Tito J. Bonagamba realizar a abertura do evento, apresentando o Projeto “Judô na EEFERP/USP”, criado em 2017, dando destaque à Clínica de Avaliação Multidisciplinar de Atletas de Alto Rendimento. Em sua apresentação, ele fez um paralelo entre as categorias docentes da USP e as graduações no Judô, classificando os Professores Doutores como Faixas Pretas, Livre-Docentes como Faixas Vermelhas e Brancas e os Titulares como Faixas Vermelhas, sendo os dois últimos conhecidos como Kodanshas. Na sequência, o Prof. Bonagamba apresentou os perfis acadêmicos dos docentes da EEFERP/USP que atuam no Projeto, todos Kodanshas acadêmicos, e destacou a importância da parceria entre o CAP e a EEFERP/USP, que está sendo solidamente construída. Ao mencionar o termo Kodansha, agradeceu a prestigiosa presença do Prof. Douglas Vieira (Faixa Vermelha e Branca 7º Dan), destacando seu brilhante currículo esportivo e sua passagem pela USP, e agradecendo sua disposição para colaborar com a EEFERP/USP em um projeto que visa o aprimoramento do Judô, tanto no ambiente esportivo quanto acadêmico.

Após a abertura do evento, os Profs. Cristiano R. A. Barreira e Douglas Vieira fizeram seus pronunciamentos, destacando suas expectativas com a parceria.

Prof. Cristiano Roque Antunes Barreira

O Prof. Cristiano Barreira, valendo-se da analogia entre as titulações acadêmicas e as graduações no Judô, lembrou que o prof. Tito J. Bonagamba atua no ambiente da Universidade como um Kodansha, isto é, como um norteador central para a parceria que se concretiza nesse encontro. Para ele, trata-se de estreitar a relação com a sociedade aplicando conhecimentos de ponta no alto rendimento esportivo. Ao mesmo tempo, frisou, trata-se de identificar problemas em situações únicas e reais do contexto do alto rendimento para fazer avançar o conhecimento científico.

Prof. Douglas Vieira

O Prof. Douglas Vieira fez sua saudação inicial e expressou seus agradecimentos, em especial ao Prof. Tito José Bonagamba, por propor o projeto de colaboração entre a EEFERP/USP e o CAP. Também agradeceu a todos os técnicos, professores e profissionais que estavam participando do Workshop, pontuando a importância para o CAP de ter uma instituição como a EEFERP/USP à frente dos estudos e avaliações propostos para auxiliar na melhoria das condições dos treinos. Ressaltou também que a união dos conhecimentos científicos e práticos, com certeza, permitirão aos atletas de Judô do clube alcançarem resultados esportivos expressivos. Finalmente, saudou os atletas presentes, pedindo a especial atenção deles para entenderem e aproveitarem o esforço que está sendo realizado dentro da parceria EEFERP/USP e CAP, participando com empenho das atividades propostas, que, certamente, trarão benefícios esportivos para todos os envolvidos.

Na sequência, os Profs. Douglas Vieira e Marcelo Papoti apresentaram as infraestruturas e atividades do CAP e da EEFERP/USP, respectivamente.

Em ato contínuo, foram apresentadas três palestras associadas às atividades da Clínica de Avaliação Multidisciplinar de Atletas de Alto Rendimento da EEFERP/USP.

A primeira palestra foi apresentada pelo Prof. Marcelo Papoti, versando sobre os metabolismos energéticos e os protocolos utilizados para estimativa da participação metabólica dentro da prática do Judô, a partir do Special Judo Fitness Test, associados a testes considerados “padrão outro” para avaliação metabólica, com destaque para às respostas do consumo de oxigênio (obtido por meio da técnica de retro-extrapolação) e das concentrações sanguíneas de lactato.

Prof. Marcelo Papoti

Em seguida, o Prof. Enrico F. Puggina apresentou a palestra sobre as demandas motoras impostas pela modalidade, bem como mensurações das derivações de força e potência muscular por meio de diferentes técnicas de salto vertical em tapete sensorizado, avaliações com células de carga, dinamômetro isocinético e dinamometria convencional. Tais técnicas são importantes para a compreensão da máxima capacidade de produção de força muscular dos atletas, bem como da curva força-velocidade manifestada pelos judocas em esforços intensos.

Prof. Enrico Fuini Puggina

Finalmente, o Prof. Cristiano R. A. Barreira concluiu o evento, com a apresentação de um tema de fundamental importância para a(o)s atletas, a Psicologia do Esporte. Acolhendo as especificidades culturais da Arte Marcial, a abordagem psicológica apresentada se pautou na concepção originária do Judô e seus princípios norteadores. Traduzindo-se como “caminho suave”, o Judô é concebido como processo de formação existencial que se equilibra entre a busca pela “máxima eficiência” e a busca pela “prosperidade e benefício mútuo”, o que implica indagar-se e responder incessantemente sobre como efetivar tais princípios em cada situação. Desse modo, sem qualquer contradição entre uma e outra, a tradição legada desde a raiz do Judô se atualiza por meio das ciências.

Embora tratando de temas distintos, os três palestrantes mostraram grande integração entre seus conhecimentos e as atividades propostas, que são fundamentais para que, em conjunto com a competente Equipe de Judô do CAP, possam prescrever o treinamento mais adequado de forma personalizada para cada atleta.

Todas as atividades foram realizadas com importantes debates entre os membros do CAP e da EEFERP/USP, sendo o evento concluído com excelentes perspectivas para as duas instituições e respectivos participantes, com uma visão de que a parceria trará expressivos frutos, tanto para a preparação dos atletas quanto para o desenvolvimento do Judô. Em função do sucesso do workshop, novas atividades estão sendo programadas, já com a integração das duas equipes.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

No IFUSP: “Fusão termonuclear controlada” é destaque no programa “Física para Todos”

O Instituto de Física da USP (IFUSP) realiza no próximo dia 10 de abril, às 19h30, mais uma edição do programa “Física para Todos” (de forma virtual), com a participação do pesquisador Vinícius Njaim Duarte, da Universidade de Princeton (New Jersey – EUA), que dissertará sobre o tema “Fusão termonuclear controlada: energia limpa, segura e inesgotável”.

Em sua apresentação, o palestrante irá fazer uma retrospectiva de como, desde a década de 1950, as pesquisas vêm sendo realizadas com o objetivo de se reproduzir em laboratório, de maneira auto-sustentada, as reações de fusão nuclear que ocorrem naturalmente no interior das estrelas. O controle do processo tem o potencial de fornecer à humanidade energia segura, não poluente e praticamente ilimitada, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis.

Esta apresentação pretende delinear, de maneira simples, uma perspectiva histórica das pesquisas em fusão e seu progresso, onde serão igualmente discutidos os principais desafios científicos e tecnológicos que ainda precisam ser enfrentados para a construção de reatores comerciais à fusão nuclear.

Vinícius Njaim Duarte é doutor em Física pelo IFUSP, recebeu o “Prêmio José Leite Lopes de Melhor Tese de Doutorado de 2018” (CAPES), tendo sido orientado pelo Prof. Ricardo Galvão.

Realizou seu pós-doutoramento na Universidade de Princeton, onde hoje atua como pesquisador.

Para acompanhar esta transmissão ao vivo pelo sistema ZOOM, clique AQUI e para acompanhar o evento pelo Youtube do Instituto de Física da USP, clique AQUI.

Para mais informações sobre o programa “Física para Todos”, clique AQUI.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP