Projetos de Pesquisa

 

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Afonso Gomes Abreu Junior

Ciências Biológicas

Microbiologia
  • avaliação do potencial terapêutico de inibidores de serinoprotease na sepse induzida por escherichia coli produtora de pic
  • Apesar de todos os esforços aplicados, a resistência bacteriana aos antimicrobianos continua a avançar em um ritmo alarmante, desafiando os sistemas de saúde em todo o mundo. Como resultados têm-se elevados índices de mortalidade e morbidade, principalmente em populações hospitalizadas e imunocomprometidas, impactando de forma negativa as áreas sociais e econômicas. Este cenário impõe a necessidade de elucidar os mecanismos de ação desses microrganismos, bem como a urgência em desenvolver estratégias eficientes para o combate dos mesmos, a exemplo de cepas patogênicas de Escherichia coli e Shigella spp. que são responsáveis por uma variedade de doenças como: infecções do trato urinário, meningite, bacteremia, sepse e diarreia, que é a segunda causa de morte entre crianças menores do que cinco anos em países em desenvolvimento. Uma característica em comum desses microrganismos é a secreção de proteases que estão envolvidas em diversos processos celulares e extracelulares importantes para a sobrevivência da célula e são amplamente distribuídas entre vírus, bactérias e eucariotos, sendo, portanto, vital para os organismos. Em bactérias Gram-negativas, essas proteases são conhecidas como SPATEs (serino protease autotransporter of Enterobacteriaceae) e formam uma família com mais de 25 proteases, sendo Pic (proteína envolvida na colonização) um importante membro deste grupo. Vários papéis biológicos para Pic já foram descritos, incluindo hemaglutinação, atividade mucinolítica, degradação do fator V da cascata de coagulação e clivagem de glicoproteínas de superfície de leucócitos, que estão envolvidas no tráfico, migração e inflamação. Devido à sua atividade mucinolítica, Pic também promove a colonização intestinal de camundongos e coelhos pela clivagem do muco presente na luz intestinal, favorecendo assim a adesão da bactéria aos enterócitos. Após estabelecimento da bactéria no sítio de infecção, Pic exerce um papel antagônico estimulando as células caliciformes a hiperproduzirem muco. Desta forma, patógenos produtores de Pic são capazes de destruir a barreira epitelial causando a persistência bacteriana, invasão, migração para o trato urinário e alguns deles têm a capacidade de atingir a corrente sanguínea causando bacteremia e sepse, o que pode refletir a baixa eficácia do sistema complemento contra eles, uma vez que nosso grupo mostrou que Pic promove a clivagem de moléculas-chave pertencentes às três vias desta cascata. Desta forma, tendo em vista as diversas ações de Pic sobre moléculas do hospedeiro, nosso grupo realizou um estudo para avaliar a participação desta proteína no processo de sepse induzida por inoculação intraperitoneal de bactérias. Para isso, camundongos fêmeas da linhagem Swiss entre 6-8 semanas receberam um inoculo intraperitoneal de suspenções bacterianas contendo E. coli produtora de Pic, o mutante ∆pic ou uma injeção de água apirogênica. A inoculação intraperitoneal de bactérias produtoras de Pic induziu a morte de 100% dos animais em até 24 h. Além disso, apenas a bactéria produtora de Pic permaneceu viável na corrente sanguínea. O hemograma mostrou uma redução no número total de leucócitos, especialmente de linfócitos, nos animais do grupo Pic. Óxido nítrico, citocinas (IFN-γ, TNF-α, IL-6, IL-12, IL-10) e a quimiocina MCP-1 foram detectadas no soro, bem como no lavado peritoneal do grupo F5 de modo bem mais elevado que nos demais grupos. Sendo assim, esses resultados, dentre outros (não publicados) demonstram que Pic representa um importante fator de virulência, permitindo a sobrevivência da bactéria na corrente sanguínea e em vários órgãos, induzindo a alta produção de mediadores pró-inflamatórios pelo hospedeiro, levando os animais à sepse e morte (Artigo submetido à Frontiers in Immunology). Desta forma, neste projeto propomos a formação de uma Rede Multidisciplinar para explorar a ação de inibidores sobre essas proteases bacterinas, a fim de usá-los no tratamento de doenças causadas por estas bactérias produtoras de Pic. Nos ensaios serão utilizados dois inibidores de origem natural, bioquimicamente caracterizados: EcTI (isolado das sementes de Enterolobium contortisiliquum) e PgTI (isolado do caule de Pilosocereus gounellei). Esse conhecimento da especificidade das proteases possibilita o desenho e a produção de substratos peptídicos específicos e eficientes que podem ser utilizados em ensaios in vitro e in vivo. Além disso, possibilita o desenvolvimento de análogos de substratos, os quais podem ser direcionados a atacar uma classe específica de proteases, gerando potentes inibidores proteicos. Tais inibidores são de grande utilidade, tanto para estudos biológicos, como para o desenvolvimento de novos fármacos. Assim, este projeto permitirá um maior conhecimento sobre os mecanismos desenvolvidos por bactérias para promover doenças e morte do hospedeiro e permitirá a fixação de tecnologias inovadoras que resultarão em ganhos científicos, sociais e econômicos. Estes últimos evidenciados pela busca de inibidores proteicos, vacinas e/ou possíveis aplicações biotecnológicas para a proteína.
  • Universidade Ceuma - MA - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Afonso Luís Barth

Ciências Biológicas

Microbiologia
  • instituto nacional de pesquisa em resistência a antimicrobianos
  • A resistência aos agentes antimicrobianos (RA) foi considerada por muito tempo apenas um problema clínico em infecções hospitalares, e, geralmente, confinado apenas àqueles pacientes mais graves. Entretanto, o fenômeno da RA vem tornando-se um desafio complexo de saúde pública global, e a aplicação de uma estratégia única ou simples não será suficiente para conter totalmente o surgimento e propagação de microrganismos infecciosos com capacidade de adquirir resistência aos agentes antimicrobianos disponíveis. A atual falta de novos agentes antimicrobianos para substituir aqueles que se tornam clinicamente ineficazes traz urgência no desenvolvimento tecnológico de novas ferramentas face à busca de novos agentes, adicionada à necessidade de proteger a eficácia dos antimicrobianos já existentes. O Brasil, um país com dimensões continentais, e o maior da América Latina, é caracterizado por muitas variações geográficas e econômicas, além de possuir importantes centros médicos de excelência. A formação de uma rede efetivamente integrada de pesquisadores envolvidos na questão de “resistência bacteriana” no país deverá atender esta demanda e permitirá estabelecer um padrão de atuação entre os diferentes laboratórios do Brasil. Com a utilização de tecnologias inovadoras, o INPRA pretende prestar serviços para a identificação e caracterização molecular de mecanismos de resistência em amostras bacterianas de origem clínica (hospitalar e comunitária) e ambiental, estabelecer critérios nacionais de padronização do teste de suscetibilidade atuando em conjunto com o BrCAST, avaliar a atividade antimicrobiana de moléculas bioativas de diversas fontes da biodiversidade brasileira, além de criar um banco de dados representativo do território nacional, permitir a transferência dos conhecimentos e tecnologias adquiridos para laboratórios de pequeno e médio portes, formar recursos humanos especializados e firmar parcerias com órgãos governamentais, como a ANVISA. O Instituto será constituído de 14 laboratórios associados, os quais atuarão em seis núcleos principais para cumprir os objetivos de pesquisa. Além da integração entre os pesquisadores dos diferentes grupos de pesquisa, o grupo pretende firmar acordos de cooperação com diversos pesquisadores internacionais e com instituições públicas de saúde e educação.
  • Hospital de Clínicas de Porto Alegre - RS - Brasil
  • 28/11/2016-30/11/2022
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Afranio Rodrigues Pereira

Ciências Exatas e da Terra

Física
  • ressonância e acoplamento entre gelos de spin artificiais termodinâmicos e supercondutores
  • Nesta proposta investigaremos a termodinâmica de GSA fabricados através de desbaste físico de filmes finos com 25nm de Gadolínio ou Nitreto de Gadolínio, os filmes são crescidos por Sputtering pelo grupo do professor Moodera no Massachusetts Institute of Technology MIT – USA e nanofabricados no INL, mas passarão a ser crescidos e nanofabricados no LabSpiN, com a aquisição de sistema de nanolitografia. Também serão realizadas investigações teórico-experimentais basicas do acoplamento mediado por portadores de carga por medidas de magnetização e ressonância em função da temperatura e da transição supercondutoras da camada metálica interligando as ilhas.
  • Universidade Federal de Viçosa - MG - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
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Agatha Sacramento Rodrigues

Ciências Exatas e da Terra

Probabilidade e Estatística
  • observatório obstétrico brasileiro
  • A importância de permitir acesso a dados públicos de maneira estruturada e com responsabilidade faz com que a sociedade tenha acesso à informação, que gestores públicos possam tomar decisões baseadas em evidências e que as discussões sobre políticas públicas sejam embasadas em dados confiáveis. Na área da Obstetrícia, em especial, há algumas discussões sobre políticas públicas para gestantes, fetos e recém-nascidos que, muitas vezes, não são pautadas em dados científicos e/ou análise de dados públicos. Com essa motivação, propomos um observatório obstétrico por meio de uma plataforma interativa de monitoramento e análise de dados públicos da área de Obstetrícia do Brasil. Nesse observatório serão disponibilizadas as análises exploratórias, com visualização online, dinâmica e com filtragens escolhidas pelo usuário, além dos resultados de análises e modelos preditivos para os desfechos de interesse. Dentre as análises propostas, destacamos a seção do Observatório “Pandemias e Obstetrícia”, em que objetivamos avaliar os impactos das pandemias (H1N1 em 2009 e COVID-19 em 2020) na saúde materna, fetal e neonatal, assim como identificar as diferenças entre elas e suas consequências para que seja possível desenhar políticas públicas para crises futuras. Outro destaque é feito para a seção “Indicadores”, destinada à criação de indicadores obstétricos obtidos com bases de dados públicos, assim como às análises de associação entre indicadores socioeconômicos e indicadores obstétricos já existentes e os que serão criados. Como exemplo, ferramentas serão criadas para identificar os principais fatores associados a elevadas porcentagens de partos prematuros e de cesáreas nos diferentes grupos de Robson, em nível municipal. Estes são temas relevantes, uma vez que cesáreas sem indicação obstétrica podem ter impacto negativo para a saúde, além da associação de prematuridade e complicações tanto perinatais como no desenvolvimento infantil. A abordagem ambiental também será contemplada neste observatório ao conectar bancos de dados que nos informem sobre as condições climáticas, poluição, e agricultáveis que possam influenciar os resultados obstétricos e fetais frente à exposições maternas durante o período pré-gestacional e gestacional nas diferentes regiões do país; aspecto que é pouco explorado em nosso país. Para realizar as análises de interesse, pretendemos usar os seguintes bancos de dados: SINASC (Sistema Nacional sobre Nascidos Vivos), SIM (Sistema de Informação sobre Mortalidade), CNES (Cadastro Nacional de Estabelecimentos de Saúde), SIHSUS (Sistema de Informações Hospitalares do SUS), BASIS (Breastfeeding Information System), SIVEP Gripe, BDMEP-INMET (Banco de Dados Meteorológicos do Instituto Nacional de Meteorologia), bases de dados sobre a qualidade do ar fornecidas pelas agências estaduais de meio ambiente e os dados do IBGE (Censo, PNAD e PNADC). Essas bases serão tratadas e carregadas utilizando o fluxo ETL (extract, transform, load) e as análises serão realizadas ao utilizar os programas abertos R e Python. O site do Observatório será feito em WordPress (br.wordpress.org), embutindo visualizações feitas em Shiny (https://shiny.rstudio.com) e em Kibana (www.elastic.co/pt/kibana). Um desafio será integralizar as informações dos diferentes bancos de dados. Para isso, serão aplicados algoritmos de similaridade entre os dados identificados, seja por alguma variável chave (por exemplo, número de identificação social) ou por meio de um modelo probabilístico. Outro desafio consiste em lidar com a incompletude dos dados, uma vez que o tratamento não adequado aos dados faltantes pode levar a conclusões errôneas e/ou viesadas. Para este ponto, serão consideradas e pesquisadas técnicas estatísticas para dados incompletos. Nas análises de associação e de predição de desfechos obstétricos, serão considerados modelos e algoritmos supervisionados e não supervisionados de machine learning para dados transversais e para dados longitudinais, a depender da característica dos dados da análise de interesse. A ideia é que métodos já consagrados da área sejam aplicados para resolver o problema em questão. Em situações que o problema traz algum desafio do ponto de vista estatístico e/ou computacional, e que não há soluções na literatura, novas metodologias serão propostas. Por esse motivo, o projeto conta com uma equipe multidisciplinar envolvendo pesquisadores das áreas da Estatística, Computação e Obstetrícia. Ao citar a equipe, vale ressaltar que há membro que coordenou a área técnica de saúde da mulher do estado de São Paulo, especialistas em saúde materna, fetal e em prematuridade; cientistas de dados com elevado conhecimento técnico em diferentes segmentos da área e com experiências em aplicações na área obstétrica e também em análise de dados públicos do Brasil. Os resultados desse projeto serão disseminados por meio de publicações científicas e por textos em português e em inglês em um blog que será disponibilizado na plataforma. Além disso, artigos e resumos dos resultados obtidos serão apresentados e discutidos em congressos. As documentações de como os dados foram tratados e analisados serão disponibilizadas no Observatório e os códigos computacionais serão acessíveis em uma conta do Observatório no GitHub (www.github.com). Como resultado principal, pretendemos que o Observatório Obstétrico Brasileiro seja a referência de informações da saúde materna, fetal e neonatal do Brasil, com o intuito de prover informações para o auxílio de gestores e médicos na tomada de decisões. Também pretendemos aquecer e disseminar o conhecimento na área de ciência de dados no Brasil, ao disponibilizar conteúdo da área aplicada à saúde e também ao propor novos métodos em cenários que não há soluções na literatura. A equipe desse projeto já trabalha em análises iniciais de visualização de dados obstétricos e uma demonstração pode ser vista no endereço https://obstetriciafmusp.shinyapps.io/observatorio-obs.
  • Universidade Federal do Espírito Santo - ES - Brasil
  • 03/12/2020-30/06/2022