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29 de fevereiro de 2024

American Physical Society destaca trabalho do IFSC/USP no combate a bactérias resistentes

Assinada pela jornalista Rachel Berkowitz, da American Physical Society, a revista “Physics”, de âmbito mundial, destacou em sua edição do dia 22 do corrente mês a técnica desenvolvida no IFSC/USP para combater, através da luz,  as designadas bactérias resistentes.

Enfatizando que a resistência aos antibióticos das bactérias causadoras de doenças se transformou em um problema mundial, com as bactérias desenvolvendo continuamente mecanismos que impedem que os antibióticos sejam eficientes, a publicação destaca o trabalho dos pesquisadores do Grupo de Óptica do IFSC/USP, liderados pelo Prof. Vanderlei Bagnato, com o desenvolvimento de uma abordagem baseada em emissão de luz especialmente dedicada a combater a bactéria Staphylococcus, grande responsável por infecções de pele e pneumonias graves, um trabalho que foi recentemente apresentado no congresso mundial “SPIE Photonics West 2024″, realizado em San Francisco (EUA).

Para acessar a matéria, clique AQUI.

 

 

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

28 de fevereiro de 2024

Novas presidências das comissões estatutárias eleitas pela Congregação do IFSC/USP

Em sessão realizada no dia 21 de fevereiro do corrente ano da Congregação do IFSC/USP, foram eleitas para os mandatos de 21/02/2024 a 19/02/2025 as novas presidências das comissões estatutárias, a saber:

Comissão de Inclusão e Pertencimento – Prof. Fernando Fernandes Paiva (presidente) e Prof. Diogo de Oliveira Soares Pinto (vice-presidente);

Comissão de Cultura e Extensão – Prof. Guilherme Matos Sipahi (presidente e Profª Debora Gonçalves (vice-presidente);

Comissão de Pesquisa e Inovação – Prof. Luiz Vitor de Souza Filho (presidente) e Prof. Daniel Varela Magalhães;

Comissão de Graduação – Profª Tereza Cristina da Rocha Mendes (presidente) e Prof. José Abel de Hoyos Neto (vice-presidente);

Comissão de Pós-Graduação – Prof. Cleber Renato Mendonça (presidente) e Prof. Luis Gustavo Marcassa (vice-presidente).

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

28 de fevereiro de 2024

Grupo do IFSC/USP conquista 2º lugar no “Vesuvius Challenge 2023 Grand Prize” – IA detecta texto em papiro romano carbonizado há quase 2 mil anos

(Créditos – @Vesuvius Challenge)

Equipe composta por pesquisadores do IFSC/USP conquistou no início deste mês o 2º lugar ex aequo com mais duas equipes internacionais no “Vesuvius Challenge 2023 Grand Prize”, um desafio cuja missão é utilizar a Inteligência Artificial (IA) na leitura de pergaminhos romanos carbonizados em uma biblioteca da cidade “Herculano”, após a erupção do Vesúvio em 79 d.C.

Compuseram a equipe o Prof. Odemir Martinez Bruno do IFSC/USP, o Mestrando em Física Computacional no IFSC/USP, Elian Rafael Dal Prá, o Pós-Doutorando no IFSC/USP, Leonardo Scabini, o administrador de sistemas, Sean Johnson, o graduando de Ciências de Computação no ICMC/USP, Raí Fernando Dal Prá, o graduando de Física no IFSC/USP, João Vitor Brentigani Torezan, o mestrando em Engenharia Química no GIMSCOP/UFRGS, Daniel Baldin Franceschini, o graduando de Enfermagem na UNOPAR, Bruno Pereira Kellm e o empreendedor Marcelo Soccol Gris. Saliente-se que o Prof. Odemir Bruno, o Mestrando Elian Rafael Dal Prá e o Pós-Doutorando Leonardo Scabini, pertencem ao Grupo de Computação Científica do IFSC/USP.

O “Desafio do Vesúvio”, mais do que uma competição de aprendizado de máquina e visão computacional que no final do ano de 2023 explorou o enigma dos “Papiros de Herculano” e concedeu mais de US$ 1 mi em prêmios, é considerada, acima de tudo, uma grande colaboração internacional onde a ciência saiu grandemente beneficiada. A etapa que se encerrou no final de 2023 desafiava pesquisadores a decifrar, pela primeira vez,  algumas passagens completas de um dos pergaminhos. Os cientistas deveriam desenvolver algoritmos que pudessem detectar tinta em imagens de tomografia computadorizada obtidas dos papiros carbonizados, que consequentemente revelariam o texto neles contido. A equipe vencedora deste desafio, que faturou US$ 700 mil, foi constituída pelos jovens pesquisadores Youssef Nader (Alemanha), Luke Farritor (Estados Unidos) e Julian Schillinger (Suíça). Às outras três equipes, incluindo a equipe de brasileiros, foi concedido o posto de segundos colocados e dividiram um prêmio de US$ 150 mil.

Contextualizando

“Herculano” foi uma cidade localizada na comuna moderna de Ercolano, Campânia, Itália, tendo sido enterrada sob as cinzas provocadas pela erupção do vulcão do Monte Vesúvio. Como a cidade vizinha de Pompeia, “Herculano” é famosa por ser uma das poucas cidades antigas que ficou preservada – mais ou menos intacta – após a ação do vulcão, pois as cinzas que cobriram a cidade também a protegeram contra saques e intempéries. Embora hoje seja menos conhecida do que Pompeia, ela foi a primeira – e por muito tempo a única – cidade enterrada pelo vulcão Vesúvio a ser encontrada (em 1709), enquanto Pompeia só foi revelada a partir de 1748 e identificada em 1763.

Ao contrário do que aconteceu em Pompeia, o material que cobriu “Herculano” – principalmente piroclástico – carbonizou e ao mesmo tempo preservou as madeiras e diversos objetos, como telhados, camas e portas, além de outros materiais de base orgânica, como alimentos e papiros.

Para entender a história

No ano de 79, o Monte Vesúvio entrou em erupção e, na cidade de “Herculano”, vinte metros de lama quente e cinzas enterraram uma enorme villa que pertencia ao sogro daquele que muitos consideram ter sido o primeiro Imperador de Roma –  Júlio César. No interior, havia uma vasta biblioteca com rolos de papiro. Os pergaminhos foram carbonizados pelo calor dos detritos vulcânicos, mas, curiosamente, essa ação também provocou a sua preservação. Durante séculos, enquanto praticamente todos os textos antigos expostos ao ar se deterioravam e desapareciam, a biblioteca da “Vila dos Papiros” (assim se chamava) subsistia no subsolo, intacta.

Ilustração recriando a possível forma que teria a “Vila dos Papiros” – Créditos @Vesuvius Challenge

No ano de 1750, um fazendeiro descobriu a vila enterrada e um de seus funcionários, ao cavar um poço, encontrou um pavimento de mármore. As escavações revelaram belas estátuas e afrescos, bem como centenas de pergaminhos carbonizados e acinzentados, apresentando-se extremamente frágeis. Mas, a tentação de abri-los era grande, já que, se lidos, isso mais do que duplicaria o corpus de literatura que existe desde a antiguidade.  Infelizmente, as primeiras tentativas de abrir os pergaminhos provocaram a destruição de grande parte deles. Entretanto, alguns foram cuidadosamente desenrolados por um monge ao longo de várias décadas, tendo-se descoberto que continham textos filosóficos escritos em grego. Mais de seiscentos pergaminhos permanecem ainda hoje fechados e ilegíveis.

Elian Rafael Dal Prá

Em 2015, o pesquisador, Dr. Brent Seales, da Universidade de Kentucky (EUA), junto com sua equipe, foi pioneiro no designado “desembrulhamento virtual”, ao conseguir ler o pergaminho de En-Gedi (um oásis localizado a Oeste do Mar Morto, perto de Massada, e que é mencionado diversas vezes nos escritos bíblicos) sem abri-lo, utilizando para isso a tomografia de raios X e visão computacional. Descoberto na região do Mar Morto, em Israel, o pergaminho contém um texto do livro de Levítico – o terceiro livro da Bíblia hebraica.

Desde então, a técnica de “desembrulhamento virtual” emergiu como um campo em crescimento com múltiplos sucessos. O trabalho de Brent Seales e de sua equipe mostrou que a indescritível tinta de carbono dos pergaminhos de “Herculano” também pode ser detectada através de tomografia de raios X, estabelecendo as bases para o citado “Desafio do Vesúvio”.

IFSC/USP entre os melhores

O “Desafio do Vesúvio” – ou “Vesuvius Challenge” – foi lançado em março de 2023 para reunir os pesquisadores de todo o mundo para lerem os pergaminhos de “Herculano”. Junto com outros prêmios, foi estipulado um Grande Prêmio destinado à primeira equipe que recuperasse 4 passagens de 140 caracteres de um pergaminho, dando-se início à descoberta do quebra-cabeça dos papiros de “Herculano”, após 275 anos.

Mas, a busca para descobrir os segredos dos pergaminhos está apenas começando. A edição de 2023 do “Desafio do Vesúvio” foi marcante, já que abriu as portas para algo sem precedentes: o acesso a pergaminhos que não são lidos há cerca de dois milênios, com a participação de equipes de pesquisadores. Nesta edição de 2023 do “Vesuvius Challenge – Grand Prize”, a grande vitória do IFSC/USP, que participou da “competição”, não foi apenas alcançar o 2º Prêmio, em igual posição com outras duas equipes internacionais, mas sim integrar um grupo extraordinário de pesquisadores que empreenderam um enorme trabalho para atingirem essa extraordinária meta.

Leonardo Scabini

A metodologia utilizada pela equipe do IFSC/USP para fazer a leitura dos pergaminhos consistiu em escanear um papiro carbonizado, tendo sido feita uma tomografia utilizando um acelerador de partículas e, com essa geometria do papiro, ele precisou ser “desenrolado”. A partir dessa ação, a equipe precisou obter algum sinal da tinta desse papiro, ou seja, algo que começasse a formar letras. Conforme explica Elian Rafael Dal Prá, cujo sua participação teve origem em seu trabalho de Iniciação Científica, a parte de pegar, escanear e desenrolar o papiro foi realizada pelo próprio pessoal do “Desafio do Vesúvio” e, a partir daí, esse resultado foi enviado para todos os que estavam participando dos estudos desses dados, sendo que a proposta foi exatamente tentar achar o sinal de tinta.

Contudo, houve uma pessoa – Casey Handmer -, que descobriu que havia um sinal de rachadura nesses dados – designado “crackle”- que sinalizava a tinta da escrita. “Dessa forma, foi possível descobrir muitas  letras nesses papiros que já estavam escaneados e planificados. ”Basicamente, o que fizemos foi aplicar um método de Inteligência Artificial (IA), um método de aprendizado de máquina que buscasse esses padrões de “crackles”, pontua Elian. Para essa ação, ele pediu ajuda a alguns amigos, que compuseram a equipe, para tentar encontrar esses “crackles”, algo que se concretizou através da criação de um banco de dados para fazer com que o algoritmo de aprendizagem de máquina aprendesse isso. “A partir daí, o que fizemos foi jogar na IA repetidamente os dados que criamos, que aprendemos, até formarmos os textos”, sublinha Elian.

Quando as dificuldades de sua  iniciação científica aumentaram e o prazo para o desafio ficava mais curto, por sugestão de seu orientador, Elian entrou em contato com Leonardo Scabini, Pós-Doutorando do grupo de computação interdisciplinar  do IFSC-USP, para fazer parte do time. “Leonardo contribuiu positivamente desde a nossa primeira conversa. O impacto de cada bate-papo era notável no treinamento dos modelos. Sua ajuda foi essencial para que conseguíssemos fazer esse projeto a tempo”, afirma Elian. Na sequência, Elian também contactou com um administrador de sistemas – o norte americano Sean Johnson – que igualmente teve um importante papel na resolução desse problema. “Sean possuía uma grande intimidade com os dados. Ele nos ajudou muito e teve papel fundamental para conseguirmos um resultado mais legível no final da competição”, relata o mestrando do grupo de computação interdisciplinar. “Foi um processo muito interativo”, destaca Elian.

Em relação à “competição” propriamente dita e no que diz respeito ao primeiro colocado, Elian afirma que a disponibilidade de recursos e o tempo para a concretização do projeto foram um desafio. O time que iria vencer o desafio já tinha vencido etapas anteriores, como detectar as primeiras letras no pergaminho, em agosto, levando-os a alcançar resultados muito bons na etapa final de 2023. “Eles já tinham resultados bons. Em novembro nós não tínhamos quaisquer resultados próprios e foi basicamente o resultado deles que fez com que iniciássemos todo o nosso processo; foi uma corrida contra o tempo”, destaca Elian.

Próximos passos – Abrindo novas fronteiras

Prof. Odemir Martinez Bruno

Para Leonardo Scabini, a partir do momento em que foi divulgado o prêmio dessa etapa da competição, todo o código, modelo e os resultados obtidos pelos participantes ficaram públicos, sendo que a próxima etapa será bem mais complexa. “O que eles conseguiram fazer foi ler em torno de 5% apenas de um pergaminho. Agora, a próxima etapa é a restante leitura e já tem gente trabalhando nisso, sendo que estamos nos organizando para o próximo passo. Contudo, já vi gente usando os resultados não só da equipe que venceu o “Desafio do Vesúvio”, como os nossos também. Então, apesar de ter existido uma classificação, com um primeiro lugar e  três equipes colocadas em segundo lugar, as contribuições de todos se somaram e quem ganha é a ciência e a humanidade. Para a próxima etapa estamos nos organizando para continuar ativamente pensando em como melhorar o nosso time e como melhorar a nossa IA”, esclarece Leonardo.

Em relação ao desafio propriamente dito, o Prof. Odemir Bruno destaca que a contribuição científica é muito mais valiosa do que o prêmio financeiro da competição. O desafio de ser revelado um pergaminho carbonizado há 2000 anos e praticamente considerado no passado como impossível de ser lido, demonstra o grande potencial da inteligência artificial. “Muito se fala sobre a Inteligência Artificial na mídia, na maioria das vezes posicionando-a como uma ameaça. Entretanto, ao revelar um conteúdo histórico de valor inestimado, a área da inteligência artificial, se revela com uma nova revolução na Ciência, com potencial para trazer grandes benefícios para a humanidade. Não devemos temer o conhecimento, devemos compreende-lo e usá-lo para nossa continua evolução.

Ainda em relação ao desafio, o cientista destaca que as 4 equipes vencedoras conseguiram resolver o problema seguindo caminhos diferentes.  “Na Ciência, as contribuições se somam, agora que os códigos das 4 equipes foram publicados, com eles podem ser desenvolvidos métodos ainda mais eficientes. Os novos métodos, baseados nos 4 vencedores podem ser usados  tanto na continuidade do problema dos pergaminhos como em outras áreas.

E, se os cientistas conseguiram ler um pergaminho que se carbonizou há dois mil anos, existe a firme convicção de que eles poderão olhar para a lâmina de um microscópio e detectar uma célula tumoral, ou olhar uma nanoestrutura e descobrir um material novo. “Certamente que sim. Futuramente, seremos capazes de olhar para a estrutura de uma máquina, de um avião, e detectar falhas com uma razoável antecedência, prevenindo dessa forma possíveis catástrofes. A IA pode realizar coisas que hoje parecem impossíveis – por exemplo, descobrir a cura para uma doença ou detectar o surgimento de um tumor em tempo hábil. Isso demonstra que estamos vivendo uma revolução na ciência, tudo por conta da IA e com certeza a humanidade vai ser beneficiada. O que é importante é que na ciência tudo se soma”, conclui o pesquisador.

O conteúdo desvendado no pergaminho

Os fragmentos revelados no pergaminho – provavelmente escritos pelo filósofo Filodemo de Gádara -, discutem conceitos da filosofia epicurista sobre a busca pelos prazeres da vida, enfatizando a importância da música, da alimentação e de como desfrutar dos prazeres cotidianos de forma equilibrada. Ele explora a filosofia de que o prazer é o bem supremo, mas destaca a necessidade de entender corretamente o que constitui um prazer verdadeiro, sugerindo uma reflexão sobre a moderação e o valor dos prazeres simples. Finalmente, o pergaminho conclui, em tradução direta: “…pois [não] nos abstemos de questionar algumas coisas, mas de compreender/lembrar outras. E que seja evidente para nós dizer coisas verdadeiras, como muitas vezes poderiam ter parecido evidentes!”

A participação do IFSC/USP neste desafio – que tem sua continuação mais para a frente –  mostra que a ciência brasileira é muito competitiva internacionalmente, mesmo com recursos e verbas bem inferiores aos que os países desenvolvidos possuem. Será uma questão de criatividade que supera tudo e todos? Talvez!!! O certo é que a ciência brasileira está forte, consolidada e competitiva.

Para conferir o artigo submetido pela equipe do IFSC/USP ao “Vesuvius Challenge”, clique AQUI.

Rui Sintra & Adão Geraldo – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

26 de fevereiro de 2024

XXVI Semana de Recepção aos Calouros do Campus USP São Carlos – No IFSC/USP: Desafios para o futuro – mudanças climáticas e IA

O “Salão de Eventos” do Campus USP de São Carlos (Área-1) vestiu-se de gala para receber a cerimônia de abertura conjunta da XXVI Semana de “Recepção aos Calouros do Campus USP de São Carlos”, um evento que ocorreu na manhã do dia 26 de fevereiro do corrente ano. E, a palavra “gala” justifica-se pois neste ano ingressaram na USP de São Carlos 1.010 alunos, o que é um número realmente impressionante.

A mesa de honra deste evento foi composta pelos Profs. Drs. Fernando Martini Catalano (Diretor da Escola de Engenharia de São Carlos), Hamilton Varela (Diretor do Instituto de Química de São Carlos), André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho (Diretor do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação de São Carlos), Osvaldo Novais de Oliveira Junior (Diretor do Instituto de Física de São Carlos), Joubert José Lancha (Diretor do Instituto de Arquitetura e Urbanismo de São Carlos) e Luís Fernando Costa Alberto (Prefeito do Campus USP de São Carlos).

Todos os discursos dos diretores das Unidades e Prefeito do Campus manifestaram júbilo por a USP de São Carlos estar recebendo os novos estudantes, tendo não só parabenizado os ingressantes, como, também, os seus familiares, que estiveram presentes em elevado número nessa cerimônia, permitindo-nos destacar nesta matéria as palavras que foram proferidas pelo Diretor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).

Tomando como base o tema escolhido como mote deste ano “Viver a USP é Melhor que Sonhar”, o Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior começou por lembrar a todos os ingressantes que a partir daquele momento a USP seria a casa de todos eles, tendo sublinhado que os calouros estavam no lugar certo – a USP de São Carlos. Essa afirmação veio na senda das grandes transformações por que passa a sociedade, sendo que, para o docente, a transmissão do conhecimento é uma prioridade e a melhor coisa que se pode fazer, sendo que no Brasil não existe melhor lugar para um jovem se formar do que na Universidade de São Paulo.

O Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior teve igualmente a oportunidade de salientar os diversos atrativos da cidade de São Carlos, principalmente no quesito relativo aos transportes. “Vocês não vão gastar muito tempo para virem para a USP ou para cumprirem qualquer obrigação na cidade, pois os transportes são frequentes, tendo assim mais tempo para se dedicarem à sua formação, que vai ser um fator importante para o resto de suas vidas”, slientou o Diretor do IFSC/USP.

Desafios para o futuro – Mudanças climáticas e IA

Ao pontuar que os novos ingressantes terão certamente muitas dúvidas sobre o que vai acontecer nos próximos anos – e mesmo nas próximas décadas -, o Diretor do IFSC/USP salientou que é necessário fazer uma pequena retrospectiva histórica, atendendo a que a humanidade já assistiu e continua a assistir a grandes revoluções. “Uma dessas revoluções foi – e continua a ser – as mudanças climáticas que geram preocupações enormes e interrogações relativas ao que vai acontecer no futuro. É nossa responsabilidade tomar atitudes e empreender ações que possam mitigar os efeitos dessas mudanças climáticas”, destacou o Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior.

Na opinião do docente, outra grande revolução que já está em curso e que já marca a atualidade é a Inteligência Artificial (IA), que começa a ter impactos na sociedade, obviamente benéficos, mas com algumas interrogações. “A IA está aí e poderá ter também impactos negativos, pois eles irão certamente afetar principalmente os empregos, entre outros fatores. A pergunta que se coloca é se, dentro breve, as máquinas irão substituir os humanos, inclusive na área intelectual. E aí, qual deverá ser a melhor formação para que isso não aconteça? A melhor preparação que se pode ter é a formação sólida onde o ensino seja indissociável da pesquisa. E isso, essa indissociabilidade entre ensino e pesquisa, é o que temos aqui no Campus USP de São Carlos e só assim estaremos preparados para atender ao desafio e à versatilidade que será necessária para mudar os rumos, mudar as rotas, conforme vocês progridem na carreira profissional”, destacou o orador.

Ao antever que a sociedade poderá, eventualmente, estar completamente diferente daqui a dez anos, com tecnologias completamente diferentes das atuais, o Diretor do IFSC/USP sublinhou que os novos alunos da USP de São Carlos precisam estar devidamente formados e preparados por uma Universidade que tenha o gabarito da USP. “Esse privilégio de estar na USP vem também acompanhado por uma grande responsabilidade, porque a educação é a única maneira de vocês passarem por uma transformação não só nas suas vidas, como nas vidas das outras pessoas. Por outro lado, para vocês gerarem riqueza e bem-estar, precisam gerar e transmitir o conhecimento. Agora, a partir deste momento, a USP é sua nova casa e vocês irão compartilhar conosco essa obrigação de ter ensino de qualidade que depende de todos quantos convivem nesta casa, bem como trabalhar para a geração e transmissão do conhecimento para a sociedade; só dessa forma poderemos atacar os inúmeros problemas que afligem a sociedade brasileira. A partir de agora, vocês são corresponsáveis nessa batalha que temos para melhorar a vida da sociedade brasileira”, concluiu o Diretor do IFSC/USP.

Na sequência desta cerimônia houve um momento cultural com as participações do Coral da USP de São Carlos e da Bateria do CAASO.

Clique na imagem abaixo para assistir ao vídeo da abertura da “XXVI Semana de Recepção aos Calouros do Campus USP de São Carlos”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

25 de fevereiro de 2024

Chegam ao IFSC/USP microscópios eletrônicos de última geração

Da esquerda para a direita: Richard Garratt, Glaucius Oliva, Andre Ambrosio, Humberto Pereira e José Augusto Rocha recebem as caixas que abrigam o Tundra e o Aquilos 2, que em breve estarão operacionais no CIERMag.

Chegaram ao IFSC/USP, em seu prédio localizado na Área-2 do Campus USP de São Carlos, os novos crio-microscópios eletrônicos, equipamentos que irão proporcionar um salto significativo nas pesquisas na área de biologia estrutural, e que irão oferecer informações de alta resolução, sem precedentes, quer sobre as proteínas isoladas, quer, ainda, diretamente dentro das células, um avanço possibilitado pelo Programa de Equipamentos Multiusuários Científicos da FAPESP de 2022.

Os novos equipamentos – Tundra Cryo-TEM e o Aquilos 2 Cryo-FIB-SEM-iFLM, ambos da Thermo Fisher Scientific -, que irão revolucionar as capacidades de pesquisa que se realizam no IFSC/USP,  irão complementar uma rede de infraestrutura de acesso aberto em toda a América do Sul dedicada ao cryo-EM biológico, juntamente com o LNNano, CENABio, CEBEM e outros.

Enquanto os pesquisadores e técnicos do IFSC/USP desempacotam as dezessete caixas, correspondentes a cerca de seis toneladas de tecnologia de ponta, procede-se neste momento à adaptação do prédio que irá acolher os equipamentos antes do início da instalação.

Os cientistas preparam-se, assim, para explorar novas fronteiras em biologia estrutural e as equipes não poderiam estar mais entusiasmadas para embarcar nesta jornada, com uma comunidade científica tão motivada, obviamente com os devidos agradecimentos à FAPESP, ao IFSC/USP e ao CIERMag pelo apoio contínuo que tem sido dado.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

20 de fevereiro de 2024

No IFSC/USP – Inicia-se a “1ª Escola de Verão de Neurobiofísica”

Prof. Reynaldo Daniel Pinto dá início à “Escola de Verão de Neurobiofísica”

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) organiza entre os dias 19 e 23 do corrente mês a “1ª Escola de Verão de Neurobiofísica”, um evento dedicado a alunos de graduação e coordenado pelo Prof. Dr. Reynaldo Daniel Pinto, docente e pesquisador do Grupo de Física Computacional e Instrumentação Aplicada de nosso Instituto

Cerca de vinte alunos inscritos nesta Escola, pertencentes aos três cursos de bacharelado do IFSC/USP, trocaram parte de suas férias para participar neste evento que tem como principal objetivo atrair os jovens estudantes para uma área extraordinariamente importante na área de física aplicada à eletrofisiologia do sistema nervoso – neurodinâmica e biofísica. Para o Prof. Reynaldo Daniel Pinto “É extremamente importante que os alunos aprendam o universo desta área de conhecimento, principalmente no que diz respeito às características do nosso sistema nervoso e entender a forma como nosso cérebro funciona, algo que é um dos maiores desafios da ciência”.

A abertura oficial desta “1ª Escola de Verão de Neurobiofísica” contou com as presenças do Diretor do IFSC/USP, Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior e do Chefe do Departamento de Física e Ciência Interdisplinar do IFSC/USP, e Presidente da Academia Brasileira de Ciências do Estado de São Paulo (ACIESP), Prof. Dr. Adriano Andricopulo.

Ao dar as boas-vindas aos alunos e congratulando-os por participarem neste evento, que ocorre ainda em período de férias, o Diretor do Instituto teve a oportunidade de agradecer ao organizador da Escola por sua iniciativa, tendo convidado os jovens a participarem nas iniciativas que ocorrerão dentro de poucos dias, durante a “Semana de Recepção aos Calouros-2024”. “É um orgulho muito grande para o IFSC/USP organizar esta Escola, por intermédio do Prof. Reynaldo e poder enfatizar o fato de, pela temática apresentada, ela abranger todos os cursos de bacharelado que são oferecidos no nosso Instituto, confirmando o fato de nossa Instituição ser a única, no mundo, que oferece cursos de física de forma multidisciplinar”, sublinhou o Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior.

Por sua vez, e igualmente dando as boas-vindas aos participantes da Escola, o Prof. Adriano Andricopulo salientou o fato de como se torna importante iniciar um ano letivo participando de um evento como essa Escola, e de reunir um grupo de alunos tão entusiastas. “Como é importante vermos aqui tantos jovens interessados em educação e em ciência, temas que são capazes de transformar o nosso mundo e que estão agora nas mãos de vocês. E, vejam como é importante o papel da Física e como ela se envolve com tudo aquilo que se encontra ao nosso redor, com suas interfaces multidisciplinares que acabam contribuindo para os sucessos das pesquisas, tendo em vistas a resolução dos mais diversos problemas”, enfatizou o Prof. Adriano Andricopulo, que igualmente parabenizou o coordenador da Escola, Prof. Reynaldo Daniel Pinto, por sua iniciativa.

Profs. Reynaldo Daniel Pinto, Osvaldo Novais de Oliveira Junior e Adriano Andricopulo

Ao afirmar que ele próprio é Químico de formação, sendo pesquisador e professor no IFSC/USP, o Prof. Adriano Andricopulo subscreveu as palavras do Diretor do IFSC/USP e enalteceu o fato do Instituto ter essa forte característica de multidisciplinaridade, bem marcada através da realização da “Escola de Verão de Neurobiofísica”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

20 de fevereiro de 2024

A Física a serviço da sociedade – Artigo assinado por Osvaldo Novais de Oliveira Junior e Ana Paula Ulian de Araújo

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP tem impactado a sociedade em setores diversos da ciência, inovação, educação e difusão científica. É um impacto típico de um centro de ensino e pesquisa reconhecido como dos mais produtivos da Universidade em termos de publicações científicas internacionais e inovação. Realizar pesquisa em física competitiva internacionalmente tem sido essencial para gerar o conhecimento necessário para aplicações que impactam a sociedade.

Não é possível, num curto espaço, discorrer sobre as conquistas científicas do IFSC, consolidadas em centenas de artigos em revistas especializadas a cada ano. Pode-se, todavia, destacar a variedade de contribuições recentes. Podem ser em física fundamental, como a inclusão de um parâmetro universal num compêndio de física de partículas, e experimentos para simular emaranhamento quântico. Podem ser aplicações da física, como no uso de ressonância magnética nuclear para compreender a formação de vidros, na combinação de física estatística e computação para análise de imagens, e na identificação de enzimas relevantes para o vírus SARS-CoV-2 escapar do sistema imunológico.

A despeito de ser um instituto de física, o IFSC tem gerado tecnologias para a saúde. Em anos recentes, desenvolvemos terapias com lasers e outras fontes de luz para terapia fotodinâmica, tratamento de câncer, doenças dermatológicas, úlceras vasculares e doenças bucais. O laser também foi explorado para tratar sintomas da covid-19 longa, na recuperação de olfato e paladar, no combate ao câncer de pele por meio da liberação controlada de fármacos com microagulhas dissolvíveis, e no tratamento de fibromialgia e artrite reumatoide com o uso combinado de ultrassom e laser.

É motivo de orgulho a adoção da tecnologia de terapia fotodinâmica desenvolvida no IFSC para tratamento de câncer de pele pelo Sistema Único de Saúde (SUS) a partir de 2023, hoje disponível em todo o Brasil. Em São Carlos, criou-se uma Unidade de Terapia Fotodinâmica na Santa Casa de Misericórdia, que já atendeu cerca de 5 mil pacientes desde 2021.

Ainda na área da saúde, tem sido objeto de pesquisas o desenvolvimento e reposicionamento de fármacos, para doenças tropicais como esquistossomose, doença de Chagas, dengue, leishmaniose, e hanseníase, bem como antibióticos para bactérias super-resistentes e moléculas antivirais para covid-19. Somos atuantes no setor de diagnóstico, com a produção de sensores e biossensores para muitas doenças, como câncer, doença de Alzheimer, zika, dengue, covid-19, e detecção de marcadores, como glicose, ureia e ácido úrico. Em algumas dessas pesquisas é comum combinar conceitos da física e da inteligência artificial para criar estratégias de medicina e agricultura de precisão.

Ao longo de décadas, o IFSC gerou tecnologias para diferentes tipos de empresas e indústrias. Uma empresa originada do IFSC, a Opto, foi precursora em tecnologias nacionais para instrumentos ópticos. A Santa Casa de São Carlos foi uma das primeiras no Brasil a disponibilizar exames de imagens de ressonância, utilizando um equipamento construído no IFSC.

Outros exemplos recentes de instrumentos fabricados em parceria com o IFSC incluem um analisador de impedância portátil, e um equipamento de ressonância magnética nuclear para o estudo de meios porosos, com aplicações nas indústrias do petróleo, cimento e de compostos poliméricos.

Foram também desenvolvidos equipamentos para exame ocular, para monitoramento de sinais vitais em doentes acamados, para descontaminação de alimentos e superfícies, de máscaras e meio ambiente, utilizados na pandemia da covid-19, e para descontaminação do ar em aeronaves. Em virtude dessa atuação, o IFSC é credenciado como unidade Embrapii (Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial), e firmamos convênios com diversas empresas que hoje somam cerca de R$ 100 milhões em mais de 50 convênios.

Membros e egressos do IFSC também impactam outras instituições no Brasil. Para citar alguns exemplos, tivemos envolvimento na implantação da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e do seu curso de Engenharia de Materiais; na criação de um dos primeiros parques tecnológicos do Brasil, o ParcTec, na criação da Embrapa Instrumentação em São Carlos, além da nucleação de centros de física e materiais no Brasil.

Em ações para a educação, difusão científica e extensão universitária, é impossível não mencionar o Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC), fundado em 1980 pelo então Instituto de Física e Química de São Carlos (IFQSC) e atualmente gerido por docentes do IFSC e do Instituto de Química de São Carlos (IQSC).

O CDCC tem sido palco de iniciativas transformadoras da sociedade local, regional e mesmo nacional, com programas especiais como as Feiras de Ciências e a Experimentoteca. O programa Vem Saber do IFSC é uma iniciativa de pesquisa e extensão universitária envolvendo a rede estadual de ensino do estado de São Paulo, cuja missão é transformar jovens pela educação. Entre os destaques do programa Vem Saber estão um projeto para estudantes jovens cientistas negros, o projeto Universitário por um Dia, que trouxe mais de 3.700 estudantes de 52 cidades do Estado ao campus de São Carlos em 2023, e a Competição USP de Conhecimentos e Oportunidades (Cuco), na qual se inscreveram 141.254 estudantes de 2.998 escolas públicas de 605 cidades do Estado.

No âmbito dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão Científica (Cepids) sediados no IFSC, são frequentes as atividades de difusão científica orientadas a públicos que vão de crianças a seniores, com exposições públicas, cursos on-line, planetário móvel e clubes de ciências. O IFSC também conta com um Canal de TV, 24 horas no ar difundindo ciência e tecnologia.

Com uma história que é motivo de orgulho, desejamos continuar formando pessoas com excelência, sem perder o propósito de atuar na fronteira do conhecimento e de usá-lo na transformação positiva da sociedade.

(In: Jornal da USP / Imagem de destaque na home “Innovation News Network” / Imagem inserida no artigo “Cecília Bastos – Jornal da USP / “IFSC/USP”)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

19 de fevereiro de 2024

IFSC/USP presente no maior evento mundial de óptica e fotônica – “SPIE Photonics West 2024” – San Francisco (EUA)

“Moscone Center” – (Créditos – “SPIE Photonics West 2024”)

O “Moscone Center”, localizado na cidade de San Francisco, no Estado da Califórnia (EUA), recebeu entre os dias 27 de janeiro e 01 de fevereiro do corrente ano o “SPIE Photonics West 2024”, o maior evento nas áreas de óptica e fotônica, com a presença de mais de 24 mil inscritos, oriundos de 70 países, entre os quais uma grande delegação do IFSC/USP constituída por 18 componentes – pesquisadores e alunos de pós-graduação – pertencentes aos Grupos de Óptica e de Fotônica, bem como do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), alocado neste Instituto, e que levaram para este evento um elevado número de contribuições através de palestras e apresentações, mostrando a pujança do IFSC/USP nestas áreas de conhecimento.

O Grupo de Óptica, que foi liderado pelo Prof. Vanderlei Bagnato, levou uma equipe das áreas de ciência básica e aplicada, correspondente à área de biofotônica com aplicações na área de saúde, enquanto o Grupo de Fotônica, liderado pelos Profs. Cleber Renato Mendonça e Lino Misoguti, levou pesquisadores e alunos especializados nessa mesma área de conhecimento, com destaque para as técnicas de pulsos curtos, cujo tema dominou as apresentações.

Com a participação de 1.500 expositores, este grandioso evento científico, promovido pela SPIE – Sociedade Internacional de Óptica e Fotônica (International Society for Optics and Photonics), reuniu pesquisadores, engenheiros, empreendedores e líderes empresariais de todo o mundo, que se dividiram nas cerca de 5 mil apresentações técnicas e conferências realizadas, com o objetivo de aprofundar a ciência, a tecnologia e as aplicações nas áreas de óptica e fotônica. O evento também incluiu uma ampla variedade de demonstrações de produtos nas áreas de exposição, feiras de negócios, fóruns, bem como uma feira de empregos, entre inúmeros eventos paralelos.

Alunos de Pós-Graduação do Grupo de Fotônica do IFSC/USP com os Profs. Lino Misoguti, Vanderlei Bagnato e Cleber Renato Mendonça

A palestra proferida pelo Prof. Vanderlei Bagnato, que incidiu sobre a técnica desenvolvida no IFSC/USP no uso de técnicas ópticas e fotônicas dedicadas à quebra das bactérias resistentes, suscitou um grande interesse por parte de toda a comunidade científica reunida no evento, tendo sido, inclusive, tema para uma extensa reportagem que será publicada em breve na “Photonics West”, a nível mundial. A aplicação das técnicas na área da saúde, bem como o desenvolvimento instrumental, também foram temas de destaque abordados pela equipe de pesquisadores do CEPOF.

Palestra do Prof. Vanderlei Bagnato

Além das delegações do IFSC/USP e do CEPOF, também estiveram presentes, representando a cidade de São Carlos, técnicos portadores de projetos que, em parceria com empresas, apresentaram resultados e a relevância dessas ações para a agricultura brasileira.

Para o Prof. Bagnato “O encontro serviu para mostrar os novos caminhos que estão sendo percorridos pelas áreas de óptica e fotônica, dedicados a resolver os problemas mais prementes da sociedade. A relevância comprovada através do grande número de participantes do Instituto de Física de São Carlos mostra que estas áreas estão destinadas a contribuir para o desenvolvimento do conhecimento e das aplicações que trarão soluções para problemas sérios enfrentados pela sociedade, nos dias atuais”.

A delegação, liderada pelo Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, constituída por alunos de pós-graduação que apresentaram trabalhos neste evento, foram: Michele Requena (A&M Texas), Natasha Mezzacappo (IFSC/USP – A&M Texas), Erika Ayala (IFSC/USP –  A&M Texas), Amanda Zangirolami (A&M Texas), Fernanda Alves (IFSC/USP), Bruno Oliveira (IFSC/USP), e Antônio Eduardo de Aquino Junior (IFSC/USP). Na circunstância, parte da delegação do IFSC/USP teve a oportunidade de visitar a Universidade de Stanford, onde conheceu os departamentos de bioengenharia e de engenharia química, tendo em vistas futuras colaborações.

A “SPIE Photonics West 2025” acontecerá de 25 a 30 de janeiro, igualmente no “Moscone Center” em São Francisco (EUA), sendo que a chamada de trabalhos para o evento será aberta na primavera deste ano. A SPIE reúne engenheiros, cientistas, estudantes e profissionais de negócios para promover a ciência e a tecnologia baseadas na luz. Fundada em 1955, a SPIE conecta-se e interage com o seu  público global através de conferências e exposições.

Prof. Vanderlei Bagnato e os pesquisadores/alunos de pós-graduação Michele Requena (A&M Texas), Natasha Mezzacappo (IFSC/USP – A&M Texas), Erika Ayala (IFSC/USP –  A&M Texas), Amanda Zangirolami (A&M Texas), Fernanda Alves (IFSC/USP), Bruno Oliveira (IFSC/USP), e Antônio Eduardo de Aquino Junior (IFSC/USP)

O IFSC/USP parabeniza o esforço que foi feito pelos líderes dos laboratórios e grupos, no sentido de levarem seus alunos de pós-graduação e pesquisadores a tão importante evento mundial.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

18 de fevereiro de 2024

Prof. Vanderlei Bagnato (IFSC/USP) é eleito membro da Academia de Ciências, Engenharia e Medicina do Texas (TAMEST)

O docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, foi eleito membro efetivo da Academia de Ciências, Engenharia e Medicina  do Texas (TAMEST), em uma cerimônia realizada na cidade de Austin – Texas (EUA) no último dia 05 do corrente mês. A academia do Texas vem procurando, junto com instituições governamentais, impulsionar a ciência do estado nos temas de grande interesse, como câncer e modernas aplicações tecnológicas.

Dividindo sua atividade científica entre a USP de São Carlos e a Texas A&M University, o Prof. Bagnato está empenhado em criar e montar nesta universidade norte-americana um centro de pesquisa em biofotônica equivalente ao que existe no IFSC/USP, por forma a que o Instituto possa estabelecer uma extensão no exterior, uma ponte científica.

Nos EUA e em São Carlos, o foco do trabalho do Prof. Vanderlei Bagnato, é o desenvolvimento de pesquisas para a melhoria do tratamento do câncer e o combate às infecções resistentes aos antibióticos. “O projeto em realização no Texas é, na verdade,. uma extensão de São Carlos, que conta com a participação de todos os elementos do Instituto de Física de São Carlos. Será um grande empreendimento científico multinacional”, comenta o pesquisador.

Na cerimônia de posse como membro da TAMEST, o Prof. Bagnato contou com as presenças de diversas individualidades da ciência brasileira, como foram os casos dos Profs. Luiz Davidovich (ex-presidente da Academia Brasileira de Ciências) e Jose Nelson Onuchic ( Professor da Rice University – Texas).

Feliz por ter sido eleito membro de uma das mais prestigiadas universidades do mundo, o pesquisador do IFSC/USP afirmou que “(…) não se trata de um reconhecimento apenas para mim, mas sim para os cerca de cem de alunos de pós-graduação que orientei ao longo de minha vida e para os meus inúmeros colaboradores que até hoje realizam trabalhos em parceria (…).

(Foto de chamada na home: Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP)

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

17 de fevereiro de 2024

Profª Yvonne Primerano Mascarenhas recebe “Prêmio Carolina Bori Ciência e Mulher” – Mulheres Cientistas (SBPC)

Profs. Ana Paula Ulian Araújo, Yvonne Primerano Mascarenhas e Glaucius Oliva

No dia 06 de fevereiro de 2024, a docente e pesquisadora do IFSC/USP, Profª Yvonne Primerano Mascarenhas, recebeu das mãos do Presidente da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), Prof. Renato Janine Ribeiro, em cerimônia promovida por essa entidade, o “Prêmio Carolina Bori Ciência e Mulher” – Mulheres Cientistas, destinado às pesquisadoras que, ao serviço das instituições nacionais, tenham prestado relevantes contribuições à ciência e à gestão científica, além de terem realizado ações em prol da ciência e da tecnologia nacional, não medindo esforços para ultrapassarem as inúmeras dificuldades que encontraram em sua progressão científica.

Nesta cerimônia estiveram presentes, entre outras individualidades e representando o nosso Instituto, a Vice-Diretora do IFSC/USP, Profª Ana Paula Ulian de Araújo e o Vice-Presidente da Academia Brasileira de Ciências (ABC) para a Região de São Paulo, Prof. Titular e pesquisador do IFSC/USP Prof. Glaucius Oliva.

Profª Yvonne Primerano Mascarenhas – Com graduação em Química e em Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1954), doutorado em Química (Físico-Química) pela Universidade de São Paulo (1963), livre-docência (1972) pela Universidade de São Paulo e pós-doutorado pela Harvard University (1973), Foi a primeira mulher a ocupar uma cadeira no Departamento de Física da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), em 1956, e uma das pioneiras na fundação do então Instituto de Química e Física de São Carlos (IFQSC/USP). Tornou-se professora-titular do Instituto e1981, onde também foi diretora, entre 1994 e 1998). Atua em determinação de estruturas cristalinas e moleculares por difração de raios-X, de amostras mono ou policristalinas; estudos estruturais de materiais em solução ou sólidos semicristalinos por espalhamento de raios-X a baixos ângulos. Desde 2010, também se dedica à Difusão Científica voltada para apoio ao Ensino Fundamental e Ensino Médio, coordenando um Grupo de Trabalho do Instituto de Estudos Avançados da USP, Polo de São Carlos, e coordena uma Agência de Difusão Científica, cujo principal veículo de comunicação é o Portal Ciência Web: www.cienciaweb.com.br. Ao longo de sua brilhante carreira, recebeu dezenas de homenagens e distinções. Em 1998 recebeu a Ordem Nacional do Mérito Científico, na classe Grã-Cruz e, em 2013, foi homenageada com o título de pesquisadora emérita do CNPq. Foi uma das 12 cientistas a receber o prêmio IUPAC-2017 Distinguished Women in Chemistry or Chemical Engineering Awardspela da União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac) a mulheres com realizações de impacto na pesquisa em química ou engenharia química. Publicou mais de 150 artigos em revistas indexadas sobre cristalografia. Mesmo aposentada, aos 92 anos ainda é atuante, como colaboradora e professora aposentada em exercício, no Instituto de Física de São Carlos.

As palavras da Profª Yvonne Primerano Mascarenhas no vídeo dispensam qualquer comentário (CLIQUE NA IMAGEM ABAIXO)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

6 de fevereiro de 2024

Atualização da produção científica do IFSC/USP em janeiro de 2024

Para ter acesso às atualizações da produção científica do IFSC/USP cadastradas no mês de janeiro de 2024, clique AQUI ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).

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

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico “International Journal of Biological Macromolecules” (VER AQUI)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023060415?via%3Dihub

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

5 de fevereiro de 2024

Artigos do IFSC/USP mais citados no Essential Science Indicators – Bimestre setembro / outubro de 2023

A Biblioteca do IFSC apresenta os artigos científicos produzidos pelos seus docentes e pesquisadores que foram identificados como mais citados (Highly Cited Papers) no bimestre Set./Out. de 2023 pela Essential Science Indicators, um dos produtos de citação da agência Clarivate Analytics/Thomson Reuters. Lembramos que o acesso ao texto completo é liberado para comunidade USP ou quem tem acesso ao Portal CAPES.

Para mais informações: sbiprod@ifsc.usp.br

 

ÁREA:   Biology & Biochemistry

Structural basis of nirmatrelvir and ensitrelvir activity against naturally occurring polymorphisms of the SARS-CoV-2 main protease 

 

ÁREA:   Chemistry

A review on chemiresistive room temperature gas sensors based on metal oxide nanostructures, graphene and 2D transition metal dichalcogenides

Emergence of complexity in hierarchically organized chiral particles

Folding of xylan onto cellulose fibrils in plant cell walls revealed by solid-state NMR

Molecular docking and structure-based drug design strategies

The past and the future of Langmuir and Langmuir-Blodgett films

Plasmonic biosensing: focus review

 

ÁREA:   Clinical Medicine

Features of third generation photosensitizers used in anticancer photodynamic therapy: Review

 

ÁREA:   Computer Science

Clustering algorithms: a comparative approach

 

ÁREA:   Environment/ Ecology

Hydrophobization of aerogels based on chitosan, nanocellulose and tannic acid: improvements on the aerogel features and the adsorption of contaminants in water

 

ÁREA:   Materials Science

A non-volatile organic electrochemical device as a low-voltage artificial synapse for neuromorphic computing

 

ÁREA:   Molecular Biology & Genetics

SARS-CoV-2 infects the human kidney and drives fibrosis in kidney organoids

 

ÁREA:   Neuroscience & Behavior

Mechanosensing is critical for axon growth in the developing brain

 

ÁREA:   Pharmacology & Toxicology  

 

ADMET modeling approaches in drug discovery

Approaches to advance drug discovery for neglected tropical diseases

 

ÁREA:   Physics

Antiproton flux, antiproton-to-proton flux ratio, and properties of elementary particle fluxes in primary cosmic rays measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Generalized geometric quantum speed limits   

Multiple galactic sources with emission above 56 TeV detected by HAWC

Observation of new properties of secondary cosmic rays lithium, beryllium, and boron by the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station

Observation of the Identical Rigidity Dependence of He, C, and O Cosmic Rays at High Rigidities by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the boron to carbon flux ratio in cosmic rays from 1.9 GV to 2.6 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the helium flux in primary cosmic rays of rigidities 1.9 GV to 3 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the proton flux in primary cosmic rays from rigidity 1 GV to 1.8 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Revisiting the optical bandgap of semiconductors and the proposal of a unified methodology to its determination

The Kuramoto model in complex networks

The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory

Towards understanding the origin of cosmic-ray positrons

 

ÁREA:   Space Science

Introducing the CTA concept

Multi-messenger observations of a binary neutron star merger

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

5 de fevereiro de 2024

Pesquisa do CDMF obtém bons resultados contra bactérias multirresistentes

Um artigo publicado no periódico “Journal of Environmental Chemical Engineering” descreve um experimento que obteve bons resultados na inibição seletiva da atividade de bactérias resistentes a várias drogas, ou multirresistentes. A pesquisa envolveu pesquisadores do CDMF, do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC), do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC – USP), do Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista (IQ-Unesp) e do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA).

O número de bactérias multirresistentes vem aumentando devido ao uso indiscriminado de antibióticos, o que gera uma ameaça crescente à saúde humana. O uso de nanopartículas metálicas ou de nanopartículas de óxidos metálicos tem se mostrado uma estratégia eficiente de enfrentamento ao problema, seja por liberação de íons, por contato direto das nanopartículas com as bactérias, por interação eletrostática ou por formação de espécies reativas de oxigênio, mecanismos que danificam a membrana celular, inativando as bactérias.

No estudo “Selective inhibitory activity of multidrug-resistant bacteria by zinc oxide nanoparticles”, foram produzidas algumas variantes de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO NPs) com o objetivo de verificar a modificação de suas geometrias. Os pesquisadores testaram, em meio aquoso, a eficiência biocida dessas NPs contra um grande grupo de bactérias multirresistentes obtidas a partir de isolados clínicos (organismos patogênicos ou microorganismos que foram isolados para estudo em contextos clínicos) para verificar a suscetibilidade desses microrganismos a diferentes morfologias das nanopartículas. Utilizando uma ferramenta de análise de dados conhecida como PCA (Principal Component Analysis), eles buscaram entender como as modificações no parâmetro de síntese das NPs ajudaram sua atividade antibacteriana.

Segundo Gleison Neres, doutorando em química na UFSCar e primeiro autor do artigo, a vantagem de se utilizar óxido de zinco se deve ao material ser considerado seguro pelas agências internacionais de regulamentação, portanto podem ser usados na produção de muitos materiais funcionalizados para uso em larga escala. Além disso, as nanopartículas de óxido de zinco são mais baratas do que de outros metais como ouro e prata.

O material tem potencial para ser empregado no tratamento de água, embalagens de alimento e protetores solares, entre outros. Entretanto, Neres lembra que há muitos estudos a serem realizados devido a possíveis contraindicações relativas a concentração do material, toxicidade de sua liberação em meios aquáticos e também a efeitos negativos ainda poucos discutidos da interação do material com sistemas biológicos complexos. “As próximas etapas dessa pesquisa envolvem a aplicação dessas NPs em sistemas poliméricos para produzir nanocompósitos que podem ser usados para recobrir superfícies metálicas de ambientes hospitalares, por exemplo”, completou o pesquisador.

Assinam o artigo — que ficou entre os 10 mais baixados da área de interesse por duas semanas e está temporariamente com acesso aberto — Gleison N. Marques, Ailton José Moreira, Eryka Thamyris D. Nóbrega, Sandalene Braga, Marcela N. Argentin, Ilana L.B. da Cunha Camargo, Emilio Azevedo, Ernesto C. Pereira, Maria Inês B. Bernardi e Lucia H. Mascaro.

Confira AQUI o artigo científico.

(IN: Medicina SA)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

5 de fevereiro de 2024

Profª Yvonne Mascarenhas (IFSC/USP) conquista prêmio “Carolina Bori Ciência & Mulher – Mulheres Cientistas” – Iniciativa da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência – SBPC

Três renomadas cientistas foram agraciadas com o prêmio “Carolina Bori Ciência & Mulher – Mulheres Cientistas”, na 5ª edição desta premiação promovida pela Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), que este ano homenageia o centenário do nascimento de Carolina Bori.

Destacando “Mulheres Cientistas”, a SBPC atribuiu o prêmio “Carolina Bori Ciência & Mulher” a três renomadas pesquisadoras, a saber – Maria Manuela Ligeti Carneiro da Cunha (antropóloga), na área de Humanidades, Regina Pekelmann Markus (biomédica), na área de Biológicas e Saúde, e Yvonne Primerano Mascarenhas (química), docente e pesquisadora do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) na área de Engenharias, Exatas e Ciências da Terra.

O fundamento para a atribuição do prêmio deste ano consubstancia-se  no destaque que se pretendeu dar  às pesquisadoras que, ao serviço das instituições nacionais, tenham prestado relevantes contribuições à ciência e à gestão científica, além de terem realizado ações em prol da ciência e da tecnologia nacional, não medindo esforços para ultrapassarem as inúmeras dificuldades que encontraram em sua progressão científica.

Nesta edição, a SBPC recebeu 50 indicações enviadas por 52 Sociedades Científicas afiliadas à entidade – 15 da área de Humanidades, 18 de Biológicas e Saúde e 17 de Engenharias, Exatas e Ciência da Terra -, o que dificultou o trabalho da comissão julgadora, já que todas as indicações foram de cientistas de altíssimo nível.

A cerimônia de entrega do prêmio realiza-se no próximo dia 06 de fevereiro, às 10h, no Salão Nobre do Centro Universitário Maria Antonia da USP (Rua Maria Antônia, 294 – 3º andar), em São Paulo, sendo que este evento celebrará, igualmente, o “Dia Internacional das Mulheres e Meninas na Ciência”, instituído pela Unesco, enquanto a premiação comemorará o centenário do nascimento de Carolina Bori*.

Esta 5ª edição do Prêmio “Carolina Bori Ciência & Mulher”, contou com o patrocínio de dois sócios institucionais da SBPC para a sua realização – o Instituto Serrapilheira e a Microbiológica Química e Farmacêutica, com o apoio da Fundação Péter Murányi.

Confira, abaixo, o perfil das premiadas da 5ª Edição do Prêmio “Carolina Bori Ciência & Mulher – Mulheres Cientistas”:

Área de Humanidades

Maria Manuela Ligeti Carneiro da Cunha (Indicada pela Associação Brasileira de Antropologia – ABA).

A antropóloga é doutora em Ciências Sociais pela Universidade Estadual de Campinas (1976) e graduada em matemática pela Faculté des Sciences de Paris (1967). Combinou sua atuação como professora e pesquisadora, com uma vasta produção intelectual e atuação em várias entidades, nacionais e internacionais. Fez pós-doutorado na Universidade de Cambridge e foi professora doutora da Universidade Estadual de Campinas e professora titular da Universidade de São Paulo, onde, após a aposentadoria, continua ativa. Foi full professor da Universidade de Chicago de 1994 a 2009, tornando-se professora emérita. Foi professora também no PPGAS do Museu Nacional (UFRJ) e titular da cátedra “savoirs contre pauvretés”, no Collège de France, em 2011-2012.  É autora de 12 livros, 38 artigos em periódicos especializados e 32 capítulos de livros, além de organizadora de quatro livros. Foi presidente da Associação Brasileira de Antropologia, é membro da Academia Brasileira de Ciências (ABC) e integra a Comissão Arns de Direitos Humanos, entre outras participações relevantes. Dos muitos prêmios que recebeu, destacam-se a Ordem do Mérito Científico, no Brasil, e a Légion d’honneur, na França.

Área de Biológicas e Saúde

Regina Pekelmann Markus (Indicada pela Sociedade Brasileira de Farmacologia e Terapêutica Experimental – SBFTE).

Biomédica, com Doutorado em Farmacologia pela Unifesp, Markus é professora titular do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo e Pesquisadora Sênior do CNPq. Atua em Cronofarmacologia com foco no estudo das ações da melatonina. Publicou 123 artigos indexados, orientou 74 pesquisadores (pós-graduandos, pós-docs e ICs). Ela é membro da Academia Brasileira de Ciências (ABC) e da Academia de Ciências do Estado de São Paulo (Aciesp), atuou em diretorias da SBFTE, SBPC e Federação das Sociedades de Biologia Experimental (FeSBE). Dos diversos prêmios que recebeu, destacam-se o UN Women USA Raise and Raise Others Award (2022), a Medalha da Ordem do Mérito Científico (2023) e o Prêmio Mulheres na Farmacologia no Brasil (SBFTE, 2023).

Área de Engenharias, Exatas e Ciências da Terra

Yvonne Primerano Mascarenha(Indicada pela Associação Brasileira de Cristalografia e pelas Sociedades Brasileiras de Física e de Pesquisa em Materiais).

Com graduação em Química e em Física pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1954), doutorado em Química (Físico-Química) pela Universidade de São Paulo (1963), livre-docência (1972) pela Universidade de São Paulo e pós-doutorado pela Harvard University (1973), Foi a primeira mulher a ocupar uma cadeira no Departamento de Física da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), em 1956, e uma das pioneiras na fundação do então Instituto de Química e Física de São Carlos (IFQSC/USP). Tornou-se professora-titular do Instituto e1981, onde também foi diretora, entre 1994 e 1998). Atua em determinação de estruturas cristalinas e moleculares por difração de raios-X, de amostras mono ou policristalinas; estudos estruturais de materiais em solução ou sólidos semicristalinos por espalhamento de raios-X a baixos ângulos. Desde 2010, também se dedica à Difusão Científica voltada para apoio ao Ensino Fundamental e Ensino Médio, coordenando um Grupo de Trabalho do Instituto de Estudos Avançados da USP, Polo de São Carlos, e coordena uma Agência de Difusão Científica, cujo principal veículo de comunicação é o Portal Ciência Web: www.cienciaweb.com.br. Ao longo de sua brilhante carreira, recebeu dezenas de homenagens e distinções. Em 1998 recebeu a Ordem Nacional do Mérito Científico, na classe Grã-Cruz e, em 2013, foi homenageada com o título de pesquisadora emérita do CNPq. Foi uma das 12 cientistas a receber o prêmio IUPAC-2017 Distinguished Women in Chemistry or Chemical Engineering Awardspela da União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac) a mulheres com realizações de impacto na pesquisa em química ou engenharia química. Publicou mais de 150 artigos em revistas indexadas sobre cristalografia. Mesmo aposentada, aos 92 anos ainda é atuante, como colaboradora e professora aposentada em exercício, no Instituto de Física de São Carlos.

* Carolina Martuscelli Bori (São Paulo, 4 de janeiro de 1924 — 4 de outubro de 2004) foi uma psicóloga brasileira, pesquisadora na área de psicologia experimental. Comendadora da Ordem Nacional do Mérito Científico, Carolina foi professora emérita da Universidade de São Paulo. Uma das primeiras psicólogas brasileiras a realizar trabalhos de campo. Sua opção pela área experimental deu-se pela crença no rigor científico em psicologia. Uma das primeiras pesquisas realizadas por ela foi publicada no final da década de 1940 e tratava do preconceito racial e social. Carolina trabalhou, ao mesmo tempo, pela consolidação da Psicologia como ciência na universidade e na sociedade, e pela contribuição da Psicologia para a Educação em todos os níveis.

Rui Sintra In: SBPC – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

4 de fevereiro de 2024

Uma Universidade pública, gratuita, socialmente democrática e aberta ao talento

Carlos Gilberto Carlotti Junior – Foto: Cecília Bastos/USP Imagens

Por: Carlos Gilberto Carlotti Junior, reitor da USP

Hoje, quando celebramos os 90 anos da nossa Universidade de São Paulo, além da alegria, do orgulho legítimo e da confiança na potência transformadora do conhecimento, somos convidados a analisar nosso passado e a pensar nosso futuro. A grandeza da USP decorre do trabalho de excelência de gerações que pesquisaram, estudaram, ensinaram e difundiram o saber para o progresso do nosso país.

A universidade é resultado do pensamento livre que existia em nosso estado no final dos anos 20 e início dos anos 30, principalmente considerando as mudanças políticas e sociais após a derrota paulista na revolução constitucionalista.

Foi na redação do jornal O Estado de S. Paulo, sob a liderança de Júlio de Mesquita Filho e de Fernando de Azevedo, que a ideia tomou corpo. O que estava em questão eram os destinos da República e da democracia. Essas importantes figuras, em consórcio com os governantes estaduais e com o grupo dos Reformadores da Educação, autores do Manifesto dos Pioneiros da Educação Nova, de 1932, mobilizaram energias poderosas.

Havia interesses de classe presentes naqueles debates primordiais? É claro que sim. Há interesses de classe em todos os movimentos de todas as partes da vida social e aquele momento não foi exceção.

O lema que confere significado ao brasão da Universidade – Vencerás pela Ciência – condensa a teia dos sentidos presentes na mente de seus fundadores. Ou seja, o conhecimento é arma duradora e resistente às conjunturas momentâneas.

E, de fato, a USP foi uma resposta inteligente ao vácuo deixado pela crise política, instituindo um modelo de universidade pública, gratuita, socialmente democrática e aberta ao talento.

A USP foi pensada como uma instituição moderna, alicerçada na relação indivisível entre ensino, pesquisa e extensão. Pulsava nela uma visão de país que se ancorava na ciência, na razão e no valor da liberdade, um modelo estruturado, norteado por princípios científicos e por uma visão integrada de vida intelectual.

A essência do que foi pensado naquela época sobreviveu e cresceu nas décadas seguintes, até se converter no que celebramos nesta data.

Para que a USP fosse possível, uma consonância entre o passado e o futuro foi tecida. A USP nasceu pela agregação de seis escolas que já existiam, a Faculdade de Direito, nossa mais antiga unidade; a Escola Politécnica; a Faculdade de Medicina; a Faculdade de Farmácia e Odontologia; a Faculdade de Medicina Veterinária; e a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz.

Mas a Universidade também nasceu de uma visão moderna de futuro, que se traduziu na criação da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras, um centro de altos estudos, concebida para realizar ciência desinteressada, buscando a universalidade do saber, e coordenar e integrar as atividades das demais escolas.

O projeto da USP foi, assim, inovador, ambicioso, plenamente realizado em curto prazo, revelação de uma arquitetura inusitada, se pensarmos as condições do país na época.

A USP ganhou vida ao sincronizar-se ao movimento ascendente de São Paulo e tornou-se parte da intensificação das mudanças que ocorriam em todas as esferas, revelando o elo entre a instituição e a sociedade.

A criação da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp – no final dos anos 40, formalizada em 1960 e consolidada em 1962, gestou uma parceria virtuosa entre as duas instituições, que se autoalimentaram. Daí, nascia uma relação que se fortaleceu e se constituiu em organismo central à diferenciação do sistema científico e cultural paulista.

Fora de São Paulo, no âmbito federal, deve ser salientada a contribuição fundamental do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq, criado em 1951; e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Capes, no mesmo ano, importantes agências de apoio e promoção da pesquisa e do ensino e fundamentais para o desenvolvimento da pós-graduação nas universidades brasileiras.

Projetos importantes também surgiram em São Paulo, com a criação de instituições universitárias coirmãs, como a Universidade de Campinas – Unicamp – em 1966, e a Universidade Estadual Paulista – Unesp, em 1976, produtoras de parte relevante da produção científica brasileira, que honram nosso sistema educacional.

A USP, a Unicamp e a Unesp têm merecido apoio integral dos dirigentes do estado de SP, tanto do poder executivo como do poder legislativo, cuja persistência no tempo e respeito à autonomia financeira e acadêmica garantem a expansão, o aprimoramento, o planejamento a longo prazo e a renovação institucional. As três universidades têm correspondido a esse apoio e se destacam por combinarem excelência acadêmica e de pesquisa.

Fundamental também foi a expansão da USP para outras cidades do estado. Excetuando a Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, instalada em Piracicaba e pré-existente à fundação da USP, faculdades foram erigidas em outros municípios, formando verdadeiras cidades universitárias.

A criação da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, da Escola de Engenharia de São Carlos e da Faculdade de Odontologia de Bauru, nos anos 50, e de novas unidades nos anos subsequentes, foram símbolos da expansão em direção a centros emergentes. Além disso, sinalizaram a preocupação em facilitar o acesso ao ensino superior de estudantes que teriam dificuldades em se deslocar para a capital.

Os sete campi da USP instalados em Bauru, Lorena, Piracicaba, Pirassununga, Ribeirão Preto, Santos e São Carlos são vetores de desenvolvimento regional no interior do estado. A criação da Escola de Artes, Ciências e Humanidades, a EACH, em 2005, na zona leste da capital, em uma região socialmente vulnerável, acompanhou o espírito democrático presente no ideário dos fundadores.

O mapa do desenvolvimento econômico e social do estado de São Paulo tem forte sobreposição com os campi das universidades estaduais já citadas, e das instituições federais, como a Unifesp, a UFSCar e a UFABC.

A USP tem acolhido as demandas surgidas na cena social brasileira, haja vista o desenvolvimento de políticas afirmativas e inclusivas que a situam na vanguarda das universidades brasileiras e mundiais. As medidas para facilitar o acesso de estudantes das escolas públicas e de camadas sociais populares são inovadoras, bem como na diversidade e abrangência das políticas construídas.

Nossa excelência aumentou com essas iniciativas, nossa produção acadêmica se ampliou em número e qualidade e galgamos posições inéditas de destaque em rankings nacionais e internacionais. Em 2023, fomos classificados pelo QS como a 85ª universidade no mundo e a primeira da Ibero América. Foi a primeira vez na história que o Brasil teve uma universidade entre as 100 melhores do mundo.

Estamos formando líderes e produzindo pesquisas com excelência, acrescidos da diversidade.

Durante nossa história, tivemos momentos de dificuldades. Esta Universidade enfrentou o arbítrio do regime autoritário instalado em 1964, que aposentou lideranças intelectuais e científicas notáveis. Apesar de duramente atingida, a USP teve força para resistir e conservar seus fundamentos originais.

Recentemente também enfrentamos a pandemia da covid-19, que impediu o convívio universitário por mais de dois anos, obrigando a USP a se reinventar para manter suas atividades.

Reafirmando seus ideais, a universidade precisa estar continuamente se atualizando para responder aos problemas da sociedade, buscando novas soluções.

Para isso, presentemente, a USP tem priorizado as pessoas; a qualificação de suas pesquisas e a transferência desse conhecimento para a sociedade; o aperfeiçoamento da internacionalização nos nossos campi; o desenvolvimento sustentável; e a modernização do processo ensino-aprendizagem.

Considerando as pessoas, precisamos aprimorar as políticas de permanência estudantil e fortalecer a percepção de pertencimento à universidade. O ingresso dos alunos deve ser diverso, considerando as condições econômicas e étnico-raciais de nossa sociedade.

Mas, no momento da saída da universidade, essas diferenças já devem estar superadas e todos os alunos e alunas devem estar equiparados em suas capacidades profissionais e na formação de excelência, igualando suas perspectivas futuras, e com disposição para implementar mudanças na sociedade.

As condições sociais atuais também nos impõem a preocupação com a saúde mental de nossos alunos, servidores técnicos e administrativos e de nossos professores.

No que se refere à qualificação das pesquisas e à transferência do conhecimento, a USP tem criado Centros de Pesquisas interunidades e multidisciplinares em áreas de temas relevantes, como oncologia de precisão, inteligência artificial, agricultura tropical sustentável, fixação de carbono pela agricultura, amazônia sustentável, estudo sobre as instituições brasileiras e controle dos gases responsáveis pelo efeito estufa, além de institucionalizar 11 Cepids da Fapesp, dando mais autonomia aos grupos de pesquisa.

A USP produz cerca de 20% da produção científica do Brasil e o objetivo é qualificar cada vez mais essa pesquisa para aumentar seu impacto social.

Esse conhecimento precisa ser transferido para a sociedade por meio da inovação, entendida como uma ferramenta para induzir mudanças sociais, para o aperfeiçoamento de políticas públicas, para a transferência tecnológica para o setor privado e para a inovação nas artes e na cultura.

Para esse projeto, precisamos da colaboração de vários atores além da Universidade: o governo, o setor privado, a sociedade e o meio ambiente. Estamos buscando espaços na USP para que essas interações possam ser aceleradas. No momento em que São Paulo e o Brasil discutem modelos industriais, estamos prontos para colaborar.

A internacionalização é uma tradição na Universidade e muitas atividades já foram desenvolvidas e serão mantidas. Mas, agora, essa internacionalização entra em nova fase, com a implantação de laboratórios internacionais em nossos campi.

Já temos dois laboratórios franceses, o Institut Pasteur e o CNRS, que iniciaram suas atividades, e estamos negociando com dois institutos alemães e um inglês, além da criação de um centro USP-China para abrigar cooperações com universidades e institutos de pesquisa daquele país.

Essas ações permitirão que nossa comunidade universitária possa vivenciar o ambiente acadêmico internacional em todas as suas dimensões.

Quanto ao desenvolvimento sustentável, este tema deve ser uma prioridade para toda a sociedade e acreditamos que as universidades devem ser agentes importantes na busca de soluções para a saúde do planeta.

Estamos estudando e colaborando na identificação de energias sustentáveis para realizar a transição energética, na conservação da água e dos oceanos, no destino de resíduos sólidos e em novas metodologias para a fixação de carbono. Nossos campi devem ser modelos para a sociedade.

O desenvolvimento sustentável é uma oportunidade para o Brasil ser uma liderança mundial e criar um novo modelo econômico para melhorar as condições de vida da população. Não podemos perder essa oportunidade.

O aperfeiçoamento de nosso modo de ensinar também é prioridade. Nosso modelo de ensino passa por reorganização importante. As escolas e faculdades da USP estão revendo suas matrizes curriculares e apresentando projetos para que o ensino esteja de acordo com as necessidades da sociedade.

Devemos preparar jovens para profissões que ainda não existem, que exigem cada vez mais novas habilidades, como a comunicação e o empreendedorismo, e capacidade de adaptação durante sua vida profissional. Não é uma tarefa simples, mas há um desejo grande da comunidade em implementar essas modificações.

Ao longo de seus noventa anos, a USP se desenvolveu no compasso das transformações profundas ocorridas em São Paulo, no Brasil e na cena mundial.

Na data de hoje, quando exaltamos a USP, devemos valorizar nosso caráter público. A universidade pública e gratuita nasce do esforço indistinto de todos e todas e conflui para o atendimento das aspirações das coletividades e dos direitos e necessidades de cada pessoa.

Existimos para dignificar a nossa democracia, o nosso padrão civilizatório, para honrar a razão e para contribuir para o desenvolvimento de São Paulo e do Brasil. A USP é sinônimo de generosidade e de partilha.

Que venham mais 90 anos. Viva a USP!

(Jornal da USP – Discurso proferido pelo reitor na cerimônia de abertura das comemorações dos 90 anos da USP, em 25/01/24)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

29 de janeiro de 2024

IFSC/USP no combate às bactérias resistentes – Na vanguarda das pesquisas utilizando foto-oxidação

(Créditos – BBC News)

Um fato que não pode ser contestado: microrganismos resistentes mataram cerca de 33 mil pessoas no ano de 2019, segundo uma notícia publicada na edição 335, de 04 de janeiro do corrente ano, pela revista Pesquisa FAPESP.

O crescimento e proliferação de bactérias resistentes a quase todos os tipos de antibióticos fez, finalmente, acender a luz vermelha nos principais orgãos mundiais de saúde, por apresentar uma séria ameaça à capacidade de debelar infecções. Segundo a citada notícia da revista Pesquisa FAPESP, da autoria de Ricardo Zorzetto, sem antibióticos eficientes fica quase impossível realizar cirurgias, transplantes e tratamentos quimioterápicos contra o câncer, em segurança.

Problemas comuns, como um corte mais profundo ou uma infecção respiratória, podem, atualmente, se tornar uma ameaça à vida, retirando os avanços verificados nas últimas décadas, onde o uso de antibióticos para tratar infecções aumentou a longevidade humana em cerca de vinte anos.

Até há algum tempo atrás, expostas à concentração adequada de antibióticos e por tempo suficiente, as bactérias facilmente morriam, segundo a revista Pesquisa FAPESP. “Se a dosagem e duração do tratamento forem inferiores ao necessário para aniquilá-las, uma parte pode sobreviver e se multiplicar, acumulando alterações no material genético que permitem escapar à ação dos fármacos”. A mesma notícia enfatiza o fato de as bactérias estarem em todos os lugares – na água, no solo, no ar e nas superfícies, inclusive no corpo humano. Com o uso intensivo de antibióticos na saúde humana e na produção de alimentos, para proteger ou tratar os animais de criação de doenças e induzir ganho de peso, as bactérias são continuamente expostas a esses fármacos e esse contato favorece a seleção das variedades resistentes.

Nos Estados Unidos, o Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) já informou que estão surgindo bactérias contra as quais não há mais medicamentos eficazes. Igualmente, segundo a revista Pesquisa FAPESP, um levantamento coordenado pelo epidemiologista Ramanan Laxminarayan, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, estimou que, a cada ano, no mundo, ocorram 136 milhões de casos de infecção hospitalar causados por esses microrganismos. Segundo os dados publicados em junho de 2023 na revista “PLOS Medicine”, a China é, de longe, a nação mais afetada, com 52 milhões de registros, sendo que o Brasil aparece em quinto lugar, com 4 milhões de casos. No mundo todo, esses microrganismos foram os responsáveis diretos por 1,27 milhão de mortes em 2019. Quando se incluem os casos em que o indivíduo tinha outra doença além da infecção, esse número sobe para 4,95 milhões, próximo ao total de óbitos registrados em três anos de pandemia de Covid-19 e bem superior à soma das mortes anuais por malária, Aids e tuberculose.

Próxima década será dramática

Prof. Vanderlei Salvador Bagnato

As bactérias têm um grande poder de modificar algumas das suas estruturas, o que permite que elas desenvolvam mecanismos que resistem à ação dos agentes externos, dos antibióticos, sendo que desde que eles foram descobertos também se descobriu a resistência a esses agentes, algo que já perdura há muito tempo. Contudo, esse problema de resistência atingiu atualmente um nível bastante grave, já que, se até há pouco tempo era possível modificar as famílias dos antibióticos, introduzindo novas estruturas que agiam nas bactérias, neste momento essas estratégias se esgotaram. O fato é que a indústria farmacêutica e o desenvolvimento técnico-científico não estão sendo capazes de apresentar novas alternativas no sentido de modificar ou mesmo introduzir elementos novos nas bactérias, já que elas se tornaram resistentes às diversas famílias de antibióticos.

Como as empresas de antibióticos já declararam que não irão conseguir resolver este problema na próxima década, significa dizer que a humanidade está sob uma verdadeira bomba-relógio. Com as bactérias aumentando a sua resistência ao longo do tempo, já é comum a utilização de mais do que um antibiótico para combater determinadas infecções, na tentativa de compensar a perda da eficácia. Hoje, existem bactérias que, em comparação com o passado, precisam milhares de vezes mais drogas para serem eliminadas.

Para entender o problema

Segundo o docente e pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, que é simultaneamente o Coordenador do Grupo de Óptica do Instituto, e Coordenador do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), alocado nesta mesma Instituição, as bactérias têm diversos mecanismos que ajudam à sua resistência perante os antibióticos e um dos mais importantes é a sua membrana, que se altera, impedindo a penetração das moléculas do antibiótico que vão, de alguma maneira, modificar, inibir, ou destruir mecanismos internos de multiplicação bacteriana. “O que o antibiótico faz é inibir, atenuando a multiplicação das bactérias. Se a bactéria não pode multiplicar, ela morre. O perigo de uma infecção está na multiplicação dos microrganismos, sendo que a missão dos antibióticos é inibir a ação multiplicadora das bactérias”, pontua o pesquisador.

Embora a modificação das bactérias faça parte de um dos seus principais mecanismos, existem outros que merecem igualmente uma particular atenção, como, por exemplo, as pequenas estruturas moleculares, que são chamadas bombas de efluxo, localizadas nas suas membranas. “Essas bombas de efluxo servem para as bactérias ejetarem substâncias que são prejudiciais ao seu próprio desenvolvimento e proliferação. As bactérias  aumentam suas bombas de efluxo, ou seja, aumentam a ação de jogar fora substâncias que não interessam e uma dessas substâncias é a molécula do antibiótico. Então, as bactérias ‘aprenderam’ essa forma de defesa”, pontua o docente. Por outro lado, as bactérias apresentam um outro mecanismo que auxilia em sua sobrevivência: as enzimas, que elas próprias têm a capacidade de produzir, e que destroem especificamente as moléculas dos antibióticos. E foi desta forma que as bactérias se foram adaptando.

Princípio para o tratamento da pneumonia resistente

Foto-oxidação – IFSC/USP na liderança para tentar resolver o problema

Ao utilizar mecanismos de foto-oxidação na tentativa de destruir os mecanismos básicos que as bactérias têm para sua própria defesa, o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) assumiu, dessa forma, a liderança nessas pesquisas e estudos baseados no fato de que perante uma oxidação nenhum ser vivo consegue desenvolver resistência. A técnica desenvolvida pelo Instituto foi recentemente divulgada em uma sequência de artigos científicos publicados em diversas revistas científicas de grande notoriedade, entre as quais se destacam a “Proceedings” – National Academy of Science – e a “Antibiotics”, dos Estados Unidos. “Foram pesquisas cujos resultados foram extraordinários, utilizando pequenos choques de foto-oxidação – os quais chamamos de Ação Fotodinâmica. Nesse processo, colocamos uma molécula que é absorvida pela bactéria, ativamos com luz e, graças à produção de radicais livres dentro da bactéria, o processo vai destruindo a resistência da membrana, ao mesmo tempo que destrói a bomba de efluxo e a capacidade de produção enzimática. Esta ação foto-oxidativa, bastante intensa, acaba por matar a bactéria, o que significa dizer que conseguimos ter um programa para controle de infecção apenas usando a foto-oxidação – a Ação Fotodinâmica -, abrindo caminho para que os antibióticos tradicionais voltem a ter efeito”, comemora o Prof. Bagnato.

Tratamento de infecções – Pneumonia é destaque

Tratamento fotodinâmico das infecções de garganta

A sequência de todo o trabalho pioneiro acima mencionado desagua igualmente nas pesquisas que estão sendo desenvolvidas no IFSC/USP para o tratamento de infecções, principalmente de faringotoncilites (infecções causadas por agentes bacterianos que acometem as regiões da faringe, laringe e amígdalas) e da pneumonia. “O que estamos propondo é, primeiramente, dar um choque fotodinâmico, principalmente nas infecções comuns, como faringotoncilites, através de  iluminação extracorpórea, ou então aquelas que atingem as vias respiratórias ou o trato intestinal, por exemplo. Ou seja, neste último caso em locais onde conseguimos ir com fibra óptica para fazer esse choque fotodinâmico. E estamos já bastante evoluídos no tratamento da pneumonia resistente aos antibióticos, que é uma das principais causas de morte em pacientes intubados em unidades de cuidado intensivo. Então, estamos conseguindo vencer todas as barreiras, inclusive com a ajuda da própria Santa Casa da Misericórdia de São Carlos, com o intuito de entender  qual é o problema principal dos componentes que estão aí nas vias respiratórias, e estamos levando esses estudos para uma colaboração internacional com os Estados Unidos – Universidade do Texas”, conclui o pesquisador.

Embora o número de óbitos causados por pneumonia seja elevado, o certo é que a atenção dos pesquisadores do IFSC/USP também está voltada para um outro fator que gera preocupação: os fungos, que não são combatidos com antibióticos, e que começaram a entrar na via respiratória (infecção fúngica dos pulmões), tendo em consideração que eles também estão resistindo aos fungicidas. E, por incrível que possa parecer, as pesquisas realizadas no IFSC/USP, utilizando a ação fotodinâmica, já provaram que  a técnica e procedimento  também consegue quebrar a resistência fúngica aos fungicidas, ou mesmo matar, igualmente através de iluminação extracorpórea.

Os Professores Vanderlei Salvador Bagnato e Kate Blanco, junto com as alunas de pós-doutorado Dras. Jennifer Machado, Claudia Patino e outros oito alunos de pós-graduação compõe a equipe que atua em um laboratório do IFSC/USP dedicado unicamente a desenvolver as pesquisas e métodos com a finalidade de quebrar a ação das bactérias resistentes.

Confira AQUI e AQUI dois dos artigos científicos publicados.

Rui Sintra – Jornalista – Assessoria de Comunicação do IFSC/USP

26 de janeiro de 2024

Rádio USP – “Momento Tecnologia”: Seleção de grãos de café por inteligência artificial

Processos físicos e “machine learning” fazem parte da patente da USP responsável por identificar tipos especiais dessa bebida

Neste episódio do “Momento Tecnologia”, Bruno Pereira de Oliveira, doutor em Física pela USP São Carlos e degustador de café, conta mais sobre a patente “Seleção de Grãos de Café a Partir da Inteligência Artificial”.

Ela envolve fluorescência, modelos matemáticos, machine learning e inteligência artificial, tudo para uma identificação dos grãos mais precisa e consistente.

Clique AQUI para conferir esta matéria divulgada na Rádio USP.

“Momento Tecnologia”
Produção: Julia Estanislau, Guilherme Castro Sousa, Alessandra Ueno
Edição de som:  Bruno Torres
Produção geral:  Cinderela Caldeira
E-mail: ouvinte@usp.br
Horário: Quinzenalmente, terças-feiras, às 8h35

O Momento Tecnologia” vai ao ar na Rádio USP, quinzenalmente, terças-feiras, às 8h35 – São Paulo 93,7 MHz e Ribeirão Preto 107,9 MHz e também nos principais agregadores de podcast.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

 

20 de janeiro de 2024

Atualização da produção científica do IFSC/USP em dezembro de 2023

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

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

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico Nature Structural and Molecular Biology (AQUI).

 

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

18 de janeiro de 2024

Recordando a apresentação do resultado da gestão do Prof. Tito José Bonagamba como diretor do IFSC/USP (2014-2018)

Está já disponível no Youtube do IFSC/USP o vídeo de apresentação do resultado da gestão do Prof. Tito José Bonagamba como diretor do IFSC/USP (2014-2018).

Este evento ocorreu no dia 12 de abril de 2019, no “Auditório Prof. Sérgio Mascarenhas”, com a presença de autoridades da Universidade de São Paulo e de muitos convidados.

Clique na imagem abaixo para assistir o vídeo.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

11 de janeiro de 2024

Estudo esclarece questão-chave da física de partículas – Pesquisador do IFSC/USP e colaboradores publicam na revista “Physical Review Letters”

Anel de armazenamento de múons no Fermilab (foto Reidar Hahn/Wikimedia Commons)

Momento magnético é a grandeza que quantifica a interação de uma partícula dotada de spin com um campo magnético, como o de um ímã. Assim como a massa e a carga elétrica, o momento magnético é uma das grandezas fundamentais da física. Existe uma diferença entre o valor teórico do momento magnético do múon, uma partícula que pertence à mesma classe do elétron, e os valores obtidos nos experimentos de altas energias, realizados nos aceleradores de partículas. A diferença só aparece na oitava casa decimal, mas vem intrigando os cientistas desde 1948, quando foi descoberta. E não se trata de um detalhe, pois essa diferença pode indicar que o múon interaja com partículas de matéria escura, outros bósons de Higgs ou, até mesmo, que existam forças diferentes das conhecidas envolvidas no processo.

O valor teórico do momento magnético do múon, representado pela letra “g”, obtido a partir da equação de Dirac (formulada pelo físico inglês Paulo Dirac, 1902-1984, Prêmio Nobel de Física de 1933, um dos fundadores da mecânica e da eletrodinâmica quânticas), é igual a 2. Mas sabemos, hoje, que g não é exatamente igual a 2 e, por isso, existe um grande interesse em entender “g-2”, isto é, a diferença entre o valor experimental e o valor previsto pela equação de Dirac. O melhor valor experimental disponível atualmente, obtido com precisão impressionante no Fermilab, o Fermi National Accelerator Laboratory, nos Estados Unidos, e divulgado em agosto de 2023, é 2,00116592059, mais ou menos 0,00000000022. Informações sobre o experimento realizado no Fermilab, chamado “Muon g-2”, podem ser acessadas, clicando AQUI.

“A determinação precisa do momento magnético do múon tornou-se uma questão central de física de partículas, pois a investigação desse intervalo entre os dados experimentais e as previsões da teoria pode nos proporcionar informações que levem à descoberta de algum efeito novo e espetacular”, diz à Agência FAPESP o físico Diogo Boito, professor do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP).

Ele e colaboradores acabam de publicar um estudo a respeito em Physical Review Letters.

“Nossos resultados foram apresentados em dois importantes eventos internacionais. Primeiro por mim, em um workshop em Madri, na Espanha. Depois por meu colega Maarten Golterman, da San Francisco State University, em um encontro realizado em Berna, na Suíça”, conta Boito.

Esses resultados quantificam e apontam para a origem de uma discrepância entre os dois métodos utilizados nas previsões atuais de g-2. O pesquisador detalha: “Existem atualmente dois métodos para determinar um componente fundamental de g-2. O primeiro baseia-se em dados experimentais. O segundo em simulações computacionais da cromodinâmica quântica (quantum chromodynamics, ou QCD, em inglês), a teoria que estuda as interações fortes entre os quarks. Os dois métodos levam a resultados bastante distintos e isso constitui um grande problema. Sem resolvê-lo, torna-se impossível investigar as contribuições de eventuais partículas exóticas, por exemplo, de novos bósons de Higgs ou de matéria escura, no resultado de g-2”.

O estudo conseguiu explicar tal discrepância. Mas, para entender isso, é preciso dar alguns passos para trás e recomeçar com uma descrição um pouco mais pormenorizada do múon.

O múon é uma partícula que pertence à classe dos léptons – a mesma do elétron. Porém, possui massa muito maior. E, por causa disso, não é estável, sobrevivendo apenas por intervalos de tempo curtíssimos, em contextos de altas energias. Quando interagem entre si, na presença de campos magnéticos, os múons se desconfiguram e reconfiguram, trazendo à presença um grande número de outras partículas: elétrons, pósitrons, bósons W e Z, bósons de Higgs, fótons etc. Assim, nos contextos experimentais, o múon sempre se apresenta acompanhado por miríades de partículas virtuais. São as contribuições dessas partículas que fazem com que o momento magnético efetivo, medido nos experimentos, seja maior do que o momento magnético teórico, igual a 2, calculado pela equação de Dirac.

“Para obter tal diferença [g-2], é preciso considerar todas essas contribuições. Tanto aquelas que a cromodinâmica quântica [que compõe o modelo-padrão da física de partículas] prevê, quanto outros efeitos menores, mas que aparecem em medições experimentais muito precisas. Já conhecemos muito bem várias dessas contribuições. Mas não todas”, afirma Boito.

Os efeitos decorrentes da interação forte não podem ser calculados teoricamente apenas, pois esses cálculos de cromodinâmica quântica são impraticáveis em alguns regimes de energia. Assim, existem duas possibilidades. Uma delas, que já possui um lastro histórico, é recorrer aos dados experimentais obtidos nas colisões de elétrons com pósitrons, que geram outras partículas formadas por quarks. A outra, que se tornou competitiva apenas na década de 2020, é simular, com base na teoria, o processo em supercomputadores. Trata-se da chamada “QCD na rede”.

“O problema central da previsão de g-2 hoje em dia é que o resultado que se obtém usando os dados das colisões elétron-pósitron estão em desacordo com o resultado experimental total, enquanto os resultados baseados na QCD na rede estão em bom acordo com o experimento. E ninguém sabia ao certo por que isso acontecia. Nosso estudo esclarece parte desse quebra-cabeça”, comenta Boito.

Foi exatamente para resolver esse problema que ele e colaboradores realizaram o estudo em pauta. “O artigo atual é resultado de uma série de trabalhos nossos nos quais desenvolvemos um método novo para comparar os resultados de simulação de rede com aqueles obtidos a partir dos dados experimentais. Mostramos ser possível extrair, dos dados, contribuições que são calculadas na rede com grande precisão: a contribuição dos diagramas de Feynman ditos conectados”, informa o pesquisador.

Aqui é preciso abrir um pequeno parêntese para dizer que os diagramas de Feynman, criados no final da década de 1940 pelo físico norte-americano Richard Feynman (1918-1988), Prêmio Nobel de Física de 1965, são representações gráficas utilizadas para descrever as interações entre partículas e simplificar os respectivos cálculos.

“No presente estudo, obtivemos, pela primeira vez, com grande precisão, as contribuições dos diagramas de Feynman conectados na chamada ‘janela intermediária de energia’. Hoje, temos oito resultados para essas contribuições, obtidos com simulações de QCD na rede, e todos eles em bom acordo entre si. E mostramos que os resultados vindos dos dados da interação elétron-pósitron não concordam com esses oito resultados das simulações”, afirma Boito.

Segundo o pesquisador, isso possibilita entender onde está o problema e quais seriam as possíveis soluções para ele. “Ficou claro que, se os dados experimentais para o canal de dois píons [mésons, isto é, partículas formadas por um quark e um antiquark, produzidas em colisões de alta energia] estiverem subestimados por alguma razão, esta pode ser a causa da discrepância”, resume. De fato, dados novos, ainda em processo de revisão por pares, do Experimento CMD-3, realizado na Universidade de Novosibirsk, na Rússia, parecem indicar que os dados mais antigos do canal de dois píons poderiam estar, por alguma razão, subestimados.

Todo o trabalho feito por Boito neste estudo foi realizado no contexto de seu projeto “Testes do modelo padrão: QCD de precisão e g-2 do múon”, contemplado com Auxílio à Pesquisa Jovens Pesquisadores Fase 2 pela FAPESP.

O artigo Data-driven determination of the light-quark connected component of the intermediate-window contribution to the muon g-2 pode ser acessado, clicando AQUI.

(In: Agência FAPESP –José Tadeu Arantes)

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

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