IFSC e Sociedade

Cúrcuma no combate ao mosquito da dengue – IFSC/USP desenvolve nova tecnologia usando luz para eliminar larvas com mais eficiência e por mais tempo

Larvas do mosquito Aedes aegypti (Foto Marcos Santos/Jornal da USP)

Pesquisadores do IFSC/USP, juntamente com colegas de outras universidades brasileiras e da A&M Texas University (EUA), desenvolveram uma nova forma de combater o mosquito Aedes aegypti, responsável pela transmissão de doenças como dengue, zika, chikungunya e febre amarela, cujo trabalho foi publicado recentemente na revista científica “Pharmaceutics”

A inovação está no uso de um ingrediente natural muito conhecido – a cúrcuma (ou curcumina, seu princípio ativo) -, que é introduzida numa microcápsula e depositada na água onde se encontram as larvas do vetor. Uma vez ingerida pelas larvas do Aedes aegypti, as microcápsulas liberam a curcumina no trato digestório da larva e, quando ativada pela luz solar, produz espécies tóxicas com capacidade de aniquilá-las de  forma eficaz.

Há muitos anos, o combate ao Aedes aegypti depende do uso de inseticidas químicos e da eliminação de criadouros em águas paradas. No entanto, os mosquitos têm se tornado resistentes a muitos produtos, o que dificulta o controle das doenças.

Além disso, esses inseticidas costumam prejudicar o meio ambiente, afetando outros seres vivos que não têm relação com o mosquito.

Como a tecnologia ativada por luz funciona

A proposta dos pesquisadores foi aproveitar o poder da luz combinado com a cúrcuma, sendo que, dessa forma, desenvolveram uma espécie de “ração” feita com  curcumina encapsulada (incorporada dentro de pequenas cápsulas feitas de ingredientes naturais, como amido e D-manitol), que é colocada na água onde as larvas do mosquito costumam se desenvolver. Esta espécie de ração é ingerida pela larva e distribuída ao longo do seu intestino. A exposição da curcumina à luz produz uma reação que gera radicais (de oxigênio, por exemplo) altamente reativos, ou seja, esses comprimidos liberam substâncias que provocam danos irreversíveis na parede do

Imagens de microscopia confocal de larvas de Ae. aegypti com 20 minutos de exposição às formulações: (A) controle (B) FCT1 (curcumina, amido, D-manitol), (C) FCT2 (curcumina, D-manitol, pectina e amido) e (D) FCT3 (curcumina, D-manitol, pectina e amido). Barra de escala = 500 μm (Créditos – “Pharmaceutics”)

intestino, levando-as à morte, mas sem afetar o ambiente ou animais.

A curcumina, por si só, se autodestrói pelo mesmo processo e, por isso, não é muito estável na água e perde a eficácia rapidamente. Por isso, os cientistas protegeram o ingrediente dentro de microcápsulas, que são como pequenas bolhas feitas de amido, manitol e pectina — todos materiais seguros para o meio ambiente -, sendo que essa proteção permite que a curcumina resista mais tempo na água, seja absorvida de forma gradual e mantenha sua capacidade de agir sob a luz quando ingerida pela larva.

Quanto aos resultados obtidos nesta pesquisa, os mais importantes foram que a microcápsula se mostrou mais eficiente (chamado FCT2), tendo sido capaz de matar as larvas com uma dose muito menor do que a curcumina usada de forma simples. Essa microcápsula manteve seu efeito por até vinte e sete dias, mesmo sob exposição à luz — algo inédito nesse tipo de aplicação. Com isso, as larvas absorveram bem o produto, que se espalhou por seus corpos, como mostrado em imagens feitas com microscópios especiais, sendo que os testes também mostraram que as microcápsulas são estáveis ao calor e à luz, o que as torna ideais para uso em diferentes condições climáticas.

A importância da pesquisa

Esta  tecnologia pode ser uma alternativa mais segura, eficaz e duradoura para combater as larvas do mosquito da dengue, já que ela não usa substâncias tóxicas, não contamina a água, evita o desenvolvimento de resistência nos mosquitos e pode ser usada de forma simples, apenas colocando as microcápsulas na água parada.

O estudo mostrou que é possível transformar um ingrediente natural, como a cúrcuma, em uma poderosa ferramenta no combate do vetor de doenças graves.

A união da ciência com soluções sustentáveis abre caminho para métodos de controle do mosquito que protegem a saúde das pessoas sem agredir o meio ambiente.

Esta pesquisa contou com os apoios da FAPESP, CNPq e EMBRAPII, sublinhando-se o fato de que as microcápsulas serão fabricadas por uma startup sediada em São Carlos.

Assinam este trabalho os pesquisadores: Matheus Garbuio, Larissa Marila de Souza, Lucas Danilo Dias, Jean Carlos Ferreira Machado, Natalia Mayumi Inada, Hernane da Silva Barud, Edgar Aparecido Sanches, Francisco Eduardo Gontijo Guimarães, Ana Paula da Silva, Alessandra Ramos Lima e Vanderlei Salvador Bagnato.

Confira AQUI o artigo científico publicado sobre esta pesquisa.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Programa “Vem Saber” inaugura Laboratório de Física na EE José Ferreira da Silva – Descalvado

Atualização do projeto – Diretor da EE José Ferreira da Silva Prof. Waldir Paganotto e o coordenador do programa “Vem Saber” Prof. Antonio Carlos Hernandes

Um ano após ter sido implementado o “Programa Vem Saber –Módulo Descalvado” na EE José Ferreira da Silva, naquela cidade, com a duração de três anos, através da inauguração da revitalização do Auditório da Biblioteca Comunitária de Descalvado, localizada na citada escola – https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/ifsc-usp-implanta-programa-vem-saber-na-cidade-de-descalvado-uma-parceria-que-envolve-varios-atores/ -, o passado dia 19 de maio do corrente ano – “Dia do Físico – ficou marcado pela inauguração do “Laboratório de Física Vem Saber USP” naquele estabelecimento de ensino. Dessa forma, toda a infraestrutura (biblioteca e escola) se consolida para disponibilizar espaços dedicados a ações direcionadas às áreas de ciência e tecnologia, bem como à própria comunidade de Descalvado.

Este projeto da Universidade de São Paulo, liderado pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), iniciado há vinte e cinco anos e desde então coordenado pelo docente Prof. Dr. Antonio Carlos Hernandes, tem o foco de motivar e convidar os alunos do Ensino Médio das escolas do Estado de São Paulo a visitarem o Campus USP de São Carlos, observarem como ocorre a vida dos universitários, incentivando-os a prosseguirem seus estudos rumo ao ensino superior, numa viagem através de um processo de transformação social. Até o presente momento, já participaram deste projeto cerca de duzentos mil alunos oriundos de escolas do Estado de São Paulo. Com o “Vem Saber – Módulo Descalvado”, o programa saiu de dentro da USP pela primeira vez e começou a entrar nas escolas para um contato mais próximo, mais intimista, mas com os mesmos objetivos iniciais, sendo que a EE José Ferreira da Silva iniciou essa jornada em 2024.

Ampliação das oportunidades para alunos, professores e gestores

A inauguração do “Laboratório de Física Vem Saber – USP”, que oferece cerca de quarenta experimentos dedicados a dez temas diferentes, reafirma o compromisso assumido pelo programa através de uma parceria sólida estabelecida em 2024 não só com a EE José Ferreira da Silva, mas com um vasto grupo de atores, onde se contam a Prefeitura Municipal de Descalvado, por intermédio da Secretaria de Educação e Cultura, Diretoria de Ensino da Região de São Carlos, cujos representantes marcaram presença nesta inauguração, bem como os agentes econômicos locais.

As jovens alunas do “Projeto “Atena” já ocupando seus lugares no “Laboratório de Física Vem Saber USP”

Coube ao coordenador do programa, Prof. Antonio Carlos Hernandes, acompanhado pelo diretor da escola, Prof. Waldir Paganotto, recepcionar os convidados e, de uma forma resumida, partilhar a história do projeto e sublinhar as diversas atividades que entretanto já foram desenvolvidas com diversos grupos de estudantes, inclusive com a criação, no passado dia 7 de maio, de uma nova turma composta integralmente por meninas da primeira série do ensino médio e que desenvolverão suas atividades no novo laboratório da escola. Integradas no denominado “Projeto Atena”, financiado pelo CNPq e tendo o “Programa Vem Saber” como parceiro, as jovens alunas serão beneficiadas por este projeto que irá oferecer bolsas de estudo na modalidade de Pré-Iniciação Científica.

Diretor do IFSC/USP – Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior

Sendo esta escola um centro gerador de conhecimento, cujos resultados já são visíveis, o Prof. Antonio Carlos Hernandes sublinhou que o “Programa Vem Saber” poderá, eventualmente, avançar para além dos três anos inicialmente previstos, por forma a que o projeto possa integrar as comemorações dos 195 anos da cidade de Descalvado, aniversário esse que acontecerá em 2030. “Existe o intuito do projeto implementado aqui ser um centro irradiador de conhecimento, abrangendo não só os alunos como professores e a comunidade. Descalvado é uma das poucas cidades que tem uma biblioteca muito bem organizada e agregada a uma escola, o que, certamente, beneficia a comunidade através de várias ações, e a EE José Ferreira da Silva é um exemplo, sublinhando-se aqui o fato de ela ter obtido uma das melhores posições na Competição USP de Conhecimentos e Oportunidades (CUCO)”, enfatizou Hernandes.

As presenças do poder público da cidade de Descalvado e do IFSC/USP

Este evento contou com a presença de diversos convidados, entre os quais destacamos o Educador Prof. Herbert João Alexandre, que ao longo dos últimos anos tem colaborado na coordenação do “Programa Vem Saber”, a Dirigente Regional de Ensino, Profª Debora Gonzalez Costa Blanco, o diretor do Instituto de Física de São Carlos, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, o Presidente da Comissão de Cultura e Extensão do Campus USP de São Carlos, Prof. Guilherme Sipahi, e ainda uma forte presença de representantes dos órgãos legislativo e executivo de Descalvado – Drª Vanisse Gonçalves, Presidente da Câmara Municipal, que esteve acompanhada pelas vereadoras Michelli Longo e Jake Bronini, do Prefeito, Luis Guilherme Panone e da Secretária Municipal de Educação, Alessandra Paganotto.

Em seu discurso, o diretor do IFSC/USP, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, agradeceu o empenho e o trabalho desenvolvido pelo Prof. Antonio Carlos Hernandes e sua equipe ao longo dos anos na formação de jovens alunos, tendo salientado, a esse respeito. “Hoje, o mundo é muito mais complicado do que era há vinte ou trinta anos, já que ele está completamente dependente da tecnologia. Antigamente, se faltava energia por algumas horas o impacto era muito baixo, comparativamente com os tempos atuais: se hoje faltar a energia por uma hora entramos num caos por causa da internet, que domina tudo. Assim, hoje e da mesma forma, a evolução da formação de um aluno é muito mais complexa do que era antigamente, o que exige a aplicação de novos mecanismos, de novas abordagens. A abordagem que o “Programa Vem Saber” tem usado é, por isso, extremamente eficiente, já que trata a educação de uma forma integrada para que os alunos aprendam diferentes conceitos que aliam a teoria à experimentação, através das linguagens mais importantes e que são as que geram conhecimento – artística, idioma e matemática -, sendo que este projeto traz essas linguagens”, enfatizou o docente.

Descerramento da placa de inauguração do “Laboratório de Física Vem Saber USP”

No final de seu discurso, o diretor do IFSC/USP destacou que a educação é o único caminho que existe para se poder alcançar uma sociedade mais igualitária, com melhor qualidade de vida e mais inclusiva, sendo que para o orador é um grande orgulho para o IFSC/USP e para a USP poderem contribuir com este projeto na cidade de Descalvado.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Biossensor para diagnóstico da COVID-19 – Tecnologia sustentável para democratizar diagnósticos moleculares no mundo

(Créditos – ACS Sens. 2025, 10, 3, 1970-1985)

Plataforma desenvolvida com materiais reciclados detecta vírus com alta precisão e baixo custo, resultado de um projeto temático da FAPESP envolvendo os Institutos de Química e de Física de São Carlos (USP)

Motivado pelo fato de que milhões de pessoas no mundo ainda não têm acesso a diagnósticos básicos, um projeto temático da FAPESP uniu pesquisadores dos Institutos de Química (IQSC/USP) e de Física (IFSC/USP) de São Carlos no desenvolvimento de uma tecnologia sustentável para diagnóstico molecular acessível. A iniciativa integra o projeto temático “Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico”, coordenado pelo Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do IFSC/USP.

O resultado é uma plataforma eletroquímica-magnética universal, de baixo custo, portátil e fabricada a partir de materiais reciclados – grafite recuperado de baterias recicladas e plástico de copos descartáveis. Inicialmente validada para a detecção do vírus SARS-CoV-2, a plataforma representa uma inovação de impacto global, combinando ciência de materiais, engenharia, sustentabilidade e saúde pública. O dispositivo pode ser operado manualmente, sem necessidade de laboratórios ou infraestrutura especializada, sendo que os testes são rápidos, apresentando resultados em poucos minutos, e o custo por unidade é de apenas 20 centavos de dólar — uma fração do preço dos exames convencionais.

Prof. Dr. Frank Crespilho (IQSC/USP) (Créditos: Bioelectrochemistry and Interfaces Group)

O funcionamento do biossensor se baseia em nanopartículas magnéticas funcionalizadas com anticorpos, capazes de capturar biomarcadores virais em amostras de saliva. A interação gera um sinal eletroquímico que é lido por um dispositivo portátil. No caso do SARS-CoV-2, o sensor apresentou precisão de 95%, similar ao RT-PCR, considerado padrão-ouro em diagnóstico molecular. O sistema foi validado em amostras de saliva de pacientes com diferentes faixas etárias e sexos, com confirmação por RT-PCR, garantindo sua eficácia em condições clínicas reais.

“O sensor é uma plataforma universal. Embora o primeiro teste tenha sido para COVID-19, ele pode ser adaptado para detectar rapidamente outros vírus, como influenza”, explica o Prof. Dr. Frank Crespilho, do IQSC/USP, que tambem foi coordenador da Rede de Pesquisa em Metabolômica e Diagnóstico da Covid-19 (MeDiCo) USP/CAPES, coordenador do desenvolvimento tecnológico e autor correspondente do artigo publicado na revista ACS Sensors em março de 2025. “Queremos democratizar o acesso a diagnósticos de qualidade com soluções sustentáveis e de baixo custo.” A publicação tem como primeiro autor o pesquisador Caio Lenon Chaves Carvalho, ex-bolsista de pós-doutorado no laboratório do Prof. Crespilho. Sua liderança foi essencial no desenvolvimento e validação do biossensor, contribuindo diretamente para os resultados inéditos alcançados.

Para o Prof. Osvaldo, “foi um projeto longo, liderado pelo grupo do Prof. Crespilho, que contou com renomados colegas cientistas e que culminou em resultados sem precedentes na literatura científica”. A colaboração entre grupos interdisciplinares foi fundamental para integrar inovação tecnológica com impacto social e ambiental.

Além do IQSC/USP e IFSC/USP, o projeto contou com parcerias nacionais e internacionais, envolvendo a Faculdade de Medicina da USP, a Universidade Federal do Piauí (UFP), a Universidade do Minho (Portugal) e o centro de pesquisa BCMaterials, na Espanha.

Mais do que uma resposta à pandemia, essa plataforma inaugura um novo paradigma em dispositivos de diagnóstico acessíveis, reaproveitando resíduos tecnológicos e viabilizando soluções para regiões vulneráveis. O projeto mostra como ciência, sustentabilidade e política pública podem caminhar juntas rumo a um futuro mais justo e saudável para todos.

Acesse AQUI o artigo científico relativo a esta pesquisa.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Tecnologia inovadora com a utilização de laser – A revolução na segurança e durabilidade de instrumentos cirúrgicos

(Créditos – “Adobe Stock”)

Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), da Faculdade de Odontologia da USP de Ribeirão Preto (FORP/USP) e da empresa “BR Labs” desenvolveram um tratamento a laser que melhora significativamente a resistência de instrumentos cirúrgicos contra ferrugem e desgaste, considerado um avanço revolucionário na área da saúde e que promete aumentar a segurança e a eficiência dos procedimentos cirúrgicos. Essa inovação, publicada na revista científica “Materials – MDPI”, pode reduzir custos hospitalares, aumentar a durabilidade dos equipamentos e proporcionar maior segurança aos pacientes.

Uma nova era para os equipamentos cirúrgicos

Os instrumentos cirúrgicos de aço inoxidável são essenciais para procedimentos médicos, mas, ao longo do tempo, a tendência é sofrerem processos de corrosão devido ao contato com líquidos e produtos de esterilização. Essa corrosão pode comprometer a integridade dos equipamentos, aumentando os riscos de infecção nos pacientes e tornando necessária a substituição frequente dos instrumentos. O novo tratamento a laser cria uma barreira protetora na superfície do material, reduzindo esses danos e prolongando sua vida útil. Essa tecnologia representa um grande avanço na busca por instrumentos mais seguros e eficientes, ajudando a garantir a qualidade dos procedimentos médicos e a segurança dos pacientes.

Drª Fátima Maria Mitsue Yasuoka

Equipamentos tratados com laser já demonstraram uma maior resistência, mesmo em contato constante com líquidos agressivos, como soluções de limpeza e fluidos corporais. Este novo método promove a redução do desgaste dos instrumentos, garantindo maior tempo de uso e eficiência, reduzindo a necessidade de descarte precoce, sendo que, desta forma, os hospitais podem gastar menos na reposição frequente de instrumentos, direcionando recursos para outras áreas essenciais da saúde. Além disso, a integridade preservada dos instrumentos reduz o risco de contaminação e complicações pós-operatórias, tornando os procedimentos cirúrgicos mais confiáveis.

Além dos equipamentos médicos, esta inovação tem potencial para ser aplicada em outras áreas que exigem alta resistência à corrosão, como a indústria aeroespacial, automobilística e a fabricação de componentes eletrônicos. A resistência aprimorada dos materiais tratados a laser pode beneficiar diversos setores que dependem de metais duráveis e de alta performance. Os pesquisadores continuarão testando a eficácia do tratamento a laser em diversas condições, incluindo contato com sangue e produtos de limpeza hospitalares, ampliando suas possibilidades de aplicação.

Sobre as particularidades desta pesquisa, a pesquisadora do IFSC/USP, Drª Fátima Maria Mitsue Yasuoka, que é uma das autoras do artigo científico, comenta: “Este trabalho é um excelente resultado de cooperação de alunos de iniciação científica, pesquisadores e professores de diferentes unidades da USP e do setor privado representada pela empresa “BR Labs Tecnologia Óptica e Fotônica Ltda”. O envolvimento de alunos de iniciação científica é um aspecto crucial, pois proporciona a esses estudantes a oportunidade de vivenciar o processo de pesquisa na prática, desenvolver habilidades e despertar o interesse pela ciência. Esta experiência serve como um incentivo para a continuidade das pesquisas e para o desenvolvimento de novos projetos, tanto para os participantes diretos quanto para a comunidade científica. Essa sinergia de conhecimentos e recursos é fundamental para o avanço científico e tecnológico do país”.

Junto com Fátima Maria Mitsue Yasuoka assinam este estudo os pesquisadores Vinicius da Silva Neves, Felipe Queiroz Correa, Murilo Oliveira Alves Ferreira, Alessandro Roger Rodrigues, Witor Wolf, Rodrigo Galo e Jéferson Aparecido Moreto.

Para acessar o artigo científico publicado na revista “Materials – MDPI, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Nanovacinas contra o câncer – Quando a nanotecnologia encontra a imunoterapia

(Créditos – ACS Nano 2025, 19, 16204−16223 / CC-BY 4.0)

Pesquisadores destacam o potencial das nanovacinas como aliadas poderosas na luta contra o câncer, combinando precisão molecular, personalização e inovação científica.

Em um artigo publicado na revista científica “ACS Nano”, com destaque na capa inteira, pesquisadores do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos (GNano-IFSC/USP) traçaram um panorama abrangente sobre os mecanismos de ação, os princípios de design e os desafios clínicos das chamadas “nanovacinas oncológicas”. A proposta tem o intuito de transformar pequenas partículas artificiais (medindo bilionésimos de metro) em “mensageiras” que instruem o sistema imunológico a identificar e eliminar células tumorais.

Este estudo vem ao encontro do fato de a medicina oncológica viver atualmente um momento de transformação, onde a tradicional combinação de tratamentos e outros protocolos — cirurgia, quimioterapia e radioterapia — começa a dividir espaço com abordagens inovadoras que buscam explorar e potencializar as defesas naturais do corpo humano. Entre essas estratégias, as nanovacinas contra o câncer vêm ganhando um destaque importante por apresentarem uma capacidade de unir imunoterapia e nanotecnologia em uma só fórmula.

O que são nanovacinas

As vacinas convencionais funcionam ao introduzirem no sistema imunológico fragmentos de vírus ou bactérias, preparando o corpo para combatê-los em futuras infecções. No caso do câncer, o desafio é diferente, já que o foco é “ensinar” o organismo a reconhecer as células tumorais como uma ameaça, células essas que se encontram no próprio corpo humano, mas que sofreram mutações.

Através da nanotecnologia, as nanovacinas são formulações que utilizam nanopartículas — feitas de materiais como lipídios, polímeros, proteínas ou até metais — para transportar antígenos tumorais e adjuvantes imunológicos diretamente nas células de defesa do corpo. Graças ao seu tamanho minúsculo, essas partículas conseguem penetrar barreiras biológicas com mais eficiência e alcançar tecidos como os linfonodos, onde ocorre a ativação do sistema imune.

Segundo o estudo publicado, onde o primeiro autor é o doutorando Gabriel de Camargo Zaccariotto, o grande trunfo das nanovacinas está na sua versatilidade, já que as nanopartículas podem ser projetadas para proteger os componentes vacinais, liberar os ingredientes de forma controlada e modular a resposta imunológica desejada. Isso quer dizer que uma nanovacina pode ser adaptada para diferentes tipos de câncer, estágios da doença e até mesmo para o perfil genético do tumor de cada paciente, algo que é considerado um passo importante rumo à medicina personalizada.

Além disso, a combinação de antígenos tumorais específicos com adjuvantes poderosos permite induzir uma resposta imune robusta e duradoura. O objetivo final é estimular a produção de células T citotóxicas — verdadeiros “soldados” do sistema imunológico — para que sejam capazes de identificar e destruir células cancerígenas, inclusive aquelas que escapam aos tratamentos tradicionais.

Doutorando do GNano-IFSC/USP – Gabriel de Camargo Zaccariotto

Os desafios

Apesar de ser inovadora e revolucionária, a aplicação das nanovacinas ainda enfrenta barreiras importantes. Poucos produtos chegaram à fase de testes clínicos avançados e nenhum foi aprovado até o momento para uso comercial em pacientes com câncer. Os obstáculos vão desde a complexidade da fabricação em larga escala até questões regulatórias e tecnológicas.

O estudo destaca que ainda é necessário entender melhor como diferentes tipos de nanopartículas interagem com o organismo, como são processadas e quais estratégias adotar para alcançar uma resposta imunológica mais eficaz contra as células tumorais, além de existirem questões éticas e econômicas, como o custo de desenvolvimento e a necessidade de harmonização regulatória entre as agências do mundo. Contudo, esta é uma porta que se abre para um futuro promissor, conforme salienta Gabriel de Camargo Zaccariotto: “A aplicação da nanotecnologia em vacinas já é uma realidade, e os principais centros de pesquisa, assim como empresas dos setores biotecnológico e farmacêutico, têm investido cada vez mais nessa abordagem para o combate ao câncer. Muitos dos desafios enfrentados pelas nanovacinas são compartilhados com outros nanomedicamentos; no entanto, há também barreiras específicas, como a necessidade de aprimoramento dos modelos de aprendizado de máquina utilizados na personalização das vacinas e de uma compreensão mais aprofundada da variabilidade de resposta, influenciada pelo perfil prévio de saúde e pela genética de cada paciente. Ainda assim, os avanços nessa área são notáveis e reforçam o potencial dessa tecnologia para transformar a vida de inúmeros pacientes”.

O futuro

Prof. Dr. Valtencir Zucolotto (Coordenado do GNano-IFSC/USP)

Apesar das incertezas sublinhadas acima, os avanços conquistados até o momento são animadores, já que testes clínicos têm demonstrado que as nanovacinas podem aumentar significativamente a eficácia de outros tratamentos, como inibidores de checkpoint imunológico, tendo-se observado redução nos riscos de metástase, recorrência e morte entre pacientes.

A convergência entre nanotecnologia, biotecnologia e imunologia tem gerado um campo fértil para inovações, sendo que as nanovacinas representam uma ponte entre as descobertas da ciência básica e as necessidades urgentes da medicina clínica oncológica.

Para o Coordenador da pesquisa e do grupo de Nanomedicina (GNano/IFSC/USP), Prof. Dr. Valtencir Zucolotto, que é um dos coautores do artigo “A combinação da Nanotecnologia com a Biotecnologia é uma área estratégica e relativamente nova, que já demonstrou sua capacidade de gerar benefícios para a humanidade, como no caso das vacinas de RNA contra a COVID-19. Pesquisadores que atuam nessa área buscam agora utilizar a Nanobiotecnologia para explorar outras fronteiras científico/tecnológicas em setores importantes como a medicina e o agronegócio”.

Se os próximos passos forem bem-sucedidos, estaremos diante de uma nova era no combate ao câncer, com vacinas que não só irão prevenir doenças, como também combatê-las e curá-las.

Assinam este artigo científico os seguintes pesquisadores: Gabriel de Camargo Zaccariotto, Maria Julia Bistaffa, Angelica Maria Mazuera Zapata, Camila Rodero, Fernanda Coelho, João Victor Brandão Quitiba, Lorena Lima, Raquel Sterman, Valéria Maria de Oliveira Cardoso, e Valtencir Zucolotto.

Confira AQUI o estudo publicado na revista “ACS Nano”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Com participação do IFSC/USP – Cientistas brasileiros descobrem composto marinho promissor no combate à malária

(Créditos – “Tripura News Live”)

Estudos recentes revelam que alcaloides derivados de esponjas marinhas são eficazes contra cepas resistentes de malária em testes laboratoriais e com animais

Uma nova esperança no combate à malária pode ter surgido a partir das profundezas do oceano, já que um grupo de pesquisadores brasileiros identificou compostos naturais extraídos de esponjas marinhas com potente ação contra o Plasmodium, protozoário causador da malária. O estudo, publicado na revista “ACS Infectious Diseases”, destaca os alcaloides guanidínicos chamados batzeladinas F e L como candidatos promissores para o desenvolvimento de novos antimaláricos.

O trabalho publicado é resultado de uma colaboração entre cientistas de diferentes instituições brasileiras, que isolaram os compostos a partir da esponja Monanchora arbuscula, coletada no litoral do Brasil e faz parte do projeto temático coordenado pelo Prof. Roberto Berlinck, docente e pesquisador do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), no qual o pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Rafael Guido, é o pesquisador principal, sendo que ambos assinam a correspondência do artigo científico. No estudo agora publicado, os alcaloides mostraram-se eficazes não só contra cepas sensíveis, mas também contra variantes resistentes do Plasmodium falciparum — o mais letal entre os cinco tipos de parasitas que causam a doença em humanos.

Os compostos estudados apresentaram uma ação rápida e potente, com inibição do parasita em menos de vinte e quatro horas após a exposição. “Esse perfil de ação é comparável ao do artesunato, um dos medicamentos mais utilizados atualmente”, afirma a pesquisadora Giovana Rossi Mendes, primeira autora do estudo, tendo em consideração que, além disso, os compostos exibiram moderada toxicidade em células humanas (linha HepG2) e bons índices de seletividade, um parâmetro importante na avaliação de candidatos a fármacos.

As batzeladinas foram testadas em diferentes estágios do ciclo do parasita e mantiveram sua eficácia tanto em cepas sensíveis quanto em variantes resistentes a medicamentos, como cloroquina e artemisinina. Também foram eficazes contra isolados clínicos de P. falciparum e P. vivax, coletados na região amazônica brasileira, em testes ex vivo. Em modelo in vivo, utilizando camundongos infectados com Plasmodium berghei, o composto batzeladina F reduziu a parasitemia em até 94% e aumentou significativamente a taxa de sobrevivência dos animais.

A proteína PfENT1 e as perspectivas para novos tratamentos

Na busca por entender como os compostos agem no parasita, os cientistas realizaram simulações computacionais que sugerem que as batzeladinas podem atuar inibindo a proteína transportadora de nucleosídeos PfENT1 — essencial para a sobrevivência do Plasmodium. Essa hipótese pode explicar a rápida ação dos compostos e a ausência de resistência cruzada com os medicamentos atualmente disponíveis. Apesar dos resultados animadores, os autores alertam que ainda são necessárias mais pesquisas antes que os compostos possam ser usados em humanos, já que os achados indicam que os derivados de batzeladinas são candidatos promissores para programas de desenvolvimento de novos antimaláricos inspirados na natureza.

O pesquisador do IFSC/USP, Prof. DR. Rafael Guido,  sublinha o fato de o trabalho descrever uma extensa pesquisa que caracterizou uma nova classe de moléculas capaz de matar seletivamente o parasita causador da malária e que foram ativos contra as cepas resistentes também. “O problema de resistência é muito grave em doenças infecciosas, por isso quando uma molécula se mostra ativa em variantes resistentes, como foi neste caso, isso é sempre uma boa notícia. As moléculas foram ativas contra o parasita que causa a forma mais grave da doença (Plasmodium falciparum) e também contra o parasita que é o que causa o maior número de casos no Brasil (Plasmodium vivax)”, sublinha o pesquisador. A malária é um assunto que está sempre em destaque por causar a morte de muitas pessoas, principalmente crianças. Neste contexto, em 2007, a Assembleia Mundial da Saúde, promovida pela Organização Mundial da Saúde (OMS), instituiu o “Dia Mundial da Luta Contra a Malária” (World Malaria Day), celebrado todos os anos no dia 25 de abril.

Prof. Dr. Rafael Guido

O objetivo desse dia é:

* Destacar a necessidade de investimentos e compromisso político para prevenir e controlar a malária;

* Alertar para a malária, uma doença parasitária grave transmitida por mosquitos do tipo Anopheles;

* Enfatizar as barreiras para a equidade em saúde, a igualdade de gênero e os direitos humanos na resposta à malária;

* Promover medidas concretas para ultrapassar essas barreiras;

Recorde-se que a malária é causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos pela picada do mosquito Anopheles. Entre os cinco tipos que podem infectar humanos, o Plasmodium falciparum é o mais perigoso, responsável pela maioria das mortes. Os sintomas incluem febre alta, calafrios, dores no corpo e, em casos mais graves, pode levar à morte se não for tratada rapidamente.

Os tratamentos atuais envolvem combinações de medicamentos, como derivados da artemisinina, mas o surgimento de cepas resistentes tem se tornado uma preocupação crescente em todo o mundo, daí que a busca por novas alternativas terapêuticas se tornou uma urgência científica.

Com a resistência a esses tratamentos se expandindo globalmente, esta descoberta reacende o interesse na biodiversidade marinha como fonte de soluções terapêuticas e posiciona o Brasil como um dos protagonistas na corrida por novos medicamentos contra a malária.

Confira AQUI o artigo científico publicado.

Rui Sintra -Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Com participação do IFSC/USP – Novo material ajuda a limpar água contaminada por medicamentos

(Créditos – “European Pharmaceutical Review”)

Tecnologia promete tornar o tratamento de água mais eficiente e sustentável

Uma pesquisa conduzida por um grupo de pesquisadores da USP, que inclui o professor e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Renato Vitalino Gonçalves, resultou no desenvolvimento de um material inovador com potencial para remover, de forma mais eficiente, resíduos de medicamentos presentes na água — com destaque para o paracetamol, um dos analgésicos mais consumidos no mundo.

Os pesquisadores utilizaram um tipo de partículas com estrutura nanométrica, ou seja, extremamente pequenas – cerca de mil vezes mais finas que um fio de cabelo -, a partir de óxido de zinco (ZnO). Esse material já é conhecido por sua capacidade de degradar poluentes por meio da luz solar, num processo chamado fotocatálise.

Mas, o grande diferencial da pesquisa foi o uso de um truque inteligente: os cientistas adicionaram cloro ao material (o que chamam de “dopagem”) e depois aplicaram um processo chamado “lixiviação seletiva” — uma espécie de “lavagem controlada” da superfície dessas partículas, fazendo com que o cloro fosse removido da sua parte externa, já que poderia atrapalhar, mas que permanecesse dentro do material, ajudando a melhorar sua performance.

“Com essa técnica, conseguimos evitar que o cloro atrapalhe a ação do material e ainda aproveitamos os benefícios que ele pode trazer, como melhorar a passagem de eletricidade dentro das partículas”, explica o Prof. André Luiz da Silva, coordenador da pesquisa.

Essa melhoria interna faz com que as partículas consigam degradar o paracetamol com mais eficiência quando expostas à luz ultravioleta (UV). Isso significa que em um sistema de tratamento de água elas podem ajudar a eliminar esse tipo de poluente com mais rapidez e eficácia.

Prof. Renato Vitalino Gonçalves

Além disso, a pesquisa mostra que poder entender onde exatamente os elementos estão dentro das partículas (se na superfície ou no interior) pode fazer uma grande diferença no desempenho dos materiais. Não basta só colocar um ingrediente a mais no material, é preciso saber onde ele está e o que ele está fazendo ali.

A técnica desenvolvida na USP pode ser útil não só para remover paracetamol, mas também outros resíduos de medicamentos e poluentes que hoje estão presentes na água e são difíceis de eliminar pelos métodos convencionais.

O Prof. Renato Vitalino Gonçalves, do IFSC/USP, destaca a importância da técnica de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) na caracterização do material desenvolvido na pesquisa. Segundo ele, a aplicação da XPS foi fundamental para identificar a presença de espécies de cloro (Cl) nas amostras dopadas intencionalmente, evidenciando que, após o processo de dopagem, foi possível detectar a formação de ZnCl2. “Essa observação confirma que o cloro foi efetivamente incorporado à estrutura do óxido de zinco (ZnO), substituindo átomos de oxigênio (O) por átomos de cloro (Cl)”, explica o professor. Ele ressalta, ainda, que a técnica de XPS tem sido uma ferramenta essencial na investigação de estruturas eletrônicas em uma ampla variedade de materiais. “A técnica tem se mostrado uma aliada valiosa na compreensão da composição e do comportamento eletrônico de sistemas complexos”, conclui o Prof. Renato.

Este trabalho foi publicado na revista científica internacional “ACS Applied Nano Materials” (VER AQUI) e contou com os apoios da FAPESP, CAPES, CNPq e do Centro de Inovação em Gás (RCGI).

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Novo estudo revela como fototerapia associada a bactérias pode potencializar a resposta imunológica contra o câncer de pele

(Créditos – “Freepick”)

Um estudo pioneiro em laboratório, realizado por um grupo de pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e da Texas A&M University (EUA), combinando células tumorais do tipo melanoma, células do sistema imunológico e microrganismos, mostrou que a fotodinâmica é potencializada.

A ideia da pesquisa foi mostrar que se existirem agentes estimulando o sistema imunológico, pode-se eliminar o câncer ainda mais rapidamente ao se usar a técnica de fotodinâmica, fortemente avançada devido aos inúmeros trabalhos realizados no Brasil.

O experimento demonstrou que a combinação de luz, bactérias e células do sistema imune pode ser uma arma poderosa contra um dos mais agressivos tipos de câncer de pele – melanoma. O estudo foi testado em laboratório e comprovou como a terapia fotodinâmica (TFD) pode ser ainda mais eficaz no combate ao melanoma, quando associada a infecções bacterianas controladas.

A técnica de fototerapia dinâmica já é conhecida por utilizar substâncias sensíveis à luz (fotossensibilizadores) que, quando ativadas por luz em um comprimento específico produzem espécies reativas de oxigênio capazes de matar células doentes. Mas, os cientistas foram além: criaram um modelo celular que simula o microambiente tumoral, onde colocaram células de melanoma, macrófagos (um tipo de célula de defesa do organismo) e a bactéria Escherichia coli.

Ao introduzirem a bactéria no ambiente tumoral, os pesquisadores verificaram uma mudança drástica no comportamento dos macrófagos. Sob efeito da luz e do fotossensibilizador, as células de defesa passaram a “acordar”, intensificando sua capacidade de identificar e destruir as células cancerígenas.

A pesquisadora Barbara Detweiler, pós-doutora sob a supervisão do Prof. Vanderlei  Salvador Bagnato e autora principal do estudo, salienta no artigo científico que foi publicado sobre este tema que o mais surpreendente foi perceber que o sistema imune respondia melhor quando todos os componentes estavam juntos – macrófagos, bactéria e a luz ativando a fototerapia.

Outro ponto curioso do estudo foi a descoberta de que a ordem em que cada elemento é introduzido no sistema influencia diretamente os resultados. Quando os macrófagos eram expostos à luz antes da infecção bacteriana, a eficácia diminuía, enquanto que quando a exposição era simultânea, o efeito era potencializado.

Prof. Vanderlei Salvador Bagnato (IFSC/USP) / A&M Texas University

A explicação pode estar no fato de que a bactéria, ao ser atacada, libera substâncias químicas que servem como sinalizadores para o sistema imune agir de forma mais precisa. Esses sinais parecem ser mais efetivos quando são liberados no mesmo momento em que o sistema imune é ativado pela luz.

O ponto alto da pesquisa foi quando os cientistas reuniram os três elementos: melanoma, macrófagos e bactéria Escherichia coli. Nesse cenário, a fototerapia não só aumentou a toxicidade para as células cancerígenas, como também reduziu drasticamente sua sobrevivência, sendo que a resposta coordenada dos macrófagos foi essencial para esse resultado.

Para o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, que atualmente também trabalha nos laboratórios da A&M Texas University, nos Estados Unidos, e que é coautor do estudo, o achado pode inspirar novas estratégias terapêuticas: “A complexidade do ambiente tumoral muitas vezes é ignorada em estudos simplificados e aqui mostramos que simular essa complexidade pode levar a tratamentos mais eficazes e, portanto, tornar os experimentos de laboratório um pouco mais próximos da realidade”, pontua o pesquisador.

Apesar de ter sido realizado in vitro, ou seja, fora de organismos vivos, o experimento relatado no artigo científico oferece uma base promissora para testes em modelos animais e, futuramente, em humanos. A ideia de usar bactérias inativadas ou modificadas para instigar o sistema imunológico e torná-lo mais eficiente contra o câncer é uma abordagem inovadora que resgata conceitos da imunoterapia do século XIX, agora combinados com alta tecnologia.

Em suma, os cientistas começam a entender melhor como manipular o microambiente tumoral para tornar os tratamentos mais potentes, sendo que “O futuro da terapia contra o câncer pode estar exatamente aí, ou seja, no uso inteligente de luz, bactérias e do próprio sistema imune”, conclui a autora do trabalho.

Segundo o Prof. Vanderlei Bagnato, experimentos com animais envolvendo este novo conceito já estão em elaboração no IFSC/USP e na A&M Texas University. “O sistema imunológico é uma arma poderosa no combate ao câncer e se pudermos realizar isto de forma natural e sem riscos para o paciente, será fantástico”  finaliza o pesquisador.

Confira AQUI o artigo científico relativo a este estudo, publicado na revista científica “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Lipedema – Chamada de pacientes voluntárias para novo tratamento desenvolvido no IFSC/USP

Pesquisador Matheus Henrique Camargo Antonio

O IFSC/USP inicia no próximo dia 05 de maio uma chamada para o tratamento experimental em pacientes portadoras de Lipedema. O estudo, que dá sequência a este tratamento experimental e inovador, visa melhorar a qualidade de vida das pacientes, investigando os benefícios da combinação entre compressão pneumática intermitente e fototerapia, buscando melhorar tanto os sintomas quanto a circulação periférica nos membros inferiores.

Para o fisioterapeuta e pesquisador do IFSC/USP, Matheus Henrique Camargo Antonio, autor do estudo, o tratamento consiste em, através de uma bota pneumática especial, exercer uma pressão nas pernas para melhorar a circulação e assim diminuir o inchaço, sendo aplicado, em simultâneo uma luz laser realizando a fotobiomodulação, sistema inserido na citada bota. “Serão realizadas dez sessões ao longo de cinco semanas em cada paciente, sendo que cada sessão durará cerca de trinta minutos”, sublinha o pesquisador.

Este estudo contará com a participação de vinte mulheres da cidade de São Carlos, com idades superiores a 18 anos e com diagnóstico clínico prévio de Lipedema. Serão excluídas do estudo mulheres com histórico de doenças cardiovasculares, tabagismo, uso de álcool ou com histórico oncológico. A expectativa é que a combinação dessas terapias proporcione alívio significativo para as portadoras da condição, oferecendo uma nova perspectiva de tratamento e melhoria na qualidade de vida.

O que é Lipedema

O Lipedema é uma condição crônica e progressiva caracterizada pelo acúmulo anormal de gordura subcutânea, afetando principalmente as pernas, quadris e, em alguns casos, os braços.

Esse acúmulo ocorre de maneira desigual, resultando em um formato corporal anômalo, com aumento desproporcional das extremidades inferiores em relação à parte superior do corpo.

Embora a causa exata ainda não seja totalmente compreendida, o Lipedema tende a ocorrer em famílias, sugerindo uma predisposição genética, e geralmente se manifesta durante períodos de mudanças hormonais, como a puberdade, o parto ou a menopausa.

Os sintomas mais comuns incluem acúmulo de gordura nas áreas afetadas, dor e sensibilidade nas regiões impactadas, além de uma sensação de peso nas extremidades. Pessoas com Lipedema também têm maior propensão a desenvolver hematomas facilmente, mesmo após pequenos traumas. Em estágios avançados, a condição pode evoluir para linfedema, caracterizado pelo acúmulo de fluido linfático, o que resulta em distúrbios circulatórios.

As pacientes interessadas em fazer parte deste estudo, que se iniciará no dia 05 de maio, deverão obter todas informações e se inscrever na Unidade de Terapia Fotodinâmica (UTF) localizada na Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, através do telefone (16) 3509-1351 em horário de expediente.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Fibrose pulmonar – IFSC/USP faz chamada de pacientes voluntários para tratamento experimental

(Créditos – Apollo Hospitals – shutterstock)

Pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) estão iniciando uma chamada de pacientes voluntários portadores de fibrose pulmonar para início de um novo tratamento à base de ultrassom com laser terapêutico, um método que se iniciou há alguns anos com os tratamentos das consequências da fibromialgia.

O que é fibrose pulmonar

A fibrose pulmonar é o resultado de um processo inflamatório crônico que leva à formação de tecido cicatricial (fibrose) nos pulmões. Esse tecido substitui o tecido saudável, tornando os pulmões menos elásticos e mais rígidos. Como resultado, a respiração se torna mais difícil porque os pulmões não conseguem se expandir e contrair como deveriam.

Diferente de infecções respiratórias comuns, a fibrose pulmonar não tem uma causa única e pode estar associada a vários fatores, como, por exemplo, doenças autoimunes, exposição a substâncias tóxicas em ambientes fechados, como poeira de sílica, amianto e mofo, infecções pulmonares de repetição, tabagismo, uso de certos medicamentos, como alguns quimioterápicos e antibióticos e ainda causas genéticas.

Os sintomas da doença são: falta de ar progressiva, que começa aos poucos e vai piorando com o tempo, tosse seca e persistente, fadiga constante e perda de peso e fraqueza, porque o corpo começa a gastar mais energia para compensar a baixa oxigenação.

Fisioterapeuta e pesquisadora do IFSC/USP – Vanessa Garcia

A fisioterapeuta e pesquisadora do IFSC/USP, Vanessa Garcia, que será a responsável pela realização deste novo tratamento, acompanhou ao longo do tempo a ação da utilização de um equipamento desenvolvido no Instituto de Física e que auxiliou – e muito – a tratar indivíduos com sequelas pós-COVID, com resultados muito bons na melhora de parâmetros respiratórios, funcionais, regularização do sono, regeneração tecidual, redução da inflamação e alívio da dor, tendo agora aberto uma oportunidade para testar o tratamento da fibrose pulmonar.

Como funciona o tratamento

Segundo Vanessa Garcia, este tratamento é completamente indolor e bastante fácil de aplicar. “Este tratamento experimental inclui uma avaliação da parte respiratória de cada paciente através de determinados exercícios físicos, seguindo-se a aplicação do tratamento com ultrassom e laser nas palmas das mãos”, explica a fisioterapeuta.

Esta é uma chamada destinada a um grupo de apenas vinte pacientes, sem restrição de idades e que não tenham histórico oncológico e de cirurgias recentes, compreenderá dez sessões, duas vezes por semana, com uma duração total de cinco semanas, sendo que cada sessão demorará uma hora.

Informações e inscrições para este tratamento poderão ser feitas através do telefone da Unidade de Terapia Fotodinâmica (UTF) da Santa Casa de Misericórdia de São Carlos – (16) 3509-1351, sendo que os procedimentos serão realizados a partir do dia 22 de abril na Clínica de Fisioterapia instalada na UNICEP, em São Carlos.

Este estudo é supervisionado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato, com coordenação do pesquisador do mesmo Instituto, Dr. Antonio Eduardo de Aquino Jr..

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Radiculopatia lombar por hérnia discal – Novo equipamento permite um tratamento efetivo e rápido

Pesquisadores do IFSC/USP criaram um novo protocolo com base em um novo equipamento desenvolvido no Instituto para a reabilitação de pacientes com radiculopatia lombar por hérnia discal. A pesquisa foi elaborada através de dois estudos de caso de pacientes, publicado na revista científica “Journal of Novel Physioterapies”.

Para entender melhor

A anatomia da coluna vertebral é constituída por vértebras cervicais, toráxicas, lombares, sacrais e coccígeas, existindo entre essas vértebras discos intervertebrais que têm a função de estabilizar a coluna, absorvendo todo o tipo de impactos e proporcionando a sua mobilidade. Quando acontece uma degeneração discal devido a traumas, idade avançada, má postura, sedentarismo ou movimentos repetitivos, entre outros fatores, pode ocorrer um deslocamento do material que compõe esses discos intervertebrais, provocando uma compressão das estruturas nervosas na região afetada. Essa compressão pode ser leve, transmitindo uma sensação de dor radicular que sai da raiz nervosa e percorre todo o membro inferior afetado – uma dor crônica, uma espécie de “agulhada” forte. Por outro lado, a compressão pode provocar uma situação mais grave, apresentando, além da dor crônica, sintomas neurológicos adversos como perda da funcionalidade motora, fraqueza muscular e diminuição da sensibilidade e da massa muscular.

Pacientes com radiculopatia lombar por hérnia discal são predominantemente do sexo masculino e com idades entre os 45 e 65 anos, atendendo a que a compleição física masculina é maior do que a do sexo feminino – os homens têm mais massa muscular, utilizando-a com mais frequência que as mulheres, além de, por exemplo, serem, por isso, mais susceptíveis a traumas. Convencionalmente, a fisioterapia apresenta vários métodos que trabalham para eliminar a dor e as inflamações causadas por essa condição neurológica, para que os pacientes possam, posteriormente, realizar exercícios de fortalecimento, exercícios esses que podem se prolongar (dependendo de caso para caso) por entre 20 ou 30 sessões.

Novo equipamento apresenta protocolo inovador

O novo equipamento desenvolvido pelo IFSC/USP – já patenteado -, mas ainda em formato de protótipo, apresenta de forma inovadora dois recursos fisioterápicos que visam substituir os métodos tradicionais – a estimulação elétrica funcional e o laser de baixa potência. A estimulação elétrica funcional é um recurso com base em correntes elétricas que ativam os músculos paralisados ou enfraquecidos, promovendo dessa forma o restabelecimento do movimento funcional, ou seja, recupera a parte motora e elimina a atrofia muscular, através de dois eletrodos que são posicionados nos pontos motores – onde existe a conexão entre o nervo e o músculo. Entre os eletrodos existe um dispositivo contendo quatro lasers que são organizados de forma alternada. Essa combinação acelera todo o processo de tratamento, já que ela é posicionada em todo o trajeto do nervo.

Pacientes recuperam condição física em menos de dez sessões

Fisioterapeuta, pesquisadora do IFSC/USP e primeira autora do artigo científico, Drª Ana Carolina Negrais Canelada

Com este novo equipamento, os pesquisadores do IFSC/USP avaliaram uma paciente do sexo feminino (29 anos) com diagnóstico de hérnia discal (radiculopatia) em L-5/S-1, conforme explica a Fisioterapeuta, pesquisadora do IFSC/USP e a primeira autora do artigo científico, Drª Ana Carolina Negrais Canelada. “Além de uma dor crônica manifestada pela paciente, ela apresentava um déficit motor, uma fraqueza muscular. Não conseguia fletir o quadril nem estender o joelho, o que provocava uma marcha arrastada. Durante longo tempo se submeteu a diversos processos, sem resultados positivos que dessem esperança de poder concluir sua formação em medicina. Fizemos dez sessões de trinta minutos cada, duas vezes por semana, e acompanhamos a paciente com mecanismos avaliativos destinados a nos dar a evolução do seu estado físico. Não foram precisas dez sessões do tratamento, pois muito antes desse prazo a paciente recuperou a sua qualidade de vida com uma substancial diminuição da dor crônica e a eliminação das limitações motoras”, comemora a pesquisadora, acrescentando que a paciente conseguiu concluir sua formação. “A partir de agora ela está apta a iniciar o processo de fortalecimento muscular para proteção das vértebras”, pontua Ana Carolina Canelada.

Um outro paciente apresentava somente dor (radicular) no membro superior direito, atingindo toda a extensão do braço, mas sem déficit sensitivo e motor. Nesse sentido, Ana Carolina Canelada utilizou, com o mesmo equipamento, uma outra corrente elétrica para estimular as fibras nervosas apenas para eliminar a dor, como explica a pesquisadora. “Usei esse estímulo juntamente com o laser, sendo que o objetivo foi acelerar a recuperação do paciente, algo que acabou por surgir mesmo antes das dez sessões programadas para esse tratamento. Ao final da quinta sessão, o paciente apresentou uma melhora substancial na dor, tendo voltado às suas atividades diárias, sendo necessário, contudo, cumprir um calendário para que ele realize séries de exercícios de fortalecimento”, conclui a pesquisadora.

Acesse AQUI o artigo científico relativo à primeira paciente (estudo de caso) e o artigo do segundo paciente (estudo de caso) AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Verrugas genitais do HPV – Novo tratamento reduz recorrências e melhora a recuperação

(Créditos – “Sexual Health and Family Planning ACT”)

A pesquisa, realizada por cientistas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Universidade Católica do Chile (PUC-Chile), Universidade A&M Texas (EUA) e do Departamento de Bioengenharia (USP), demonstrou que um novo protocolo de tratamento pode oferecer maior eficácia, menos sessões de tratamento e menor risco de recorrência das lesões, trazendo benefícios tanto para os pacientes quanto para o sistema de saúde.

O HPV é uma das infecções sexualmente transmissíveis mais comuns no mundo, afetando milhões de pessoas todos os anos. Embora muitas infecções sejam assintomáticas e eliminadas pelo organismo, algumas variantes do vírus podem causar lesões em pele e mucosas, incluindo as verrugas genitais. Essas lesões, além do impacto físico, podem afetar a autoestima, causar desconforto e gerar preocupações emocionais nos pacientes.

Atualmente, um dos tratamentos mais usados para remover essas verrugas é a aplicação de ácido tricloroacético (TAA), que destrói o tecido infectado. No entanto, esse método pode exigir várias sessões e tem uma alta taxa de recorrência, pois não trata lesões invisíveis a olho nu.

Mais eficiência e menos recorrências

Pesquisadora Drª Mirian Stringasci

Para buscar uma alternativa mais eficaz, os pesquisadores compararam dois tipos de tratamento: o tratamento tradicional, com aplicação de ácido tricloroacético (TAA) a 80%, recomendado  pelo Ministério da Saúde, e o novo tratamento, com a remoção das lesões com um bisturi de alta precisão (bisturi ultrassônico) seguida por uma terapia à base de luz (terapia fotodinâmica – TFD) que tem a capacidade de destruir também as células infectadas não visíveis.

O estudo acompanhou trinta e seis pacientes e os resultados foram claros. Cem por cento dos pacientes tratados com o novo método não teve recorrência após dezoito meses de acompanhamento, comparativamente ao tratamento convencional onde trinta e três por cento dos pacientes voltaram a apresentar lesões no mesmo período. O novo tratamento também exigiu menos sessões, reduzindo o tempo de tratamento. Além da eficácia, o novo protocolo proporcionou uma recuperação estética superior, deixando menos marcas visíveis, podendo ser um fator importante para o bem-estar emocional e psicológico dos pacientes.

Este novo tratamento pode transformar a maneira como os pesquisadores lidam com o HPV e suas complicações, oferecendo mais segurança, menos tempo de tratamento e um impacto positivo na qualidade de vida dos pacientes.

Para a autora principal do estudo, a pesquisadora do IFSC/USP, Drª Mirian Stringasci “Tratamentos tópicos de condiloma, como aplicação de ácido, muitas vezes demandam múltiplas sessões, o que aumenta o constrangimento do paciente e as chances de abandono do tratamento, além de honorar o sistema público de saúde. O desenvolvimento de tratamentos como este pode beneficiar ambos”.

O estudo foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pelo Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT-USA).

Confira, AQUI, o artigo publicado no “Journal of Medical Virology”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Úlceras venosas – IFSC/USP inicia tratamentos após resultados de pesquisa

(Créditos – “Melbourne Varicose Vein”)

Após pesquisas e estudos realizados por seus pesquisadores, o Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) iniciou já um novo processo de tratamento de pacientes portadores de úlceras venosas – também conhecidas como úlceras varicosas.

A úlcera venosa é caracterizada por uma ferida na perna, próxima ao tornozelo, que ocorre devido à dificuldade do retorno do sangue das pernas ao coração. É o estágio mais avançado e grave de uma condição chamada “Insuficiência Venosa Crônica”. Segundo a Sociedade Brasileira de Angiologia e de Cirurgia Vascular, são múltiplos os fatores que contribuem para seu aparecimento, incluindo varizes, obesidade, trombose venosa profunda e falha da bomba muscular da panturrilha, por exemplo. Aproximadamente 1% da população apresenta úlcera venosa.

Pesquisadora do IFSC/USP Carolaine Bernardo

Habitualmente, a úlcera venosa é precedida por alterações da pele, nessa mesma região, como escurecimento da perna, inflamação da pele e endurecimento/atrofia da pele da perna. Em geral é pouco dolorosa, mas pode demorar para cicatrizar ou aumentar de diâmetro e/ou profundidade se não for adequadamente tratada. Além do impacto social e na qualidade de vida das pessoas, outras complicações podem ocorrer, como uma infecção da úlcera, que se manifesta com dor, mau cheiro, aumento da quantidade de secreção e vermelhidão ao redor da ferida.

O tratamento desenvolvido pela equipe de pesquisadores do IFSC/USP poderá ser uma alternativa aos processos cirúrgicos atualmente existentes, consistindo num procedimento que utiliza luz laser com uma determinada frequência, incidindo diretamente na área da lesão ao longo de várias sessões.

A enfermeira e pesquisadora do IFSC/USP, Carolaine Bernardo, é a profissional que está assumindo os procedimentos do novo protocolo, sob a supervisão dos pesquisadores Dr. Eduardo de Aquino Junior e Fernanda Mansano Carbinatto, também do IFSC/USP, na sequência de uma pesquisa realizada por ela e descrita em um artigo científico onde aparece como primeira autora na revista internacional “Journal of Palliative Care & Medicine”. “O artigo publicado relata o meu trabalho realizado com um paciente que apresentava uma úlcera aberta desde há dez anos e que não cicatrizou ao longo desse tempo.  Com este novo tratamento com laser, aplicado duas vezes por semana, a ferida fechou em nove meses”, informa a pesquisadora. Segundo ela, o paciente possuía muitas comorbidades – diabetes, problemas de retorno venoso e de insuficiência venosa, vítima de infarto por duas vezes, e com amputação de quatro dedos no mesmo pé –, algo que contribuiu para o início deste processo do IFSC/USP.

Confira AQUI o artigo científico publicado na  revista internacional “Journal of Palliative Care & Medicine”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Inovação – Novo gerador de energia feito com niobato de lítio (LiNbO3) promete benefícios para o dia a dia

(ISTOCK)

Futuro mais sustentável

Imagine carregar o celular apenas caminhando ou usar roupas que geram eletricidade sozinhas. Isso pode estar mais perto da realidade do que se imagina. Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de gerador de energia capaz de transformar os movimentos do dia a dia em eletricidade. Esse avanço pode ajudar a reduzir a dependência de baterias e oferecer alternativas mais sustentáveis para alimentar pequenos aparelhos eletrônicos.

O estudo, publicado na revista “Crystal Growth & Design”, foi conduzido por cientistas brasileiros da Universidade Federal do Ceará e do IFSC/USP, juntamente com colegas do MIT (EUA) e do Instituto Tecnológico de Monterrey (México). A equipe utilizou uma fibra especial feita de niobato de lítio (LiNbO₃), um material altamente eficiente na conversão de movimentos humanos em eletricidade. Nos testes, o gerador foi capaz de produzir energia elétrica suficiente para alimentar sensores e pequenos dispositivos sem precisar de fonte externa.

Prof. Antonio Carlos Hernandes

Com essa tecnologia, no futuro, será possível desenvolver roupas que carregam celulares enquanto a pessoa caminha, tênis que alimentam sensores de saúde, e até implantes médicos que funcionam sem necessidade de recarga frequente. Além disso, o novo material não contém substâncias prejudiciais ao meio ambiente, tornando-o uma opção sustentável e ecológica. Outro grande benefício é a sua durabilidade e eficiência, que minimiza o desperdício de energia e permite a produção em larga escala. Essa inovação tem o potencial de transformar a maneira como utilizamos a eletricidade em nosso dia a dia, tornando-a mais acessível e sustentável.

O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Antonio Carlos Hernandes, um dos autores desse estudo, explica qual foi a sua contribuição para a pesquisa. “A fabricação das fibras de LiNbO₃ foi feita aqui em São Carlos em um equipamento especial que utiliza um laser de alta potência, capaz de atingir temperaturas de até 2.500^OC. O pós-doutorando Sérgio Marcondes, que atua em nosso Laboratório, definiu a melhor metodologia para obter fibras com a qualidade desejada”, sublinha.

A pesquisa contou com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

Os próximos passos incluem aprimorar ainda mais o gerador e buscar maneiras de integrá-lo a produtos do cotidiano.

Confira AQUI o artigo científico relativo a esta pesquisa.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

IFSC/USP desenvolve sensor flexível para monitoramento da qualidade do ar em tempo real

Um novo avanço tecnológico, promissor, acaba de ser desenvolvido por pesquisadores do IFSC/USP e da Universitat Rovira i Virgili, na Espanha. Trata-se de um sensor flexível, inovador, capaz de detectar poluentes atmosféricos, especialmente o dióxido de nitrogênio (NO₂), um dos principais responsáveis pela poluição urbana. A tecnologia, que combina materiais de ultima geração, permite um monitoramento preciso e contínuo da qualidade do ar.

Principais benefícios

Dentre os principais benefícios apresentados por este novo sensor, podem-se destacar a sua alta sensibilidade, sendo capaz de detectar NO₂ abaixo do limite de segurança imposto pela OMS (1 ppm), sua eficiência energética e baixo custo. Além disso, o sensor é fabricado em substrato de PET e com materiais que não apresentam toxidade, podendo ser reciclado. O novo sensor apresenta-se portátil e bastante versátil, podendo ser incorporado em roupas e acessórios para monitoramento em tempo real da qualidade do ar, ajudando a prevenir a exposição a gases tóxicos em áreas urbanas e industriais que liberam grande concentração de poluentes tóxicos.

O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Valmor Roberto Mastelaro é um dos autores do artigo científico publicado na revista científica “Materials Science in Semiconductor Processing”, que dá a conhecer esta inovação, e sobre a pesquisa que foi feita para o desenvolvimento deste novo sensor ele comenta: ­“Este trabalho faz parte da pesquisa de doutorado da aluna Amanda Akemy Komorizono e foi realizado em colaboração com o Prof. Eduard Llobet, da Universitat Rovira i Virgili, da Espanha, cujo destaque vai para o desenvolvimento de um sensor flexível de baixo custo capaz de detectar concentrações de NO₂ abaixo do limite recomendado pela OMS”, pontua o pesquisador.

No que concerne às dificuldades encontradas para concluir esta pesquisa, a pesquisadora Drª Amanda Akemy Komorizono ressalta que “a principal dificuldade foi conseguir uma composição de rGO/ZnO que operasse a temperatura ambiente e ao mesmo tempo tivesse uma boa sensibilidade. O rGO é conhecimento por operar a baixas temperaturas, no entanto apresenta uma baixa resposta. Já os semicondutores de óxidos metálicos, como o ZnO, exibem excelente resposta, mas operando em temperada elevada (> 200 °C). Neste trabalho, estudamos composições que obtivessem os melhores resultados através da formação do compósito de rGO/ZnO. Além disso, por se tratar de um sensor flexível, também tivemos que tomar cuidado na escolha dos materiais para fabricar os eletrodos e na aderência do rGO/ZnO a esse eletrodo, para que o sensor não fosse danificado quando estivesse flexionado. A importância deste trabalho é o desenvolvimento de um sensor de gás de baixo custo, operando sem a necessidade de um aquecedor e que possa ser acoplado em roupas e acessórios para o monitoramento, em tempo real, do ar atmosférico”, conclui a pesquisadora.

Além do Prof. Valmor Mastelaro e da pesquisadora Amanda Akemy Komorizono, assinam este artigo científico os pesquisadores, Ramon Resende Leite, Silvia De la Flor e Eduard Llobet.

Este projeto contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e colaboração internacional.

Para conferir o artigo científico, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

SARS-Cov-02 – Aprendizado de máquina e microscopia óptica possibilitam desenvolvimento de imunossensores ultra-sensíveis

Pesquisador Dr. Pedro Ramon Almeida Oiticica

IFSC/USP avança na detecção do SARS-CoV-2

Pesquisadores do IFSC/USP, em colaboração com a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e a Embrapa Instrumentação, desenvolveram uma plataforma inovadora para diagnóstico, que combina aprendizado de máquina e microscopia óptica para detectar o SARS-CoV-2 em concentrações extremamente baixas. O estudo, publicado na revista científica “ACS Sensors”, apresenta uma nova técnica de imunossensoriamento que supera os métodos convencionais em sensibilidade e especificidade, abrindo caminho para um diagnóstico mais acessível e rápido.

A pesquisa, liderada pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Jr. e sua equipe, demonstra que essa nova plataforma para diagnóstico pode identificar a presença do SARS-CoV-2 em concentrações tão baixas quanto 1 unidade formadora de placa por mililitro (PFU/mL). Essa capacidade de detecção é mil vezes mais sensível do que os sensores baseados em ressonância de plásmons localizada (LSPR) convencionais, usando a mesma tecnologia de imunossensoriamento.

Revolucionando a detecção de vírus com imagens impulsionadas por IA

Os biossensores tradicionais dependem de técnicas de medidas, que requerem equipamentos nem sempre à disposição em ambientes clínicos ou em prontos atendimentos primários. Ao aproveitar a microscopia óptica e a IA, a nova abordagem oferece uma alternativa de baixo custo com muito mais sensibilidade.

A plataforma utiliza uma rede neural convolucional (CNN –  “Convolutional Neural Networks”) conhecida como MobileNetV3_Small, juntamente com um classificador baseado no algorítmo Máquinas de Vetores de Suporte (SVM – “Support Vector Machines”), atingindo uma precisão de 91,6% e uma especificidade de 96,9% na distinção de amostras negativas. Além disso, na classificação binária, onde apenas resultados positivos e negativos foram considerados, o modelo alcançou uma impressionante precisão de 96,5%, destacando sua robustez como ferramenta diagnóstica.

Como a Tecnologia Funciona

O imunossensor é baseado em substratos de vidro com nano-ilhas de ouro (AuNI) funcionalizados com anticorpos e que visam a proteína Spike S1 do SARS-CoV-2. Quando expostos a amostras contendo o vírus, esses sensores sofrem mudanças texturais sutis, observáveis por microscopia óptica. Algoritmos de IA analisam então as imagens, detectando padrões indicativos da presença viral com precisão extraordinária.

Uma descoberta fundamental do estudo é que a textura da imagem – em vez da cor – desempenha um papel essencial na detecção do vírus. Isso sugere que o método pode ser aplicado a outras plataformas de biossensores baseadas em mecanismos de detecção por adsorção.

Implicações para diagnósticos futuros

A capacidade de detectar concentrações ultrabaixas de SARS-CoV-2 abre possibilidades para a triagem de infecções em estágio inicial e monitoramento em tempo real em ambientes clínicos e comunitários. Comparado a testes de antígeno tradicionais que possuem limites de detecção mais altos, esta nova técnica alcança uma sensibilidade comparável ao RT-PCR, o padrão ouro para diagnósticos virais.

Além disso, os pesquisadores enfatizam que a abordagem pode ser adaptada para a detecção de outros patógenos virais e biomarcadores, tornando-se uma ferramenta versátil para futuras aplicações em biossensores. Estudos em andamento exploram sua implementação com microscópios de menor ampliação e até câmeras de smartphones, o que poderá aumentar ainda mais sua acessibilidade.

Expansão da tecnologia além da COVID-19

A integração do aprendizado de máquina com a microscopia óptica oferece um caminho promissor para o desenvolvimento de dispositivos diagnósticos portáteis e de baixo custo. A equipe de pesquisa demonstrou que a plataforma pode ser implantada com recursos computacionais mínimos, tornando-a viável para uso em ambientes com recursos limitados. O modelo MobileNetV3_Small, por exemplo, processa imagens em apenas 0,18 segundos, permitindo detecção em tempo real.

Além disso, a capacidade da plataforma de diferenciar entre diferentes concentrações de partículas virais pode ser crucial para a detecção precoce, mesmo em indivíduos assintomáticos. Essa funcionalidade é essencial para o controle de doenças infecciosas e para mitigar surtos antes que eles se tornem pandêmicos.

Os pesquisadores também destacam a possibilidade de adaptação da metodologia para detectar outros patógenos, como influenza, vírus sincicial respiratório (RSV) e novas ameaças virais emergentes. Modificando a funcionalização dos substratos plasmônicos, o imunossensor pode ser ajustado para detectar biomarcadores específicos associados a diversas doenças.

Perspectivas futuras

Embora o estudo atual tenha se concentrado em microscopia óptica de alta ampliação (400X), pesquisas em andamento buscam explorar técnicas de imagem de menor ampliação, incluindo o uso de câmeras de smartphones para aplicações nos pontos de atendimento. Esse desenvolvimento pode ampliar ainda mais a acessibilidade e a relação custo-benefício, expandindo o alcance dos diagnósticos avançados além dos laboratórios especializados.

A equipe de pesquisa também está investigando arquiteturas de aprendizado profundo que possam otimizar ainda mais o desempenho da classificação. Além disso, estão sendo feitos esforços para integrar abordagens de aprendizado de máquina, combinando múltiplas técnicas de extração de características para aprimorar a robustez da detecção viral.

O pesquisador do IFSC/USP, Dr. Pedro Ramon Almeida Oiticica, primeiro autor do artigo científico, comenta esta pesquisa da seguinte forma: “Este novo estudo representa um passo significativo na democratização dos diagnósticos avançados por meio da integração de IA e microscopia e o nosso trabalho só foi possível graças ao apoio das agências de fomento à pesquisa: FAPESP, CAPES e CNPq. Acreditamos que políticas sólidas de apoio à ciência e tecnologia são fundamentais para que nosso país se desenvolva mais rapidamente, gerando um grande retorno para a sociedade. Temos muita satisfação em aproveitar esses recursos para desenvolver pesquisas que contribuam para a sociedade, promovendo o bem-estar e o fortalecimento científico do país. Continuaremos trabalhando para desenvolver soluções inovadoras e acessíveis na área de sensores, aplicadas em diversas frentes da biotecnologia e do diagnóstico”, finaliza o pesquisador

Além de Pedro R. A. Oiticica, este estudo pioneiro foi conduzido por uma equipe multidisciplinar composta por: Monara Angelim, Juliana Soares, Andrey Soares, José Proença-Módena, Odemir Bruno e Osvaldo Novais de Oliveira Jr.

Acesse AQUI o artigo científico.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Pesquisadores do IFSC/USP revelam como a resistência a antibióticos carbapenêmicos se espalha em hospital brasileiro

(Créditos – “First Post”)

Estudo liderado por pesquisadores do IFSC/USP alerta para nova ameaça à saúde pública.

Um estudo inovador liderado por pesquisadores do IFSC/USP, em parceria com o University Medical Center Utrecht (Holanda) e o Hospital Risoleta Tolentino Neves (MG), revelou que um tipo de material genético, chamado plasmídeo IncQ1, está ajudando a espalhar genes que resistem a antibióticos em um hospital brasileiro.

Publicado na prestigiada revista científica Microorganisms, o estudo alerta para o risco crescente desse fenômeno invadir e permanecer no ambiente hospitalar, o que pode dificultar o tratamento de infecções.

Os antibióticos carbapenêmicos são considerados uma das últimas opções para tratar infecções graves, mas, no entanto, muitas bactérias desenvolveram um mecanismo de defesa contra eles, chamado KPC, que torna esses antibióticos ineficazes. O estudo analisou 49 amostras de bactérias coletadas entre 2009 e 2016 em um hospital de Belo Horizonte e descobriu que 67% delas possuíam o gene bla_KPC, responsável por essa resistência. Dessas, 85% tinham o gene armazenado em uma configuração genética denominada NTE_KPC-IId diferente das normalmente encontradas no país, um pequeno pedaço de DNA que pode ser

Esquema do plasmídeo IncQ1 que carrega o elemento genético NTEKPC-IId, que se espalhou pelas bactérias do hospital

transferido facilmente entre diferentes bactérias. O grupo identificou, também, que essa configuração genética estava sendo carreada entre as diferentes bactérias do hospital através de um elemento genético conhecido como plasmídeo IncQ1.

Os pesquisadores descobriram que esse material genético pode passar de uma bactéria para outra, atingindo espécies como Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli e Enterobacter spp., sem prejudicar a sobrevivência das bactérias, significando que a resistência pode se espalhar rapidamente entre microrganismos diferentes dentro do hospital.

Uma das descobertas mais preocupantes foi a identificação de uma bactéria da espécie Enterobacter cloacae, que possuía 8 plasmídeos diferentes, sendo que quatro deles carregavam um total de 24 genes de resistência a antibióticos de diferentes classes. Além do gene de resistência ao carbapenêmico nesta bactéria, os pesquisadores ressaltam outro gene chamado mcr-9, que confere resistência à colistina – um antibiótico usado como última alternativa para tratar infecções graves. A combinação desses vinte e quatro genes de resistência dificulta ainda mais o tratamento, tornando algumas infecções praticamente intratáveis.

Os pesquisadores destacam a importância de monitorar e entender como essas bactérias resistentes se espalham para desenvolver estratégias eficazes de combate. “A presença desses plasmídeos móveis e sua capacidade de transmissão entre diferentes espécies representam um grande desafio para o controle da resistência aos antibióticos”, afirma a Profª Dra. Ilana Camargo, do Laboratório de Epidemiologia e Microbiologia Moleculares – LEMiMo – do IFSC/USP e coordenadora do estudo, que acrescenta: “Quando falamos sobre a disseminação da resistência antimicrobiana (RAM), pensamos na disseminação de uma espécie de bactéria resistente por toda a enfermaria do hospital ou UTI. No entanto, esta não é a única maneira pela qual a RAM se espalha”, explica a pesquisadora.

Profª Dra. Ilana Camargo

Neste estudo, conduzido pela Dra. Camila Boralli durante o seu Doutorado junto ao LEMiMo (ISFC-USP), ela mostrou que elementos genéticos móveis podem se esconder em várias espécies de bactérias e dificultar a percepção de que há uma disseminação. “A Dra. Boralli queria estudar diferentes ambientes genéticos carregando o gene bla_KPC em bactérias gram-negativas de um hospital em Belo Horizonte. O hospital forneceu bactérias resistentes a carbapenêmicos de 2009 a 2016, e Camila as rastreou para a presença do gene KPC, a presença de Tn4401 e clonalidade. Ela investigou apenas diferentes clones carregando NTEKPC e, para nossa surpresa, havia apenas o tipo NTEKPC-IId naquele hospital. Além disso, esse elemento estava em plasmídeos do tipo IncQ1, mostrando disseminação multiespécies. Embora ela também tenha investigado a capacidade de replicação e conjugação desses plasmídeos em diferentes espécies – cientistas, vale a pena conferir! -, a primeira mensagem que precisamos que você se lembre é que a disseminação de RAM também significa disseminação de genes. Você pode não ter apenas uma espécie se espalhando, mas um plasmídeo escondido e conjugando-se a diferentes espécies bacterianas. Neste caso, plasmídeos do tipo IncQ1 carregando NTEKPC-IId foram encontrados em várias bactérias, incluindo as linhagens clonais de alto risco K. pneumoniae ST11 e ST147”, finaliza a pesquisadora.

Este estudo contou com os financiamentos da CAPES e CNPq.

Para conferir o artigo científico, clique AQUI.

(Créditos da imagem na Home – “Global Press Journal”)

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

IFSC/USP auxilia UFES e convida dermatologistas – Redes neurais e imagens de fluorescência no rastreio e diagnóstico do câncer de pele

Espírito Santo (ES) é o Estado brasileiro que apresenta uma incidência considerável de câncer de pele, isso porque uma parte significativa da população é constituída por imigrantes oriundos da Europa, principalmente alemães e pomeranos – povo de origem alemã que migrou para o Brasil no século XIX e descendentes de famílias que viviam na antiga Pomerânia, uma região que se estendia do norte da Polônia até a Alemanha -, e cujas características físicas destacam pele muito clara, por isso vulnerável aos raios solares.

Devido a isso, desde a década de 80 o Programa de Assistência Dermatológica e Cirúrgica (PAD) da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) está realizando mutirões em muitas regiões do Estado -principalmente no interior – com a introdução de tratamentos através de técnicas convencionais. Contudo, embora essas ações sejam extremamente importantes, o certo é que se torna fundamental realizar inicialmente um diagnóstico com o intuito de saber se as lesões na pele das pessoas atendidas são benignas ou malignas, algo que, nesse caso, se torna complicado fazer nesses mesmos mutirões, já que a forma mais tradicional de diagnóstico desses casos é através da realização de’ biópsias.

Com o advento e consequente aprimoramento da Inteligência Artificial (IA) os médicos que colaboram nesses plantões lançaram a ideia de criar um banco de imagens que pudesse auxiliar no diagnóstico de cada paciente. Contatado para essa finalidade, coube ao Prof. Renato Krohling, da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), a missão de desenvolver um aplicativo que pudesse albergar um banco de dados (imagens), treiná-lo e validá-lo. Resumidamente, bastaria bater uma foto da lesão através do celular e carregá-la no algoritmo do banco de dados, para saber se essa lesão era benigna ou maligna. Esse banco de dados foi muito bem elaborado, já que, junto com a foto, aparecem várias outras informações, como a localização da lesão, a identificação do paciente e o seu fototipo, idade, etc.. Contudo, embora o desempenho desse algoritmo se tenha mostrado eficaz, o certo é que o seu desempenho não conseguiu atingir um diagnóstico preciso, como o que é obtido por um especialista em dermatologia.

A colaboração do IFSC/USP com imagens de fluorescência

Para melhorar substancialmente o banco de dados, o Prof. Renato. Krohling pediu ajuda aos pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), atendendo a que esse grupo trabalha desde há muito tempo com a técnica de fluorescência, sendo que a partir daí se poderia criar um outro banco de imagens, desta vez de fluorescência, e que atualmente está ajudando – e muito – os médicos que participam nesse mutirão, já que dessa forma os diagnósticos se apresentam muito mais precisos.

Um trabalho publicado recentemente na revista científica “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” mostra que imagens de fluorescência, obtidas com um smartphone conseguem trazer um ganho substancial em termos de precisão no diagnóstico de câncer de pele em cerca de 5%, conforme salienta o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Sebastião Pratavieira. “Ainda não chega a 100%, mas se formos comparar com os métodos atuais de processamento de imagem, isso está no que chamamos de “estado da arte” e é um método realmente que tem futuro. O que precisamos agora é aumentar esse banco de dados, de imagens, tanto de fluorescência quanto de luz branca. Consideramos que há potencial, visto que os algoritmos de IA estão se tornando mais avançados. Então, a ideia é poder ter uma imagem de luz branca e outra de fluorescência, e agregar esses dados que, certamente, irão chegar a um resultado cada vez melhor. Se efetivarmos isso em situações similares aquela que está ocorrendo no Estado do Espírito Santo, onde principalmente no interior do Estado existe um conjunto grande de populações sem que exista um médico dermatologista experiente a todo momento, isso é relevante pois dá um auxílio enorme no diagnóstico”, sublinha o pesquisador.

O convite à participação de dermatologistas

Contudo, outra finalidade – talvez uma das mais importantes – é motivar os dermatologistas interessados em contribuir com esse banco de imagens para que se dê um apoio eficaz a um maior número de populações atingidas pelo câncer de pele, até porque o IFSC/USP disponibilizará o equipamento de fluorescência (Lince) já existente comercialmente. “Vamos obter fotos de luz branca, de fluorescência, porque o primeiro passo é aumentar esse banco de dados. E, depois, a outra questão é a parte matemática em si, já que ao existir esse banco de dados podem-se testar novas ideias de algoritmos que, por si só, podem aumentar a porcentagem de sucesso no diagnóstico desse tipo de câncer”, finaliza o pesquisador.

O citado banco de dados é aberto ao público e pode ser acessado no artigo científico publicado na “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” (VER AQUI).

Confira AQUI a matéria publicada pela TV Espírito Santo sobre os mutirões acima citados.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação -IFSC/USP

Combate à contaminação de vegetais frescos através de radiação UVC – Pesquisador do IFSC/USP desenvolve reator que inativa microrganismos

O sistema circulante para analisar a descontaminação (Neste caso – brócolis) possui um reator de luz UV anular. (1) Tanque para realizar a lixiviação da matéria vegetal; (2) drenagem para repor água; (3) bomba para recircular água; (4) reator divergente de UV. A concentração de microrganismos foi determinada pela contagem de unidades formadoras de colônias (UFCs) por volume (500 mL). Em seguida, UFC/mL foi transformado logaritmicamente para analisar os resultados. Foi realizada a análise descritiva e entendida a distribuição dos dados.

Um estudo desenvolvido pelo pesquisador do IFSC/USP, Dr. Bruno Pereira, tendo em vistas a descontaminação e desinfecção total de produtos alimentares frescos nas linhas de produção – vegetais e similares -, levou ao desenvolvimento de um reator que, através de irradiação UVC, oferece uma alternativa viável sem que sejam utilizados produtos químicos e que, comprovadamente, se mostrou eficaz contra um amplo espectro de microrganismos.

Para entender melhor

A crescente preocupação mundial com o crescimento populacional leva à necessidade urgente para a produção adequada de alimentos e sua distribuição equitativa. Assim, à medida que a população mundial cresce, a demanda por alimentos processados ​​aumenta, pressionando as indústrias a aumentar a produção e, inclusive, a priorizar a segurança dos consumidores, sendo que a contaminação de alimentos ainda é uma ameaça para o setor de manufatura. Ao longo dos anos, especialistas de várias áreas de pesquisa  desenvolveram protocolos, documentação e procedimentos para monitorar meticulosamente as contaminações que surjem ao longo do ciclo de produção de vegetais frescos, especialmente na lavagem final desses produtos, tendo especial atenção ao controle microbiológico, pelo que agências reguladoras, como a ANVISA (Brasil) e a FDA (EUA), desempenham um papel crucial na garantia da segurança alimentar.

Um aspecto crítico da segurança alimentar é o controle microbiológico. O protocolo Clean-In-Place (CIP), utilizando agentes sanitizantes, como hipoclorito, ácido peracético e hidróxido de sódio, ajuda a controlar o crescimento microbiano, contudo o uso dessas e de outras soluções químicas como suporte à produção de vegetais frescos levanta preocupações sobre impactos ambientais e potenciais riscos à saúde. Inserido em uma nova abordagem dessas questões, na busca pelo desenvolvimento de novas tecnologias e formulações, este estudo do pesquisador do IFSC/USP visa introduzir, através da aplicação de UVC, uma técnica que pode aprimorar o processo de fabricação, garantindo ao mesmo tempo um controle rigoroso na área da contaminação.

Um estudo iniciado em 2019

Dr. Bruno Pereira

Este estudo começou bem no início do doutorado do pesquisador Bruno Pereira – 2019 – com o foco de buscar uma interação entre a engenharia de alimentos e a ótica, tendo surgido, então, a oportunidade do pesquisador realizar uma visita técnica a uma produtora de vegetais congelados, no México, produtos esses destinados à exportação para os Estados Unidos e Europa. “Essa produtora tinha um sério problema, já que utilizavam grandes quantidades de agentes químicos na lavagem dos produtos com a finalidade de diminuir a carga microbiológica, gerando problemas ambientais, o que levou os Estados Unidos e a Europa a bloquearem a importação dos produtos dessa empresa”, explica Bruno Pereira. Foi a partir dessa constatação que o pesquisador do IFSC/USP enxergou a possibilidade de aplicar a radiação UVC para a descontaminação dos produtos. O pesquisador sabia da efetividade do UVC na neutralização microbiológica e a partir daí propôs à citada indústria que introduzisse uma nova metodologia, algo que foi testado posteriormente no IFSC/USP. Nos laboratórios do Instituto, Bruno Pereira realizou experimentos onde foram contaminados produtos vegetais frescos, tendo mostrado nesse estudo que havia, de fato, a possibilidade da aplicação de UVC sem provocar qualquer dano aos vegetais e sem a necessidade de utilizar qualquer produto químico. “Na verdade, conseguimos determinar uma equação física, uma equação que descreve o efeito físico e no qual temos a variável “tempo e radiação” e também a concentração. Então, você tem o tempo, a radiação e a concentração do micro-organismo que entra no produto. Baseado nessa equação, conseguimos determinar o tempo de radiação UVC necessária para decair a concentração de micro-organismo na lavagem final dos produtos, para um nível seguro baseado na legislação de cada país. Conseguimos, também, quantificar e mostrar estatisticamente que há uma diferença significativa, uma diferença estatística. Todo esse processo gerou uma patente no meu doutorado”, sublinha o pesquisar do IFSC/USP.

Atualização da pesquisa

Um novo artigo científico publicado na revista científica “MDPI” pelo Dr. Bruno Pereira em janeiro deste ano apresenta uma nova equação relacionada com a pesquisa inicial realizada, baseada em mecânica de fluidos, onde se determinou de forma teórica a porcentagem de decréscimo de microrganismos, principalmente da bactéria Escherichia coli, bastante presente nos vegetais frescos. “De fato, no laboratório contaminamos alguns vegetais frescos com a bactéria Escherichia coli, que é uma bactéria gram-negativa muito comum em nossa flora e que provoca contaminações cruzadas imediatamente a partir da manipulação nos campos, gerando, por isso, diversas doenças. Embora soubéssemos que essa bactéria apresenta uma maior resistência à radiação de UVC, o certo é que na simulação que realizamos no laboratório pudemos constatar que essa radiação neutralizou a bactéria, o que que significa dizer que o controle de qualidade do produto e a segurança alimentar ficam asseguradas na parte final de todo o processo”, finaliza o pesquisador, acrescentando que este estudo poderá servir como uma contribuição para a literatura científica e para todos quantos trabalhem na área da descontaminação de vegetais frescos.

Para conferir o artigo científico publicado na revista “MDPI” clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

Microagulhas impressas em jato de tinta – Colaboração entre IFSC/USP, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ESP), Unicamp e Mackenzie

(Imagem extraída do artigo científico)

Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e Universidade Mackenzie, em colaboração com o Grupo NanoBioelectronics and Biosensors do Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), Barcelona/Espanha, desenvolveram um método simples para fabricar microagulhas condutoras em larga escala.

Com o novo método, o processo de produção dessas microagulhas ocorre em uma única etapa com uma impressora a jato de tinta. Embora tenha sido empregada tinta contendo nanopartículas de prata, o certo é que qualquer outra tinta de nanopartículas metálicas poderá ser usada.

O trabalho é fruto do Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) do Pós-Doutorando Dr. Gustavo Dalkiranis (IFSC/USP) no grupo do Prof. Dr. Arben Merkoçi (ICN2) em Barcelona, na Espanha.

Embora as microagulhas sejam usadas principalmente na medicina para administração de medicamentos de forma indolor, elas também são empregadas em biossensores vestíveis para diagnóstico médico e monitoramento de condições de saúde.  Embora a sua concepção inicial visasse aplicações para humanos, as microagulhas são agora usadas também em sistemas vestíveis para plantas.

O foco do trabalho dos pesquisadores foi encontrar uma metodologia simples e barata para fabricar grandes quantidades dessas microagulhas, atendendo a que os métodos atuais, como litografias, gravação fotoquímica, galvanoplastia, corte a laser, e polimerização de dois fótons, entre outros, requerem equipamentos caros e infraestruturas sofisticadas, como salas limpas, e protocolos rígidos.

Dr. Gustavo Dalkiranis

No artigo publicado na revista científica “Scientific Reports” a equipe modificou uma impressora a jato de tinta comercial, incorporando um elemento de aquecimento que acelera a cura das camadas depositadas. Esse método permite a fabricação de microagulhas com geometria controlada, atingindo alturas de 1 mm e diâmetros de ponta de apenas 30 µm. O resultado é uma estrutura mecanicamente estável e altamente condutora, ideal para aplicações em sensores e administração de fármacos.

Para o Dr. Gustavo Dalkiranis, é importante encontrar alternativas às microagulhas de silício, que são as mais utilizadas atualmente. “Nosso trabalho é um divisor de águas para a fabricação de microagulhas condutoras, que pode ir desde o monitoramento de saúde até a agricultura de precisão.”

Para validar a tecnologia, os pesquisadores testaram as microagulhas impressas em folhas de plantas utilizando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os experimentos mostraram que as microagulhas penetraram a cutícula foliar, permitindo medir propriedades eletroquímicas em tempo real. Esse avanço possibilita um controle mais eficiente da nutrição das plantas e a redução do desperdício de fertilizantes.

Para o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, um dos coautores do artigo, “as contribuições desse trabalho multidisciplinar ilustram a importância da colaboração internacional que tem sido fomentada pela FAPESP.”

Assinam o artigo científico os pesquisadores:

Gilio Rosati; Patricia Batista Deroco; Matheus Guitti Bonando; Gustavo Dalkiranis; Kumara Cordero-Edwards; Gabriel Maroli; Lauro Tatsuo Kubota; Osvaldo Novais de Oliveira Junior; Lúcia Akemi Miyazato Saito; Cecília de Carvalho Castro Silva e Arben Merkoçi.

Para conferir o artigo científico publicado, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP