Ciência

ionização

A esterilização de instrumentos cirúrgicos metálicos é feita normalmente em aparelhos conhecidos como autoclaves, com temperaturas igual ou acima de 121 ºC, capazes de matar microrganismos.

Mas equipamentos como cateteres venosos, fabricados com materiais poliméricos como silicone ou poliuretano, não resistem a altas temperaturas e precisam ser esterilizados de outra maneira. Os agentes microbicidas geralmente utilizados são a radiação gama ou o óxido de etileno. Mas seu uso requer tecnologias caras e pode gerar resíduos nocivos.

Um procedimento alternativo, a esterilização por jato de plasma de ar atmosférico, foi proposto e testado com sucesso por Anelise Doria, professora na Universidade do Vale do Paraíba (Univap).

O procedimento foi descrito em artigo publicado na revista Plasma Research Express e resulta do doutorado de Doria, que contou com bolsa da FAPESP.

“Utilizamos um equipamento com design simples e baixo custo de construção e de operação, que produz grandes quantidades de agentes microbicidas sem utilizar gases tóxicos ou deixar resíduos nocivos”, disse Doria à Agência FAPESP.

A ionização parcial do ar atmosférico gera um plasma constituído por moléculas, íons e elétrons livres, com grande quantidade de espécies reativas, como ozônio (O3), peróxido de hidrogênio (H2O2) e radical hidroxila (OH-). São essas espécies reativas que atuam sobre os microrganismos, inativando-os e eliminando-os.

“Estudamos a ação do plasma sobre biofilmes de Candida albicans aderidos à superfície do material polimérico. É bem sabido que a estrutura de biofilme protege os microrganismos, tornando-os muito mais resistentes à ação de agentes microbicidas. Mesmo assim, conseguimos inativar até 99% dos microrganismos”, disse Doria.

Para gerar o plasma, Doria utilizou uma mistura com um máximo de ar comprimido e um mínimo de argônio (Ar) ou hélio (He), dois gases nobres geralmente empregados para moderar reações químicas indesejadas. A mistura foi ionizada ao transitar entre dois eletrodos submetidos a uma grande diferença de potencial elétrico, da ordem de 7,5 quilovolts.

“A pluma do plasma tem cerca de 1 centímetro de comprimento. Para evitar que o contato direto com a pluma pudesse aquecer o biofilme fúngico, posicionamos nossa amostra a 3 centímetros do bocal de ejeção. Desse modo, a esterilização não foi feita diretamente pela pluma, mas pelo fluxo de ar ambiente reativo proveniente da região de pós-descarga”, disse Doria.

O estudo foi feito com Candida albicans por conta de o fungo estar presente em 70% a 90% das infecções hospitalares, com taxas elevadas de mortalidade, mas o procedimento pode ser estendido também a bactérias, segundo a pesquisadora.

O estudo foi realizado em laboratório montado com recursos da FAPESP no âmbito do Projeto Temático “Núcleo de excelência em Física e aplicações de plasmas”, coordenado pelo professor Ricardo Magnus Osório Galvão, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo.

O artigo Inactivation of Candida albicans biofilms by atmospheric gliding arc plasma jet: effect of gas chemistry/flow and plasma pulsing (doi: https://doi.org/10.1088/2516-1067/aae7e1), de A. C. O. C. Doria, F. R. Figueira, J. S. B. de Lima, J. A. N. Figueira, A. H. R. Castro, B. N. Sismanoglu, G. Petraconi, H. S. Maciel, S. Khouri e R. S. Pessoa, pode ser lido em https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2516-1067/aae7e1.

Outros artigos de Doria sobre o mesmo tema podem ser acessados em https://bit.ly/32BoLYH e em https://bit.ly/32BoLYH.

José Tadeu Arantes
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

obtenção da glicerina

Pesquisadores da Embrapa Agroenergia (DF) estão usando a glicerina gerada no processo de produção de biodiesel para obter compostos químicos valorizados pela indústria. O coproduto é usado por microrganismos como fonte de carbono para a produção de ácidos orgânicos e outras substâncias (polióis, dióis e cetonas) que podem ser vendidas para indústrias farmacêuticas, alimentícias, cosméticas e químicas. Isso significa que, com o aproveitamento desse coproduto, a indústria poderá lucrar entre dez e 100 vezes mais do que comercializar a glicerina bruta, a depender do composto químico produzido e para qual finalidade.

Trata-se de um destino mais nobre e uma forma de valorizar a glicerina, que costuma ser vendida em sua forma bruta ou purificada, ou ainda queimada nas próprias usinas de biodiesel para gerar energia. A glicerina é gerada na produção do biodiesel e provém da mistura de um álcool com um óleo vegetal ou gordura animal, reação que é acelerada com a adição de um catalisador químico para formar o combustível. Dessa reação surge um volume composto aproximadamente de 90% de biodiesel e 10% de glicerina.

Projeto Bioglic

Os trabalhos de pesquisa fizeram parte do projeto Bioglic - Aproveitamento da glicerina coproduto da produção de biodiesel para obtenção de químicos visando agregar valor à cadeia produtiva do dendê. Além da Embrapa Agroenergia, participam pesquisadores da Embrapa Amazônia Ocidental (AM) e do Instituto Militar de Engenharia (IME) com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes)

De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), em 2018 foram produzidos mais de 5,3 milhões de metros cúbicos de biodiesel.

O projeto de pesquisa teve duração de quatro anos e obteve bons resultados ao avaliar glicerinas oriundas do biodiesel fabricado a partir de soja e dendê. “Conseguimos mostrar que esses processos de bioconversão são viáveis tecnicamente e que é possível produzir compostos químicos de interesse comercial a partir da glicerina bruta com um rendimento igual ou até mesmo superior ao obtido com a glicerina pura”, destaca a pesquisadora da Embrapa Agroenergia Mônica Damaso, que coordenou os trabalhos. Com o projeto, foi possível selecionar microrganismos que conseguem utilizar a glicerina bruta e convertê-la em diferentes compostos químicos. “Vários microrganismos podem ser utilizados no processo, como bactérias, leveduras ou fungos filamentosos”, informa a pesquisadora.

Em busca de parceiros

Damaso conta que a próxima etapa do projeto envolve a busca de parcerias com a iniciativa privada. Com isso, os pesquisadores querem aumentar a escala de produção dos compostos químicos para uma etapa em biorreator em bancada. Segundo Mônica Damaso, posteriormente, pretende-se fazer testes para obtenção desses compostos químicos em escala-piloto, que futuramente possam ser produzidos comercialmente por empresas parceiras.

A pesquisa se fundamentou em três pilares: seleção de microrganismos, métodos analíticos para identificação e quantificação dos compostos e processos de biotransformação da matéria-prima nos compostos químicos.

O primeiro grupo envolve a seleção de microrganismos, sejam aqueles isolados da natureza durante o projeto ou os já pertencentes à coleção da Embrapa Agroenergia. Eles são avaliados quanto à capacidade de produção dos compostos químicos de interesse a partir da glicerina.

Como uma grande quantidade de compostos é gerada, é fundamental o desenvolvimento de métodos rápidos e sensíveis para identificar esses produtos e quantificar o nível de produção. Os pesquisadores conseguiram elaborar um método capaz de aumentar em doze vezes a velocidade de identificação dos compostos.

No início do projeto, apenas 24 amostras eram analisadas por dia. No fim dos trabalhos já era possível analisar 288. Isso se tornou possível porque o método - que era totalmente manual para as etapas de injeção, calibração e limpeza - tornou-se totalmente automatizado.

Em relação à quantificação dos compostos químicos, foram desenvolvidos dois métodos. Um possibilita identificar e quantificar até dez ácidos orgânicos e o outro, até 11 polióis em apenas 20 minutos.

“É importante desenvolver novos métodos capazes de processar uma quantidade maior de amostras em menor tempo justamente pela economia de tempo dos equipamentos e diminuição dos resíduos gerados durante o processamento dessas amostras. Além de serem mais rápidos, os métodos criados são mais ecológicos, gerando menor impacto para o meio ambiente”, explica o analista da Embrapa José Antônio Ribeiro.

No processo de produção por biotransformação da glicerina, são estudados os fatores que aumentam o rendimento da produção dos compostos químicos de valor agregado. “Conseguimos produzir alguns compostos utilizando glicerina bruta, seja a comercial produzida no Brasil, que utiliza 75% de soja, ou também a produzida a partir do dendê, que era a biomassa foco do projeto”, revela Damaso.


A pesquisadora Mônica Damaso fala sobre a glicerina gerada na produção de biodiesel

 Daniela Garcia Collares (MTb: 114/01/RR)
Embrapa Agroenergia

maracujá

Uma pesquisa em andamento no município de Terra Nova do Norte (MT) está levando esperança aos produtores de maracujá de Mato Grosso e reativando a cultura no estado. O trabalho, conduzido em parceria entre Embrapa e a cooperativa Coopernova, valida a resistência à fusariose de maracujazeiros enxertados. Causada pelo fungo Fusarium oxysporum f. passiflorae, a doença atinge as raízes e mata as plantas em poucos dias, inviabilizando o cultivo em áreas infectadas.

Dados preliminares mostram que ao menos um dos três porta-enxertos utilizados tem se mostrado resistente à doença nas condições climáticas e de solo daquela região. Enquanto as plantas cultivadas sem enxertia (pé-franco) morreram e algumas das enxertadas em Passiflora alata e Passiflora gibertii também já apresentaram o problema, todas as plantas enxertadas em Passiflora nitida permanecem vivas, sem sintomas e produzindo bem.

O resultado é um alívio para os produtores, uma vez que a fusariose praticamente inviabilizou a cultura do maracujá na região de Terra Nova do Norte. Entre 2008 e 2009, mais de 300 cooperados produziam maracujá. A produção era vendida in natura ou processada na agroindústria da cooperativa. Em dois anos, cerca de 90% dos produtores abandonaram a atividade devido aos problemas com a doença. O prejuízo com a perda do investimento se somou a uma capacidade ociosa de cerca de 85% da indústria de beneficiamento da Coopernova.

Plantas enxertadas permanecem vivas, sem sintomas e produzindo bem

 Adversidade leva à solução

O problema foi tão grande na região que, a partir dele, surgiu a solução. Primeiramente, produtores e a equipe técnica da cooperativa observaram que nas mesmas áreas onde as plantas de maracujá-azedo morriam, havia espécies de maracujá silvestre que permaneciam vivas. Intrigados, foram buscar na pesquisa formas de utilizar aquela resistência em plantas de maracujá-azedo.

A solução foi encontrada em uma técnica de enxertia de maracujazeiro desenvolvida há cerca de 15 anos. Responsável pela inovação, o pesquisador da Embrapa Agrossilvipastoril Givanildo Roncatto explica que, diferentemente de outras espécies como mangueira e citros, por exemplo, a enxertia no maracujá não depende da retirada de galhos de plantas adultas.

 
Enxertia de maracujazeiro resistente à fusariose em Mato Grosso

"Na fase de viveiro se utiliza 100% de mudas jovens. Você produz tudo por semente, não só o porta-enxerto, mas também a planta que vai dar origem à copa. As plantas jovens não possuem caule oco, como as adultas. O caule oco é um problema, pois a planta enxertada não vinga”, explica Roncatto.

O diretor técnico da Coopernova, Carlos Távora, foi quem começou a coletar e multiplicar as sementes do maracujá silvestre, que depois veio a ser identificado como Passiflora nitida. Ele utilizou as mudas como porta-enxerto e, desde então, com apoio da Embrapa, vem desenvolvendo testes em viveiro e no campo. Os bons resultados levaram ao retorno do interesse dos agricultores.

Atualmente cerca de 90 agricultores voltaram ao cultivo do maracujá. Todos eles utilizando as mudas enxertadas produzidas no viveiro da Coopernova. De acordo com Távora, a demanda dos cooperados chega a 40 mil mudas por ano, três vezes maior do que a capacidade de produção.

“Se a gente tiver condições de atender às demandas dos produtores, não só da região, como do estado, a tendência é de um aumento progressivo não só da área, como também da produtividade de maracujá no estado. A fusariose tem sido uma limitação por provocar alta mortalidade de plantas. Como na enxertia nós praticamente zeramos essa mortalidade, a tendência é de aumento”, prevê Carlos Távora.

 Solução já fez 90 agricultores de Mato Grosso voltarem ao cultivo do maracujá

Um dos produtores que chegou a abandonar a produção de maracujá após a morte de quatro hectares de lavouras foi Odair Piccini. Hoje, graças às mudas enxertadas, retornou à atividade e já possui oito hectares plantados.

“O pegamento das mudas é bem satisfatório. Está fácil de mexer. Aumentou a produtividade em uns 25%, ou mais, e ainda é melhor para o controle de doenças. Como dá menos ramada, facilita o combate ao ácaro e à cochonilha”, avalia o produtor, que tem planos de expandir o plantio de maracujá para 15 hectares e cede seu sítio para desenvolvimento da pesquisa.

Aumento da produtividade

A pesquisa conduzida pela Embrapa em Terra Nova do Norte ainda está em andamento e só terá dados finais sobre produtividade após o fim do ciclo de dois anos. Entretanto, avaliações feitas pela equipe da Coopernova demonstram que os pés enxertados são mais produtivos do que os pés-francos.

Em áreas já com três anos de produção, observou-se que no primeiro ano os pés-francos produzem mais. No segundo ano há um equilíbrio e no terceiro as plantas enxertadas produzem mais. A maior longevidade das plantas é outro aspecto ainda em avaliação, mas a equipe da cooperativa já está estendendo de dois para três anos o ciclo da cultura.

Outra preocupação dos pesquisadores é com a possibilidade de haver incompatibilidade entre a copa e o porta-enxerto, causando danos à copa.

“Uma incompatibilidade leva à diferença no diâmetro de caule. Aí pode haver morte de planta, ou então crescimento menor. No experimento, estamos verificando que existe alguma incompatibilidade com o porta-enxerto, principalmente P. gibertii. Mas acredita-se que isso vai ser até benéfico, na medida em que desenvolve menos a parte vegetativa e a planta produz mais. Ocorre um equilíbrio. Menor crescimento vegetativo e maior produção de frutos”, avalia Roncatto.

Qualidade dos frutos

Para garantir a viabilidade do uso de porta-enxertos resistentes à fusariose, também foram avaliados indicadores de qualidade dos frutos. Aspectos físicos e químicos foram testados. De acordo com a pesquisadora da Embrapa Sílvia Campos, não foram encontradas diferenças em relação aos frutos de pés-francos.

cultivo do maracujá

“O que temos de ter em vista na pós-colheita é se os frutos são adequados para o mercado, se não há prejuízo na qualidade dos frutos, independentemente dos tipos de porta-enxerto. Pudemos observar que não há diferença, apesar de a quantidade de sólidos solúveis (quantidade de açúcar) dos frutos enxertados ser superior à dos frutos colhidos em pés-francos”, explica Sílvia Campos.

Até o momento, a pesquisa só trabalhou com a cultivar BRS Rubi do Cerrado na copa. A próxima etapa será testar outras cultivares e todas as avaliações serão refeitas.

“É importante que as características das cultivares usadas na copa se mantenham, mesmo com a utilização do porta-enxerto. Se tivermos alguma resposta ruim, é provável que aquela combinação de cultivar e porta-enxerto não seja indicada para determinada região”, afirma a pesquisadora.

Gabriel Faria (MTb 15.624/MG)
Embrapa Agrossilvipastoril

substâncias sintetizadas de molécula da canela-seca

Um composto natural isolado de uma planta originária da Mata Atlântica, popularmente conhecida como canela-seca ou canela-branca (Nectranda leucantha), pode resultar em novos medicamentos para o tratamento da leishmaniose visceral e da doença de Chagas.

Pesquisadores do Instituto Adolfo Lutz constataram em um estudo apoiado pela FAPESP que substâncias derivadas de uma molécula da planta, pertencente ao grupo das neolignanas, são capazes de combater os parasitas transmissores dessas doenças que afetam milhões de pessoas no Brasil e em outros países em desenvolvimento.

Os resultados do trabalho foram publicados na revista Scientific Reports e no European Journal of Medicinal Chemistry.

“Observamos que os compostos foram altamente potentes contra a Leishmania infantum, causadora da leishmaniose visceral, e o Trypanosoma cruzi, transmissor da doença de Chagas”, disse André Gustavo Tempone, pesquisador do Centro de Parasitologia e Micologia do Instituto Adolfo Lutz e coordenador do estudo, à Agência FAPESP.

Os pesquisadores da instituição têm se dedicado nos últimos anos a identificar compostos provenientes da biodiversidade da Mata Atlântica que possam resultar no desenvolvimento de novos fármacos para combater doenças negligenciadas – causadas por agentes infecciosos ou parasitas e que afetam principalmente as populações mais pobres.

Durante um projeto em colaboração com João Henrique Ghilardi Lago, professor da Universidade Federal do ABC (UFABC), foi possível isolar a neolignana.

Já por meio de um projeto em colaboração com colegas da Ohio State University, também apoiado pela FAPESP, foi possível avaliar e comprovar o efeito do composto sobre células do sistema imunológico.

Agora, em um projeto em colaboração com Edward Alexander Anderson, professor da Universidade de Oxford, da Inglaterra, também apoiado pela FAPESP na modalidade São Paulo Researchers in International Collaboration (SPRINT), foram sintetizados 23 novos compostos derivados da molécula.

“Uma das limitações no desenvolvimento de novos fármacos para o tratamento de doenças negligenciadas é encontrar parceiros para fazer a síntese dos compostos promissores. A colaboração com o grupo da Universidade de Oxford possibilitou darmos esse passo”, disse Tempone.

Os pesquisadores avaliaram os efeitos dos compostos derivados da molécula em células de Leishmania infantum. Os resultados das análises indicaram que quatro deles se mostraram capazes de atingir a mitocôndria do parasita, que é um potencial alvo molecular de um fármaco para combatê-lo.

Diferentemente de humanos, que podem ter até 2 mil mitocôndrias, a Leishmania infantum possui apenas uma, explicou Tempone. “Constatamos que os compostos tiveram uma forte atuação na mitocôndria desse parasita”, afirmou.

Os compostos provocam um aumento abrupto do nível de cálcio no interior das células da Leishmania infantum. Essa alteração causa uma perturbação na mitocôndria do parasita, provocando sua morte.

“Nossa hipótese é que os compostos interferem drasticamente na liberação do cálcio no interior das células e, dessa forma, prejudicam a principal fonte de armazenamento de energia do parasita, que é a ATP [adenosina trifosfato], produzida pela mitocôndria”, disse Tempone.

Os compostos também interferiram no ciclo celular da leishmania, induzindo um mecanismo semelhante à morte celular programada e afetando a replicação do DNA. Efeitos similares também foram observados em ensaios com Trypanosoma cruzi.

“Também verificamos que a mitocôndria do Trypanosoma cruzi sofre uma alteração logo no início da incubação dos compostos pelo parasita”, disse Tempone.

Os pesquisadores pretendem, agora, otimizar os compostos, de modo a assegurar sua biodisponibilidade adequada no organismo. Essa etapa de avaliação da eficácia e segurança das moléculas é crucial para avançar para os estudos com animais, uma vez que mais de 90% dos compostos candidatos a fármacos testados in vitro (em células) falham nessa fase, explicou Tempone.

“Estamos otimizando os compostos por meio da química medicinal para que possamos aumentar a taxa de sucesso nos estudos em modelo animal. Mas os compostos que obtivemos já são protótipos bastante promissores para combater a leishmaniose e atendem às recomendações da DNDi [organização sem fins lucrativos de pesquisa e desenvolvimento de medicamentos para doenças negligenciadas]”, disse Tempone.

Uma das recomendações da iniciativa internacional é que os compostos promissores para o tratamento de doenças negligenciadas sejam fáceis de serem sintetizados. “A síntese dos compostos que estamos estudando é simples, feita em cinco etapas, e são baratos”, disse Tempone.

O artigo A semi-synthetic neolignan derivative from dihydrodieugenol B selectively affects the bioenergetic system of Leishmania infantum and inhibits cell division (doi: 10.1038/s41598-019-42273-z), de Maiara Amaral, Fernanda S. de Sousa, Thais A. Costa Silva, Andrés Jimenez G. Junior, Noemi N. Taniwaki, Deidre M. Johns, João Henrique G. Lago, Edward A. Anderson e Andre G. Tempone, pode ser lido na Scientific Reports em www.nature.com/articles/s41598-019-42273-z.

O artigo Dehydrodieugenol B derivatives as antiparasitic agents: Synthesis and biological activity against Trypanosoma cruzi (doi: 10.1016/j.ejmech.2019.05.001), de Daiane D. Ferreira, Fernanda S. Sousa, Thais A. Costa-Silva, Juliana Q. Reimão, Ana C. Torrecilhas, Deidre M. Johns, Claire E. Sear, Kathia M. Honorio, João Henrique G. Lago, Edward A. Anderson e Andre G. Tempone, pode ser lido por assinantes do European Journal of Medicinal Chemistry em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0223523419304040.

Elton Alisson
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

Workshop Biopharma and Metabolomics

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), estudam bactérias que promovem o crescimento das plantas. Como foram isolados do solo, esses organismos têm potencial para serem usados como fertilizantes sem causar a poluição das águas e alterações prejudiciais ao próprio solo, como pode ocorrer com fertilizantes químicos.

O estudo coordenado por Juliana Velasco, pesquisadora do LNBR-CNPEM, foi apresentado durante o Workshop Biopharma and Metabolomics, no dia 26 de junho na FAPESP. O projeto é um dos que são financiados no âmbito de um acordo de cooperação entre a FAPESP e a Agilent Technologies.

Depois de isolar bactérias do solo, a equipe de Velasco começou a identificar os chamados compostos orgânicos voláteis (COVs), produtos decorrentes do metabolismo das bactérias que promovem o crescimento de plantas. “O objetivo agora é investigar e entender como o metabolismo da planta se altera por conta dessas moléculas sinalizadoras”, disse Velasco à Agência FAPESP.

Na primeira fase do trabalho, foram usadas duas espécies de plantas modelos, a Arabidopsis thaliana e a Setaria viridis. Os pesquisadores selecionaram cepas bacterianas que mais contribuíram para o crescimento dessas plantas e agora as testam em arroz, ainda em laboratório.

“A princípio, a substituição total de fertilizantes químicos é impossível. Mas com certeza podemos diminuir consideravelmente o uso deles quando utilizamos produtos biológicos”, disse Velasco.

A meta é desenvolver um bioproduto que possa ser aplicado no solo em forma sólida (como pó) ou líquida, a princípio em culturas como cana-de-açúcar, milho e arroz. Tecnologias semelhantes já são usadas para a fixação de nitrogênio.

Velasco explicou que em boa parte da lavoura de soja brasileira, produtos bacterianos são usados como substitutos aos adubos nitrogenados. O uso em excesso desses fertilizantes é conhecido por causar contaminação do solo e dos ecossistemas aquáticos, além de aumentar a emissão de óxido nitroso, que agrava o efeito estufa.

Acordo de cooperação

A FAPESP e a Agilent Technologies já lançaram três chamadas de propostas conjuntas, com seleção e apoio a seis projetos de pesquisa.

“Essa parceria tem trazido oportunidades muito interessantes para pesquisadores associados a universidades e institutos de pesquisa no Estado de São Paulo”, disse Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP, durante a abertura do evento.

Jim Hollenhorst, diretor sênior de tecnologia da Agilent, contou que cerca de 8% do faturamento da empresa é investido anualmente em pesquisa e desenvolvimento. A maioria é realizada no que a empresa chama de P&D orgânicos, ou seja, dentro da própria companhia.

“Mas uma parte dos nossos laboratórios de pesquisa é focada em inovação de longo prazo, que tem risco maior mas potencial muito alto de retorno. Não achamos que todas as boas ideias estejam na nossa empresa e essa é a principal razão pela qual estamos atuando em parcerias como essa, aqui e ao redor do mundo”, disse Hollenhorst, que afirmou ainda que o Brasil tem bastante potencial para novas parcerias com a empresa.

Insuficiência cardíaca

Outro projeto apoiado por FAPESP e Agilent foi apresentado por Gabriela Venturini, que realiza estágio de pós-doutorado, com bolsa da FAPESP no Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FM-USP). O projeto estuda produtos do metabolismo. No caso, são os metabólitos produzidos pelo organismo humano durante a insuficiência cardíaca.

O estudo, coordenado por Alexandre da Costa Pereira, professor da FM-USP, é outro financiado pela parceria da FAPESP com a Agilent e busca entender os processos que levam à insuficiência cardíaca.

“Sabemos que existem várias causas, principalmente genéticas, das doenças cardiovasculares, mas não conseguimos entender qual a relação das alterações genéticas com o desenvolvimento da doença em si”, disse Venturini.

Por isso, a pesquisa cruza dados sobre os metabólitos com outros sobre proteínas, RNA e outros parâmetros colhidos tanto em soro do sangue de voluntários como em modelos celulares. O objetivo é entender melhor como se estabelece a insuficiência cardíaca, último estágio de várias doenças cardiovasculares, como hipertensão arterial, doença de Chagas e infarto do miocárdio.

“Os metabólitos refletem a alteração genética, mas também a alteração ambiental: o que o paciente come, o ar que ele respira, os medicamentos que ele consome. Apesar dos avanços nos estudos realizados até hoje, focados em genes ou proteínas, ainda não conseguimos explicar exatamente como cada processo leva à insuficiência cardíaca”, disse.

Segundo Venturini, entender cada problema na sua individualidade pode levar a tratamentos mais eficazes e mesmo à prevenção.

“Hoje em dia procuramos prevenir a insuficiência cardíaca prevenindo as doenças que ocorrem antes do desenvolvimento dela, como infarto ou hipertensão. Porém, uma vez que o indivíduo desenvolve insuficiência, não há muito o que fazer. Apesar de tantos estudos, o número de casos só tem aumentado. Então estamos falhando bastante em tratá-la”, disse.

André Julião
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

camarões

Pesquisadores e o setor produtivo brasileiros integram o recém-lançado Aquavitae, o maior consórcio científico já realizado para estudar a aquicultura no Atlântico e no interior dos continentes banhados por esse oceano. Orçado em oito milhões de euros oriundos majoritariamente do programa Horizon 2020, da União Europeia, o projeto reúne 29 instituições de 16 países americanos, africanos e europeus com o objetivo de aumentar a produção aquícola por meio de pesquisas a serem desenvolvidas nos próximos quatro anos.

“Isso se dará, principalmente, pelo desenvolvimento de novas espécies de nível trófico (alimentar) baixo, que estão na base da pirâmide alimentar, como as algas e moluscos, por exemplo”, explica o pesquisador da Embrapa Pesca e Aquicultura (TO) Lucas Torati, um dos coordenadores do Aquavitae no Brasil. Com isso, os cientistas pretendem trabalhar em sistemas nos quais sejam reduzidos os desperdícios com cada nível trófico utilizando resíduos de outro.

“Por exemplo, ao se colocar em um mesmo sistema de produção um peixe carnívoro com outro filtrador, o resíduo de ração deixado pelo carnívoro vai ser nutriente para as algas que, por sua vez, serão consumidas pelos peixes filtradores. Um sistema de produção diferente, chamado de multitrófico”, ilustra Torati.

No Brasil, as principais pesquisas envolverão a produção de pirarucu (Arapaima gigas), tambaqui (Colossoma macropomum) e camarão (Litopenaeus vannamei), bem como outras espécies de interesse para o País, como de ostras e de macroalgas. Além da Embrapa Pesca e Aquicultura, integrarão os trabalhos a Embrapa Meio-Norte (PI), a Embrapa Amazônia Ocidental (AM) e a Embrapa Tabuleiros Costeiros (SE). Também participarão instituições de ensino reconhecidas na pesquisa aquícola, como a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), a Universidade Federal do Rio Grande (FURG) e a Universidade Estadual Paulista (Unesp).

Fruto de dez anos de articulações

O chefe de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa Pesca e Aquicultura, Eric Arthur Routledge, considera o consórcio internacional uma valiosa conquista. “Ele é fruto de dez anos de articulações que envolveram o Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MICTI) com a participação da Embrapa e algumas universidades brasileiras de referência em aquicultura”, destaca.

Routledge conta que essas articulações geraram os subsídios para que o governo brasileiro e a Comunidade Europeia formalizassem, em julho de 2017, o acordo de cooperação em pesquisa e inovação do Atlântico, o “Belém Statement”, assinado por Brasil, África do Sul e União Europeia. Isso viabilizou pela primeira vez a participação do Brasil no consórcio internacional que aprovou, no fim de 2018, o projeto Aquavitae, cuja primeira reunião, que marcou o início das atividades, ocorreu no início de junho deste ano, na Noruega.

A Embrapa pretende aperfeiçoar os protocolos para reprodução do pirarucu, em parceria com a Unesp e a Nofima, o instituto norueguês de pesquisa em aquicultura e alimentos que coordenará o Aquavitae. Os cientistas brasileiros também querem contribuir para o desenvolvimento de políticas públicas e governança em aquicultura, estudar o desenvolvimento de protocolos de produção de tambaqui e pirarucu, além de realizar pesquisas sobre a cadeia de valor desses dois peixes.

“No caso do pirarucu, vamos fazer um estudo para tentar avançar no controle da reprodução utilizando estímulos hormonais e ambientais. É um trabalho ambicioso e necessário que utilizará todo o conhecimento e tecnologias existentes nessa área”, detalha Torati.

Forte parceria com o setor produtivo

Uma das principais características do Aquavitae é a expressiva participação do setor produtivo em todos os países em que o projeto será executado. No Brasil, há sete parceiros da indústria, como a Primar Aquacultura, a primeira fazenda de aquicultura orgânica certificada do Brasil, e a Associação Brasileira de Piscicultura (Peixe BR). “As pesquisas são realizadas em sintonia com as demandas do setor produtivo”, afirma Torati.

Além de estudos de caso – trabalhos focados em uma espécie, processo ou produto –o Aquavitae também envolverá trabalhos do tipo workpackages, que são temas transversais que englobam vários estudos de caso. Ao todo, o projeto abriga 11 estudos de caso e nove workpackages.

“Entre os workpackages há pesquisas com utilização de sensores, integração de dados, internet das coisas, segurança alimentar, nutrição, monitoramento ambiental, sustentabilidade, análises socioeconômicas, governança e políticas na aquicultura, entre outros”, enumera Torati. As instituições que vão trabalhar em estudos de caso possuem parceiros industriais atrelados.

Tambaqui maior

O peixe de origem brasileira mais cultivado no País tem muito a crescer em produção e em tamanho. É no que acredita a pesquisadora Fernanda Almeida, da Embrapa Amazônia Ocidental. Ela foi uma das responsáveis pela identificação da fase em que ocorre a diferenciação sexual do peixe. Essa descoberta deve contribuir para o desenvolvimento de tecnologias que vão impulsionar a produção. “O peixe poderá apresentar tamanho e peso bem maiores que o tambaqui atual”, prevê a cientista.

Ela explica que o Aquavitae também utilizará engenharia genética para estabelecer protocolos eficientes de produção do tambaqui e para aprimorar índices produtivos importantes como crescimento e qualidade da carne.

Aquicultura que imita a natureza

O IMTA ou Integrated Multi Trophic Aquaculture (Aquicultura Integrada Multitrófica) consiste em integrar organismos de diferentes níveis tróficos para que haja melhor aproveitamento dos nutrientes do ambiente, atendendo aos preceitos da economia circular, da bioeconomia e do biomimetismo, o estudo para a imitação da natureza. Esse sistema promove a reciclagem dos nutrientes na mesma unidade de produção, que pode ser tanto o viveiro quanto a fazenda, potencializando a geração de serviços ecossistêmicos.

 Sistemas produtivos da espécie em viveiros escavados e em barragens também precisam ser aprimorados, de acordo com a especialista. Apesar de apresentar bom desempenho em produções intensivas, o tambaqui é exposto continuamente a vários fatores de estresse, como alterações na química da água, altas densidades de estocagem, manuseio excessivo e uso indiscriminado de drogas no tratamento de doenças. “Estudos são necessários para aprimorar ainda mais a criação e causar menos impacto ao meio ambiente”, recomenda a pesquisadora.

Camarões, algas e ostras no mesmo espaço

Um sistema de criação intensivo de alta produtividade que permite o uso de menor quantidade de água, além de ter menos necessidade de tempo e apresentar menor conversão alimentar. Esse é o Bioflocos, sistema que pesquisadores brasileiros vão desenvolver para a cultura de camarão, macroalgas e ostras no âmbito do “Estudo de Caso 5: Biofloco em sistema integrado multitrófico e Sistema integrado multitrófico em viveiro”, feito em parceria entre UFSC, Unesp e Embrapa Meio-Norte.

“No entanto, alguns gargalos tecnológicos ainda existem ao longo do projeto para possibilitar a aplicação da tecnologia em escala industrial no Brasil”, revela a pesquisadora da Embrapa Janaína Kimpara, informando que a UFSC será a responsável por esse desafio e que as equipes da Embrapa e da Unesp atuarão no design de um sistema de produção integrada de camarões com organismos de baixo nível trófico, como macroalgas e ostras, em parceria com a empresa Primar Aquicultura.

A cientista conta que os camarões, que são carnívoros, se alimentam de organismos bentônicos nos viveiros; as macroalgas são autotróficas e assimilam nutrientes inorgânicos dissolvidos; e as ostras, filtradoras, nutrem-se das partículas orgânicas na coluna d’água. “Assim, um único espaço resulta em três produtos diferentes, o que, além dos ganhos ecológicos citados, permite maior diversificação de produtos e mercados para o produtor, além do aumento da resiliência da fazenda”, ressalta a pesquisadora.

O projeto ainda prevê estudos para a redução de impactos ambientais, diminuindo e emissão de efluentes ou destinando-os a outras aplicações para que não sejam lançados no ambiente. Kimpara explica que os restos de alimentos não consumidos pelos camarões são assimilados por microrganismos e geram alguns compostos que costumam ser lançados no ambiente natural. “Esses compostos podem ser aproveitados como insumos para outras atividades aquícolas em sistemas integrados multitróficos”, afirma.

Inserção no mercado de macroalgas

Um dos focos do projeto é o estudo da viabilidade técnica e econômica do cultivo de macroalgas e a proposição de modelos de negócios para a exploração da atividade sobre bases sustentáveis.

Será avaliada a viabilidade técnica da produção de algas em sistemas de cultivo de camarões. “Calcularemos o índice de sustentabilidade dos cultivos utilizando indicadores multicritério nas dimensões econômica, social e ambiental. Paralelamente, será realizado um estudo de mercado para comercialização de produtos a partir de macroalgas marinhas para alimentação e cosméticos”, informa a pesquisadora.

Após esse estudo, está prevista a elaboração de modelos de negócios para subsidiar o desenvolvimento da produção de macroalgas no Brasil, para o atendimento dos mercados alimentício e cosmético.

As macroalgas no mundo

As macroalgas marinhas são utilizadas em todo o mundo em uma enorme gama de aplicações, sendo consumidas in natura ou em produtos provenientes das indústrias alimentícia, de cosméticos, de tintas, entre outras.

macroalgas
Foto: Janaina Kimpara

De acordo com o último relatório da Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO), em 2014 foram produzidos 27,3 mil toneladas de macroalgas marinhas no mundo. Isso corresponde a mais de 50% do total da produção aquícola marinha mundial.

Em 2014, o Brasil importou US$ 8,77 milhões em produtos provenientes de macroalgas da China (63%), Filipinas (17%) e Indonésia (11%), conforme os últimos dados do Observatory of Economic Complexity.

Os valores globais das macroalgas processadas industrialmente têm sido calculados na ordem de um bilhão de dólares e a demanda desses produtos tem sido incrementada em cerca de 10% ao ano,

 Ostras em águas mais quentes

Um dos principais objetivos do Aquavitae no Brasil é promover avanços tecnológicos para expandir o cultivo de ostras da espécie nativa Crassostrea gasar em regiões mais quentes, como o litoral do Norte e Nordeste. Essa expansão está diretamente ligada à domesticação e avanços das bases tecnológicas para a espécie, segundo explica o pesquisador Jefferson Legat, da Embrapa Tabuleiros Costeiros.

O cientista informa que 90% das ostras cultivadas no País vêm das águas frias de Santa Catarina, onde predominam o cultivo e consumo da ostra do Pacífico Crassostrea gigas, cuja produção está restrita a ambientes com temperaturas mais baixas. “Águas mais quentes comprometem as taxas de crescimento e sobrevivência dessa espécie”, detalha Legat.

“A produção de ostras no Norte e Nordeste é limitada pelas dificuldades em separar corretamente as espécies de ostras nativas para cultivo, em obter sementes de forma regular para suprir os cultivos de engorda e adequar o melhor sistema de engorda para as diferentes regiões do País”, conta o cientista, que trabalhará com Alitiene Pereira e Ângela Legat, também pesquisadoras da Embrapa.

O Aquavitae unirá esforços a outros projetos em andamento que trabalham o mesmo tema como: “Bases tecnológicas para a produção sustentável de ostras nativas no Norte e Nordeste (OstraNNE)” e “Aquicultura com Tecnologia e Sustentabilidade (Aquitech)”.

Elisângela Santos (MTb 19.500/RJ)
Embrapa Pesca e Aquicultura

Imagens por microscopia eletrônica

Pesquisadores brasileiros e europeus conseguiram demonstrar o funcionamento de um composto para transportar o princípio ativo de uma vacina oral contra a hepatite B até o sistema imune. Ao se unirem, mesmo tendo tamanhos diferentes, as partículas contendo sílica e um antígeno chegam ao intestino sem serem destruídas pela acidez do sistema digestório.

O composto reúne sílica nanoestruturada SBA-15, desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP), e o antígeno HBsAg, criado no Instituto Butantan.

O composto foi submetido a diferentes técnicas de raios X e nêutrons em laboratórios na Europa. O estudo, com resultados publicados na Scientific Reports, teve apoio da FAPESP e de agências europeias.

O objetivo do trabalho foi compreender como o antígeno, de 22 nanômetros de diâmetros, se prendia aos nanotubos de sílica, que têm cerca de 10 nanômetros e estrutura semelhante à de uma colmeia de abelhas. Um nanômetro corresponde a 1 bilionésimo do metro.

A constatação sobre as medidas do antígeno e da sílica foi revelada em estudos realizados na USP utilizando espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM).

“Mesmo sendo aparentemente muito maior, testes [em animais] mostraram resposta imunológica excelente para a vacinação oral, tão boa ou melhor do que a da forma injetável”, disse Márcia Fantini, professora do IF-USP.

Os testes de imagens com nêutrons e raios X foram coordenados por Heloisa Bordallo, pesquisadora brasileira do Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhague, na Dinamarca. Em colaboração com outros pesquisadores daquele país, além de colegas na Alemanha, França, Suíça e Suécia, Bordalo submeteu o composto a análises de microscopia por transmissão de raios X com varredura (STXM), entre outras técnicas.

As imagens de raios X em 3D mostraram que, embora não entrasse nos nanotubos, o antígeno ficava retido nos chamados macroporos, espaços entre as partículas maiores que 50 nanômetros. Isso o protegia da acidez do sistema digestório.

As imagens permitiram ainda que os pesquisadores determinassem a proporção ideal de sílica e antígeno, para que este último não se aglomerasse, prejudicando a dispersão do princípio ativo no intestino do paciente.

“Tanto a via oral como a nasal são as vias naturais de imunização, pois a natureza é o melhor agente vacinador. Mas uma vacina que tenha proteína, como nesse caso, quando passa pelo estômago é destruída pela elevada acidez e por proteases ali existentes. Então não chega ao sistema imune do intestino delgado”, disse Osvaldo Augusto Sant'Anna, professor do Instituto Butantan e responsável pelo desenvolvimento do antígeno HBsAg.

Antes dos testes clínicos, a equipe deve testar polímeros que possam revestir toda a estrutura e aumentar a resistência do medicamento ao estômago humano. Em testes com animais, a formulação já havia demonstrado ser tão ou mais eficiente do que a forma injetável da vacina para levar o antígeno até o intestino, onde o sistema imune pode detectá-lo e produzir anticorpos contra o vírus.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, cerca de 257 milhões de pessoas vivem atualmente com hepatite B.

Polivacina

Por meio de projeto apoiado pela FAPESP, o grupo liderado por Sant’Anna, Fantini e Bordallo busca agora desenvolver novos antígenos para serem acrescentados ao composto de sílica nanoestruturada SBA-15 com o antígeno HBsAg. A ideia é ter ao menos uma vacina tríplice, agregando outras contra difteria e tétano.

A formulação, no entanto, pode evoluir para uma polivacina que imunize ainda contra a coqueluche, poliomielite e a bactéria Haemophilus influenzae do sorotipo B (Hib), causadora de meningite e pneumonia, entre outras doenças.

Além dos antígenos combaterem as doenças, eles não poderão interferir um no efeito do outro. “Há resultados muito interessantes com difteria e agora vamos testar com o tétano, a princípio na forma injetável”, disse Sant’Anna.

O artigo 3D visualisation of hepatitis B vaccine in the oral delivery vehicle SBA-15 (doi: 10.1038/s41598-019-42645-5), de Martin K. Rasmussen, Nikolay Kardjilov, Cristiano L. P. Oliveira, Benjamin Watts, Julie Villanova, Viviane Fongaro Botosso, Osvaldo A. Sant’Anna, Marcia C. A. Fantini e Heloisa N. Bordallo, pode ser lido em: www.nature.com/articles/s41598-019-42645-5.

Agência FAPESP
André Julião*
* Colaborou José Tadeu Arantes

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

colisão de prótons com núcleos atômicos de chumbo

Uma ínfima fração de segundo após o Big Bang, o universo material era constituído por um plasma composto pelas partículas elementares conhecidas como quarks e glúons. É o que propõe o chamado modelo padrão sobre a origem do Universo.

Com a rápida expansão e o consequente resfriamento, aquele meio informe e intensamente dinâmico se fragmentou e cada pequeno conjunto de quarks e glúons deu origem a uma partícula composta, o hádron. Assim foram formados, por exemplo, os prótons, cada qual constituído por dois quarks do tipo up e um quark do tipo down (os dois tipos com as menores massas entre todos os quarks), interagindo por meio de glúons.

Essa situação primordial tem sido reproduzida no LHC, o Grande Colisor de Hádrons instalado no CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, na fronteira entre a França e a Suíça, e também no RHIC, o Colisor Relativístico de Íons Pesados, instalado no Brookhaven National Laboratory, nos Estados Unidos.

As primeiras detecções do plasma de quarks e glúons foram feitas a partir da colisão de dois núcleos atômicos de elementos pesados, como chumbo e ouro. Agora, a colaboração ALICE, um dos grupos internacionais de pesquisadores que atua no LHC, obteve uma das “assinaturas” características do plasma de quarks e glúons por meio da colisão de prótons com núcleos de chumbo.

Esse resultado, conseguido a partir de precursores muito mais leves, foi alcançado graças ao altíssimo patamar de energia das partículas durante a colisão, de 5,02 teraelétrons-volt (5,02 TeV ou 5,02 x 1012 elétrons-volt).

O físico brasileiro Henrique Zanoli, que participa da colaboração ALICE, estudou essa colisão em seu trabalho de doutoramento e os resultados foram publicados na Physical Review Letters.

Zanoli, que atualmente faz pós-doutoramento na Universiteit Utrecht, nos Países Baixos, doutorou-se na Universidade de São Paulo, com orientação do professor Alexandre Suaide, e contou com Bolsa de Doutorado Direto e Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE) da FAPESP.

“O experimento apresentou uma anisotropia azimutal na distribuição das partículas geradas pela colisão. Isso quer dizer que as partículas resultantes da colisão não foram produzidas nas mesmas quantidades em todas as direções. O padrão de distribuição dos elétrons que observamos é característico da assinatura do plasma de quarks e glúons”, disse Zanoli à Agência FAPESP.

Para entender a afirmação, é preciso considerar o passo a passo do processo, demonstrado graficamente pelo próprio pesquisador na imagem a seguir.

anisotropia

O primeiro quadro mostra o próton (p) e o núcleo de chumbo (Pb) instantes antes da colisão. Nos momentos iniciais da colisão, são produzidos quarks pesados e, ao redor deles, forma-se o plasma de quarks e glúons, como se vê no segundo quadro.

Com a rápida queda da temperatura, o plasma se desintegra e os quarks pesados combinam-se com outros quarks para formar vários tipos de hádrons, entre eles, partículas efêmeras conhecidas como mésons D e B. É o que se vê no terceiro quadro. O quarto e último quadro mostra o decaimento dos hádrons.

“Algumas vias de decaimento produzem elétrons. E foi justamente a anisotropia na distribuição das trajetórias dos elétrons resultantes que indicou a possível produção do plasma de quarks e glúons. Essa é uma assinatura que é associada à produção do plasma”, disse Zanoli.

“O grande diferencial do experimento que estudei foi que, nele, os resultados finais da colisão permitem concluir que os quarks pesados foram produzidos na etapa inicial do processo, e não em etapas posteriores, como ocorre em outras medidas com quarks leves”, acrescentou.

Segundo Zanoli, essa produção de quarks pesados ocorreu em um momento em que a densidade de energia do sistema ainda estava extremamente alta, e sua evolução é uma interessante ferramenta para estudar a presença do plasma de quarks e glúons.

“Esses quarks pesados, que são produzidos antes do plasma e o atravessam, fornecem informações sobre o plasma, assim como uma emissão de pósitrons, que atravessa o corpo humano, fornece informações sobre esse corpo em uma tomografia. Se as partículas estudadas tivessem sido produzidas no fim do processo, essa analogia não seria válida e não poderíamos afirmar, com base no resultado final, quais são as características do plasma de quarks e glúons formado. Mas, como foram produzidos no início, os quarks pesados se tornam marcadores muito confiáveis”, disse.

Universo primordial e objetos astrofísicos

O plasma de quarks e glúons é tema de muita pesquisa na atualidade. E isso principalmente por dois motivos. Primeiro, porque agora é possível produzir o plasma experimentalmente em colisores, como o LHC e o RHIC. Segundo, e essa é a maior motivação dos experimentos, porque possibilita compreender o Universo primordial e também o que ocorre em objetos astrofísicos, como as estrelas de nêutrons.

“A produção do plasma de quarks e glúons em laboratório se tornou possível devido à altíssima densidade de energia alcançada nos grandes colisores da atualidade”, disse Zanoli.

Um patamar de 5 TeV não é tão alto quando se pensa em um objeto macroscópico, constituído por uma quantidade enorme de partículas distribuídas em um grande volume. Mas, quando se divide 5 TeV pelo volume de um próton, o resultado é uma densidade energética a que somente agora a humanidade teve acesso em escala de laboratório.

O artigo Azimuthal Anisotropy of Heavy-Flavor Decay Electrons in p-Pb Collisions at √ sNN = 5.02 TeV pode ser lido na íntegra em https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.072301.

José Tadeu Arantes
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

instalações na Poli

O Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica (Poli) da Universidade de São Paulo (USP) inaugurou, em 12 de julho, o Laboratório de Pesquisa e Inovação em Processos Catalíticos (LaPCat).

O LaPCat tem apoio do Centro de Pesquisa para Inovação em Gás (RCGI), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) financiado pela FAPESP em parceria com a Shell e sediado na Poli.

No novo laboratório serão desenvolvidos catalisadores para diversas reações e processos químicos, como a tri-reforma do metano para produção de gás de síntese (syngas) para uso como matéria-prima para combustíveis e produtos químicos, a reação de Fischer-Tropsch para produção de combustíveis, hidrocarbonetos leves e olefinas, a reação conhecida como Water Gas Shift para produção de hidrogênio e a reação de hidrogenação de gás carbônico para produção de dimetil éter (DME), que pode ser utilizado como combustível.

Segundo o RCGI, tanto a tri-reforma do metano como a produção de DME utilizam gás carbônico como matéria-prima e, por isso, podem ser consideradas como iniciativas de captura e utilização de carbono (CCU), que é um processo de apreensão de dióxido de carbono para ser reciclado para uso posterior. A CCU vem sendo apontada como um dos caminhos promissores para a redução das emissões globais de CO2.

As instalações ficam no andar térreo do edifício conhecido como Semi Industrial (Bloco B), anexo ao Conjunto das Químicas da USP, em uma área de 400 m² que também abriga o Laboratório de Polímeros, coordenado pelo professor da Poli Reinaldo Giudici.

Rita Maria de Brito Alves, professora da Poli que participou da inauguração do laboratório, explica que a instalação é fruto de uma reforma de uma área comum dos grupos de pesquisa de polímeros e de processos catalíticos.

“A área abriga espaços de preparação, calcinação, caracterização física, térmica, química e in situ. Separadamente, cada um dos grupos tem espaços exclusivos. Temos também uma área para instalação futura de plantas-piloto”, disse Alves.

O LaPCat é multiusuário, aberto não somente a pesquisadores da USP e de outras universidades, mas também a parcerias com a iniciativa privada por meio de projetos de pesquisa.

* Com informações da assessoria de comunicação do RCGI.

Agência FAPESP*

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

laboratórios de pesquisa

A Plataforma Científica Pasteur-USP será inaugurada nesta quinta-feira (04/07) pelo Instituto Pasteur, fundação francesa de pesquisa em prevenção e tratamento de doenças infecciosas, no campus da Universidade de São Paulo (USP) na zona oeste da capital paulista.

Localizada no Centro de Pesquisa e Inovação Inova USP, em uma área de 1.700 metros quadrados, a plataforma será composta por 17 laboratórios. A plataforma terá laboratórios de pesquisa de nível de biossegurança 3 equiparáveis aos parâmetros internacionais, onde serão estudados patógenos de alto risco. O investimento previsto é de cerca de R$ 40 milhões, sendo R$ 15 milhões em equipamentos.

A partir de uma parceria científica entre o Pasteur, a USP e a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), assinada em junho de 2015, na plataforma serão desenvolvidas pesquisas voltadas para o estudo de agentes patogênicos emergentes, cujas infecções podem provocar danos no sistema nervoso central, como os vírus da zika, dengue, febre amarela e influenza, além de protozoários como os tripanosomas causadores da doença do sono. O principal objetivo será desenvolver métodos para prevenir epidemias dessas doenças.

“Nos últimos 80 anos, não houve uma iniciativa como essa na USP. Estamos trabalhando a internacionalização da pesquisa, do ensino e da inovação”, disse Luís Carlos Ferreira, diretor do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP.

Ferreira coordenará a plataforma ao lado de Paola Minoprio, diretora de Pesquisa do Instituto Pasteur. Segundo ela, a escolha da USP para sediar a plataforma foi feita com base na relevância e no impacto global da instituição em termos de pesquisa científica.

“Além disso, as linhas de pesquisa do Pasteur são muito semelhantes às do ICB-USP e os dois institutos já desenvolvem projetos colaborativos”, disse Minoprio. Os institutos têm em comum pesquisas nas áreas de Imunologia, Biologia Celular, Microbiologia e Parasitologia.

Biossegurança

Dos 17 laboratórios da plataforma, quatro serão de biossegurança nível 3 (NB3) para estudo de microrganismos que representam alto risco individual e risco moderado para a comunidade. Ou seja, que transmitem e causam doenças potencialmente letais, mas que têm medidas de prevenção e tratamento conhecidas.

As instalações de 200 metros quadrados são compostas individualmente por três câmaras pressurizadas para garantir a contenção e têm acesso controlado. Os pesquisadores que atuarão na plataforma também passarão por um treinamento de procedimentos de segurança.

Oito pesquisadores já foram selecionados pelos parceiros para participar da plataforma. Entre eles estão Paolo Zanotto (ICB-USP), Edison Durigon (ICB-USP), Jean Pierre Peron (ICB-USP), Patrícia Beltrão Braga (ICB-USP), Eduardo Massad (Faculdade de Medicina da USP) e Helder Nakaya (Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP), todos com projetos de pesquisa apoiados pela FAPESP. Completam o grupo inicial Pedro Teixeira (Escola Nacional de Saúde Pública da Fundação Oswaldo Cruz) e Minoprio, do Instituto Pasteur.

Todos manterão suas vinculações às unidades de origem e dedicarão parte de suas pesquisas à plataforma. A partir de 2020, serão selecionados anualmente mais três grupos de jovens pesquisadores para integrar a equipe. No total, espera-se que a plataforma tenha de 80 a 100 pesquisadores.

* Com informações da assessoria de imprensa do Instituto de Ciências Biomédicas da USP.

Agência FAPESP *

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

análise sanguínea

Pesquisadores da Université d'Orléans, na França descobriram um mecanismo-chave que ativa a inflamação pulmonar causada pela silicose. O achado abre caminho para novos tipos de terapia contra a doença que ainda não tem cura.

Normalmente relacionada a trabalhadores de minas, a silicose ocorre pela ação de microcristais de sílica que entram no pulmão e, não podendo ser destruídos, provocam a morte celular de macrófagos, neutrófilos, fibroblastos e células epiteliais do pulmão.

A inflamação pode ser tão severa a ponto de ocorrer a substituição completa do tecido pulmonar por outro cicatricial (fibrose). O quadro leva à insuficiência respiratória e, a menos que seja feito um transplante de pulmão, ao óbito do paciente.

O processo inflamatório, verificado em camundongos expostos à sílica, mostrou que, com a morte celular, ocorre a liberação de DNA para fora das células.

“O DNA liberado dentro das vias aéreas (por causa da morte celular) ativa sensores citosólicos de DNA e a via de sinalização chamada STING, que desencadeia a inflamação pulmonar. É o começo da silicose”, disse Valérie Quesniaux da Université d’Orléans, durante apresentação na quinta edição do International Symposium on Inflammatory Diseases (Inflamma), evento promovido pelo Centro de Pesquisa em Doenças Inflamatórias (CRID), um Centro de Pesquisa Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP.

Em artigo publicado na Nature Communications, os pesquisadores também mostraram que com o tratamento feito com uma enzima (DNase I), que degrada o DNA liberado nas vias aéreas, é possível bloquear a ativação do STING e, assim, prevenir a intensificação da inflamação.

O DNase I é usado em tratamento para a fibrose cística, doença rara que compromete o funcionamento de algumas glândulas. Parte do estudo, realizado em colaboração com a Universidade Atatürk, na Turquia, também examinou o plasma sanguíneo e as secreções pulmonares de trabalhadores da indústria têxtil.

“Eram jovens de 20 e poucos anos que apresentavam silicose severa, como a encontrada em homens mais velhos que trabalharam a vida inteira com mineração. Era algo impressionante. Os rapazes manejavam, sem nenhum tipo de proteção, jatos de areia, muito usados para dar efeito de desgastado ao jeans”, disse Quesniaux à Agência FAPESP.

Com isso, os pesquisadores puderam notar não só o aumento na liberação de DNA como também a maior presença de marcadores inflamatórios tanto no sangue como no escarro dos pacientes. A análise do tecido pulmonar mostrou níveis altos de atividade da via STING.

Caminho aberto para a tuberculose

Outro artigo publicado pelo grupo em maio de 2019, na Cell Reports, mostrou que a inflamação por sílica prejudica o controle imune contra a tuberculose. De acordo com o estudo, a sílica exacerba a infecção pelo bacilo de Koch, bactéria causadora da tuberculose.

“A inflamação por sílica auxilia no desenvolvimento da infecção por tuberculose. Conseguimos mostrar que a exposição à sílica induz um tipo de resposta imune. É como se ela empurrasse o sistema imune para a resposta imune do tipo 2, que não é tão boa para o hospedeiro se defender. Isso porque a exposição prévia à sílica aumenta a resposta nas células pulmonares de Th2 e dos macrófagos (M2) reduzindo a possibilidade da imunidade do tipo 1”, disse Quesniaux.

Geralmente, para se defender da infecção da bactéria da tuberculose, existe um tipo de resposta imune (tipo 1) via moléculas pró-inflamatórias como interferon gama, TNF e células TH1.

“Porém, quando ocorre a pré-exposição à sílica, vários dessas moléculas já foram recrutadas pelo sistema imune e estão atuando contra a silicose. Isso força que a resposta contra a tuberculose seja outra, a do tipo 2, que é muito melhor para a bactéria que para o hospedeiro”, disse Quesniaux.

“Obtivemos resultados interessantes sobre o mecanismo da silicose e sua relação com a tuberculose. No entanto, ainda não está explicado para o mundo, e sobretudo para os jovens, que o jeans desgastado é feito às custas de muita pressão de areia e em oficinas muito pequenas, em que os trabalhadores não usam nenhuma proteção”, disse.

O artigo STING-dependent sensing of self-DNA drives silica-induced lung inflammation (doi: 10.1038/s41467-018-07425-1), de Sulayman Benmerzoug, Stéphanie Rose, Badreddine Bounab, David Gosset, Laure Duneau, Pauline Chenuet, Lucile Mollet, Marc Le Bert, Christopher Lambers, Silvana Geleff, Michael Roth, Louis Fauconnier, Delphine Sedda, Clarisse Carvalho, Olivier Perche, David Laurenceau, Bernhard Ryffel, Lionel Apetoh, Ahmet Kiziltunc, Hakan Uslu, Fadime Sultan Albez, Metin Akgun, Dieudonnée Togbe & Valerie F. J. Quesniaux, pode ser lido em www.nature.com/articles/s41467-018-07425-1.

O artigo Sterile Lung Inflammation Induced by Silica Exacerbates Mycobacterium tuberculosis Infection via STING-Dependent Type 2 Immunity (doi: 10.1016/j.celrep.2019.04.110), de Sulayman Benmerzoug, Badreddine Bounab, Stéphanie Rose, David Gosset, Franck Biet, Thierry Cochard, Aurore Xavier, Nathalie Rouxel, Louis Fauconnier, William G.C. Horsnell, Bernhard Ryffel, Dieudonnee Togbe e Valerie F.J. Quesniaux, pode ser lido em www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(19)30600-X.

Maria Fernanda Ziegler, de Ribeirão Preto
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.