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30 de junho de 2023

A Revolução das Proteínas Intrinsecamente Desordenadas: Desafiando Paradigmas e Ampliando a Complexidade da Vida

“A Revolução das Proteínas Intrinsecamente Desordenadas: Desafiando Paradigmas e Ampliando a Complexidade da Vida” foi o tema apresentado em mais um Colóquio do IFSC/USP ocorrido no dia 30 de junho, com a participação do Prof. Luis Felipe Santos Mendes (IFSC-USP).

Em sua apresentação, o docente sublinhou que, até recentemente, muitos pesquisadores consideravam impensável que proteínas e peptídeos intrinsecamente desordenados (IDPs) existissem e ainda pudessem ser biologicamente ativos, sendo que o grande sucesso da cristalografia de proteínas contribuiu para a criação e perpetuação desse status quo.

Colocando esse sucesso em perspectiva, atualmente existem cerca de 193.000 estruturas macromoleculares “bem-enoveladas” depositadas no PDB. Devido a esse sucesso e à ampla disponibilidade de estruturas de alta resolução, as proteínas ainda são amplamente tratadas como “sólidos”, apesar de serem “matéria mole”.

Nesse modelo de estado sólido, as proteínas são organizadas internamente em uma “rede cristalina regular” onde podemos prever todas as suas propriedades funcionais com base exclusivamente nas interações entre seus átomos. A dinâmica associada sempre é assumida como flutuações em torno de uma estrutura de mínima energia, seguindo o clássico modelo de funil de enovelamento.

A partir desses conceitos, surge naturalmente o paradigma clássico de estrutura/função de proteínas, no qual uma sequência genética codificaria uma cadeia polipeptídica única capaz de se enovelar em uma estrutura única com a habilidade de desempenhar uma função única.

Neste ponto, a questão que se coloca é como as IDPs surgem para entender alguns dogmas clássicos da biologia molecular moderna?

Nesta apresentação, o palestrante abordou um pouco de sua trajetória acadêmica e suas principais contribuições para a área de biologia (des)estruturada, tendo igualmente discutido as futuras linhas de pesquisa que irá desenvolver no IFSC/USP.

Rui Sintra – Jornalista – IFSC/USP

29 de junho de 2023

Nova linha de pesquisa no IFSC/USP – Abordagem inovadora para tratamento de diversos processos cognitivos: entre eles a falta de memória

 

(Créditos – Cornell University)

 

O Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (GO-IFSC/USP), em parceria com o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF) – CEPID da FAPESP alocado neste Instituto -, liderado pelo pesquisador Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, irá lançar uma nova linha de pesquisa (com pós-doutoramento) no sentido de avaliar a possibilidade de utilização dos protocolos, equipamentos e técnicas não-invasivas desenvolvidas no Instituto para recuperar a memória recente de pacientes pós-COVID e com fibromialgia. O projeto prevê também ampliar esse horizontes para outras questões cognitivas associadas ao envelhecimento natural.

Essa proposta de criação de uma nova linha de pesquisa, que surgirá provavelmente até o final do corrente ano, irá envolver uma vasta equipe multidisciplinar – médicos de diversas especialidades, pesquisadores e psicólogos, dentre outros profissionais da saúde -, cujos estudos e ações estarão sob os auspícios da Comissão de Ética, num trabalho minucioso de acompanhamento dos pacientes ao longo das diversas fases do trabalho.

Dr. Antonio Aquino

O Dr. Antonio de Aquino Junior, pesquisador e coordenador desse projeto, sustenta a relação existente entre a COVID-19 e as sequelas de falta de memória apresentadas por pacientes. “Existem estudos que apontam que as sequelas relacionadas com a a ausência de olfato e paladar podem estar também relacionadas com a perda de memória em pacientes pós-COVID. Embora não exista uma total certeza, o certo é que os estudos sugerem isso. Nessa linha, um estudo feito com dez pacientes mostrou alterações significativas em um tipo de células específicas – *astrócitos -, que são extremamente importantes na área cerebral”, pontua o pesquisador. Os cientistas do IFSC/USP também têm acompanhado a redução na memória recente em pacientes com fibromialgia, embora com fatores distintos, pelo que esta nova linha de pesquisa propõe a introdução de uma terapia não-invasiva na busca por um tratamento. Atendendo a que hoje os pesquisadores possuem uma compreensão mais abrangente, tudo leva a crer que talvez seja possível, ao longo de um período dilatado, introduzir técnicas não-invasivas associadas a uma medicação específica, de forma a poderem potencializar os tratamentos para a recuperação de memória, entre outros aspectos cognitivos.

“Temos feito muitos estudos com abordagens efetivas de terapias não-invasivas e, por exemplo, constatamos que elas interferem positivamente na pressão intracraniana, com uma reverberação neuronal de uma memória de curto prazo. Vimos, também, a possibilidade de reduzir processos inflamatórios intestinais, no caso da fibromialgia. Existem estudos que mostram, em processos degenerativos, como na Doença de Parkinson e na Doença de Alzheimer, que o início das consequências nefastas dessas duas doenças surge em um processo inflamatório intestinal, com a inevitável produção de proteínas que são extremamente prejudiciais no contexto cerebral. Sabemos que, no caso da Doença de Alzheimer, o paciente vai perdendo a memória recente, mantendo a memória de longo prazo. Contudo, essa memória, com o passar do tempo, também irá ser afetada progressivamente”, sublinha Antonio Aquino.

Com uma variedade grande de situações relacionadas com a perda de memória e de outras capacidades cognitivas, os pesquisadores do IFSC/USP acreditam que esta nova linha de pesquisa irá durar alguns anos até se conseguir ter resultados promissores.

Para conferir os estudos já efetuados no IFSC/USP, clique AQUI – AQUI – AQUI.

* A infecção dos astrócitos pelo coronavírus produz um ambiente tóxico para os neurônios. Na prática, isso provoca parte dos problemas neurológicos a longo prazo observados em diversas pesquisas, como perda de memória, falta de concentração, déficit de atenção, raciocínio mais lento e sonolência.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

29 de junho de 2023

IFSC/USP – “poloTErRA” – A biotecnologia a serviço do Estado de São Paulo e do País

O novo edifício “poloTErRA”, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), localizado na Área-2 do Campus USP de São Carlos, nasceu de um projeto lançado pelo Governo do Estado de São Paulo entre os anos de 2008 e 2009, com o objetivo de se desenvolver a área de biotecnologia e bioenergia no Estado e com isso poder abranger o território nacional.

A partir desse projeto e através de uma sólida parceria entre o Governo do Estado, a FAPESP e a USP, foi criada a Rede Paulista de Bioenergia, com cada ator a iniciar uma série de iniciativas específicas para esse fim. A USP encarregou-se de contratar técnicos e pesquisadores, a FAPESP, por seu lado, financiou projetos de pesquisa nas áreas de interesse, e o Governo do Estado, por sua vez, não só fez o investimento na construção das infraestruturas necessárias, como também transferiu verbas para que cada uma das três universidades estaduais modernizassem seus laboratórios e centros de pesquisa.

Particularmente, a USP investiu em três áreas importantes: a construção do edifício “poloTErRA”, em São Carlos, os laboratórios na Escola Superior  de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ), em Piracicaba, e na USP de São Paulo, para permitir que os pesquisadores interessados no programa e no projeto pudessem ter possibilidades de trabalhar em condições adequadas.

Prof. Igor Polikarpov

Como já informamos acima, implantado na Área-2 do Campus USP de São Carlos, a construção do edifício “poloTErRA” passou por uma série de desafios ao longo dos últimos onze anos, com a falência de duas das empresas encarregadas da construção e que acarretaram inevitáveis atrasos e contratempos, problemas que, contudo, não retiraram o entusiasmo e a entrega do Prof. Igor Polikarpov, docente e pesquisador do IFSC/USP responsável pela infraestrutura e que acompanhou todo o processo. “Apesar desses atrasos, estamos cumprindo a nossa missão fundamental, trabalhando nesta área de biotecnologia molecular em prol do Estado de São Paulo e do País”, comemora Igor.

Para o pesquisador, o “poloTErRA” tem um perfil bem definido, desenvolvendo pesquisas que são a especialidade de quem trabalha neste novo Polo: caracterização bioquímica, biofísica estrutural de enzimas ativas em carboidratos complexos, bem como nos estudos de biomassa de resíduos agrícolas, nos pontos de vista químico e físico, prevendo-se, para breve, a introdução de outros destaques. “Os resíduos agrícolas  são substratos nos quais as enzimas atuam e, por isso, existe uma grande interação com outros pesquisadores do IFSC/USP que trabalham em paralelo com as nossas pesquisas, utilizando as técnicas físicas disponíveis para entender as estruturas físicas desses substratos. Como todo o nosso aprendizado e evolução do nosso conhecimento em cristalógrafos de proteínas, implantamos aqui a infraestrutura que permite a clonagem, expressão, purificação, cristalização e resolução estrutural de macromoléculas que se encontram inseridas num gigantesco grupo de proteínas que atuam em carboidratos complexos. Estes carboidratos complexos encontram-se, por exemplo, na parede celular de plantas, com milhares de ligações químicas e milhares de enzimas que criam e degradam essas mesmas ligações”, explica o pesquisador.

*Etanol celulósico (etanol verde ou etanol de segunda geração)

(In: CompreRural)

A produção do designado etanol celulósico (etanol verde) começou a ser desenvolvida há já algum tempo, principalmente através de várias iniciativas nos Estados Unidos e na Europa, grande maioria dos quais entretanto não deram certo devido às dificuldades de execução, sendo que no Brasil esse projeto foi um sucesso. “O Brasil é um país agrícola e por isso tem muito resíduos que, antigamente, eram muito mal aproveitados e utilizados. Ao finalizar a produção de açúcar e etanol, por  exemplo, sobra o bagaço e o que se fazia antigamente era queimá-lo… Um desperdício! Então, a tecnologia de produção de etanol celulósico despontou no Brasil, sendo que os Estados Unidos reiniciaram esse projeto enquanto os países em desenvolvimento, como a Índia e Indonésia aparecem agora com projetos muito forte nessa área. O melhor exemplo, no Brasil, foi e está sendo dado pela empresa Raizen que já confirmou a construção de sete mega-usinas que serão adicionadas à já existente. Dessa forma, a produção de etanol celulósico por essa empresa – que é de 30 milhões de litros/ano – passará num futuro próximo para 680 milhões de litros/ano, algo que é verdadeiramente extraordinário, tendo em consideração que a empresa já tem toda a sua safra vendida para os próximos cinco anos. Com isso, irão ser criados – direta e indiretamente -milhares de postos de trabalho para os próximos vinte anos, além da venda da tecnologia.”, sublinha o Prof. Igor Polikarpov, acrescentando que o “poloTErRA” está contribuindo para todo esse processo, inclusive com a formação de alunos que já hoje desempenham cargos importantes setores produtivos nacionais e no exterior.

“poloTErRA” – Ampliando horizontes científicos

“O Brasil é um país agrícola e por isso tem muito resíduos que, antigamente, eram muito mal aproveitados e utilizados”

Além da compreensão dos mecanismos de ação das enzimas em carboidratos complexos, o “poloTErRA” ainda tem vários desafios pela frente e que ampliam seus horizontes científicos para outras áreas, como é o caso da indústria do papel celulose, que é bastante forte no Brasil. Assim, outra linha de ação é usar as enzimas para facilitar o processo de uma desfibrilação da celulose para produzir a calulose nanofibrilada que pode ajudar tornar o papel mais resistente para determinadas aplicações cotidianas.

Outro exemplo do aumento dos horizontes do “poloTErRA” – talvez mais ousado – é o estudo das enzimas como arma de combate à resistência aos antibióticos, conforme explica o Prof. Igor Polikarpov. “Começamos a prestar atenção na forma como os microrganismos vivem. O ciclo de vida das designadas bactérias-livres, que se grudam a uma determinada superfície, é prolongada porque elas criam um biofilme, vivendo dentro dele, onde se comunicam entre si e se protegem das condições adversas do meio ambiente. Quando o recurso de sua sobrevivência se esgota, as bactérias-livres rompem o biofilme e migram para novos locais (novas superfícies), reproduzindo-se e criando novas colónias e novos biofilmes. Aí, elas têm a particularidade de escapar à ação dos antibióticos, ficando resistentes devido ao biofilme. Esse é um problema muito sério em termos de saúde pública, já que existe a produção de novas cepas resistentes das bactérias. Dessa forma, começamos a estudar do que é feito esses biofilmes e descobrimos que eles são feitos de DNA extracelular, proteínas e, principalmente, de exopolissacarídeos (estes últimos na ordem dos 85%). Observamos, então, que esses exopolissacarídeos lembram muito os polissacarídeos usados pelas plantas na construção de suas paredes celulares. Esses biofilmes servem exatamente para proteger as bactérias da ação dos antibióticos”, explica o pesquisador.

Assim, ao degradar o biofilme, a equipe de Igor Polikarpov conseguiu expor as bactérias aos antibióticos, aniquilando-as. “Esta poderá ser uma importante contribuição para o combate à resistências aos antibióticos, sendo um processo muito mais viável e economicamente mais barato do que desenvolver novos fármacos que estão sempre sujeitos a uma eficácia de curta duração devido ao surgimento de novas cepas bacterianas. Vamos ver se conseguimos desenvolver coquetéis enzimáticos para essa finalidade, cujo propósito é salvar vidas”, conclui Igor Polikarpov.

A expectativa do responsável pelo “poloTErRA” é de poder agregar mais pesquisadores e especialistas nos estudo que estão sendo elaborados, por forma a aumentar a interdisciplinaridade, com a introdução de novas tecnologias, começando pela Inteligência Artificial e Biotecnologia Avançada.

*O Etanol Celulósico (etanol verde), também chamado etanol de lignocelulose ou de segunda geração, é a denominação dada ao etanol obtido a partir da quebra das cadeias da celulose, hemicelulose e pectina, que são polímeros que constituem a estrutura fibrosa dos vegetais, através de reações químicas ou bioquímicas. Uma das principais matérias-primas usada para produção do etanol celulósico é a biomassa de plantas composta pelos resíduos das colheitas e do processamento de vegetais, que não é utilizada para alimentação humana e animal, ou para outras finalidades.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

27 de junho de 2023

Retificação: Ofício 65/2023 – Atualização da Lista de Instituições Preferenciais da USP – Anexo dos Editais PRINT/USP

Car@s alun@s, docentes e servidoras(es) técnic@s e Administrativ@s do IFSC/USP, segue abaixo, para conhecimento, correção do ofício 65/2023, referente a retificação da Lista de Instituições Preferenciais da USP dos Anexos dos Editais PRPG 11, 12, 13, 14 e 15.

Para conferir o Ofício 65/2023, clique AQUI.

 

 

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

23 de junho de 2023

“Metrologia de Tempo e Frequência com Relógios Atômicos: Átomos Frios por quê?”

O Colóquio do IFSC/USP realizado no dia 23 de junho contou com a presença do Prof. Daniel Varela Magalhães, docente e pesquisador do IFSC/USP, que abordou o tema intitulado “Metrologia de Tempo e Frequência com Relógios Atômicos: Átomos Frios por quê?”

Ao considerar que as referências de tempo e de frequência têm um papel fundamental na sociedade moderna, o palestrante abordou algumas de suas aplicações e discutiu a importância dos desenvolvimentos de relógios atômicos cada vez melhores e do papel dos átomos frios para isso.

 

 

 

 

 

Rui Sintra – Jornalista IFSC/USP

20 de junho de 2023

Prof. Vanderlei Bagnato (IFSC/USP) promove encontro sobre avanços da ciência quântica na Academia de Ciências do Vaticano

“Avanços da Ciência Quântica” será o tema de um encontro especial que ocorrerá no próximo mês de novembro, na Academia de Ciências do Vaticano, um evento que está sendo organizado pelo docente e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Vanderlei Salvador Bagnato.

Uma das bases fundamentais para a organização deste evento é que os conceitos quânticos constituem a forma mais moderna de entender tudo o que existe ao nosso redor, indo desde o comportamento e as propriedades dos átomos e moléculas, até à estrutura de todo o Universo. Para os cientistas, os conceitos envolvidos na chamada física quântica constituem a maior conquista do conhecimento humano, sendo que para o organizador deste encontro no Vaticano, foi graças aos avanços criados pelos conceitos quânticos que a sociedade assistiu à chamada revolução eletrônica, com o desenvolvimento dos já conhecidos transistores, passando agora a viver a era da comunicação e conectividade.

“O entendimento das características quânticas da matéria  é que permitem a existência de “memórias”, como aquelas que estão inseridas em nossos computadores e celulares. O conhecimento quântico está indo muito além disso tudo e os novos conceitos de sensores, inclusive para detecção de doenças, comunicações e computação, serão baseados diretamente em efeitos quânticos”, sublinha Bagnato, que, contudo, coloca a questão se a sociedade, de um modo geral, está preparada para esta nova revolução, salientando que também é importante saber quais são os novos desafios que ainda precisam ser vencidos para o avanço do conhecimento quântico.

Para responder a estas e outras questões, o encontro, que ocorrerá na Academia de Ciências do Vaticano, contará com um elenco constituído por mais de cinquenta das maiores autoridades mundiais no tema, incluindo vários laureados com o Prêmio Nobel da Física, sendo considerado por Bagnato um marco, já que irá celebrar o centenário da introdução dos conceitos quânticos. “Os principais personagens que contribuiram para a criação da Física Quântica, como Broglie, Schrödinger, Heisenberg e Niels Bohr, dentre outros, foram membros ativos da Academia do Vaticano. Nada mais justo dar início da comemoração do centenário e promover a discussão desses desafios no mais alto nível”, diz Bagnato.

O encontro será oficialmente anunciado em breve, já com uma lista dos vários convidados confirmados.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

16 de junho de 2023

Quenched Disorder: Friend or Foe in Condensed Matter Systems?

Em mais um colóquio organizado pelo IFSC/USP a ediução relativa ao dia 16 de junho contou com a participação do Prof. Rajesh Narayanan (IIT-Madras), que dissertou sobre o tema “Quenched Disorder: Friend or Foe in Condensed Matter Systems?

Esta palestra tentou mostrar ao público o cenário relativo aos efeitos de desordem em sistemas de matéria condensada.

O Prof. Rajesh explicou, de forma muito pedagógica, como esses efeitos de desordem surgem em inúmeros sistemas corporais, tendo descrito de forma resumida as ferramentas teóricas necessárias para entender a fascinante física inerente aos sistemas quânticos desordenados.

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

16 de junho de 2023

Dia 21 de Junho na UFSCar – “Feira de Oportunidades” aproxima estudantes e empresas

Fernando Petrilli

21 de junho marca a realização da “Feira de Oportunidades” que ao longo de todo o dia animará o saguão inferior da Biblioteca Comunitária  da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), tendo como objetivo criar um espaço soberano que aproxime os universitários não só daquela Universidade, como também das outras instituições de ensino superior que se encontram sediadas na cidade, com as inúmeras empresas que se encontram instaladas na região.

Iniciada há cerca de vinte anos como um projeto de extensão universitária pelo docente da UFSCar, Prof. Tomaz Ishikawa, a “Feira de Oportunidades” acabou por ser interrompida no início de 2020 devido à pandemia, regressando agora na sua 17ª edição, e transformada em um projeto institucional da Pró-Reitoria de Graduação da UFSCar. A importância desta Feira é sublinhada por Fernando Petrilli, Coordenador de Estágios da Universidade e responsável pelo evento. “De fato, será um espaço privilegiado de interação cujo destaque está dividido em duas vertentes. A primeira, no sentido de que as empresas dos mais diversos segmentos, sediadas em São Carlos e região, apresentem aos estudantes universitários as oportunidades de trabalho, estágios e carreiras disponíveis. A segunda é relativa à atração de mais jovens para a UFSCar, numa clara aposta no desenvolvimento pessoal e profissional de seus estudantes”.

Esta “Feira de Oportunidades” contará com 24 estandes que serão ocupados por empresas de diversos segmentos, esperando-se a visita de cerca de três mil visitantes que também poderão participar das inúmeras palestras que irão ocorrer nos auditórios da Biblioteca Comunitária, sendo que quem participar dessas palestras irá receber certificado de participação que pode ser usado em alguns cursos da UFSCar como componentes de atividades curriculares.

Segundo Fernando Petrilli, a UFSCar já trabalha no sentido de, futuramente, levar este evento para os seus outros campi, localizados em Sorocaba, Araras e Buri.

Para se cadastrar na “Feira de Oportunidades”, acesse – https://www.feiradeoportunidades.ufscar.br/cadastre-se

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

15 de junho de 2023

Células-Tronco e a Medicina Regenerativa (parte 3) – Por: Prof. Roberto N. Onody

Por: Prof. Roberto N. Onody *

Caro leitor,

O tema “Células-Tronco e a Medicina Regenerativa” pela sua extensão e complexidade foi dividido em 3 partes. Esta é a parte 3 ( veja parte 1 e parte 2). Devido às suas inúmeras aplicações no tratamento e, em alguns casos, até da cura de doenças graves, a importância das células tronco cresce dia a dia. Juntos, o transplante de células tronco e a terapia genética, representam hoje a vanguarda da medicina regenerativa.

Aproveito para informar que a newsletter “Ciência em Panorama” no. 4 já está no ar.  Abaixo, um sumário da edição

*Astronomia

1-Um buraco negro supermassivo semeando novas estrelas?

2-Um buraco negro solitário

*Biologia

Qual é a árvore mais velha do mundo?

*Inteligência Artificial

Prêmio recusado

*Curiosidades Editoriais

*Curiosidades Matemáticas

A newsletter pode ser subscrita por qualquer pessoa, alunos, docentes, funcionários etc. Para receber as edições basta enviar um e-mail para

onody@ifsc.usp.br

colocando o seu nome e o seu e-mail.

Boa leitura!

Junho/2023

6-Perda da Visão

Figura 11 – Os cílios protegem os olhos contra materiais suspensos no ar, como a poeira. As pálpebras se movimentam (piscam) espalhando as lágrimas que umedecem a córnea e a esclerótica retirando substâncias prejudiciais ao olho

A visão é, provavelmente, dos nossos 5 sentidos o mais nobre. Nossos olhos são as janelas que nos permitem ver o mundo maravilhoso e colorido que nos rodeia e são também, os espelhos de nossos sentimentos e emoções. Como abordaremos o transplante de células-tronco para diferentes regiões oculares, segue abaixo um pequeno resumo.

A luz que chega aos nossos olhos percorre o seguinte caminho (veja Figura 11):

*Atravessa primeiramente a Conjuntiva, membrana transparente que recobre a parte anterior do olho e a parte interna das pálpebras (membrana que, se infeccionada causa a Conjuntivite);

*Depois passa ou pela Córnea, tecido transparente (feito de fibras paralelas de colágeno) que recobre a íris ou pela Esclerótica, tecido semirrígido (feito de fibras entrelaçadas de colágeno), opaco, que reflete a luz (dando a cor branca aos olhos) e que se estende até o nervo ótico. A córnea e a esclerótica estão ligadas pelo Limbo, tecido onde são geradas muitas células-tronco;

*Depois da córnea (a janela dos nossos olhos), a luz atravessa o Humor Aquoso líquido transparente, nutriente dessa região e que controla a pressão ocular;

*Em seguida vem a Íris, que é um músculo com muitos pigmentos (que dão a cor ao olho – marrom, mel, verde, cinza e azul) e que também controla o diâmetro de um orifício chamado Pupila. O diâmetro da pupila regula a intensidade de luz que seguirá adiante (quanto mais luz menor o diâmetro). Em ótica, a íris e a pupila corresponderiam ao diafragma e a abertura, respectivamente.

*Depois a luz passa pelo Cristalino que é uma lente transparente que se movimenta para focar objetos situados em diferentes distâncias. A Catarata é uma lesão que torna o cristalino menos transparente.

*Então, a luz atravessa o Humor Vítreo, substância transparente e gelatinosa que dá a forma esférica ao olho.

*Finalmente, a luz atinge a Retina que é uma camada de células fotossensíveis com formatos de bastonetes (120 milhões) e cones (6 milhões). A retina se apoia sobre um tecido chamado de Coróide, que contém uma rede de vasos sanguíneos fornecedora de oxigênio e nutrientes para a retina. O olho humano tem diâmetro de 2,2 cm, ou seja, uma área de aproximadamente 3,8 cm2. A retina recobre quase 70% dessa superfície. No centro dela se encontra uma pequena região (com raio de 0,5 cm) chamada Mácula e no interior dela, uma área menor ainda, alinhada com o eixo central da lente do cristalino, chamada de Fóvea. Elas são compostas somente por células cônicas. São responsáveis pela visão nítida e detalhada. A degeneração da mácula ocorre com o avanço da idade e é uma das doenças oculares que podem ser tratadas com células-tronco.

*As células receptoras transformam a luz em impulsos elétricos que são conduzidos pelo Nervo Ótico até o cérebro onde as imagens são formadas e interpretadas.

A-Retina

Figura 12 – Após a dissociação do organóide retinal, foi utilizado como marcador um vírus modificado da raiva. Em vermelho, o rastro deixado pelo marcador, demostrando a reconexão entre células fotorreceptoras e células ganglionares (Fonte: UW-Madison/Gamm Laboratory)

Nas doenças degenerativas da retina, as células fotorreceptoras começam a funcionar mal, morrem, levando à cegueira progressiva. Como vimos anteriormente, é natural lançar mão de células-tronco pluripotentes induzidas (ou não) para restaurar a retina repondo suas células fotossensíveis.

No início as culturas das células-tronco cresciam em duas dimensões (placas de Petri) mas, rapidamente os pesquisadores se convenceram de que, para os transplantes, era necessário fazer o cultivo em três dimensões. Essas culturas passaram a ser chamadas de organóides. Há várias técnicas para isso, mas basicamente todas elas utilizam hidrogel sintéticos ou biológicos.

Em 2014, pesquisadores da Universidade Johns Hopkins, Maryland, EUA, recriaram in vitro aspectos funcionais e estruturais da retina. Eles utilizaram células-tronco pluripotentes induzidas que foram obtidas a partir da pele humana. O organóide 3D assim construído, tinha a sequência correta das camadas correspondentes aos bastonetes e cones e eram fotossensíveis!

Para avançar para uma fase de testes clínicos era necessário provar que essa retina construída no laboratório, uma vez dissociada do organóide, manteria sua capacidade de formar novas conexões sinápticas. Isso foi demonstrado em um trabalho realizado por uma equipe da Universidade de Wisconsin e publicado em 2023 (Figura 12) na revista PNAS.

B-Mácula

A degeneração macular relacionada à idade é a lesão ocular mais comum para indivíduos com mais de 50 anos. Caracteriza-se pela perda progressiva de visão, com o surgimento de pontos escuros nos olhos; os objetos que estão bem à sua frente (pois, como vimos, a mácula fica bem no centro da retina) começam a perder a forma, o tamanho e a cor ou ficar embaçados; ao ler um texto, palavras podem desaparecer.

A degeneração da mácula neovascular (ou úmida) é a forma mais grave da doença. Nas pessoas com degeneração macular úmida, o Coróide se enche em demasia de vasos sanguíneos que acabam perfurando o epitélio pigmentar da retina, justamente onde ela é mais esgarçada – a mácula. O epitélio pigmentar da retina é a última camada da retina à qual estão ligados diretamente os fotorreceptores – cones e bastonetes.

A terapia tradicional dessa lesão consiste aplicar injeções intraoculares de medicamentos antiangiogênicos (que ajudam a secar os vasos sanguíneos) como Lucentis e Eylea. Esse tratamento não cura, não pode ser aplicado em casos de conjuntivite e flebite (inflamação nas veias das pernas) e é comum recidivas.

Em 2010, uma mulher japonesa de 77 anos foi diagnosticada com degeneração macular úmida. Passou 3 anos sendo medicada com antiangiogênicos, mas a doença era recorrente. Ao todo ela recebeu 13 injeções intraoculares que não conseguiram parar a degeneração!

Figura 13 – Na parte de cima: olho normal, neovascularização com ruptura do epitélio pigmentar, remoção dessa região e transplante da cultura de células tronco induzidas a partir de células somáticas (na parte de baixo).

Em novembro de 2013, ela foi escolhida para fazer um tratamento clínico experimental. Nessa ocasião, sua acuidade visual era de 0,15 e 0,20 nos olhos esquerdo e direito, respectivamente. Esses valores foram obtidos usando-se anéis de Landolt. Estes anéis têm a forma aproximada de um C (o tamanho e a abertura do C são alterados e rotacionados pelo oftalmologista) e são bastante utilizados quando a pessoa não é alfabetizada. No Brasil é mais comum se utilizar a tabela de Snellen. Neste caso, a paciente teria 20/130 e 20/100 de acuidade visual.

A Medicina considera uma pessoa cega quando sua visão corrigida do seu melhor olho é menor ou igual a 20/200, ou seja, o que uma pessoa normal consegue enxergar a 50 m de distância, ela só consegue a 5m. Portanto, a idosa japonesa estava bem próxima da cegueira.

Depois de colhido material da paciente, utilizando-se protocolos bioquímicos para induzir células-tronco a se diferenciarem em células do epitélio pigmentar da retina, várias culturas e amostras foram testadas em camundongos para verificar elas tinham algum potencial cancerígeno. No mês de setembro de 2014, dez meses depois do início do tratamento clínico, foi realizado o primeiro transplante mundial desse tipo (Figura 13). O sucesso foi parcial, pois um ano depois da cirurgia, não houve aumento da acuidade visual, mas a progressão degenerativa foi estancada.

Agora em 2023, um grupo de pesquisa de Kobe (Japão) publicou uma revisão do método e estimou que esse primeiro transplante, além de demorado, teria custado cerca de um milhão de dólares. Eles propõem a utilização de técnicas de HLA (Human Leukocyte Antigens) para diminuir o tempo e o dinheiro necessários para o transplante.

C-Córnea

Figura 14 – O limbo é uma região rica em células-tronco. Elas se diferenciam e migram para formarem as células epiteliais da córnea (Fonte: Nature)

Como dissemos na Introdução, o primeiro transplante de córnea foi realizado em 1905 pelo médico austríaco E. Zirm. O receptor foi um trabalhador rural de 45 anos que, ao limpar um galinheiro com cal, teve seus dois olhos queimados. O doador da córnea foi um menino de 11 anos, cego por perfuração das duas escleróticas. Suas córneas foram removidas e enxertadas no agricultor. No olho direito a cirurgia falhou, mas o esquerdo atingiu, depois de 6 meses, acuidade visual 6/36 (ou seja, ele conseguia ver a 6 metros de distância o que uma visão normal consegue a 36 metros).

Muito embora o primeiro transplante de córnea tenha sido feito com um doador vivo, toda pessoa com córneas sadias e que tenha falecido há menos de 6 horas (ou 24 horas, mas congelada) pode ser um doador. Como a córnea não contém vasos sanguíneos, não importa o tipo sanguíneo do doador e do receptor.

Com um índice de sucesso entre 80 a 90 % dos transplantes, o número de cirurgias da córnea realizadas por ano é de cerca de 185 mil no mundo e 13 mil no Brasil. As técnicas desses transplantes evoluíram muito ao longo do tempo e se tornaram extremamente precisas com a utilização de lasers.

Um transplante de córnea pode não ter resultado positivo se o limbo (a região entre conjuntiva e a córnea) não produzir ou for deficiente na reposição das células epiteliais da córnea (veja figura 14).

Quando essa deficiência ocorre somente em um dos olhos, parte das células-tronco são cirurgicamente removidas, crescidas em laboratório e colocadas no limbo danificado. Mas, quando o problema está presente em ambos os olhos, entram em cena as células-tronco pluripotentes induzidas.

O primeiro transplante desse tipo foi feito em uma mulher japonesa pelo cirurgião Kohji Nishida, da Universidade de Osaka, em 2019. Não houve rejeição.

Um programa mais ambicioso está em andamento na Universidade de New Castle (Reino Unido). Utilizando uma impressora 3D com uma tinta composta por células-tronco pluripotentes, colágeno e um extrato de alga, os pesquisadores Swioklo e Connon pretendem construir uma córnea completa!

7-Perspectivas

Quase todas as doenças danificam, de alguma forma, os tecidos do nosso corpo quer sejam elas oriundas de infecções, doenças crônicas ou degenerativas. A reparação de tecidos danificados, quando não eficiente, acaba redundando na formação de fibroses. A fibrose pode afetar qualquer órgão e está particularmente presente em processos inflamatórios crônicos. Estima-se que 45% de todas as mortes podem ser mapeadas, em última instância, a falhas regenerativas associadas à fibrose e inflamações.

Como vimos, a medicina regenerativa muito se desenvolveu nesta última década, mas muito ainda está para ser feito. Segundo artigo recente publicado na revista Nature, os maiores obstáculos aos avanços da medicina regenerativa (veja Figura 15) são: inadequação das células progenitoras (escassez de células-tronco, comprometimento funcional e status de diferenciação), inflamação e fibrose. Por outro lado, as terapias emergentes mais promissoras para a medicina regenerativa são: células-tronco humanas pluripotentes (tratadas nesta série de 3 artigos que ora encerramos), terapias anti-inflamatórias e anti-fibróticas. Neste último caso, está incluída a terapia celular CAR-T que levou, recentemente, à remissão de um paciente SUS com linfoma.

Figura 15 – Obstáculos à medicina regenerativa e terapias emergentes (Fonte: K. Holoski/Science)

 

*Físico, Professor Sênior do IFSC – USP

e-mail: onody@ifsc.usp.br

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(Agradecimento: ao Sr. Rui Sintra da Assessoria de Comunicação)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

14 de junho de 2023

Curso de Pós-Graduação em Laser em Saúde – Santa Casa e IFSC/USP em um projeto inovador

Estão abertas até o dia 20 de julho do corrente ano as inscrições para o “Curso de Pós-Graduação em Laser em Saúde”, promovido conjuntamente pela Santa Casa de Misericórdia de São Carlos e Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), cujo início das aulas está marcado para o dia 27 do próximo mês de julho.

Com 35 vagas disponíveis, O presente curso emerge no momento de maior necessidade de desenvolvimento de profissionais da saúde na região de São Carlos-SP, tornando-os habilitados na utilização de tecnologias e metodologias inovadoras, que possam restabelecer a qualidade de vida dos pacientes acometidos pelas mais diversas doenças, dores ou processos inflamatórios.

Com uma matriz curricular voltada para temas fundamentais em Laser e Terapia Fotodinâmica, integrada por pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos, (IFSC/USP) e do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), CEPID da FAPESP alocado no mesmo Instituto, o curso tem com base de utilização em processos fotofísicos e fotoquímicos que permitam contemplar um público de diferentes áreas profissionais, como medicina, odontologia, enfermagem, fisioterapia, farmácia, estética, podologia e educação física, possibilitando ampla utilização em estabelecimentos de saúde públicos ou privados, locais, regionais e nacionais.

Esta pós-graduação terá a duração de 18 meses, com um total de 400 horas, sendo que as aulas ocorrerão entre as 08h00 e as 17h00 em um final de semana por mês. Dessa forma será mais fácil os profissionais de saúde ajustarem seus horários para participarem do curso.

André Mascaro – Gerente do IEP

André Mascaro, gerente do IEP, sublinha que como a Santa Casa de São Carlos tem uma parceria consolidada com a USP, principalmente através do Comité de Ética e Pesquisa, foi relativamente fácil encontrar um caminho para que se pudesse trabalhar com profundidade a questão da utilização do laser na área da saúde. “Este curso, em específico, único no país, visa dar continuidade aos cursos já existentes na área de laser e capacitar os profissionais de saúde nessa vertente, que cada dia apresenta mais inovações no combate a diversas doenças. E essa aposta, essa determinação foram concretizadas agora graças ao empenho do docente e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (USP), Prof. Vanderlei Bagnato e do pesquisador desse mesmo instituto, Dr. Antonio Aquino, que têm trazido para a cidade de São Carlos os protocolos necessários e o desenvolvimento de equipamentos que tornam possível avançar rapidamente nesse caminho”, sublinha André Mascaro. Por outro lado, segundo o gerente do IEP, a Santa Casa de São Carlos trabalha também em uma parceria com a UNICEP com a finalidade de instituir uma graduação em medicina, algo que poderá surgir nos próximos meses. Já com uma experiência vasta em pós-graduação Lato Sensu, graças aos diversos programas de residência realizados e reconhecidos pelo MEC e pelo Ministério da Saúde, a Santa Casa de São Carlos tem atualmente cursando cerca de sessenta médicos residentes, algo que confirma a qualidade do trabalho ali desenvolvido.

Esta especialização, além de proporcionar as necessárias habilidades para trabalhar com laser na área da saúde, traz também preciosos conhecimentos nas áreas de gestão da saúde, logística e em recursos humanos. “É, de fato, um curso bastante amplo, robusto, com uma integração entre a parte teórica e a prática, algo que considero muito importante para os profissionais que serão formados aqui, conciliando algo que é necessário hoje em dia. Trabalhamos por cerca de dois anos formatando este curso, que conta com cerca de 90% de seu corpo docente constituído por doutores, obviamente graças à parceria estabelecida com o Instituto de Física de São Carlos e com a iniciativa do Dr. Antônio Aquino Junior e sua equipe”, conclui André Mascaro.

Para saber mais sobre este curso e/ou para se inscrever, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

13 de junho de 2023

Destaques da produção científica do IFSC/USP em maio de 2023

Para ter acesso às atualizações da Produção Científica cadastradas no mês de maio de 2023, clique AQUI ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).

As atualizações também podem ser conferidas no Totem “Conecta Biblio” localizado em frente à biblioteca.

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico: Journal of Water Process Engineering, v. 53, p. 103749-1-103749-15, July 2023 (VER AQUI).

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

12 de junho de 2023

Resultado final dos editais “PRPG PRINT-2023”- Janela 3 – Vagas remanescentes

Car@s alun@s, docentes e servidoras(es) técnic@s e Administrativ@s do IFSC/USP.

Segue abaixo a divulgação do Resultado Final dos Editais Print para saídas no 2º semestre de 2023 – Vagas Remanescentes.

EDITAL Nº 07/2023 – PrInt USP – PROGRAMA DE DOUTORADO SANDUÍCHE NO EXTERIOR – PDSE;

EDITAL Nº 08/2023 – PrInt USP/CAPES – PROGRAMA DE PROFESSOR VISITANTE DO EXTERIOR – PVE;

EDITAL Nº 09/2023 – PrInt USP – PROGRAMA DE PROFESSOR VISITANTE NO EXTERIOR JÚNIOR E SÊNIOR  – PVEJS;

EDITAL Nº 10/2023 – PrInt USP/CAPES – PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO PARA SERVIDORES TÉCNICOS E ADMINISTRATIVOS NO EXTERIOR – CAP ;

Qualquer dúvida contatar print@usp.br

Para consultar o resultado final, clique AQUI.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

6 de junho de 2023

Inscrições abertas para “Programa USP – COFECUB 2023”

Até 20 de julho de 2023, estão abertas as inscrições ao Edital 1740 – Programa USP-COFECUB – 2023 (VER AQUI), em parceira com o Comité Français d’Evaluation de la Coopération Universitaire avec le Brésil (COFECUB), França.

O período de execução dos projetos será de março de 2024 a dezembro de 2025 e o edital é voltado aos docentes e doutorandos. Pela USP, os coordenadores de projetos deverão ser necessariamente docentes ativos do quadro permanente da Universidade. Pesquisadores de pós-doutorado poderão ser adicionados à lista de participantes, mas não serão elegíveis para financiamento.

O Programa USP-COFECUB, iniciado em 1994 entre Brasil e França, tem contribuído para o sucesso das cooperações acadêmicas, produções científicas e formação de jovens pesquisadores. Pelo lado francês, o programa é financiado pelo Ministère de l’Europe et des Affairs Étrangères (MEAE) e pelo Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche (MESR), e coordenado pelo Comité Français d’Evaluation de la Coopération Universitaire avec le Brésil (COFECUB). Pelo lado brasileiro, o programa é financiado e coordenado pela Universidade de São Paulo (USP), por meio da Agência USP de Cooperação Acadêmica Nacional e Internacional (AUCANI).

O objetivo do programa é fomentar e desenvolver a cooperação acadêmica a partir do intercâmbio de pesquisadores, o que propicia a realização de pesquisas conjuntas entre grupos da USP e da França, facilita a troca de informações e a colaboração entre as duas comunidades científicas. Este programa conjunto envolve a mobilidade de pesquisadores, dando prioridade ao treinamento em nível de doutorado.

O Edital USP-COFECUB 2023 prevê o financiamento anual de até 32 mil reais pela USP para cada projeto aprovado.

Link para a parte pública do Sistema Mundus (Editais > Docentes > Nº 1740): VER AQUI.

As dúvidas poderão ser encaminhadas pelo Fale Conosco do Sistema Mundus – https://uspdigital.usp.br/mundus/faleConosco (Assunto: “Editais de Pesquisa Conjunta”), ou para o e-mail international.networks@usp.br.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP