Projetos de Pesquisa

 

Foto de perfil

Adriano Viana Ensinas

Engenharias

Engenharia de Energia
  • valorização energética de resíduos da produção de etanol através de processo supercrítico e recuperação fotossintética de carbono
  • Dentre as opções existentes para a produção de biocombustíveis em larga escala no mundo, o etanol a partir da cana-da-açúcar é apontado como uma das mais rentáveis e que possibilitaria a substituição da gasolina usada para fins automotivos com impactos importantes na emissão de gases de efeito estufa. No entanto, seu processo de produção envolve uma série de etapas onde uma parte do carbono fixado durante o crescimento da cana-de-açúcar é perdido em correntes residuais. Dentro desse contexto a possibilidade de recuperação fotossintética do carbono aliada à tecnologia supercrítica pode trazer ganhos expressivos de eficiência, diminuindo a emissão de poluentes e aumentando a produção de energia renovável proveniente dessa indústria. Esse projeto visa o estudo da valorização de resíduos líquidos e gasosos encontrado em plantas de produção de etanol. O trabalho pretende verificar a viabilidade da recuperação do dióxido de carbono emitido no sistema de fermentação e cogeração de plantas de etanol através do uso desses gases como fonte de carbono para o crescimento de microalgas em processo de fotossíntese controlada para a fixação do carbono. Além disso, a vinhaça gerada na destilação do etanol será estudada como meio de cultivo das microalgas, possibilitando o tratamento desse efluente que possui alto potencial poluidor e contribuindo para a minimização do uso de água na planta industrial. A gaseificação hidrotérmica supercrítica (GHS) será considerada para conversão da biomassa na forma de microalgas em gás para posterior síntese em combustíveis comerciais como gás natural sintético, metanol e dimel-eter. Técnicas de modelagem e otimização de processos serão utilizadas para avaliar diversas configurações e desenvolver um projeto da produção de etanol com planta anexa de conversão de resíduos com GHS. A plataforma computacional OSMOSE-LUA, desenvolvida na École Polytechnique Fédérale da Lausanne, utilizada com sucesso em estudos anteriores, será adaptada às condições de operação de plantas de etanol, possibilitando a análise de integração energética e otimização multi-objetivo com algoritmo genético para avaliação de diversos objetivos como redução de custos de produção, aumento de eficiência energética, além de redução de emissões atmosféricas.
  • Universidade Federal de Lavras - MG - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
Foto de perfil

Adrianus Cornelius Van Haandel

Engenharias

Engenharia Sanitária
  • transformação de lagoas de estabilização: reengenharia de um sistema obsoleto de tratamento de águas residuárias.
  • Lagoas de Estabilização (LE) têm sido usadas para o tratamento de esgoto em cidades de pequeno porte no Brasil e em muitos países em desenvolvimento. Estes sistemas em geral tem uma boa qualidade de efluente, mas sua aplicação também tem grandes problemas que podem ser enumerados como se segue: (1) A área muito grande (3 m2/habitante), (2) Perda de água por evaporação e alta salinidade do efluente, (3) assoreamento da lagoa anaeróbia, (4) geração de odores horríveis no entorno do sistema, (5) liberação de metano à atmosfera e (6) Alto custo da rede devido ao afastamento do sistema da região urbana. Existem hoje alternativas muito superiores à LE que permitem uma qualidade de efluente igual ou superior, mas que não têm seus problemas. Quando se usa o reator UASB para tratamento de esgoto bruto sua eficiência na remoção de material orgânico normalmente é maior que na combinação da lagoa anaeróbia e lagoa facultativa de LE, tendo uma baixa concentração de material orgânico residual e sólidos em suspensão. Quando se combina o reator UASB com lagoas para o pós tratamento, o polimento se realiza sem que surjam os problemas de LE. Como a remoção de material orgânico e sólidos em suspensão é pacífico em lagoas de polimento (LP) de efluente do UASB, o critério principal de seu dimensionamento se torna a remoção de coliformes termo tolerantes (CTT). Pela teoria do decaimento de CTT a LP deve ser do tipo batelada sequencial e não de fluxo continuo como em LE. Sendo o reator UASB uma unidade de fluxo continuo, a operação de lagoas de polimento em regime de batelada implica na necessidade de um tanque de equalização, que também funciona para a transferência de bateladas para serem tratadas nas LP e por isso é denominada de lagoa de transbordo (LT). A LT além de transferir as bateladas para as LP também serve para separar sólidos sedimentáveis no efluente do reator UASB. Outra função é a dessorção de CO2 na LT, que reduz a acidez e facilita posteriormente o aumento do pH nas LP. Ainda se pode esperar o inicio do processo de fotossíntese na LT, reduzindo a concentração de sulfeto no efluente do reator UASB e assim evitando os maus odores característicos das LE. Espera-se demonstrar através de investigações experimentais que o sistema UASB + LT + LP pode produzir um efluente final igual ou superior ao sistema LE convencional, mas sem as grandes desvantagens desta. Prevê-se que a remoção de nutrientes pode ser opcional, sendo efetivada em lagoas rasas, enquanto em lagoas mais profundas são preservadas para serem aproveitados no reuso agrícola. Antecipa-se ainda que estes resultados podem ser alcançados com um custo de investimento fortemente reduzido. O sistema UASB + LT + LP tem aplicabilidade em todo o território nacional, mas espera-se obter os melhores resultados nas regiões com alta temperatura e irradiação solar, onde a fotossíntese se desenvolve mais rapidamente.
  • Universidade Federal de Campina Grande - PB - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
Foto de perfil

Adryane Gorayeb Nogueira Caetano

Outra

Ciências Ambientais
  • tecnologias sociais e ações integradas de sustentabilidade para a garantia da segurança hídrica, energética e alimentar em nível comunitário no semiárido cearense
  • A sociedade sempre buscou na natureza os recursos necessários ao atendimento de seus anseios e necessidades. Essa busca, no entanto, nem sempre ocorreu de forma a considerar as limitações impostas aos ambientes mais frágeis. Ao contrário, foram procedidas transformações no meio físico natural que extrapolaram a capacidade de suporte dos ambientes levando a quadros de degradação sem precedentes na história da humanidade. Aspecto potencializado frente as mudanças climáticas e intensa ocupação dos ambientes de maior fragilidade por populações vulneráveis, como ocorre em extensas áreas dos países em desenvolvimento. Dentre os biomas brasileiros, o das Caatingas detém destaque devido às suas características ambientais e por abrigar significativo contingente populacional em condições de elevada vulnerabilidade social. O Bioma Caatinga tem registrado situações precárias em comunidades isoladas no meio rural, onde as pessoas por falta de instrução e despreparo estabelecem condições insalubres de sobrevivência, sendo que grande parte da população vive sob condições de precariedade social e ambiental, sem qualquer estrutura hídrica e sanitária. Neste contexto, o Ceará se destaca posto que o Estado contempla a totalidade de seu território inserido no Bioma Caatinga com 136.000 dos seus 148.016 km² submetidos às condições de semiaridez, ou seja, 92,1% do total. Muito embora a maior parte da degradação ambiental ocorra mais por fatores humanos do que pelas limitações naturais, fato é que neste Estado foram registradas, historicamente, fortes pressões sobre seus recursos naturais, a partir de uma relação sociedade x natureza conflituosa, fundamentadas em políticas públicas que potencializam a vulnerabilidade social. São visíveis as marcas deste problema no conjunto dos fatores bióticos e abióticos que compõem unidades ambientais, e no comprometimento da segurança hídrica, energética e alimentar de suas comunidades, especialmente as rurais; qual o caso do Município de Forquilha (517km², 21 786 hab.), que se insere por completo no Bioma Caatinga. O mesmo apresenta desenvolvimento econômico pífio, com primazia do setor primário. No geral tem tecnologia rudimentar na produção de alimentos e na manutenção, acesso e consumo de água, à luz de baixos rendimentos e reflexos socioambientais drásticos e alarmantes em meio à pobreza reinante. Tal panorama socioeconômico contribui a debilitar a sustentabilidade ambiental e magnificar a vulnerabilidade socioambiental em face da desertificação e da não renovação da água. No que toca a segurança hídrica e a governabilidade envolvendo este setor no Bioma tratado, de um modo geral, e no Ceará e no município de Forquilha, em específico, considera-se que a gestão da água é fundamental. Sua escassez espaço-temporal compromete a reprodução social e as condições ambientais em razão da falta de políticas pró-ativas na convivência com o fenômeno das secas. Efeito climático que aflige de modo crescente as comunidades rurais em razão do nível do impacto das variabilidades hidroclimáticas que concorrem para mudanças climáticas. De modo cumulativo, os problemas se agravam, e os Governos não conseguem emancipar as comunidades envoltas na dimensão deste problema. Igualmente, o atendimento à alimentação de modo sustentável, é por deveras comprometido. Neste cenário, podemos falar de sérios problemas com a segurança alimentar de comunidades, afetando seu direito à nutrição adequada, diária e mínima. Como se não bastasse, ocorrem conflitos na produção de água, e, sobretudo, alimentícia com a produção de energia. Quando não raro, o uso da terra e da água no Bioma Caatinga se faz privilegiando a produção de energia, em detrimento a produção de alimentos e conservação dos hidrossistemas na renovação das águas; ou menos na articulação desses três setores, como um tripé fundamental. A par disto, se faz necessário, o alcance dos objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030, da Organização das Nações Unidas (ONU), notadamente em relação aos ODS 1, 2, 6, 7, 8,15 e 17, que respectivamente focam na; pobreza; fome; água e saneamento; energia sustentável; emprego; proteção ecossistêmica/biodiversidade; e, nas parcerias em prol de todas as metas. Sendo assim, se faz necessário o desenvolvimento de tecnologias sociais e ações integradas de sustentabilidade para a garantia da segurança hídrica, energética e alimentar em nível comunitário no semiárido cearense. As metodologias que visam auxiliar na análise dos ambientes físico e social da região que engloba o Bioma Caatinga, abordando a temática de segurança hídrica, energética e alimentar, assim como identificando os modos de vida e as paisagens e territórios comunitários, possibilitarão a criação de índices de vulnerabilidade e fragilidade, calculados com base em dados primários que a equipe do projeto coletará em campo, formando parâmetros para melhor entender como os sistemas de gestão de recursos podem, ou não, facilitar na disseminação de políticas de adaptação ou mitigação em relação às mudanças climáticas. A cartografia social criará bases qualitativas e quantitativas, estabelecidas na experiência real de pessoas que seriam afetadas pelas mudanças climáticas, para que os índices de vulnerabilidade sejam vinculados aos fatos geográficos concretos. Deste modo, é que o esta pesquisa tem como objetivos: avaliar a vulnerabilidade de comunidades rurais inseridas no Bioma Caatinga face os cenários de mudanças climáticas, visando a elaboração de estratégias para garantir a segurança hídrica, alimentar e energética, o aproveitamento sustentável dos recursos naturais e a redução da vulnerabilidade em pequenas comunidades no Bioma Caatinga.
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 05/12/2017-31/12/2020
Foto de perfil

Adunias dos Santos Teixeira

Ciências Agrárias

Engenharia Agrícola
  • sensoriamento remoto hiperespectral e multiespectral na caracterização da salinidade do solo em áreas irrigadas
  • Os sais prejudicam o desenvolvimento das culturas agrícolas, diminuindo sua produtividade. O monitoramento da distribuição espacial da salinidade é então vital para a gestão e manejo dos solos e da agricultura como um todo. O sensoriamento remoto é uma alternativa para o estudo dos solos afetados por sais porque fornece informações espaciais em áreas extensas do terreno. Uma das formas de se quantificar a salinidade dos solos é medir sua condutividade elétrica (CE) no campo e em laboratório. Visto que a maioria dos sais reflete fortemente a energia solar incidente sobre a superfície dos solos na direção dos sensores a bordo de satélites, existe uma relação indireta entre a reflectância registrada nas imagens e a CE dos solos expostos salinizados. Portanto, dados de reflectância em determinados comprimentos de onda são normalmente correlacionadas com dados de CE, embora não haja uma relação física de causa e efeito. Desta forma, modelos computacionais calibrados em laboratório podem ser gerados e aplicados sobre os dados de reflectância das imagens para a obtenção da CE na cena, pixel-a-pixel. Um aplicativo que esta em evidência na Literatura recentemente que se é possível obter calibrações entre dados espectrais e informações empíricas é a ferramenta Automated Radiative Transfer Models Operator (ARTMO), no entanto sua aplicação ainda não foi testada para estudos de salinização e esta ferramenta possui um alto potencial para isto. Inseridos neste contexto, os objetivos deste estudo são avaliar o desempenho de modelos calibrados pela ferramenta ARTMO para identificação de áreas salino por meio de dados hiperespectrais e gerar mapas de estado salino utilizando imagens hiperespectrais em perímetro irrigado. O trabalho será realizado no Distrito de Irrigação Morada Novo localizado nos municípios de Morada Nova e Limoeiro do Norte, estado do Ceará. Serão realizadas coletas de solo da região de estudo que coincidam com a cobertura realizada em 13 de maio de 2015 pelo sensor hiperespectral aerotransportado SpecTIR. As amostras de solo serão da camada superficial (0 a 10 cm de profundidade), levadas ao laboratório, homogeneizadas, trituradas, e passadas na peneira de 2 mm. Será utilizado um sistema de sensores FieldSpec Pro FR 3 para a obtenção das leituras espectrais em laboratório. Serão utilizados para as análises de regressão modelos lineares e não-lineares. Estes modelos irão ser calibrados utilizando-se o aplicativo ARTMO, sendo este uma ferramenta anexa ao programa MATLAB. Os resultados serão comparados aos obtidos pelo imageador hiperespectral aerotransportado SPECTIR. Ao final da execução do projeto espera-se que estejam disponíveis bancos de dados espectrais de referência para classificação de solos; procedimentos metodológicos baseados em sensoriamento remoto para determinação da condutividade elétrica de solos expostos; mapas de área com problemas de salinização da região do Perímetro Irrigado de Morada Nova em Limoeiro do Norte - CE.
  • Universidade Federal do Ceará - CE - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
Foto de perfil

Affonso Celso Gonçalves Junior

Outra

Ciências Ambientais
  • remediação de águas contaminadas com metais e agrotóxicos utilizando adsorventes modificados obtidos de resíduos agroindustriais
  • Os recursos hídricos são elementos fundamentais, já que seus múltiplos usos são indispensáveis ao desenvolvimento dos seres vivos. A preocupação com a contaminação deste recurso natural se deve aos problemas ambientais causados pelas diversas atividades antrópicas. As atividades industriais e agropecuárias contribuem para o aumento desta problemática, tornando indispensável um estudo ambiental mais direcionado visando a recuperação deste importante recurso natural. Além de um acompanhamento da qualidade das águas, faz-se necessário a busca de meios sustentáveis para a remediação deste compartimento ambiental. Existem muitas alternativas que possibilitam a recuperação dos recursos naturais e uma opção para remoção de contaminantes é o processo de adsorção, especialmente quando se usam adsorventes modificados a partir de co-produtos agroindustriais. Esta proposta visa a criação de materiais adsorventes modificados a partir de resíduos provenientes de: a) Palha de trigo (Triticum aestivum); b) bagaço de uva (Vitis vinifera); c) Caroços de tucumã (Astrocaryum aculeatum) e d) cascas de raízes de mandioca (Manihot esculenta Crantz). Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é utilizar estes resíduos modificados na redução e/ou remoção de metais (Cd, Pb e Cr) e agrotóxicos (glifosato e clorpirifós) de águas contaminadas. Espera-se que, ao alcançar estes objetivos, esta proposta possa incentivar uma maior produção destas espécies vegetais e que seus resíduos sejam transformados em materiais adsorventes modificados, sustentáveis e de baixo custo, possibilitando assim, a remediação de compartimentos hídricos, consolidando estas culturas como cadeias produtivas sustentáveis, com regeneração contínua dos recursos naturais.
  • Universidade Estadual do Oeste do Paraná - PR - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
Foto de perfil

Afonso Celso Dias Bainy

Ciências Biológicas

Ecologia
  • transcriptoma hepático e avaliação dos efeitos do esgoto sanitário e 4-n-nonilfenol na modulação gênica de peixes poecilia vivipara
  • O lançamento de esgoto não tratado nos ecossistemas aquáticos é uma das principais causas da baixa qualidade da água, gerando danos ao ecossistema aquático e à população humana no Brasil e no mundo. O esgoto é uma mistura constituída principalmente de matéria orgânica, micro-organismos, produtos de higiene pessoal, limpeza e fármacos. Dentre os contaminantes presentes nessa mistura, os alquilfenóis etoxilados (APEs) são altamente tóxicos aos organismos aquáticos. O 4-Nonilfenol (NP), um produto de degradação dos APEs, é bastante comum em ambientes aquáticos próximos aos locais de lançamento de esgoto sanitário. Muitos estudos mostram o NP como o metabólito mais crítico dos APEs devido sua resistência à biodegradação, toxicidade e efeitos estrogênicos. Apesar dos efeitos estrogênicos do NP serem bem conhecidos, a interferência deste contaminante em outros processos biológicos como sistema imune, biotransformação, reparo do DNA, ciclo celular, apoptose entre outros têm sido negligenciados em organismos aquáticos. O conhecimento das alterações desses processos biológicos provocados pelo NP e esgoto sanitário permitirá a descoberta de novos biomarcadores para aplicação em programas de biomonitoramento. Atualmente, a análise das alterações na expressão gênica global de qualquer espécie pode ser acessada por meio das técnicas de sequenciamento de nova geração (NGS), possibilitando avanços na pesquisa sobre a ecotoxicogenômica de peixes. O peixe Poecilia vivipara, barrigudinho, tem sido alvo de diversos estudos ecotoxicológicos, sendo um bom organismo modelo para estudos ecotoxicogenômicos, pois é fácil de manipular e abundante em locais contaminados e pristinos. Dessa forma, o transcriptoma desta espécie é altamente relevante para estudos que envolvam biomonitoramento em regiões estuarinas e investigação dos efeitos tóxicos de contaminantes em experimentos de laboratório. Tendo em vista o exposto, o objetivo deste estudo será obter o transcriptoma hepático de P. vivipara e compreender as alterações que o esgoto sanitário e NP causam na transcrição de genes envolvidos em diversas funções biológicas desse peixe. Os resultados possibilitarão a descoberta de novos biomarcadores de contaminação aquática, contribuindo também em estudos de biologia comparada, biologia evolutiva e estudos ecotoxicogenômicos com outros contaminantes.
  • Universidade Federal de Santa Catarina - SC - Brasil
  • 01/06/2017-31/05/2020
Foto de perfil

Afonso Figueiredo Filho

Ciências Agrárias

Recursos Florestais e Engenharia Florestal
  • desenvolvimento de tecnologias para o manejo e a conservação de remanescentes de floresta ombrófila mista
  • Hovenia dulcis Thunb. (uva-do-japão), espécie originária da Ásia, tem encontrado nos remanescentes de Floresta Ombrófila Mista (FOM), uma condição ótima para seu desenvolvimento. A espécie tem regeneração intensa devido à facilidade de dispersão das sementes, germinação, fácil estabelecimento e crescimento rápido, o que possibilita uma dominância rápida no ambiente, tornando-a certamente, a principal espécie invasora dessa importante tipologia florestal do sul do Brasil. Na presente proposta de pesquisa, busca-se dar continuidade aos estudos de longa duração na FOM, mas tem como foco principal, gerar tecnologias de manejo para a uva-do-japão (H. dulcis), objetivando seu controle – e consequente conservação da FOM -, mas com geração de rendas aos pequenos proprietários rurais detentores de remanescentes dessa floresta, na região Centro-Sul do Paraná. Assim, nesta proposta há a preocupação de gerar uma tecnologia de manejo sustentado para a uva-do-japão, com geração de rendas aos seus pequenos proprietários rurais; avaliar as consequências desse manejo na dinâmica da regeneração natural da FOM; e finalmente, gerar tecnologias de sensoriamento remoto que possam auxiliar no monitoramento do manejo da espécie-foco e na melhoria da predição do seu incremento, bem como na modelagem do crescimento de espécies da FOM, com o uso de índices de área foliar. A pesquisa utilizará parcelas permanentes instaladas em 26 pequenas propriedades rurais com incidência de uva-do-japão instaladas em 2011 no projeto denominado “Imbituvão” (remedidas em 2014 e 2017), além de inventário a 100% realizado no mesmo projeto em 2014 que será atualizado em 2019. O manejo da uva-do-japão será executado em propriedades com maior incidência da espécie no sentido de buscar desenvolver uma tecnologia capaz de ser operacionalizada pelos próprios proprietários rurais e que possa ser replicado em fragmentos de FOM no sul do Brasil que tenham a presença de H.dulcis. Estudos sobre o padrão espacial da regeneração natural serão também realizados a fim de avaliar os efeitos dos cortes promovidos pelo manejo da espécie sob foco. Além disto, tecnologias de sensores remoto serão avaliados para determinar índices de área foliar individual de algumas espécies da FOM e por parcela a fim de utilizar essa variável, complementada por variáveis dendrométricas, como entrada em modelos matemáticos para predizer o crescimento individual do diâmetro e volume, além da área basal e volume por hectare. Para atender a essas demandas, a proposta foi estruturada em 3 subprojetos: 1) Manejo da Uva-do-Japão como forma de controle para a conservação de Floresta Ombrófila Mista e com geração de rendas; 2) Padrão espacial de H. dulcis e efeitos do manejo da espécie na dinâmica da regeneração natural em Floresta Ombrófila Mista; 3) Avaliação de métodos de obtenção do Índice de Área Foliar e seu potencial para modelar o crescimento em Floresta Ombrófila Mista. Espera-se, dentre as várias respostas dessas pesquisas envolvidas nos três subprojetos, sobretudo, gerar um modelo de manejo para a uva-do-japão capaz de conservar os remanescentes de FOM, controlando a dispersão da espécie, mas com geração de rendas ao pequeno proprietário rural, considerando a ótima qualidade da madeira dessa espécie. Esse modelo poderá ser replicado para os vários remanescentes de FOM existentes em diversas regiões do sul do Brasil, em condições idênticas de invasão da espécie.
  • Universidade Estadual do Centro-Oeste - PR - Brasil
  • 18/02/2019-28/02/2022
Foto de perfil

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
Foto de perfil

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
Foto de perfil

Afonso Luís Barth

Ciências Biológicas

Microbiologia
  • desenvolvimento de um dispositivo para leitura do teste de suscetibilidade (antibiograma) por disco-difusão de bactérias de importância clínica
  • O uso inadequado de antibióticos é fato preocupante no cenário mundial e segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS) mais de 50% das prescrições de antimicrobianos são inapropriadas quanto à via de administração, à dose e até mesmo quanto à indicação do antimicrobiano. As infecções causam 25% das mortes em todo o mundo e 45% nos países menos desenvolvidos e segundo a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) 25 a 40% dos pacientes hospitalizados utilizam pelo menos um antimicrobiano, em algum momento de sua internação. O uso inadequado dos antimicrobianos é um fator muito importante relacionado ao desenvolvimento de resistência aos antibióticos (RA) pelos microrganismos; sendo que bactérias resistentes aos antimicrobianos são uma ameaça crescente para o tratamento das doenças infecciosas. O laboratório de microbiologia tem papel fundamental no controle da disseminação da RA. É função do laboratório realizar testes acurados tanto para identificação bacteriana quanto para determinação do perfil de suscetibilidade e identificação de eventuais mecanismos de resistência que as bactérias podem apresentar. Após a identificação bacteriana é muito importante determinar o perfil de suscetibilidade in vitro (antibiograma) das bactérias. O principal teste fenotípico que permite a identificação de resistência aos antimicrobianos é o teste de disco-difusão o qual é um teste qualitativo amplamente utilizado na rotina da prática de microbiologia para determinar a suscetibilidade antimicrobiana dos microrganismos. Neste método, discos de papel de filtro impregnados com concentrações fixas de diferentes agentes antimicrobianos são colocados na superfície de placas com meio de cultura sólido previamente inoculado com uma suspensão padronizada de microrganismos. O diâmetro da zona de inibição de crescimento é relacionado à suscetibilidade do isolado e à taxa de difusão do antimicrobiano através do meio de cultura. Desta forma, pode-se categorizar o isolado bacteriano como sensível, intermediário ou resistente de acordo com os pontos de corte clínicos estabelecidos por comitês internacionais, como o Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) ou o European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Atualmente, a leitura e interpretação do teste de disco-difusão é realizada de forma manual pela grande maioria dos laboratórios de microbiologia. O profissional precisa medir o tamanho dos halos gerados (ou não) pelos discos com antibióticos com uma régua ou paquímetro e efetuar a anotação do resultado. O resultado é então analisado e interpretado de forma comparativa com as tabelas de pontos de corte fornecidas pelo EUCAST ou CLSI. Este processo por ser dependente da ação do profissional de laboratório pode gerar resultados sujeitos a erros de medida ou interpretação inerentes a ação humana. Erros no resultado do antibiograma podem gerar problemas que, inclusive, podem colocar em risco a vida do paciente com infecção. Neste contexto, a presente proposta tem como objetivo o desenvolvimento de um dispositivo para leitura rápida do teste de suscetibilidade por disco-difusão de bactérias com importância clínica. Este projeto está associado a iniciativas nacionais que visam padronizar e melhorar a qualidade dos dados do antibiograma conforme os objetivos do Comitê Brasileiro de Testes de Suscetibilidade aos Antimicrobianos (Brazilian Committee on Antimicrobial Susceptibility – BrCAST – brcast.org.br). Através de um dispositivo com qual a leitura do teste pode ser realizado de forma simples e rápida, apenas digitalizando a imagem da placa contendo os halos para cada antibiótico. Este dispositivo, que poderá ser instalado em qualquer computador, smartphone ou tablet, fará a leitura visual do tamanho de cada halo e estará ancorado ao website do BrCAST. Dessa forma, o dispositivo irá apresentar o resultado automaticamente, com menor ou quase nula, chance de erro de interpretação. Além disso, devido aos recursos de processamento de imagens oferecido pelo software, o qual é capaz de realçar halos de inibição sutis, será possível fazer leitura do antibiograma em períodos de incubação mais curtos (6 a 8 horas) fornecendo o resultado da suscetibilidade in vitro em um tempo muito menos que o usual (16-18h). Adicionalmente, será avaliada a possível correlação entre o tamanho dos halos de inibição e a concentração inibitória mínima (CIM - medida quantitativa que corresponde à menor concentração do antimicrobiano capaz de inibir o crescimento bacteriano) dos diversos antimicrobianos com o objetivo de utilizar o teste de disco-difusão como preditor de CIM. Esta informação será incorporada no software e fornecida ao operador após cada análise de antibiograma. O desenvolvimento do dispositivo de leitura nacional com as características acima será uma ferramenta diagnóstica importante na padronização e emissão de resultados dos testes de suscetibilidade para pacientes tanto da rede privada quanto do SUS. O equipamento desenvolvido permitirá registro de patente no Instituto Nacional de Propriedade Industrial e poderá passar por processo de transferência de tecnologia ao setor industrial mediante pagamento de royalties. Os métodos que forem padronizados poderão ser difundidos aos laboratórios de hospitais e clínicas que tiverem interesse em utilizar essas técnicas em suas rotinas. O desenvolvimento da aplicação mobile para smartphone (App IOS/Android) poderá tornar-se uma ferramenta extremamente útil para o auxílio à leitura de antibiogramas em locais com menos recursos como, por exemplo, pequenos laboratórios em centros de saúde do interior do Brasil sem muitos recursos tecnológicos.
  • Hospital de Clínicas de Porto Alegre - RS - Brasil
  • 10/11/2018-30/11/2021