Human Cell Atlas reúne cientistas do mundo todo para construir um banco de dados que possibilitará tratamentos personalizados para diversas doenças. Projeto já trouxe importantes contribuições contra a COVID-19 e será apresentado em workshop online nos dias 24 e 25 de setembro.
01/09/2020
Criado em 2016, o Human Cell Atlas (HCA) é um consórcio que reúne pesquisadores do mundo inteiro para ajudar a construir um mapa com cada uma das trilhões de células do corpo humano e suas características. Um banco de dados com representatividade mundial, que englobe todos os continentes, etnias, condições socioeconômicas, gêneros e idades. Esse conhecimento, aberto para a comunidade científica, possibilitará a descoberta de novos métodos de diagnóstico e tratamento personalizado para diversas doenças, como COVID-19, câncer e doenças tropicais negligenciadas.
Com o apoio da Pró-Reitoria de Pesquisa e do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), o projeto será apresentado aos pesquisadores latino-americanos no workshop online HCA Latin America, nos dias 24 e 25 de setembro de 2020. Para participar do evento, é necessário se inscrever por meio deste formulário.
O objetivo é reunir interessados em contribuir com o HCA e incluir informações sobre a diversidade genética e fisiológica em células de indivíduos da América Latina. Isso possibilitará uma melhor compreensão das doenças predominantes da região, como doença de Chagas, leishmaniose, dengue, malária, Chikungunya, entre outras.
Para o Pró-Reitor de Pesquisa da USP, professor Sylvio Canuto, a participação da Universidade no projeto é essencial. “Mais do que isso, gostaríamos de incluir nossos parceiros continentais, abrindo uma janela para a participação de toda a América Latina”.
“Trata-se de uma das iniciativas de maior impacto em ciência mundial desde a criação do Projeto Genoma Humano”, afirma Lucio Freitas Junior, pesquisador do ICB-USP e membro do Comitê Científico HCA Latin America. Ele faz parte do grupo Equidade do HCA, que trabalha para garantir a diversidade na construção do Atlas, e foi um dos responsáveis por apresentar o projeto à comunidade científica do Brasil.
Uma das principais técnicas aplicadas pelos cientistas do HCA é chamada de single-cell analysis (análise de células únicas, em português), uma tecnologia que permite identificar as características de cada tipo de célula, seja do pulmão, do coração, dos rins etc. Ou seja, é possível verificar os genes ativados em cada célula a partir do RNA transcrito por elas. “Todas as células de um indivíduo possuem o mesmo DNA. O que as diferencia é o RNA, que controla a síntese das proteínas. Cada célula expressa proteínas específicas, que é o que determina a sua função no organismo”, explica Freitas Junior.
Ao compreender individualmente o funcionamento das células de indivíduos saudáveis e extrair o RNA de cada uma, é possível comparar com as células de indivíduos doentes para entender o impacto de determinada doença a nível celular e pesquisar novas formas de combatê-la ou preveni-la.
Para o pesquisador Helder Nakaya, professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP e membro do Comitê Científico, esse tipo de informação detalhada que o HCA fornece é algo único. “O projeto poderia nos ajudar a entender o que está acontecendo no cérebro de um bebê que teve microcefalia causado por Zika, por exemplo, e a partir daí estudar novas intervenções”.
O primeiro dia (24/9) do workshop HCA Latin America contará com a abertura do professor Sylvio Canuto, Pró-Reitor de Pesquisa da USP, seguida de palestras dos membros do HCA e pesquisadores do Brasil, Chile, Uruguai e Argentina que já fazem estudos com análise de células únicas. Já no segundo dia (25/9), os participantes terão a oportunidade de aprender a usar o equipamento e trocar experiências e informações.
COVID-19 – No combate à pandemia, os cientistas do Human Cell Atlas conseguiram identificar em seu banco de dados as células que expressam a proteína ACE-2, considerada “porta de entrada” para o vírus SARS-CoV-2 em células humanas. Isso ajudou diversos pesquisadores de todo o mundo que estão testando fármacos contra a COVID-19.
“Com esse conhecimento, em vez de testar célula por célula, tecido por tecido, nós já sabemos quais células devemos utilizar como alvo em nossas pesquisas”, explica o pesquisador Lucio Freitas Junior, que testa em seu laboratório medicamentos já existentes para combater o vírus.
HCA no Brasil – A implementação do HCA no Brasil envolve alguns desafios. Para a pesquisadora Patrícia Severino, do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein, também integrante do Comitê Científico do evento, a principal dificuldade será em termos de tecnologia. “Apesar da inquestionável expertise da comunidade científica brasileira, incluindo experientes grupos de bioinformática, ainda não possuímos no país centros de pesquisa com plataformas tecnológicas completas que permitam a análise de células únicas”.
No entanto, segundo ela, diversos laboratórios brasileiros têm buscado soluções para aplicar essa tecnologia no país. “Este evento virá em momento muito oportuno para que colaborações se estabeleçam e tornem esta etapa de implementação mais rápida”.
O HCA se compromete a auxiliar os cientistas latino-americanos a enfrentar esses desafios. Sarah Teichman e Aviv Regev, cofundadores do Human Cell Atlas, dão boas-vindas aos participantes. “O HCA busca ser uma comunidade realmente global. Estamos muito satisfeitos que esse encontro reunirá cientistas de toda a América Latina para se juntar ao esforço mundial de criar mapas de referência de todas as células humanas”.
Serviço
Workshop Online HCA Latin America
24 e 25 de setembro de 2020
Transmissão pela plataforma Zoom
Por Aline Tavares
Acadêmica Agência de Comunicação
Vídeos feitos em laboratório mostram como se forma o olho do embrião e revelam alta comunicação entre as células que o recobrem, diferente do que se imaginava.
21/08/2020
A equipe do Laboratório de Embriologia Molecular de Vertebrados do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) busca investigar os mecanismos moleculares utilizados durante a formação do embrião (embriogênese), especialmente eventos que determinam a formação do sistema nervoso. Para isso, utilizam como modelo experimental o olho do embrião de galinha, um dos modelos clássicos da embriologia.
Em estudo recentemente publicado na revista Developmental Dynamics, os cientistas fizeram vídeos que mostram como acontece a formação do olho dos embriões e descobriram uma atividade bem maior que o esperado nas células que o recobrem – as células de sua “pele”. Os vídeos foram feitos em parceria com pesquisadores da Universidade de Oxford, que possuem um microscópio dedicado para fazer imagens de embriões.
“Nós reparamos que tinha muita movimentação naquele tecido em volta do olho. Isso é diferente do que imaginávamos, porque as células da pele de um organismo desenvolvido são bem mais estáticas”, explica a professora Irene Yan, coordenadora da pesquisa. A equipe também observou que qualquer ferida no embrião se regenera rapidamente, o que pode ser explicado pela movimentação das células da superfície. “Não chega nem a ser uma cicatrização. É como se a ferida nunca tivesse existido”.
As células da superfície também possuem prolongamentos, que possibilitam a comunicação entre elas. “O próximo passo é tentar descobrir o que elas estão comunicando ou transportando e qual é a importância disso. Para isso, vamos tentar interferir nessa comunicação através de manipulação gênica e ver se isso atrapalha alguma função, como a regeneração de feridas, por exemplo”.
A descoberta contribui para a construção de conhecimento em ciência básica, além de proporcionar um melhor entendimento dos processos embrionários. Veja abaixo alguns vídeos dos embriões:
Por: Bruna Anielle | ICB-USP
Testes utilizam reagentes brasileiros e técnicas convencionais, podendo ser aplicados pela maior parte dos laboratórios do país. Além de custo inferior, a sensibilidade e especificidade é de 92% a 100%.
12/08/2020
Aumento da testagem, rapidez nos resultados, aplicação em todo o país, alta confiabilidade, utilização de reagentes nacionais e baixo custo. Essas seis conquistas na luta contra o novo coronavírus estão reunidas em dois testes para a Covid-19 desenvolvidos pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Eles já tiveram sua eficácia comprovada e podem ser aplicados imediatamente.
Os testes poderão ser realizados em cidades de pequeno e médio porte, com baixo custo e resultados até no mesmo dia – o que possibilita que a pessoa infectada receba o tratamento correto e seja isolada o mais rapidamente possível.
Para desenvolver esses testes em um prazo relativamente curto – eles começaram a ser estudados em março –, os pesquisadores do ICB-USP concentraram seus esforços em adequar ao diagnóstico da Covid-19 a equipamentos e metodologias já utilizados anteriormente para o diagnóstico de diversas outras doenças.
Um dos testes tem como base o PCR (Reação em Cadeia da Polimerase, na sigla em inglês), que revela se o paciente está com vírus no corpo. O outro, voltado para o diagnóstico sorológico e baseado no método de ELISA, indica se o paciente esteve em contato com o novo coronavírus.
PCR do ICB – Os estudos consistiram na adaptação para a Covid-19 do PCR convencional, que serve para o diagnóstico de inúmeras doenças infecciosas, por exemplo, de sarampo, influenza, tuberculose e problemas genéticos. No caso da Covid-19, o teste – batizado como RT-PCR-ICB – analisa secreções das vias respiratórias para detectar a presença do novo coronavírus no corpo do paciente.
O novo teste tem altos índices de confiabilidade: 98% de sensibilidade (capacidade de detectar casos positivos) e 100% de especificidade (capacidade de excluir casos negativos).
O RT-PCR-ICB será uma alternativa – com vantagens – a um dos testes mais utilizados no Brasil para diagnosticar Covid-19: o PCR em Tempo Real (Real Time PCR, na sigla em inglês). Os estudos foram conduzidos pelo virologista Edison Luiz Durigon, coordenador do Laboratório de Virologia Clínica e Molecular do ICB-USP.
Uma das novidades, é que o RT-PCR-ICB será feito por meio de equipamentos existentes na maioria das universidades, hospitais e laboratórios, públicos e privados, localizados em diversas cidades do país. Esse equipamento, chamado termociclador, custa cerca de R$ 15 mil. No caso do real time, o equipamento chega a custar R$ 150 mil.
Outra diferença: o custo dos reagentes. O RT-PCR-ICB utiliza reagentes fabricados no Brasil, mais baratos e com entrega pelo fabricante em poucos dias. O real time usa insumos importados que, além de caros, estão demorando até dois meses para chegar ao Brasil.
Mais um diferencial: disponibilidade de mão de obra. Técnicos de nível médio e profissionais graduados em Biologia ou em Ciências Biomédicas possuem os conhecimentos necessários para a realização do RT-PCR-ICB. Já real time só pode ser realizado por profissionais treinados pelo fabricante do termociclador, o que implica tempo para essa habilitação.
Com essas características, o real time é feito exclusivamente por grandes laboratórios, concentrados em grandes cidades. Com a alta demanda por testagens em todo o país, os resultados demoram para chegar aos pacientes – o que pode provocar demora também para a indicação do tratamento correto.
Há, também, a disparidade de custos para a realização de cada teste: cerca de R$ 15,00 para o RT-PCR-ICB, contra aproximadamente R$ 80,00 para o real time.
O resultado do RT-PCR-ICB demora o mesmo tempo do real time, aproximadamente seis horas. “Ambos têm as mesmas eficácia, sensibilidade e especificidade”, informa o professor Edison Luiz Durigon.
ELISA – Os pesquisadores do ICB desenvolveram também um teste sorológico do tipo ELISA (Ensaio de Imunoabsorção Enzimática) específico para a Covid-19 a partir de antígenos produzidos em seus laboratórios. Análises de amostras de sangue identificam a presença de anticorpos (IgA, IgM e IgG) no paciente para descobrir se ele está ou já esteve infectado pelo coronavírus, inclusive em casos assintomáticos. Seus índices de acerto são de 92% na detecção de casos positivos (sensibilidade) e de 98% na exclusão de casos negativos (especificidade).
Para esse teste, foram produzidas em laboratório proteínas do SARS-CoV-2 que reagem aos anticorpos de pacientes infectados. A equipe da pesquisadora Cristiane Guzzo analisou todos os fragmentos da proteína S (Spike, localizada na superfície do vírus) e da proteína N (do nucleocapsídeo, que envolve o material genético do vírus). Após uma série de testes com soros de pacientes positivos, foram identificados os fragmentos que reagem melhor com os anticorpos e garantem maior especificidade ao teste.
A proteína foi clonada e introduzida em bactérias E. coli, que foram usadas para expressá-la em grande quantidade. Para isso, as bactérias são colocadas em um equipamento que agita as amostras com rotações e temperaturas específicas. “Isso serve para otimizar o crescimento das bactérias. Quando elas atingem o ponto ideal, colocamos uma substância para induzir a produção da proteína”, explica a mestranda Ana Paula Barbosa, que participa do estudo.
Em seguida, as amostras são colocadas em um sonicador, que ajuda a romper as membranas das bactérias para liberar as proteínas. Por fim, é necessário separá-las das outras proteínas que a bactéria produziu, utilizando um equipamento de purificação. No caso da proteína S, que é insolúvel, foi necessária mais uma etapa: deixá-la solúvel sem perder totalmente a sua estrutura – e assim poder ser reconhecida pelos anticorpos. Esse trabalho foi feito no laboratório do professor Luís Carlos de Souza Ferreira, diretor do ICB.
“O processo todo exigiu a participação de equipes de três laboratórios do ICB, de diferentes especialidades”, informa o pesquisador. “A metodologia também é fruto de parcerias com empresas que trabalharam em conjunto com o ICB no desenvolvimento de kits de diagnóstico sorológico semelhante aos desenvolvidos para pessoas infectadas pelos vírus Zika e da dengue”.
O ELISA-ICB apresenta vantagens em relação a testes similares, principalmente no custo de cada reação (cerca de R$ 20,00 em contrapartida a valores podem chegar a R$500,00 em laboratórios particulares) e na procedência dos reagentes (nacionais, mais baratos e disponíveis no mercado, em vez de importados, mais caros e com demora na entrega).
A eficácia do ELISA-ICB foi comprovada em um estudo pelo qual foram testadas 934 pessoas, entre professores, alunos e funcionários do Instituto. Daquele total, 9,3% das pessoas testadas tiveram resultado positivo para IgG, ou seja, foram expostos ao vírus e desenvolveram imunidade. Por outro lado, 1,5% das pessoas testadas apresentaram resultado positivo para IgA, indicativo de exposição recente ao vírus. “Aqueles que tiveram resultado confirmado para IgA também se submeteram ao teste molecular (PCR) para a identificação de pessoas que ainda estavam com o vírus no organismo”, acrescenta Ferreira.
Ampliação da testagem – Ambos os testes desenvolvidos pelo ICB-USP podem contribuir para o manejo da infecção em populações, seja em empresas, organizações públicas ou privadas, e mesmo em municípios e cidades de pequeno e médio porte.
Um laboratório equipado para o RT-PCR-ICB pode fazer cerca de 100 testes por dia; para o ELISA-ICB, cerca de 500 testes. Esses números refletem a realidade de uma cidade como Araraquara, de 260 mil habitantes. Localizada no interior de São Paulo, Araraquara se destaca no combate à Covid-19 em razão do número de testes que realiza, acima da maioria das cidades, e, em consequência, da baixa letalidade da doença: 0,99%, contra 3,6% da média nacional. Atualmente, a prefeitura de Araraquara demanda, por dia, cerca de 120 testes real time e 300 testes sorológicos.
Os testes desenvolvidos pelo ICB-USP resultarão em benefícios não só para o Brasil, mas também para os países que têm carência de grandes laboratórios e dificuldade para obter insumos para o real time. “O PCR convencional é uma tecnologia implantada há mais de 20 anos; hospitais e universidades do mundo todo já têm acesso a ela. A produção das proteínas para o ELISA também não é cara e pode ser realizada em qualquer país. Os dois métodos que desenvolvemos podem ser usados facilmente em países da África, da América do Sul ou do Caribe”, afirma o diretor do ICB.
Por Aline Tavares
Acadêmica Agência de Comunicação
Curso será a distância e abordará treze temas relacionados ao uso de medicamentos, com carga horária estimada de 52 horas. As inscrições estarão abertas até 15 de agosto.
10/08/2020
Entre os dias 8 de setembro e 30 de novembro, o Departamento de Farmacologia do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) irá promover o curso “Farmacologia Clínica: Uso Racional de Medicamentos”. Voltado para profissionais da área da saúde que lidam com a prescrição e dispensação de medicamentos, como médicos, dentistas, farmacêuticos e enfermeiros, o curso será realizado a distância. As inscrições podem ser feitas até 15 de agosto, preenchendo um formulário disponível neste link e o valor de inscrição é de R$ 180,00.
O objetivo principal do curso é promover a individualização na prescrição de medicamentos, levando em consideração as características do paciente para otimizar o seu tratamento, o que gera redução de custos com saúde, internações, tempo de permanência hospitalar, além de poder evitar procedimentos clínicos e cirúrgicos dispendiosos.
Os participantes terão informações para fazer uma prescrição correta, sabendo indicar doses adequadas, pelo tempo necessário, usando como base análises do histórico farmacoterapêutico, da situação geral e as necessidades individuais do paciente. Este ano, o curso terá uma abordagem clínica mais aplicada com novos exercícios, aulas teóricas em vídeo e salas de bate-papo.
O curso será ministrado por Moacyr Luiz Aizenstein, professor graduado em Farmácia e Bioquímica com doutorado em Fisiologia pela Universidade de São Paulo. Ele é autor do Livro “Fundamentos para o Uso Racional de Medicamentos” e “Introdução a Psicofarmacologia Clínica”
A carga horária é de cerca de 52 horas. As aulas serão divididas em treze semanas e os temas são: Introdução à Farmacologia Clínica (08/09), Farmacoepidemiologia(15/09), Farmacovigilância (22/09), Farmacogenômica (29/09), Farmacoeconomia (05/10), Farmacocinética Clínica (12/10), Interações Medicamentosas (19/10), Farmacologia Clínica na Gestação e Lactação (26/10), Farmacologia Clínica na Pediatria (02/11), Farmacologia Clínica na Geriatria (09/11), Farmacologia Clínica na Obesidade (16/11), Farmacologia Clínica na Insuficiência Renal (23/11) e Farmacologia Clínica na Insuficiência Hepática (30/11).
Serviço:
Curso “Farmacologia Clínica: Uso Racional de Medicamentos
Inscrições: até 15/08/2020 neste formulário
Realização: 08/09 a 20/11/2020
Contato: aizenst@icb.usp.br
Após analisar quase 200 estudos sobre esse hormônio, pesquisadores do ICB-USP alertam que os benefícios são muito pontuais para as mulheres e é necessário um acompanhamento médico rigoroso para evitar seus efeitos deletérios.
06/08/2020
Vendido nos Estados Unidos como suplemento alimentar, o hormônio DHEA também é consumido no Brasil, principalmente para ganho muscular, apesar de a ANVISA proibir sua comercialização por não haver provas de seus benefícios à saúde humana como suplemento. Mesmo sem protocolo de tratamento, médicos brasileiros, especialmente geriatras, também lançam mão da versão sintética desse hormônio no tratamento de suas pacientes pois, segundo alguns estudos, nas mulheres em fase de menopausa haveria efeitos positivos, como aumento da massa muscular e melhora da cognição.
Porém, outras pesquisas apontam reações adversas de sua ingestão, sendo uma delas o efeito androgênico que, em mulheres, causaria crescimento de pelos em lugares indesejáveis e de tecido adiposo na cavidade abdominal. Hoje é comprovado que a gordura abdominal é um fator de risco para diabetes, hipertensão e doenças cardiovasculares – infarto e AVC, por exemplo.
Para dar um rumo nesta controvérsia, um grupo de pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulos (ICB-USP) fez uma revisão científica com quase 200 pesquisas já publicadas sobre o DHEA, sigla em inglês de desidroepiandrosterona. O resultado, publicado em forma de artigo na Journal of Molecular Medicine, mostra que os efeitos positivos da DHEA são muito pontuais, ao contrário dos riscos.
Produzida pelo córtex adrenal e nas gônadas tanto masculina quanto feminina, o DHEA é um hormônio precursor de hormônios sexuais. Sendo o DHEA necessário para a produção de androstenediona, a qual tem como subproduto a testosterona (hormônio sexual masculino) que, por sua vez, pode ser convertida a estradiol (hormônio feminino). Portanto contribui para o desenvolvimento dos chamados efeitos androgênicos, ou masculinização (características como o crescimento de pelos e aumento de massa magra). Ao longo da vida, o organismo produz o DHEA e o converte em hormônios específicos quando necessário. “Esse hormônio tem papel importante em dois momentos: na gravidez e na puberdade. Por volta dos 30 anos de idade, ele atinge seu pico e depois seus níveis começam a cair, ficando bem baixo após os 60 anos”, explica a autora principal do artigo, a médica Carla Roberta de Oliveira Carvalho, professora do Departamento de Fisiologia do ICB-USP.
Segundo ela, o DHEA começou a chamar a atenção da comunidade científica quando, há algumas décadas, um estudo apontou que idosos com níveis baixos de DHEA tinham um quadro de envelhecimento pior. Outras pesquisas se seguiram a essa, algumas coordenadas pela própria pesquisadora. “Em experimentos com animais velhos e obesos, quando fizemos a suplementação, constatamos que havia ganhos em relação à sensibilidade à insulina – o que outros estudos também confirmaram. Então, testamos a suplementação em animais jovens e em fêmeas. De início, havia melhoras no aspecto cardiovascular e aumento de secreção de insulina em algumas ilhotas nas fêmeas. No entanto, aumentando-se o período após a retirada dos ovários e feita a suplementação, a sensibilidade à insulina piorou”, conta Carvalho. Ainda não se sabe o porquê, mas os efeitos do DHEA em jovens não são expressivos.
Efeito androgênico – Esta piora na ação da insulina em fêmeas sem ovários se deve ao efeito androgênico do hormônio. “No caso, os dados nos fizeram considerar que a ação androgênica do DHEA foi maior do que seu potencial como precursor dos estrogênios”, resume. Apesar de poder se transformar em hormônio feminino, quando há testosterona em excesso, por ação enzimática, o processo não teve o resultado que os autores esperavam. Logo, o hormônio é anabolizante, ou seja, tem a função de fazer reservas. Possíveis problemas em ter uma quantidade de hormônios sexuais acima do normal, tanto para homens quanto para mulheres, é o aumento do número de hemácias, mudando a viscosidade do sangue. Isso aumenta o risco de doenças como AVC, embolia pulmonar e trombose. “Então não é tão trivial fazer uma reposição hormonal porque você tem que medir riscos e benefícios. E mesmo quando há uma indicação específica nunca vai ser 100% igual ao fisiológico.”
A revisão científica indica que existe um período após a ausência de estrogênio que ainda é positivo o uso desse esteroide; por exemplo, em mulheres que tiveram uma redução de DHEA precocemente. “Trata-se de uma janela de oportunidade. Por isso, seu uso deve ser pontual. Para mulheres que eventualmente irão usar a DHEA por mais tempo, é necessário um acompanhamento médico rigoroso, porque pode se chegar a uma fase em que o hormônio tem esse efeito androgênico”, explica.
Para a pesquisadora, a importância dessa revisão é chamar a atenção que não existe nenhuma substância com apenas um efeito, sendo necessário avaliar o quadro do paciente para saber se os possíveis efeitos deletérios podem diminuir a qualidade de vida. Além disso, são necessárias mais pesquisas para a compreensão total de seu funcionamento no organismo.
Bruna Anielle | ICB-USP
Descoberta do ICB-USP pode ajudar futuramente no desenvolvimento de novos fármacos contra o patógeno, que hoje apresenta muitas cepas resistentes a antibióticos.
30/07/2020
A tuberculose é a doença infecciosa que mais mata jovens e adultos, segundo a Organização Mundial da Saúde – no mundo, são aproximadamente 10 milhões de casos e 1,5 milhão de mortes por ano. Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) identificaram moléculas capazes de se ligar a uma das principais enzimas da bactéria Mycobacterium tuberculosis, a diidrofolato redutase (DHFR). Publicado na revista ACS Infectious Diseases, da Sociedade Americana de Química, e financiado pela FAPESP, o estudo representa um importante avanço na busca por novos tratamentos para a doença.
Coordenado pelo pesquisador Marcio Vinicius Bertacine Dias, o grupo foi um dos primeiros no Brasil a usar a técnica de descoberta de fármacos baseada em fragmentos, que consiste em testar moléculas simples e pequenas contra alvos biológicos específicos em algum patógeno. O alvo escolhido foi a enzima DHFR, por ser essencial para a sobrevivência da bactéria. “Essa enzima também é muito estudada na descoberta de fármacos para câncer, doenças autoimunes e doenças infecciosas causadas por bactérias e protozoários”, explica.
Há mais de 10 anos trabalhando com a DHFR em tuberculose, os cientistas já observaram que a bactéria possui algumas características que a tornam mais resistente a antibióticos utilizados para outras infecções bacterianas. “Mesmo o Bactrim, que também tem a DHFR como alvo, não é efetivo contra a tuberculose”, diz o pesquisador. Dessa forma, os cientistas escolheram testar moléculas diferentes dos inibidores de DHFR já conhecidos, explorando outros grupos químicos. De 1200 moléculas, foram selecionadas 10 com melhor capacidade de se ligar à enzima.
Essas pequenas moléculas são excelentes pontos de partida para a descoberta de novos fármacos, uma vez que podem ser facilmente modificadas, considerando propriedades importantes presentes em medicamentos. Um desses “pontos de partida” foi modificado pela equipe e levou a descoberta de algumas moléculas promissoras, que já mostraram alta afinidade com a DHFR da M. tuberculosis. No entanto, ainda não foi confirmado se as moléculas identificadas são capazes de matar a bactéria – para isso, elas precisariam atravessar a sua complexa parede celular e chegar ao alvo, que é um dos grandes desafios no tratamento da tuberculose. Hoje, o grupo está trabalhando para aumentar a eficiência dessas moléculas em inibir a DHFR e torná-las ainda mais potentes e para que consigam atravessar essa barreira.
Impacto e inovação – O atual tratamento para tuberculose envolve a administração de pelo menos quatro fármacos diferentes durante seis meses, acompanhados de uma série de efeitos colaterais, como danos no fígado. “Com os efeitos adversos e a longa duração, muitas pessoas desistem do tratamento assim que começam a melhorar. Logo, temos uma grande quantidade de cepas que são resistentes aos medicamentos”, afirma Marcio Dias. “Nosso trabalho abre perspectivas para desenvolver compostos com novos mecanismos de ação contra a tuberculose”.
O pesquisador também chama atenção para as vantagens da técnica de descoberta de fármacos baseada em fragmentos, comum no Reino Unido e Estados Unidos, mas ainda pouco explorada no Brasil. “São moléculas mais baratas, que permitem desenvolver um composto também com preço reduzido – algo muito relevante quando se produz um medicamento”. Durante seu pós-doutorado na Universidade de Cambridge (Reino Unido), Dias trabalhou com os pesquisadores Sir Tom Blundell e Chris Abell, pioneiros na aplicação dessa técnica.
Por Aline Tavares
Acadêmica Agência de Comunicação
A doutora em microbiologia Natalia Pasternak Taschner contribuiu com a compra de insumos necessários para desenvolvimento de testes Real Time PCR, que foram aplicados em cinco hospitais públicos de São Paulo.
22/07/2020
No início da epidemia de COVID-19 no Brasil, cientistas do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) já trabalhavam no desenvolvimento de testes para acelerar os diagnósticos da doença no país. O projeto se concretizou com a contribuição da pesquisadora Natalia Pasternak Taschner, doutora em microbiologia, que comprou os insumos necessários para a produção de 10 mil testes de Real Time PCR – considerado padrão ouro pela Organização Mundial da Saúde (OMS). Os reagentes utilizados na produção desse teste são importados e, devido à alta demanda mundial, o país estava carente de insumos.
O material foi doado ao Laboratório de Virologia Clínica e Molecular do Departamento de Microbiologia, coordenado pelo pesquisador Edison Durigon, chefe do departamento. Segundo ele, a doação possibilitou a aplicação de testes de diagnóstico em cinco hospitais públicos de São Paulo: Hospital Universitário da USP, Hospital Santa Casa de Misericórdia, Hospital São Luiz Gonzaga, Hospital Infantil Candido Fontoura e Hospital Pediátrico Menino Jesus.
Em moção de agradecimento à Natalia Pasternak, divulgada pelo Departamento de Microbiologia, Durigon ressalta que os testes foram utilizados não somente no diagnóstico dos pacientes de COVID-19, mas também no monitoramento de profissionais de saúde dos hospitais, “que bravamente enfrentaram essa pandemia com risco eminente de infecção e que muitas vezes só tinham nosso diagnóstico para se socorrer”.
A Congregação do ICB-USP também divulgou uma moção de agradecimento à pesquisadora, “pelo seu trabalho de divulgação e popularização das ciências biológicas e, sobretudo, pela sua corajosa e excelente posição contrária à pseudociência e ao negacionismo de ciência”. O documento ainda destaca o trabalho do Instituto Questão de Ciência, fundado por Pasternak, “que demonstra espírito crítico e contribuí com informações científicas de qualidade para toda a sociedade brasileira”.
Valorização da ciência – Para a pesquisadora Natalia Pasternak, é preciso estabelecer no Brasil uma cultura de endowment, em que egressos doem para as suas universidades, e uma legislação que incentive a doação para a ciência. “Nos Estados Unidos, quando uma pessoa física ou jurídica doa para a ciência, ela tem dedução fiscal. Então há vantagens e incentivos para que isso ocorra”.
Diante da pandemia, no entanto, esse cenário parece estar se modificando. A pesquisadora destaca o programa USP Vida, por exemplo, criado para receber doações para pesquisas relacionadas ao coronavírus e que já arrecadou R$ 3.282.444,00 em quase 3 mil doações. A população, de modo geral, também está mais atenta para a importância deste tipo de iniciativa.
“Eu acho que as pessoas nunca se voltaram tanto para a ciência em busca de uma resposta. Nós nunca vimos tantos cientistas sendo convidados para falar na TV. A ciência ganhou um espaço agora que, na verdade, é um reconhecimento do espaço que ela sempre ocupou. A ciência sempre foi responsável por gerar conhecimento e tecnologia, mas durante esse período de emergência que estamos vivendo, isso fica mais evidente no dia a dia das pessoas”.
Por Aline Tavares
Acadêmica Agência de Comunicação
Pesquisa do ICB-USP indica que a enzima P5CR faz parte de um mecanismo importante para a sobrevivência do Trypanosoma cruzi. O conhecimento pode ser usado futuramente no desenvolvimento de novos medicamentos para a doença.
08/07/2020
No Laboratório de Bioquímica de Tripanossomas (LaBTryps) do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), coordenado pelo professor Ariel M. Silber, os pesquisadores estudam as funções e o metabolismo dos aminoácidos de parasitas pertencentes a esse grupo, para tentar identificar enzimas importantes para a sua sobrevivência. Esses estudos podem abrir caminho para novos tratamentos para infecções como Doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, e Doença do Sono, provocada pelo Trypanosoma brucei.
Em artigo publicado recentemente no periódico científico Biochemical Journal, os cientistas descreveram as características bioquímicas e a localização da proteína responsável pela catálise da síntese de prolina no T. cruzi. Essa proteína é relevante pois a prolina é um metabólito que, além de ser um constituinte das proteínas, protege o parasita durante a infecção e auxilia na invasão das células do hospedeiro. Foi descoberto que, diferente de outros organismos, a enzima P5CR do T. cruzi, responsável pela produção da prolina, é inibida por um dos seus substratos (reagentes), o NADPH, quando este está presente em altas concentrações no interior da célula.
“Geralmente, quanto mais substrato a enzima recebe, mais atividade ela apresenta. No T. cruzi, observamos o contrário: a partir de um ponto, quanto maior o nível de NADPH, menos atividade ela possui”, explica a pós-doutoranda Letícia Marchese, primeira autora do estudo. A hipótese do grupo é que a enzima P5CR pode estar envolvida em um processo de lançadeira redox entre a mitocôndria e o citoplasma do parasita, isto é, regula a entrada de prolina na mitocôndria – organela importante para a geração de energia através da síntese de ATP (trifosfato de adenosina).
“Os níveis de NADPH funcionariam como reguladores da produção de prolina. A enzima consome o NADPH e produz a prolina, que é transferida para a mitocôndria. A degradação da prolina dentro da mitocôndria produz moléculas fundamentais para fornecer a energia necessária para a síntese de ATP. Esse mecanismo contribuiria com a administração dos níveis de energia do parasita”, diz Marchese. No mesmo estudo, o grupo mostrou que o primeiro produto da oxidação da prolina dentro da mitocôndria pode sair para ser utilizado novamente como substrato, para realimentar a síntese de prolina. Isto, que parece um detalhe, pode ser a chave do mecanismo de regulação proposto.
Alvo terapêutico – De acordo com o professor Ariel M. Silber, coordenador do estudo, uma vez encontrados os aminoácidos relevantes para a sobrevivência do T. cruzi, seria possível identificar enzimas críticas que os metabolizam como alvos no desenvolvimento de novos medicamentos para tratar a Doença de Chagas.
Segundo o Ministério da Saúde, em 2018 mais de 300 brasileiros foram diagnosticados com Doença de Chagas em fase aguda, e estima-se que cerca de um milhão de pessoas estejam infectadas pelo T. cruzi. A doença tem tratamento desde a década de 60, porém os medicamentos possuem efeitos colaterais severos, que podem ser motivo até para a interrupção do tratamento. “A busca de novas alternativas terapêuticas é extremamente necessária”, afirma Silber.
Para dar continuidade aos estudos, o grupo pretende analisar formas de interferir no mecanismo de lançadeira redox que protege o T. cruzi. “Essa lançadeira está sendo proposta na literatura há cerca de 30 anos e foi só parcialmente demonstrada até a publicação do nosso estudo. Nós conseguimos mostrar pela primeira vez a peça que ainda faltava para deixar estabelecida a existência desse mecanismo”.
Por: Aline Tavares | Acadêmica Agência de Comunicação
Bruna Anielle | ICB-USP
Estudo do Instituto de Ciências Biomédicas da USP feito em animais revela que parar de mamar mais cedo que o indicado pode acarretar mudanças permanentes no estômago, as quais aumentariam as chances de lesões no órgão.
01//07/2020
Cientistas do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) descobriram que o desmame precoce pode causar uma predisposição a doenças gástricas, de acordo com testes realizados em animais. A pesquisa foi coordenada pela professora Patrícia Gama, do Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento, que trabalha com efeitos do desmame precoce no estômago e intestino há 31 anos.
Foram comparados dois grupos de ratos, um que mamou normalmente e outro que teve o leite materno substituído por outro tipo de alimento aos 15 dias de vida – o que equivale a menos de 4 meses em humanos. Os pesquisadores analisaram as células dos estômagos dos animais – as que produzem muco para proteger a superfície do estômago, as que produzem ácido e as responsáveis pela produção de pepsina, uma enzima importante para a digestão de proteínas.
Normalmente, o desmame ocorre entre 18 e 22 dias de vida do animal, e nesse momento os genes que regulam a diferenciação das células do estômago têm a expressão aumentada. “É o corpo preparando todos os seus genes para um organismo que passará a ter uma alimentação normal”, explica Gama. No entanto, no caso do grupo de desmame precoce, a expressão de um dos genes – ATP4B, que induz a produção do ácido no estômago – continuou alta mesmo nos adultos. “Observamos também o produto desse gene: nos 18 dias a proteína também aumentou, mas nos 60 dias isso não acontece mais. Ou seja, já existe algum mecanismo entre o gene e a proteína que faz com que a proteína se module”.
A expressão aumentada deste gene na vida adulta pode fazer com que o animal produza mais ácido que o normal em situações de estresse ou durante um quadro infeccioso no estômago. Isso poderia levar a ulcerações, o que já foi documentado em estudos antigos usados como referência no artigo. “Nós trabalhamos com esse modelo há muito tempo e nunca encontramos ulcerações. No entanto, em termos de ambiente, se esse animal for exposto a estresse ou a uma infecção como pela bactéria H. pylori, principal causadora das úlceras, é possível que ele desenvolva uma resposta exacerbada”, diz a pesquisadora.
Outra mudança foi encontrada no gene relacionado à produção de muco. Nos animais adultos que começaram a se alimentar mais cedo, a produção deste gene ficou menor do que o normal, o que pode significar uma menor proteção da parede do estômago. Também houve uma alteração no número de células produtoras de pepsina, as quais ficam em número maior desde a fase de filhote até a vida adulta. “O grande problema dessas células é que, em uma situação de lesão, elas podem dar origem a uma metaplasia, ou seja, um tumor. A nossa hipótese é que os animais que passaram pelo desmame precoce sejam mais suscetíveis a esse quadro”.
Para aprofundar essas descobertas, o próximo passo será analisar como os modelos animais desmamados precocemente respondem a um estímulo, a uma lesão na mucosa gástrica. “Também pretendemos correlacionar os dados epidemiológicos e buscar um marcador para detectar nas crianças e nos adultos que tipo de mudança eles podem ter no trato gastrointestinal por conta do desmame precoce”.
A pesquisadora Patrícia Gama chama atenção para a questão da amamentação e lembra que seis meses é o tempo mínimo recomendado de alimentação com leite materno ou fórmula, podendo se estender até os dois anos de idade. “A discussão é muito voltada para a função imunológica, mas na verdade o leite é a fonte de todas as moléculas que o bebê precisa para crescer bem e desempenhar várias outras funções do organismo”.
Por: Aline Tavares | Acadêmica Agência de Comunicação
Bruna Anielle | ICB-USP
Publicada na revista científica Cell Reports, a descoberta foi resultado de um projeto Jovem Pesquisador e teve a participação de estudantes de iniciação científica com fomento da Fapesp.
24/06/2020
Representação abstrata do campo de batalha durante a competição interbacteriana. Bactérias em vermelho representam células intoxicadas por Tlde1, cercadas por bactérias imunes com morfologia normal (listras coloridas). Obra de Julia Takuno Hespanhol. (Capa da Cell Reports, 23/06/2020)
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) foi responsável pela descoberta de uma nova família de toxina bacteriana utilizada para atacar espécies competidoras. O resultado da pesquisa foi publicado na revista científica Cell Reports, sob responsabilidade da bióloga Dra. Ethel Bayer Santos, Jovem Pesquisadora do Departamento de Microbiologia. O artigo teve co-autoria de duas estudantes de iniciação científica: Stephanie Sibinelli-Sousa e Julia Takuno Hespanhol.
O membro fundador dessa nova família de toxinas é a proteína Tlde1 (type VI L,D-transpeptidase effector 1), produzida pela Salmonella – bactéria que causa infecção gastrointestinal. Essa proteína é utilizada pela Salmonella para atacar a parede celular de bactérias competidoras, induzindo sua morte. “Essa toxina contribui para eliminar as bactérias competidoras presentes na microbiota intestinal, facilitando que a Salmonella tenha acesso às células do epitélio intestinal para invadir”, explica Ethel.
Na pesquisa, o grupo também descobriu o mecanismo que possibilita à proteína Tlde1 degradar a parede celular das bactérias alvo. “Constatamos que ela ataca um dos precursores da parede celular, o que impede a competidora de sintetizar mais parede durante a divisão celular e o crescimento. Como a bactéria alvo continua crescendo, mas agora sem uma parede celular adequadamente estruturada, a membrana celular acaba rompendo com a pressão osmótica, o que leva à morte da bactéria”, explica.
Segundo a autora, as toxinas com atividade antibacteriana têm potencial antimicrobiano, ou seja, poderá ser explorada biotecnologicamente no futuro. “São toxinas que vêm sendo selecionadas pelas bactérias há milhares de anos com esse propósito; e nós podemos tirar vantagem disso”, afirma. No entanto, ainda existe um longo caminho pela frente até que isso ocorra. “Ao que tudo indica, a Tlde1 é uma toxina que evoluiu de uma proteína que fazia parte da ‘maquinaria’ da síntese da parede celular, mas que acabou se modificando”, conta. Por isso, o próximo passo da pesquisa é tentar descobrir por que Tlde1 deixou de ser uma enzima que constrói parede celular para se tornar uma toxina que inibe sua síntese.
Etapas da pesquisa – Todo o trabalho da pesquisa foi realizado in vitro. “Nós identificamos o gene fazendo a análise do genoma, depois expressamos a proteína recombinante, purificamos e foram feitos ensaios enzimáticos. Em resumo: induzimos a expressão dessa proteína na bactéria alvo e verificamos que ela adquiria outra morfologia e morria”, conta. Para comprovar a ação dessa proteína em um contexto fisiológico, o grupo promoveu uma competição entre uma bactéria selvagem e outra mutante. Ao colocá-las juntas, constataram que a mutante morria ao ser intoxicada por não ter a proteína de imunidade contra Tlde1. O que não ocorreu com a selvagem. “Isso porque toda a bactéria que apresenta toxina antibacteriana tem que expressar também o que chamamos de proteína de imunidade para se proteger contra autointoxicação.”
A pesquisa teve a colaboração de outros pesquisadores. Bioinformatas do próprio ICB realizaram análises filogenéticas, e um pesquisador do Instituto de Química da USP ajudou a purificar a proteína recombinante. Da Universidade de Sheffield, no Reino Unido, veio a ajuda para realizar o ensaio enzimático que revelaram a atividade bioquímica da toxina. “Nós já temos a proteína recombinante e vamos tentar resolver a sua estrutura tridimensional em colaboração com um especialista em biologia estrutural da Universidade de Birmingham, também do Reino Unido”.
Nova geração – A pesquisa teve fomento do Programa Jovem Pesquisador da FAPESP, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo. Por meio dele, foram contratadas as duas alunas de iniciação científica, que acabaram tendo um papel relevante no trabalho e por isso mereceram a co-autoria no artigo. “Elas foram as primeiras alunas que recrutei e foram minhas únicas orientandas por um período, elas tiveram minha atenção exclusiva e oportunidade de realizar várias atividades no laboratório”, conta Bayer-Santos.
Na época que a pesquisa foi iniciada, em 2018, Stephanie e Julia tinham, respectivamente, 21 e 19 anos. Ambas cursavam graduação em biologia no Instituto de Biociências da USP. Stephanie já tinha feito estágio em um laboratório, mas para Julia era a primeira experiência. “Na graduação, nós aprendemos a teoria; no laboratório, você coloca em prática. Tem que planejar experimentos, fazer pesquisa bibliográfica, integrar todas essas habilidades e informações e produzir algo novo. Eu aprendi a fazer tudo isso lá”, relata Julia.
“Eu gostei muito de fazer a minha iniciação científica com uma pesquisadora jovem, que ainda não tem muitos orientandos e pode dar mais atenção aos seus alunos. Fez uma diferença enorme. A Ethel conseguiu acompanhar todos os meus passos no laboratório, isso deu confiança para que eu construísse mais independência”, acrescenta Stephanie.
Atualmente, Stephanie está fazendo mestrado tendo a Dra. Ethel como orientadora. Já Julia teve sua iniciação científica prorrogada.
O trabalho foi destaque na capa da revista Cell Reports e pode ser acessado aqui.
Por: Aline Tavares | Acadêmica Agência de Comunicação
Bruna Anielle | ICB-USP
Colaboração entre pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas e do Instituto de Biociências da USP busca desenvolver modelos celulares mais relevantes para descoberta de fármacos e estudos de doenças infecciosas, incluindo a COVID-19.
04/06/2020
Os cientistas da Plataforma de Triagem Fenotípica, do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), verificaram que o novo coronavírus (SARS-CoV-2) é capaz de infectar cardiomiócitos (células que compõem o músculo do coração), em colaboração com pesquisadores do Instituto de Biociências (IB) da USP. Desde o final de março, o grupo já estava testando fármacos em células Vero infectadas com o vírus. Essas células são originárias de rins de macaco e são muito comuns nesse tipo de estudo. Agora, os pesquisadores estão adaptando a plataforma para fazer os testes nas células do coração.
Segundo Lúcio Freitas Junior, coordenador do laboratório, um dos grandes desafios da triagem fenotípica para descobrimento de fármacos é conseguir testar os medicamentos em células humanas normais. A dificuldade de se obter modelos celulares humanos para estudos in vitro limita as pesquisas que buscam analisar a interação do vírus com as células. Como o comportamento do vírus pode variar em diferentes tipos celulares e organismos, o ideal é utilizar células humanas que sejam relevantes para o estudo de patógenos que causam doenças em humanos, como o SARS-CoV-2.
“O processo de obtenção e diferenciação das células humanas primárias é mais trabalhoso e custoso do que a utilização de linhagens imortalizadas – normalmente derivadas de tumores, no caso de células humanas. O SARS-CoV-2 parece infectar pouco as células de linhagens imortalizadas humanas em comparação com as células Vero de macaco”, explica o pesquisador.
Os cardiomiócitos utilizados nos testes foram obtidos com pesquisadores do LaNCE – Laboratório Nacional de Células-Tronco Embrionárias do Instituto de Biociências da USP, sob coordenação da professora Lygia da Veiga Pereira, que produzem modelos celulares mais próximos às condições fisiológicas do ser humano. “Eles utilizam linhagens de células-tronco pluripotentes humanas derivadas de doadores adultos. Essas células são tratadas com diferentes fatores para se especializarem em diferentes tipos celulares, como os cardiomiócitos”. Juntos, os grupos pretendem usar esses modelos para identificar fármacos para diversas doenças, começando pela COVID-19.
Vantagens – O uso de células humanas primárias para testar a eficácia de medicamentos contra o coronavírus pode otimizar a pesquisa e diminuir a espera para ensaios em humanos. Além disso, é possível estudar a interação do patógeno com diferentes tipos celulares e avaliar se a atividade de fármacos candidatos é a mesma em diferentes células. O laboratório está padronizando os ensaios e os experimentos iniciais ocorrerão nas próximas semanas. “Já estamos identificando alguns fármacos ativos que ainda não foram reportados. Esperamos reportar os dados em breve para a comunidade acadêmica”, afirma o pesquisador Lucio Freitas.
Uma vez identificados os medicamentos com potencial para combater o coronavírus, os resultados serão avaliados com especialistas clínicos para estudos preliminares em humanos. No entanto, ainda não é possível estimar quanto tempo levará até essa próxima etapa.
Outras aplicações – Os cardiomiócitos também estão sendo usados para estudar o Trypanosoma cruzi, causador da doença de Chagas, com o desenvolvimento de ensaios in vitro translacionais para a descoberta de novos fármacos. O estudo é feito em parceria com o DNDi (Iniciativa Medicamentos para Doenças Negligenciadas, em português). Segundo Jadel Müller Kratz, gerente de P&D da DNDi América Latina, ainda existe uma lacuna importante na ciência translacional da doença de Chagas.
“O desenvolvimento de ensaios in vitro e in vivo inovadores é crucial. Os programas de descoberta de medicamentos para a doença de Chagas se beneficiariam muito de ensaios com células humanas que tivessem um poder preditivo maior e aumentassem as chances de sucesso na transição da pesquisa pré-clínica para pesquisa clínica [em humanos]. Nesse momento, não é possível garantir que o uso de cardiomiócitos humanos vai trazer este impacto positivo, mas avaliar esta possibilidade é o nosso objetivo nessa parceria”.
A Plataforma de Triagem Fenotípica do ICB também tem trabalhado com o grupo do professor Marcos Buckeridge, do IB, para avaliar os efeitos de partículas de poluição encontradas na atmosfera de São Paulo nas infecções celulares por coronavírus. Com a chegada do inverno, a qualidade do ar de São Paulo e de diversas outras grandes cidades brasileiras tende a piorar, com o aumento da concentração de poluentes. O grupo busca entender qual é o impacto desses poluentes na infecção pelo SARS-CoV-2.
Por: Aline Tavares
Acadêmica Agência de Comunicação
Produção de testes de diagnóstico, identificação de medicamentos e desenvolvimento de vacinas fazem parte dos projetos de pesquisa do instituto.
Os pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) estão trabalhando em diferentes projetos para auxiliar no combate à pandemia de COVID-19 – desde a produção de testes de diagnóstico até o desenvolvimento de vacinas. Os cientistas tiveram seus projetos aprovados pela chamada de propostas da FAPESP “Suplementos de Rápida Implementação contra COVID-19”. Outros docentes também estão direcionando recursos, obtidos inicialmente para outros projetos, para se dedicar às pesquisas sobre o novo coronavírus.
O Instituto também integra a Rede Colaborativa da USP, que reúne centros de pesquisa capacitados para realizar diagnósticos da doença, localizados em São Paulo, Bauru, Ribeirão Preto e Pirassununga. O professor Luís Carlos de Souza Ferreira, diretor do ICB, atua como vice-coordenador da rede.
Confira os projetos de pesquisa em andamento no Instituto:
Desenvolvimento de nanovacinas para COVID-19
Título do projeto: “Nanovacinas auto-estruturadas contra SARS-CoV-2”
Pesquisador responsável: Luís Carlos de Souza Ferreira
Contato: icbsedir@icb.usp.br
As vacinas propostas nesse projeto utilizarão a tecnologia SAPN (self-assembling protein nanoparticles) e serão produzidas a partir de antígenos estruturais do novo coronavírus, modificados para se auto estruturarem em uma nanopartícula. Essas nanovacinas têm alta eficiência, pois mimetizam características de tamanho e comportamento típicas da partícula viral, o que pode favorecer também a imunidade celular. Depois de caracterizadas e otimizadas, as vacinas serão administradas em camundongos por diferentes vias para induzir resposta imunológica (anticorpos). A quantificação de anticorpos será feita em laboratório, seguido pela medição da capacidade de neutralização do SARS-CoV-2.
Testes de medicamentos já existentes para combater o coronavírus
Título do projeto: “Desenvolvimento de uma plataforma de triagem fenotípica para reposicionamento de fármacos, descoberta de novas entidades químicas e validação de alvos para tratamento da COVID-19”
Pesquisador responsável: Lúcio Freitas Júnior
Contato: luciofreitasjunior@gmail.com
Os pesquisadores estão testando in vitro milhares de fármacos já aprovados e utilizados para outras doenças, a fim de verificar quais têm potencial para combater o novo coronavírus. Células infectadas com SARS-CoV-2 são colocadas em placas de ensaio e cada uma recebe diferentes compostos. As análises são feitas de modo automatizado, com a tecnologia High Content Screening, que permite analisar dezenas de milhares de fármacos simultaneamente toda semana.
Análise do surto de COVID-19 e resposta de anticorpos em moradores do Acre
Título do projeto: “Mapeando a disseminação de SARS-CoV-2: dimensão do surto, dinâmica de transmissão, desfechos clínicos da infecção e duração das respostas de anticorpos em uma pequena cidade amazônica”
Pesquisador responsável: Marcelo Urbano Ferreira
Contato: muferrei@usp.br
Os pesquisadores farão um estudo de soroconversão na cidade de Mâncio Lima (Acre), onde atuam há mais de 10 anos no combate à malária. Dois mil moradores serão acompanhados para verificar quantos desenvolverão anticorpos para o novo coronavírus e por quanto tempo a imunidade contra a doença é mantida. Outro objetivo é descobrir se há diferenças no risco de infecção entre pessoas de diferentes idades, sexos e redes de interação social. Com questionários aplicados em pesquisas anteriores, o grupo já mapeou as redes de interação social entre os moradores do município, podendo avaliar a dinâmica de transmissão do vírus.
Padronização de um modelo animal de infecção por SARS-CoV-2 para avaliação de candidatos vacinais e tratamento
Título do projeto: “Avaliação de hamsters sírios (Mesocricetus auratus) como modelo experimental de infecção e doença por SARS-CoV-2”
Pesquisadora responsável: Ana Marcia de Sá Guimarães
Pesquisadores associados: Edison Luiz Durigon, Claudio Marinho, Cristiane Guzzo e Carsten Wrenger
Contato: anamarcia@usp.br
Hamsters sírios serão avaliados quanto à infecção por SARS-CoV-2 por meio de parâmetros clínicos, hematológicos, bioquímicos, imunológicos, histopatológicos e moleculares. O estabelecimento de um modelo animal que mimetize a doença COVID-19 observada em pacientes humanos servirá para ensaios pré-clínicos de vacinas e medicamentos contra o coronavírus. Esse modelo será desenvolvido em Laboratórios de Biossegurança de Nível 3 disponíveis no ICB.
Análise da suscetibilidade genética à COVID-19
Título do projeto: “Imunopatogênese e suscetibilidade genética à COVID-19″
Pesquisador responsável: Antonio Condino Neto
Contato: antoniocondino@gmail.com
A COVID-19 pode ter apresentações clínicas variadas, de assintomática à grave, com a existência de grupos de riscos – indivíduos idosos ou portadores de comorbidades como diabetes, problemas cardíacos e hipertensão. No entanto, casos de indivíduos previamente saudáveis com evolução grave da doença podem ter relação com algum fator genético. O estudo busca elucidar a suscetibilidade genética associada à COVID-19, assim como identificar potenciais marcadores diagnósticos e prognósticos da doença.
A influência da imunodesregulação na gravidade da COVID-19
Título do projeto: “Análise sistêmica e integrativa dos mecanismos de exaustão dos linfócitos T de pacientes com COVID-19”
Pesquisador responsável: Otavio Cabral Marques
Contato: otavio.cmarques@gmail.com
Esse projeto caracterizará o perfil sistêmico da exaustão celular dos linfócitos T CD4+ (importantes células reguladoras da resposta imune) de pacientes com COVID-19. O objetivo é responder como a imunodesregulação dos linfócitos T influencia a gravidade das manifestações clínicas dos pacientes com COVID-19. Será utilizada uma abordagem integrativa, correlacionando a rede de interação de genes e proteínas associados à exaustão dos linfócitos T, além de suas relações com os demais genes desregulados pelo SARS-CoV-2, a fim de compreender melhor a etiopatogenia de COVID-19. O estudo, translacional e multidisciplinar, poderá identificar biomarcadores para o diagnóstico diferencial. Esse fato poderá abrir caminhos para o desenvolvimento de novas terapias específicas que reduzam a mortalidade e a morbidade induzida pelo vírus.
Estudo em modelos experimentais de COVID-19
Título do projeto: “Imunopatogênese da COVID-19 em Modelos Experimentais – Foco em Questionamentos Clínicos”
Pesquisador responsável: Jean Pierre Schatzmann Peron
Contato: jeanpierre@usp.br
A forma grave da COVID-19 exige hospitalização e ventilação mecânica, o que acarreta sérios problemas de saúde pública, principalmente a superlotação de hospitais. Pessoas com hipertensão, diabetes, cardiopatia e pneumopatia são mais suscetíveis à COVID-19 grave, o que pode ser explicado pelo aumento da expressão do receptor de invasão viral ACE-2. Nesse projeto, os efeitos do novo coronavírus no organismo serão estudados em dois modelos experimentais que irão reproduzir as características da doença humana. O objetivo principal é responder perguntas de relevância clínica, que possam de fato impactar no tratamento da doença.
Obs.: Esta página será atualizada conforme a aprovação de novos projetos.
Última atualização: 05/08/2020.
Você também pode ajudar a combater a pandemia
A Universidade de São Paulo lançou o Programa USP Vida, que visa arrecadar recursos para o desenvolvimento de pesquisas relacionadas à COVID-19. Acesse o site e saiba como contribuir.
Promovido pela Pró-Reitoria de Pós-Graduação da USP, concurso teve o objetivo de divulgar as ações dos Programas de Pós-Graduação no combate à COVID-19, premiando as dez melhores produções.
20/05/2020
Dois vídeos produzidos por estudantes de pós-graduação do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) receberam o “Prêmio Vídeo de Pós-Graduação da USP no Combate à COVID-19”. Promovido pela Pró-Reitoria de Pós-Graduação, a iniciativa teve o objetivo de divulgar as ações dos Programas de Pós-Graduação da USP no combate à COVID-19. Foram concedidos dez prêmios, selecionados entre 66 vídeos inscritos. Todas as equipes receberamm prêmio de 1.500 reais, que poderá ser usado para participação futura em congressos nacionais.
Um dos vídeos premiados, intitulado “Covid Verificado”, é sobre a plataforma de nome homônimo que foi desenvolvida por pesquisadores do ICB. Nele é mostrada a importância dessa ferramenta para o esclarecimento da população em relação ao novo coronavírus. Um dos objetivos da plataforma é combater a desinformação, as chamadas fake news. Por isso, além de um canal para responder dúvidas da população, são disponibilizadas informações básicas sobre a doença e publicados textos sobre artigos científicos em uma linguagem acessível ao público leigo. O conteúdo também é postado no Instagram, o que fez o número de acessos à plataforma crescer muito. A equipe é orientada pelo professor Niels Olsen Saraiva Câmara, do Departamento de Imunologia.
Outro vídeo do ICB premiado, intitulado “O uso de plasma no combate à Covid-19”, mostrou como a pandemia alterou a rotina das atividades de pesquisas no Laboratório de Virologia Clínica e Molecular. No vídeo, o pesquisador Rafael Rahal Guaragna Machado conta que até o início de março ele estava focado em sua tese de doutorado sobre o perfil molecular, sorológico e epidemiológico do Zika Vírus em gestantes e recém-nascidos. Com a entrada do coronavírus no Brasil, ele e todos os demais pesquisadores do laboratório, cujo coordenador é o professor Edison Luiz Durigon, passaram a se dedicar integralmente aos estudos da COVID-19.
Inicialmente, o trabalho de Machado foi fazer o isolamento em cultura celular das cepas do coronavírus dos primeiros pacientes com a doença no Brasil. Agora, ele está quantificando anticorpos neutralizantes que impediriam o vírus de infectar uma célula, com vistas ao uso de plasma no tratamento de doentes.
Participar do concurso trouxe novas perspectivas aos pesquisadores. “Se pudermos, iremos doar o dinheiro para pesquisas sobre o coronavírus ou investir para aprimorar nosso projeto”, afirma Gislane de Almeida Santos, uma das pesquisadoras integrantes da plataforma Covid Verificado. “Nós tivemos até o feedback de uma professora de ensino fundamental que sugeriu aumentar a produção de conteúdo audiovisual. Assim, poderemos atingir um público mais diverso, como crianças e adolescentes, e analfabetos”, acrescenta outra integrante da equipe, Débora Giovanna Cantarini. “Também foi muito interessante conhecer outras iniciativas da USP, que são muito boas e estão ajudando muito”, completa Santos.
Confira todos os vídeos premiados na playlist do YouTube.
Por: Bruna Anielle | ICB-USP
O curso de atualização é gratuito e oferece 400 vagas para professores da rede pública e privada e profissionais da área biomédica, residentes no Estado de São Paulo. As inscrições estarão abertas até 15 de maio de 2020.
08/05/2020
Entre os dias 15 de junho e 20 de julho de 2020, o Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) irá promover a 5ª edição do curso de atualização à distância “Metabolismo e Obesidade”, voltado para professores do ensino fundamental e médio da rede pública e privada e para profissionais da área biomédica. Homologado pela Secretaria de Educação do Estado de São Paulo, o curso é gratuito e serão disponibilizadas 400 vagas. As inscrições podem ser realizadas até o dia 15 de maio pelo site do curso. Os participantes devem residir no Estado de São Paulo.
Antes do início do curso, os selecionados poderão participar de uma aula introdutória ao ambiente virtual, que será realizada no dia 8 de junho. O objetivo do curso é proporcionar aos professores conhecimentos atualizados sobre o metabolismo energético de humanos, incluindo os mecanismos hormonais reguladores e a interação entre obesidade, doenças metabólicas e microbiota intestinal, auxiliando no ensino do tema em sala de aula.
As aulas serão divididas nos seguintes temas: (1) Introdução e Conceitos (balanço energético e termodinâmica, funcionamento das enzimas e metabolismo energético); (2) Digestão e absorção de carboidratos, lipídeos e proteínas; (3) Micronutrientes e a regulação metabólica com a alimentação; (4) Atividade física, dietas e controle fisiológico do apetite e saciedade; (5) Doenças metabólicas; e (6) Microbiota intestinal e epigenética na obesidade.
Ao término de cada aula, os participantes irão responder questões de autoavaliação. Além disso, receberão atividades do projeto de extensão Biocientista Mirim, a serem desenvolvidas em suas salas de aula. O Biocientista Mirim é uma iniciativa do ICB-USP que tem o objetivo de promover novos conhecimentos em biociências para alunos e professores do ensino fundamental e médio. Docentes, alunos de graduação e pós-graduação visitam escolas voluntariamente e ministram aulas sobre os diversos assuntos desse campo.
Serviço:
Curso de atualização “Metabolismo e Obesidade” (EaD) – 5ª edição
Inscrições: até 15/05/2020 pelo site
Realização: 15/06 a 20/07/2020
Contato: fisioead@icb.usp.br
Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da USP atualizam os dados diariamente, comparando o número de casos e óbitos confirmados de cada estado brasileiro.
27/04/2020
Um grupo de pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) desenvolveu uma plataforma interativa que reúne dados epidemiológicos de Covid-19 de todos os estados brasileiros. A iniciativa é liderada pela pós-doutoranda Pilar Veras, que atua no laboratório do professor Carlos Menck, do Departamento de Microbiologia do ICB. Com dados obtidos no site do Ministério da Saúde, os cientistas montaram gráficos interativos que são atualizados diariamente.
A ideia veio da falta de um paralelo das informações sobre a epidemia em cada região do Brasil. “Com a forma que os dados eram apresentados, não era possível ter uma noção comparativa entre os estados”, diz Pilar Veras. Em três semanas, todos os gráficos foram colocados na plataforma Tableau para livre acesso. O grupo optou por usar gráficos interativos, em vez de estáticos, para que o usuário compreenda melhor os dados, podendo manipulá-los e escolher quais estados deseja comparar.
“É uma contribuição singela que eu vi que estava faltando. Existem várias iniciativas que tentam fazer análises por estados, mas os gráficos não reúnem todos os estados e não exploram todos os dados, como mortalidade, incidência de casos, letalidade”, explica Veras.
Os gráficos mostram a quantidade de casos e óbitos confirmados, a incidência na população, letalidade, novos casos e mortalidade. Em cada um, é possível selecionar datas, regiões e estados, de acordo com a informação buscada. A região Sudeste, por exemplo, é a que registrou mais casos até o dia 27 de abril (31.077); em seguida, o Nordeste, com 17.531 casos da doença. Outro gráfico permite verificar se o número de novos casos está diminuindo em cada estado.
Além da publicação de informação gratuita e didática, outro ponto interessante da iniciativa é dar mais palco a outros estados do Brasil fora do Eixo Rio-São Paulo. A pesquisadora lembra que o país tem dimensões continentais e abriga uma série de peculiaridades que podem influenciar na coleta de dados e até mesmo no destaque que cada lugar ganha na mídia.
O projeto está em constante aprimoração e a equipe pretende elaborar mais gráficos com diferentes dados. Um deles será sobre a disponibilidade de leitos em cada estado, informação que ainda será coletada e, como destaca a pesquisadora Pilar Veras, terá grande impacto no planejamento de políticas para frear o vírus. Outro fará uma relação entre os principais municípios do estado, ou pelo menos as capitais. Tal comparação é de extrema importância considerando que tais cidades são as que mais possuem aglomerações.
Acesse a plataforma aqui para ver informações atualizadas sobre a epidemia de coronavírus em todo o Brasil.
Por: Bruna Anielle | ICB-USP
Pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas da USP descobriram que a doença compromete a microcirculação do testículo e a qualidade dos espermatozoides. Resultados foram obtidos de testes em animais.
26/04/2020
Um estudo conduzido pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) em parceria com o Centro de Pesquisa em Urologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) mostrou que a hipertensão, já conhecida por afetar órgãos como cérebro, coração, rins e olhos, também pode prejudicar o funcionamento dos testículos. Testes em modelo animal hipertenso mostraram mudanças morfológicas em arteríolas e túbulos seminíferos (onde os espermatozoides são produzidos), além de uma qualidade inferior dos espermatozoides, em comparação ao modelo normotenso. Publicada na revista Scientific Reports, a pesquisa foi a tese de doutorado de Lucas Giglio Colli, orientado pela professora Maria Helena Carvalho, do Departamento de Farmacologia.
Segundo Colli, a principal justificativa do tema da pesquisa foi uma revisão sistemática e metanálise realizada em 2017 por pesquisadores da Hebrew University-Hadassah, de Israel, que concluiu que a concentração de espermatozoides em homens ocidentais diminuiu 52,4% em 50 anos. “Cerca de 750 milhões de homens em idade reprodutiva são hipertensos e já sabemos que a condição danifica órgãos vitais, mas pouco se sabia sobre os riscos ao sistema reprodutor masculino”, explica.
Os cientistas analisaram a microcirculação do testículo in vivo em um procedimento inédito. Foi administrada uma dose de noradrenalina, hormônio relacionado ao estresse, durante uma cirurgia que expunha a circulação sanguínea da região. Os ratos hipertensos apresentaram alterações no ritmo da vasomotricidade testicular – movimentos de contração e relaxamento espontâneos dos vasos sanguíneos.
“Os animais hipertensos tinham paradas de fluxo em maior número do que os normotensos, o que poderia influenciar a distribuição de oxigênio do sistema. Tudo indicava que uma alteração nesse fenômeno poderia estar agravando a hipóxia [insuficiência de oxigênio] já pré-existente no tecido”, diz Colli. A hipótese foi confirmada quando o grupo encontrou dois marcadores do processo de hipóxia em maior quantidade nos testículos dos ratos hipertensos: as proteínas HIF-1alfa e VEGF.
A pesquisa apontou que a hipertensão não só compromete as estruturas dos testículos como também a condição dos espermatozoides. A pressão arterial elevada resultou em um maior número de espermatozoides com o DNA fragmentado, algo que pode impossibilitar a geração de um embrião.
Além disso, os espermatozoides do modelo hipertenso apresentaram uma atividade mitocondrial significantemente inferior ao modelo normotenso. A mitocôndria é uma organela presente em todas as células do corpo humano e sua atividade é um importante marcador da saúde do espermatozoide. “A atividade alterada da mitocôndria pode gerar uma série de efeitos danosos. Entre eles, a produção exacerbada de espécies reativas de oxigênio e apoptose [morte] celular. Há uma relação direta entre esses efeitos”, esclarece o professor Stephen Rodrigues, do ICB-USP, coautor da pesquisa.
O pesquisador Lucas Giglio Colli enfatiza que o estudo é importante não apenas em termos de saúde reprodutiva, como também para a saúde masculina em si. “O sêmen é um espelho da saúde do homem. Nós não podemos apontar com certeza que um homem que apresente mais anormalidades no sêmen seja hipertenso, mas provavelmente é alguém com a saúde comprometida em algum aspecto”.
Os modelos animais do estudo tinham entre 20 e 24 semanas de vida, o que os tornava equivalentes a jovens adultos. Segundo o professor Stephen Rodrigues, encarregado de dar continuidade à pesquisa, o próximo passo é fazer testes em ratos com idades entre um ano e um ano e dois meses – o que corresponde a entre 40 e 50 anos em humanos – para verificar se a idade pode agravar a condição. O grupo também pretende avaliar a saúde de espermatozoides de pessoas hipertensas, mas ainda não há previsão para testes clínicos.
O artigo “Systemic arterial hypertension leads to decreased semen quality and alterations in the testicular microcirculation in rats” está disponível neste site.
Por: Bruna Anielle | ICB-USP
