Biopolímeros hidrossolúveis têm viabilizado novas estratégias para entrega de compostos em plantas, porém a barreira imposta pela parede celular vegetal ainda representa um desafio, especialmente em culturas de relevância econômica como a soja (Glycine max). A edição gênica mediada por ribonucleoproteínas (RNPs) do sistema CRISPR-Cas constitui uma abordagem livre de DNA, mas demanda métodos de entrega eficientes para alcançar as células-alvo. Neste contexto, microagulhas poliméricas hidrossolúveis surgem como ferramentas promissoras por criarem microcanais transitórios com dano tecidual mínimo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de entrega de RNPs utilizando microagulhas de biopolímeros hidrossolúveis, visando a edição dos genes GmPDS11 e GmPDS18 em soja, cujo duplo knockout resulta em albinismo e nanismo como marcador fenotípico. Microagulhas de dois biopolímeros, Material 1 (Mn-Mat1) e Material 2 (Mn-Mat2), foram fabricadas e caracterizadas quanto à morfologia, hidrofilicidade, resistência mecânica e capacidade de penetração em tecidos vegetais. A Mn-Mat1, por apresentar dissolução mais rápida e perfil de penetração superior, foi selecionada para as etapas seguintes. A interação Mn-Mat1-RNPs foi avaliada por ATR-FTIR, que revelou a integridade do complexo RNP e a possível interação entre os dois. A entrega das RNPs foi realizada por drop-casting associado à perfuração com Mn-Mat1 em embriões cultivados in vitro e no meristema apical do caule (SAM) de plântulas. Não foi observado o fenótipo albino em nenhum dos indivíduos tratados, no entanto, os ensaios revelaram efeitos fisiológicos decorrentes do estresse mecânico, como atraso no desenvolvimento dos embriões e perda de dominância apical nas plantas perfuradas. A análise estatística indicou que o dano mecânico foi o fator predominante, contudo não se pode excluir a possibilidade da edição em baixa frequência ou nanismo sem antes realizar a validação molecular. Conclui-se que, embora a interação entre o polímero e as RNPs tenha sido confirmada e a viabilidade do complexo preservada, a eficiência de entrega foi insuficiente para gerar edição detectável por fenótipo visível. Os resultados identificam os principais gargalos do protocolo e fornecem uma base experimental para o desenvolvimento de sistemas mais robustos de edição gênica livre de DNA em soja.

Hotspots de CTI (Ciência, Tecnologia e Inovação) são centros de produção de conhecimento de fronteira, situados em áreas com elevada densidade de inovação científico-tecnológica. São cidades, distritos ou conjuntos de empresas localizados, que apresentam uma escala de inovação superior à média nacional do mesmo segmento de atuação, ou segmentos congêneres ou complementares. O objetivo desta tese é, a partir da análise histórico-econômica de diversos núcleos de inovação no mundo (incluindo o Brasil), entender quais são os elementos e atores necessários à constituição dos mesmos. Numa visão mais aprofundada, verificar quais desses constituintes estão presentes na formação de núcleos semelhantes para o ramo da biotecnologia, dadas as especificidades do processo inovativo desse ramo. Identificada essa morfologia e à luz do cenário de inovação existente no Brasil, avaliar a exequibilidade da criação de um hotspot de biotecnologia no estado de São Paulo, visando reconhecimento internacional e inserção nas cadeias globais de valor, enfocando o segmento agropecuário, em função de sua importância econômica e seu estágio de desenvolvimento.

Os biocombustíveis desempenham um papel crucial na transição global para  energias sustentáveis, mas, o desmatamento para a produção de biomassa agrava a problemática das mudanças climáticas. Assim, é imperativo a prática agrícola de menor impacto, com o uso eficiente de recursos hídricos e a conservação do solo, a fim de que a produção bioenergética não degrade o meio ambiente. A engenharia genética emerge como ferramenta para aumentar a produtividade das culturas, podendo auxiliar a desenvolver plantas com características desejáveis e impedir o avanço do desmatamento para aumento da área plantada. A integração da biotecnologia com práticas agrícolas sustentáveis é um caminho promissor para atender à demanda energética global de maneira sustentável, garantindo que a produção de biocombustíveis siga contribuindo para a preservação ambiental. Os polióis desempenham um papel crucial na fisiologia das plantas, especialmente na resposta a condições de estresse ambiental, protegendo as células vegetais contra danos causados durante o estresse. Assim, a presença e acúmulo de polióis promovem a resiliência e a sobrevivência das plantas em ambientes desafiadores, aumentando a produtividade em circunstâncias desfavoráveis. O mio-inositol é um poliol que atua como precursor para diversos metabólitos relacionados com proteção a estresse. A  L-galactose 1-fosfato fosfatase (VTC4) é uma enzima que age nas vias de síntese de mio-inositol e do ascorbato. Este estudo pretende aumentar a tolerância a estresses osmóticos na planta modelo de metabolismo fotossintético C4, Setaria viridis, através da superexpressão do gene VTC4. Os resultados obtidos indicaram que a superexpressão desse gene gerou plântulas de S. viridis mais tolerantes ao estresse salino e plantas com melhores parâmetros de trocas gasosas, mas sem promover aumento de produtividade. Portanto, a inserção de genes da via do mio-inositol pode ser um caminho para a criação de linhagens resistentes a estresses osmóticos em plantas de interesse energético, mas ainda são necessários estudos que levem esse aumento de tolerância a refletir em aumento de produtividade.

O mandacaru é um complexo de espécies de cactos amplamente conhecido no Brasil, com aplicações extensivas nas áreas medicinal, alimentícia e agrícola. Embora seja utilizado medicinalmente por populações tradicionais para tratar diversas doenças, o conhecimento sobre suas biomoléculas e potencial biotecnológico ainda é limitado, especialmente em relação às suas propriedades antimicrobianas e cicatrizantes. A resistência bacteriana a antibióticos convencionais apresenta um desafio significativo na medicina moderna. Diante desse cenário, a bioprospecção do mandacaru para aplicações biotecnológicas como antimicrobiano surge como uma nova e imperativa área de pesquisa. Neste estudo, dados transcriptômicos de três espécies de Cereus (C. fernambucensis, C. hildmannianus e C. jamacaru) foram combinados com abordagens bioinformáticas, incluindo modelagem de proteínas, docking molecular e simulações de dinâmica molecular, para identificar proteínas com potencial terapêutico no tratamento de infecções de feridas. Nossos resultados destacam o peptídeo CF267 como um agente antimicrobiano particularmente promissor, demonstrando eficácia contra uma variedade de patógenos, incluindo bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, assim como fungos, semelhante ao peptídeo CF15. Ambos os peptídeos mostraram interações fortes com os ligantes STD e Na, embora o ligante STD tenha se destacado como o candidato mais provável para potencializar a atividade antimicrobiana. Trabalhos futuros se concentram na análise da dinâmica molecular dos peptídeos selecionados e identificar qual apresentará melhor estabilidade, e escolher o candidato mais promissor para a investigação futura.

Durante o início do desenvolvimento embrionário ocorre um importante processo de remodelação dos padrões de metilação de DNA encontrados no genoma nuclear do embrião. Essa dinâmica de metilação também ocorre com o DNA mitocondrial (DNAmt), porém de forma distinta. Enquanto no DNA nuclear (DNAn) ocorre uma diminuição dos níveis globais de metilação até o estágio de mórula com posterior metilação de novo, no DNAmt há um aumento inicial nos níveis de metilação, para posterior desmetilação. A S-adenosilmetionina (SAM) desempenha um papel crucial nesses processos como principal doadora de grupos metil, sendo a DNMT1 a enzima responsável pela adição desses grupos ao DNA. Recentemente, o sensor de S-adenosilmetionina (SAMTOR) foi identificado como um regulador upstream do complexo 1 do alvo mecanicista da rapamicina (mTORC1), modulando o influxo de metionina, aminoácido precursor da SAM. Além disso, o mTORC1 também regula a expressão da enzima DNMT1. Com base nesses mecanismos, este estudo teve como hipótese que o silenciamento do SAMTOR aumenta os níveis de SAM, consequentemente impactando o perfil de reprogramação da metilação do DNAmt ao longo do desenvolvimento embrionário inicial. Para testar essa hipótese, embriões bovinos foram submetidos ao silenciamento do SAMTOR, através de RNA de interferência específico, e comparados a um grupo controle. Foi realizada a análise do metiloma do DNAmt (embriões dos dias 2 e 4 após a fertilização) e número de cópias de transcritos mitocôndrias (embriões do dia após 2 após fertilização). Ademais, foi realizada a análise do número de cópias do DNAmt e do potencial de membrana mitocondrial (MMP) (embriões dos dias 2, 4 e 7 após a fertilização) além das taxas de clivagem (dia 2) e blastocistos (dia 7). Os resultados mostraram que embriões com silenciamento do SAMTOR apresentaram maiores níveis médios de metilação do DNAmt no dia 2 tanto gerais quanto nos contextos CG, CHG e CHH, em ambas as fitas (heavy e light), padrão que se inverteu do dia 4 de desenvolvimento. Ainda, os genes ND5 e ND6 apresentaram maiores níveis de metilação e menores níveis de transcritos no dia 2 de desenvolvimento. Os embriões do grupo com silenciamento do SAMTOR também apresentaram aumento do número de cópias de DNAmt nos dias 2 e 4 de cultivo, acompanhado de menor MMP. Já no estágio de blastocisto, o número de cópias se equiparou, mas o MMP permaneceu menor nos embriões do grupo SAMTOR. Esses achados sugerem que o SAMTOR desempenha um papel regulador na reprogramação epigenética do DNAmt durante o desenvolvimento embrionário inicial, destacando sua relevância no controle dos processos de metilação.

O SARS-CoV-2, vírus responsável pela pandemia da COVID-19, evidenciou a necessidade de ferramentas rápidas, sensíveis e acessíveis para diagnóstico precoce. Nesse contexto, biossensores eletroquímicos surgem como alternativa promissora, especialmente quando baseados em derivados de garfeno. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma plataforma sensora baseada num biossensor eletroquímicos feitos de derivados de grafeno funcionalizados com cDNA para a detecção do SARS-COV-2., utilizando nanomateriais obtidos a partir do grafite natural, do qual foi obtido o óxido de grafeno (GO) pelo método de Hummers modificado, o qual após um processo de redução química foram obtidos os nanomateriais de óxidos de grafeno reduzido (rGO). A obtenção de rGO estável em meio aquoso, destaca-se pela elevada área superficial, boa condutividade elétrica e capacidade de funcionalização, o que favorece a imobilização de biomoléculas e, consequentemente, a sensibilidade do sensor. Desta forma, neste trabalho estudamos sistematicamente a obtenção de nanomateriais de rGO por redução química a partir do GO obtido do grafite natural, utilizando concentrações de hidrato de hidrazina (1.5 ml, 2.5 ml, 4.0 ml e 4.9 ml), como agente redutor e lisozima; estabilizante e funcionalizante parcial e facilitador da dispersão e biocompatibilidade do nanomaterial. A caracterização físico-química dos nanomateriais foi realizada por espectroscopia UV-Vis, confirmando o deslocamento do pico 227–230 nm, característico do GO após a redução; espectroscopia Raman, que evidenciou amostra com 4,9 ml HH apresenta uma relação I(D)*/I(G) de 0.61, indicando maior redução estrutural típica do rGO; e microscopia eletrônica de varredura (MEV), que revelou diferenças morfológicas entre as amostras 1.5 ml HH, 2.5 ml HH, 4.0 ml HH e 4.9 HH, sendo esta última mais homogênea e com menor aglomeração. Uma plataforma sensora foi fabricada como uma mini célula eletroquímica com três eletrodos: eletrodo de trabalho (ET), controle (EC) e referência (ER). O ET foi revestido com os nanomateriais de rGO e foi caraterizado eletroquimicamente por voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Esta plataforma sensora foi funcionalizada com c-DNA em diversas concentrações fixando numa concentração de 293.7ng/ul como concentração ótima. Testes  de calibração foram realizadas utilizando RNA e amostras de Secreção orofaringe e nasofaringe em parceria com Instituto Adolfo Lutz (SP), os quais foram comparados com os resultados obtidos por RT-PCR. Os resultados demonstraram tem mostrado que nossa plataforma baseada em Ly-rGO-4.9 HH mostrou-se altamente promissor para aplicações portáteis de diagnóstico molecular da COVID-19, com grande potencial adaptabilidade para outras doenças infecciosas emergentes sejam virais ou bacterianas.

Os biofertilizantes orgânicos representam uma revolução na agricultura moderna, oferecendo soluções sustentáveis para enfrentar os desafios de solos tropicais degradados e a crescente demanda por alimentos. Por meio da biotecnologia, esses insumos aproveitam compostos bioativos presentes em resíduos orgânicos para melhorar a nutrição vegetal, promovendo cultivos mais saudáveis e produtivos sem depender exclusivamente de fertilizantes químicos. A soja (Glycine max), um dos cultivos mais importantes do mundo, enfrenta limitações em regiões tropicais devido à acidez do solo e à alta umidade, que dificultam a absorção de nutrientes. A presente pesquisa avaliou os efeitos de um biofertilizante orgânico obtido por compostagem de dejetos avícolas (Protowallpa) em experimentos conduzidos em condições de campo em Iquitos, Peru, e em ambiente controlado na Universidade Federal do ABC (UFABC), em São Bernardo do Campo, Brasil. O delineamento experimental incluiu quatro tratamentos (controle sem biofertilizante e concentrações de 5%, 10% e 15%), aplicados no solo em dose única na fase vegetativa inicial (VE). Foram avaliados altura da planta, número de folhas, nós, vagens por planta e peso de sementes. Em condições de campo, os resultados demonstraram que os tratamentos com 5% e 10% de Protowallpa promoveram maior altura, número de folhas e de nós em comparação ao controle, efeito atribuído à melhoria da disponibilidade de nutrientes em solos ácidos e de baixa retenção. O tratamento com 15% apresentou maior quantidade de sementes, mas com rendimento global inferior, acompanhado de sintomas de clorose, sugerindo que o excesso de nutrientes induziu estresse em condições quentes e úmidas. No entanto, em ambiente controlado (casa de vegetação), os resultados foram limitados. A germinação das sementes ocorreu fora do tempo esperado, o que atrasou a condução do ensaio e prolongou a coleta por aproximadamente sete meses e meio. Embora não tenham sido observados ganhos produtivos expressivos nesse ambiente, o experimento trouxe importantes aprendizados metodológicos sobre manejo de substratos, cronogramas de condução e limitações no uso de biofertilizantes sob condições controladas. Conclui-se que o Protowallpa possui grande potencial para promover cultivos de soja mais vigorosos e sustentáveis em ambientes tropicais, desde que aplicadas doses calibradas ao tipo de solo e clima. Além disso, os resultados reforçam a necessidade de refinar protocolos em ambientes controlados, bem como aprofundar a caracterização dos componentes orgânicos do biofertilizante, a fim de ampliar sua eficiência no contexto da agricultura tropical regenerativa.

CONA degradação do material lignocelulósico é dificultada por sua estrutura complexa, especialmente pela rede de ligações cruzadas nas paredes celulares, que impede o acesso enzimático à celulose. Essa barreira estrutural exige tratamentos enzimáticos e termoquímicos dispendiosos para decompor a biomassa em subunidades menores. A recalcitrância da biomassa é, em grande parte, determinada pela composição da parede celular, e a modificação genética dessa estrutura surge como uma ferramenta eficaz para reduzir essa resistência e tornar viáveis os processos de produção de biocombustíveis.

Este trabalho teve como objetivo investigar a digestibilidade da biomassa e a composição da parede celular em plantas de Setaria viridis, focando no knockout do gene Ácido caféico O-metiltransferase (COMT), envolvido na biossíntese de lignina, por meio da tecnologia CRISPR/Cas9. Esse trabalho baseou-se na hipótese de que o knockout do gene COMT resultaria em uma diminuição do conteúdo de lignina na parede celular, levando a uma redução na recalcitrância da biomassa e a uma melhora na eficiência de sacarificação devido ao aumento da acessibilidade enzimática.

Apresentamos aqui a estratégia utilizada, que possibilitou a obtenção de plantas T₂ homozigotas com o knockout no gene COMT usando a tecnologia CRISPR/Cas9. Embora nenhum fenótipo visível tenha sido observado, foi detectada uma redução no conteúdo de lignina total e alterações em sua composição, juntamente com uma eficiência aprimorada na sacarificação da biomassa. Esses resultados confirmam o potencial do knockout do gene COMT para otimizar a produção de biocombustíveis, reduzindo o teor de lignina e melhorando a sacarificação da biomassa.

Derivados de polietilenimina (PEI) e de diferentes polímeros naturais foram avaliados como novos vetores para entrega de genes, visando um equilíbrio entre a transfecção gênica e a citotoxicidade. Nas investigações foram utilizadas as linhagens celulares de epitélio pigmentar da retina (ARPE-19), carcinoma hepatocelular humano (HepG2) e HeLa. A presença de domínios alquílicos curtos (C4-C6) e, particularmente, a presença de ácido succínico conjugado às cadeias de PEI melhoraram o desempenho biológico dos vetores propostos. A presença de unidades hidrofóbicas possivelmente aumenta a atividade lítica, enquanto a incorporação de ácido succínico reduz ligeiramente a força de interação entre o polímero e o DNA, facilitando o desempacotamento no meio intracelular. A presença de ácido succínico também deve aumentar a força de repulsão proteica dos coacervados. No entanto, a presença de cadeias de carbono longas (por exemplo, C12) resulta em níveis mais altos de citotoxicidade e menores taxas de transfecção. Os complexos poliméricos decorados com açúcares são, no geral, menos citotóxicos, no entanto, a presença de unidades de lactose leva a complexos maiores e a uma ligação polímero-DNA fraca, comprometendo a eficiência da transfecção.
Com relação ao uso de derivados de polímeros naturais, as investigações demonstraram que o polissacarídeo desempenha um papel relevante na mitigação da citotoxicidade, efeito que é significativamente amplificado pela enxertia de polioxazolinas. No entanto, foi evidenciado que os complexos eletrostáticos são ineficazes na mediação da transfecção gênica. Todavia, a incorporação de uma pequena quantidade de PEI nas amostras finais resultou em níveis de transfecção muito superiores aos do próprio PEI na mesma concentração. Estes dados ressaltam que vetores gênicos construídos pela mistura de polímeros naturais e PEI podem aumentar significativamente o desempenho de vetores poliméricos para entrega de genes.

Em agosto de 2019, a costa brasileira enfrentou um dos maiores acidentes de derramamento de petróleo do mundo, afetando cerca de 3000 km de litoral rico em biodiversidade e habitats costeiros diversos. Esse evento teve impactos ambientais e socioeconômicos severos, incluindo a contaminação da fauna, o comprometimento da pesca local e a exposição direta de comunidades costeiras ao petróleo. O petróleo derramado formou sólidos que afundaram na coluna d’água, protegendo esses compostos de agentes naturais de degradação, como luz solar e vento e formando a Fração Acomodada em Água (WAF, Water Accommodated Fraction). Tendo em vista os prejuízos ambientes e na saúde única, este trabalho teve como objetivo obter a composição de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) da WAF obtida da amostra de solo-petróleo derramado na praia de Penedo (Alagoas, Brasil), bem como compreender as alterações causadas pela exposição à WAF em modelos representativos dos organismos expostos. Os resultados revelaram que a composição química da WAF em diferentes meios (água marinha artificial, meio E3, usado para manutenção e desenvolvimento de larvas de zebrafish e água destilada), identificou 15 dos 16 HPAs considerados como contaminantes prioritários pela Agência de Proteção Ambiental Americana sendo os antracenos e fenantrenos as frações mais concentradas.  Para avaliar os impactos dessa exposição, foram utilizados modelos biológicos representativos das espécies afetadas pelo derrame. Duas espécies do gênero Artemia foram expostas à WAF em concentrações de 100%, 4% e 0,16% para avaliar alterações bioquímicas e expressão de Heat-Shock Proteins (Hsps), bem como parâmetros de desenvolvimento ontológico do animal. Por outro lado, Danio rerio foi utilizado para investigar alterações na atividade enzimática e expressão gênica em embriões, além de avaliação ontogênica e expostos a concentrações de 100%, 50%, 25%, 12,5% e 6.25%. A WAF não foi capaz de induzir mortalidade ou alteração de eclosão significativa em Artemia spp. em qualquer concentração, enquanto D. rerio apresentou mortalidade significativa apenas a partir de 96 horas pós exposição nas concentrações 50% e 100%, com alterações no comprimento do corpo, saco vitelínico e edemas pericárdicos.  Em ambos os modelos biológicos, observou-se alteração significativa nas atividades das enzimas catalase (CAT), sendo aumentada em Artemia parthenogenetica e diminuída em D. rerio, aumento de glutationa-S-transferases (GSTs) e glutationa peroxidases (GPx) para ambos os modelos, enquantoa atividade colinesterásica aumentou em A. parthenogenetica e reduziu em D. rerio. A expressão gênica de Cyp1A e Ahr1,  relacionados ao metabolismo de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), revelou aumentos na expressão de Ahr1, enquanto Cyp1A não apresentou diferenças entre os grupos quando avaliados em D. rerio. A expressão de genes Dnmt2, P26, Hsp26, Hsp40, Hsp70 e Hsp90 em A. franciscana indicou alterações significativas de todos os genes avaliados. Em modelos celulares humanos, hepatócitos HEPG2 e fibroblastos FGH foram utilizados para avaliar os efeitos citotóxicos da WAF por meio do ensaio de MTT, que revelou diminuição na viabilidade celular em ambas as linhagens expostas a WAF em concentrações de 100%, 50%, 25%, 12,5% e 6,25%. Além disso, microrganismos representativos da microbiota humana e de importância médica em termos de saúde pública, como Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis e Candida tropicalis, foram expostos à WAF em concentrações de 100%, 4% e 0,16%, com aumento significativo do crescimento observado em S. marcescens e nenhuma alteração nos demais microrganismos. Conclui-se que os fragmentos sólidos contendo petróleo são fontes contínuas de HPAs no ambiente, com potencial para comprometer a saúde da fauna aquática e humana expostas, ressaltando a necessidade de novas estratégias de monitoramento contínuo e mitigação para proteger os ecossistemas costeiros e a saúde única. 

A enzima fumarase desempenha um papel central no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), catalisando a hidratação reversível do ácido fumárico em ácido málico, atuando como uma das principais reguladoras desse processo. Em plantas C₃, estudos indicam que a redução na expressão da fumarase pode afetar não apenas a respiração celular, mas também outras vias metabólicas, como a fotossíntese e o acúmulo de carbono. Essa relação é ainda mais relevante em plantas C₄, nas quais o malato funciona como substrato tanto para a fotossíntese quanto para a respiração mitocondrial. Setaria viridis destaca-se como modelo para estudos em sistemas C₄ devido a características como porte reduzido, genoma compacto, ciclo de vida curto e proximidade filogenética com culturas bioenergéticas, como cana-de-açúcar e milho. Para investigar o impacto da fumarase no crescimento e acúmulo de biomassa, plantas de S. viridis com expressão reduzida dessa enzima — previamente geradas pelo grupo de pesquisa — foram analisadas em diferentes estágios de desenvolvimento. Os eventos transgênicos 1, 2 e 3 foram avaliados quanto a fenótipos, biomassa, produtividade e atividade respiratória mitocondrial. Os resultados revelaram que a redução da expressão da fumarase está diretamente associada às alterações fenotípicas e respiratórias. O evento 1, com o maior nível de knockdown da enzima, resultou em plantas menores, biomassa reduzida, atraso no florescimento e prolongamento do ciclo de vida. Além disso, essas plantas exibiram uma drástica diminuição no número de sementes, embora com aumento no peso individual das sementes, e sinais de comprometimento respiratório, possivelmente ligado à disfunção gerada na cadeia de transporte de elétrons (CTE). Os resultados obidos reforçam a importância da fumarase na integração entre metabolismo energético, desenvolvimento vegetal e produtividade em espécies C₄.

As dienolactona hidrolases (DLHs) são enzimas que desempenham um papel crucial na quebra de ésteres de dienolactonas por meio da adição de uma molécula de água. As DLHs compartilham estruturas terciárias notavelmente semelhantes e um arranjo conservado de resíduos catalíticos. Essas enzimas possuem um potencial significativo em aplicações biotecnológicas devido à sua capacidade de degradar compostos aromáticos complexos em produtos mais simples e menos tóxicos. Esta Tese de Doutorado apresenta a estrutura cristalográfica e a caracterização bioquímica de uma nova DLH da bactéria hipertermofílica Hydrogenobacter thermophilus (HtDLH). A estrutura cristalográfica da HtDLH, resolvida a uma resolução de aproximadamente 1,67 Å, exibe um enovelamento canônico do tipo α/β-hidrolase formado por oito fitas β no núcleo, uma α-hélice enterrada e outras seis expostas ao solvente. A estrutura também confirmou a tríade catalítica conservada em DHLs e constituída pelos resíduos de aminoácidos Cys121, Asp170 e His202. A estrutura da HtDLH foi comparada com a PETase de Ideonella sakaiensis e outras DLHs. Nossos resultados também mostraram que a HtDLH forma homodímeros estáveis em solução. Estudos funcionais mostraram que a HtDLH possui a atividade esterase esperada sobre ésteres com cadeias curtas de carbono, como o acetato de p-nitrofenila, atingindo atividade ótima em pH 7,5 e 70 °C. Além disso, a HtDLH mantém mais de 50% de sua atividade ótima mesmo após incubação a 90 °C por 16 h. Curiosamente, a HtDLH exibe atividade catalítica sobre monômeros de PET, incluindo bis-1,2-hidroxietil tereftalato (BHET) e 1-(2-hidroxietil) 4-metil tereftalato (HMT), bem como outros ésteres alifáticos e aromáticos. Esses resultados, associados à ausência de atividade em PET amorfo, indicam que a HtDLH possui características de uma enzima degradadora de BHET (“BHET-degrading enzyme”). Os estudos apresentados nesta Tese podem contribuir com novos conhecimentos para a área de reciclagem de plásticos por meio da engenharia de proteínas, possibilitando o desenvolvimento de soluções inovadoras com aplicações relevantes nos contextos biotecnológico e ambiental.

Materiais poliméricos, como o poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF), têm sido amplamente estudados por suas propriedades piezoelétricas, tornando-os ideais para aplicações em sensores e dispositivos biomédicos. Esta pesquisa foca no desenvolvimento de um transdutor ultrassônico flexível baseado em um compósito de PVDF/óxido de grafeno reduzido (RGO), com o objetivo de aprimorar o desempenho piezoelétrico. Foram exploradas diversas técnicas de síntese do RGO, incluindo redução por tratamento térmico (RGO_T), redução com hidrazina (RGO_Q) e redução assistida por plasma de micro-ondas (RGO_P) utilizando misturas gasosas de Ar/N₂. Dentre essas, o compósito de PVDF/RGO_T reduzido a 500°C demonstrou as melhores propriedades piezoelétricas reportadas na literatura, apresentando uma polarização remanescente de 0,02 μC/cm² e uma permissividade relativa de 31 a 10 Hz.

As concentrações de RGO_T foram variáveis em 0,1%, 0,5%, 1% e 1,5% para analisar seu efeito no compósito final, utilizando uma mistura de dimetilformamida (DMF) e acetona em uma proporção volumétrica de 2:1. Para aumentar a fase 𝛽 do PVDF, foram empregados processos de recozimento, variando as temperaturas (60°C e 70°C) e os tempos (2h, 17h, 20h e 24h). Esse processo de aquecimento controlado desempenhou um papel fundamental no aumento do teor da fase 𝛽, impactando diretamente a eficiência piezoelétrica do material. A análise de difração de raios X (XRD) revelou que a amostra PVDF/RGO1%20H apresentou a maior contribuição da fase 𝛽, com 54,4%, sendo esta a principal fase responsável pela piezoeletricidade, enquanto as fases 𝛼 e 𝛾 contribuíram com 10,8% e 34,8%, respectivamente.

Na concepção do filme compósito, foi escolhida uma configuração de conectividade 0-3, na qual as partículas de RGO (fase 0) estão dispersas dentro de uma matriz contínua de PVDF (fase 3). Essa disposição oferece múltiplas vantagens, incluindo alta flexibilidade mecânica, facilidade de fabricação por mistura e moldagem, baixo custo e adequação a geometrias complexas e filmes finos (11 μm de espessura).

Para permitir uma coleta eficiente do sinal elétrico, um transdutor foi fabricado e o filme de PVDF passou por pulverização catódica de ouro (gold sputtering), onde uma camada de ouro de 30 nm foi depositada em ambas as superfícies do filme, criando uma interface condutiva. Posteriormente, durante o processo de montagem das camadas, o filme compósito piezoelétrico foi sanduichado entre duas camadas condutoras, formando uma configuração capacitiva estruturada. As folhas condutoras superior e inferior foram conectadas a eletrodos de cobre, garantindo que permanecessem isoladas entre si para capturar de forma eficaz a saída elétrica gerada pela deformação mecânica do material piezoelétrico.

O trabalho envolve a síntese de materiais piezoelétricos, a fabricação e integração do transdutor, além do desenvolvimento de uma estratégia para validação experimental. O sensor de pressão foi testado sob impactos mecânicos cíclicos com deformação periódica constante para avaliar sua capacidade de gerar sinais elétricos. Foram registrados parâmetros elétricos chave, revelando uma tensão pico a pico de 1,039 V. Além disso, um segundo teste de impacto foi realizado utilizando esferas de aço que caíram de diferentes alturas, introduzindo uma deformação variável no material piezoelétrico. A tensão de saída (V_out) aumentou com a altura do impacto, atingindo um máximo de 1,3 V. Notavelmente, no Teste T1, a tensão aumentou de 390 mV a 50 mm para 1,3 V a 200 mm, enquanto no Teste T2 variou de 220 mV a 50 mm para 1,3 V a 200 mm. Esses resultados confirmam ainda mais a eficácia do sensor na conversão de impactos mecânicos em sinais elétricos.

Os resultados enfatizam o potencial promissor do compósito PVDF/RGO e do transdutor para aplicações em sensores biomédicos, especialmente em dispositivos médicos portáteis e biossensores ultrassônicos. Essas descobertas estabelecem uma base sólida para futuros avanços em transdutores ultrassônicos flexíveis e de alto desempenho.

Os anticorpos monoclonais são específicos e possuem menor efeito adverso quando comparados com os fármacos convencionais, o que os tornam ferramentas eficazes no desenvolvimento de terapias e diagnósticos. O Infliximabe é um anticorpo monoclonal quimérico que se liga especificamente e bloqueia o TNF-α (Fator de Necrose Tumoral alfa) e é utilizado para o tratamento de doenças autoimunes e inflamações crônicas, como artrite psoriásica e doença de Crohn . É um medicamento biológico que pode ser produzido por organismos como as células de mamíferos que são plataformas tradicionalmente utilizadas, diferente das bactérias que são plataformas bem sucedidas para fragmentos de anticorpos.   Além destas plataformas, as microalgas são atraentes como sistemas alternativos para a expressão de proteínas recombinantes complexas, como os anticorpos monoclonais. Entre as microalgas, Chlamydomonas reinhardtii é a mais estudada atualmente como plataforma de produção de proteínas recombinantes. Este trabalho tem como objetivo transformar geneticamente o núcleo e o cloroplasto de Chlamydomonas reinhardtii para a expressão do Infliximabe. Primeiramente, foram construídos dois vetores de expressão nucleares com marcadores diferentes fusionados ao gene de interesse. O vetor de expressão nuclear com mCherry, proteína fluorescente mCherry como um sistema repórter em vetor contendo peptídeo sinal para a secreção de proteínas, foi utilizado na transformação nuclear com as técnicas de eletroporação e pérolas de vidro. Para seleção das cepas recombinantes, foi realizada a análise de fluorescência da proteína no sobrenadante e em toda a cultura celular utilizando um leitor de microplacas. Os resultados de fluorescência foram superiores em comparação a estudos anteriores, entretanto, não foi possível detectar a proteína recombinante utilizando a técnica de Western Blotting. Também foi construído um segundo vetor de expressão nuclear contendo o marcador FLAG fusionado N-terminal do gene de interesse utilizando técnicas de biologia molecular. A transformação da microalga foi realizada com a técnica de pérolas de vidro que resultou em uma cepa transformada com o gene de Infliximabe. As transformações do cloroplasto foram realizadas com pérolas de vidro e foram bem sucedidas. A confirmação de gene positivo para Infliximabe e a detecção da proteína recombinante foram realizadas, respectivamente, por PCR e Western Blotting. Posteriormente, foi realizada a purificação por Cromatografia de Afinidade em pequena escala que eliminou os agregados, resultando no peso molecular correto de 150 KDa. Este estudo destaca o potencial de C. reinhardtii como uma plataforma de expressão sustentável e de baixo custo para expressão do biofármaco Infliximabe.  

A criomicroscopia eletrônica de partículas isoladas (Cryo-EM) visa produzir estruturas de complexos biológicos em resolução atômica utilizando imagens adquiridas no microscópio eletrônico de transmissão. Recentemente, esta metodologia vem permitindo o estudo de reações envolvendo macromoléculas biológicas, na escala de milissegundos. A técnica de criomicroscopia eletrônica resolvida no tempo, como é chamada, é capaz de revelar a estrutura de estados intermediários em reações envolvendo complexos macromoleculares. Este trabalhoconsistiu na montagem de dispositivo microfluídico, no qual duas soluções são injetadas através de canais diferentes, passando por um canal mistura de tamanho definido, o que permite que a reação ocorra por um curto período. Após a reação, a mistura é pulverizada na grade de nanofios “auto secante” usando nitrogênio. A grade contendo a mistura é imediatamente congelada em etano líquido e depois armazenada em nitrogênio líquido. Foram projetadosdispositivos microfluídicosinspirados em sistemas já disponíveis na literatura e outros,introduzindo modificações na geometria do canal de mistura. Os dispositivos de mistura consistem em uma camada de PDMS (polidimetilsiloxano), fixada a uma lâmina de vidro de suporte. Inicialmente foram avaliados parâmetros básicos como tempo de mistura, pressão do gás e condições do gelo.Os resultados mostraram que a mistura ocorre corretamente e há formação de gelo amorfo na grade. Dispositivos de mistura com geometria helicoidal foram implementados visando melhorar a turbulência e sua capacidade de mistura.A distribuição das gotículas na grade e a qualidade do gelo foram validadas através da coleta e processamento dos dados de apoferritina. 

As nanopartículas de óxido de cobre (CuO NP) têm demonstrado propriedades citotóxicas que podem ser exploradas em aplicações biomédicas. A síntese de nanopartículas por rota verde é um método recente que tem como principais atrativos a facilidade e simplicidade de produção, o baixo custo e a possibilidade de conferir ao nanomaterial características que melhorem seu efeito em aplicações biológicas. Neste trabalho, para a síntese das nanopartículas de óxido de cobre, foram selecionadas algumas plantas medicinais como Cymbopogon citratus (DC.) (CuO NP - CL), Camellia sinensis L. (CuO NP - CV), Syzygium aromaticum L. (CuO NP - CR), Pimpinella anisum L. (CuO NP - ED) e Mentha spicata L. (CuO NP - HT). As plantas foram escolhidas devido aos relatos documentados sobre seus efeitos terapêuticos e por possuírem uma composição rica em grupos fenólicos. As CuO NPs produzidas a partir dos extratos das plantas selecionadas apresentaram baixo tamanho, baixa heterogeneidade e três variedades morfológicas (cúbica, esférica e amorfa), além de revestimento de moléculas orgânicas que modulam suas interações. Para os testes citotóxicos, as CuO NPs foram usadas contra células humanas FN1 (fibroblastos) e VMM39 (melanoma). Neste teste, a variação do IC50 para FN1 variou entre 20,54 µg/mL e 67,96 µg/mL, dependendo do tipo de CuO NP aplicada, enquanto para VMM39 a variação foi de 12,21 µg/mL a 120,0 µg/mL. Em resumo, as CuO NPs sintetizadas como materiais híbridos inorgânico-orgânicos apresentaram atividade citotóxica contra células cancerígenas humanas

O estresse hídrico é um dos tipos de estresse abiótico que mais influencia a sobrevivência e o rendimento das culturas, impactando diretamente nos parâmetros de rendimento, como por exemplo, biomassa e número de sementes. As respostas ao estresse abiótico dependem de uma série de moléculas sinalizadoras específicas, entre elas, as espécies reativas de oxigênio (ROS). Um dos mecanismos moleculares mais importantes desencadeados pelas ROS é o sistema antioxidante enzimático, realizado por diversas enzimas, como as Ascorbato Peroxidase (APX). As APXs são expressas diferencialmente em diferentes tipos de estresse abiótico, incluindo estresse hídrico. Poaceae é uma família de plantas com várias espécies tolerantes à seca comercialmente importantes, incluindo milho e cana-de-açúcar. O objetivo deste estudo foi caracterizar a família de genes APX para melhor compreender sua diversidade e evolução em duas espécies irmãs modelo de Poaceae: Setaria viridis e Setaria italica. Para tanto, identificamos e caracterizamos suas sequências, estrutura gênica e distribuição genômica nos genomas sequenciados de S. viridis e S. italica disponíveis no banco de dados Phytozome. Além disso, analisamos suas relações filogenéticas usando uma árvore de máxima verossimilhança e sua localização subcelular in silico. Dezenove genes foram identificados usando buscas BLASTp (e-valor e ≤ -20) e sequências de Arabidopsis thaliana e Sorghum bicolor como sondas eletrônicas. A análise filogenética permitiu identificar uma origem comum entre genes de ambas as espécies, com duplicação de um gene em S. italica (siAPX03), explicando o maior número de genes nesta espécie. A localização subcelular estava de acordo com a árvore filogenética e mostra uma especialização de cada grupo filogenético para um direcionamento subcelular diferente, sendo que a maior parte das proteínas é direcionada para o núcleo, seguida para as mitocôndrias e o cloroplasto. Além disso, a semelhança entre os genes de S. italica e S. viridis na análise de motifs, estrutura genética e mapa de ortologia também é confirmada com a relação evolutiva demonstrada pela análise filogenética. Foi realizada também uma análise de expressão in silico com a família de genes APX de ambas as espécies, e identificamos que a maioria dos loci é modulada sob estresse abiótico, e que eles são modulados em redes de coexpressão distintas, indicando suas funções únicas e expressão independente. Nossos resultados sobre a estrutura e diversidade de APX forneceram informações para ampliar o conhecimento sobre essas proteínas responsivas ao estresse abiótico, bem como fornecer insights sobre os processos fisiológicos pelos quais essas plantas passaram ao longo da evolução.

O desenvolvimento de técnicas eficazes de silenciamento gênico é crucial para o avanço do nosso entendimento da biologia vegetal e para a implementação de estratégias inovadoras para o melhoramento de culturas e o manejo de plantas daninhas. Neste estudo, exploramos o uso de nanopartículas à base de quitosana como um sistema de entrega para RNA de dupla fita (dsRNA) direcionado ao gene da fumarase na espécie modelo de gramínea Setaria viridis. A fumarase é uma enzima-chave no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), e sua regulação negativa pode levar a alterações nas taxas fotossintéticas, no metabolismo respiratório e no crescimento geral da planta, tornando-a um alvo atraente para aplicações de silenciamento gênico. As nanopartículas de quitosana foram sintetizadas pelo método de gelificação iônica e carregadas com dsRNA específico para o gene da fumarase (nanopartículas de quitosana-dsRNA). As nanopartículas de quitosana-dsRNA foram caracterizadas (tamanho de partícula e potencial zeta) e sua captação e distribuição dentro das plantas de S. viridis foram avaliadas usando técnicas de microscopia. A distribuição de tamanho ficou em torno de 120 nm e 137 nm, respectivamente, para o dsRNA, de acordo com a técnica de espalhamento dinâmico de luz, com alto potencial zeta de 15,3-17,3 mV. A análise de RT-qPCR revelou uma tendência promissora, porém inconclusiva, de regulação negativa do gene da fumarase em plantas de S. viridis tratadas com as nanopartículas de quitosana-dsRNA, em comparação com as plantas controle. Embora a redução observada na expressão não tenha sido estatisticamente significativa, ela se alinha com os achados de estudos anteriores usando métodos alternativos de silenciamento gênico nesta espécie. Esses resultados contribuem para o corpo crescente de evidências que suportam a utilidade do srilenciamento gênico mediado por nanopartículas em plantas. A consistência das tendências observadas reforça o potencial da fumarase como um alvo robusto para o silenciamento gênico em S. viridis e destaca o valor de explorar formulações, dosagens e métodos de aplicação alternativos de nanopartículas para atingir um silenciamento gênico mais eficaz.

Nos últimos anos, uma ampla variedade de biomateriais tem sido aplicada e desenvolvida como curativos para lesões. Estudos comprovam que, quando constituídas por biopolímeros, essas estruturas apresentam características favoráveis, tais como biocompatibilidade, não-toxicidade e biodegrabilidade, para adesão e proliferação de componentes da matriz extra-celular, bem como a incorporação de agentes bioativos. A atividade antibacteriana é uma propriedade determinante para a eficácia dos curativos ou similares, pois, a infecção da ferida pode adiar significativamente o processo cicatricial. Com isso, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e caracterização de sistemas hibridas de entrega de bioativos, baseados em microfibras poliméricas obtidos a partir de blendas de poli (álcool vinílico) (PVA) e quitosana e nanopartículas de quitosana para liberação de ácido ascórbico e própolis, visando aplicações em reparo tecidual. Poli (álcool vinílico) (PVA) e quitosana são polímeros que possuem propriedades, como biodegradabilidade, biocompatibilidade e bioatividade. Visando as propriedades reparadoras do ácido ascórbico e da própolis, estes bioativos são grandes aliados no processo de cicatrização dos tecidos, atuando com atividades antimicrobianas, antioxidantes e anti-inflamatórias. Para a obtenção das microfibras, foi utilizada a técnica de rotofiação. As nanopartículas de quitosana foram sintetizadas pelo método da gelificação iônica e, em seguida, dispersas nas mantas fibrosas poliméricas. As propriedades morfológicas dos sistemas nanoestruturados desenvolvidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espalhamento de luz dinâmico (DLS), por potencial zeta e difração de raio-x (DRX). A eficiência de incorporação dos bioativos foi também analisada por espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia uv-vis. Os resultados mostram que os sistemas híbridos desenvolvidos apresentam uma distribuição larga dos diâmetros das microfibras, com a absorção das nanopartículas de quitosana na superfície das mantas fibrosas. Os bioativos, o ácido ascórbico e a própolis, foram incorporados com sucesso nas microfibras e nas nanopartículas, respectivamente. Esses resultados indicam que essa plataforma hídrica de entrega de fármaco poderia ser aplicada para o repara tecidual.

A nanotecnologia, por ser um campo da ciência extremamente multidisciplinar, tem recebido grande enfoque por beneficiar várias áreas do conhecimento. A nanotecnologia tem uma expressiva posição na transformação de práticas convencionais já existentes. Na agricultura, as nanopartículas de óxido de zinco (ZnO NPs) demonstram significativa perspectiva de aplicação, especialmente como nanofertilizantes promovendo o crescimento e aumentando a produtividade de plantas, até possíveis características herbicidas e pesticidas. Não menos importante, o óxido nítrico (NO) é um radical livre bem reconhecido por atuar nas células vegetais como importante fator de proteção, comunicação e sinalização de processos metabólicos que medeiam o crescimento e mitigação de estresses bióticos e abióticos. No entanto, o NO apresenta uma meia-vida muito curta, o que torna menos viável a sua aplicação. Portanto, para viabilizar o efeito terapêutico do NO, utiliza-se S-nitrosotióis (RSNOs) como a S-nitrosoglutationa (GSNO) como molécula doadora de NO. O potencial agregado aos nanomateriais desperta o interesse da agricultura em aplicações que se tornem mais específicas, sustentáveis e eficientes portanto, o presente estudo proporcionou a síntese e caracterização de ZnO NPs, assim como da GSNO e sua combinação às nanopartículas, avaliando seus possíveis potenciais em aplicações agrícolas. As ZnO NPs foram sintetizadas pela síntese hidrotermal em tempos de 5 e 10 h e apresentaram respectivamente tamanhos de 108 ± 51 nm e 118 ± 43 nm no estado sólido. A GSNO combinada às ZnO NPs apresentou liberação sustentada por um período de 12 h, além de ter demonstrado uma dissolução de íons Zn²⁺ de menos de 1% neste mesmo período. Em plantas de arroz (Oryza sativa) observou-se que a pulverização foliar de ZnO NPs, GSNO e GSNO-ZnO NPs evidenciou apenas uma pequena perturbação do sistema antioxidante, não afetando diretamente os processos vitais, rendimento e crescimento dos vegetais. A junção dos materiais GSNO e ZnO NPs (GSNO-ZnO NPs) auxiliaram no aumento em mais de 100% da taxa de pigmentos fotossintéticos como a clorofila A, clorofila B e carotenoides em relação aos seus grupos controles. Em seguida, para avaliar o potencial efeito pesticida das ZnO NPs frente a larvas de Pieris brassicae, aplicou-se concentrações de 12,5, 25, 50, 100, 200 e 400 mg L^-1 em sua superfície corporal, avaliando a variação de peso e taxa de mortalidade destes indivíduos em 24, 48 e 72 h de experimento. Os resultados do estudo de ZnO NPs e larvas de P. brassicae sugeriram o maior percentual de mortalidade na concentração de 200 mg L^-1 em 72 h do experimento. Devido aos resultados obtidos no presente trabalho, sugere-se que há grande possibilidade das ZnO NPs assim como GSNO-ZnO NPs encontrarem sucesso em aplicações agrícolas, bem como um material com potencial atividade pesticida.

A reprogramação epigenética que ocorre durante os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário foi descrita como crucial para os eventos iniciais de especificação e diferenciação celular. Recentemente, o estado metabólico do embrião ganhou atenção como um dos principais fatores que coordenam eventos epigenéticos. Neste trabalho, investigamos a ligação entre o metabolismo do piruvato e a regulação epigenética cultivando embriões bovinos a partir do dia 5 na presença de dicloroacetato (DCA), um ácido orgânico que aumenta atividade da piruvato desidrogenase (PDH) e, consequentemente a conversão de piruvato em acetil-CoA na mitocôndria, a conversão de piruvato em acetil-CoA, e iodoacetato (IA), que inibe a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), levando à inibição da glicólise. Após 8 h de incubação, tanto os embriões derivados de DCA quanto de IA apresentaram maior potencial de membrana mitocondrial. No entanto, em ambos os casos, níveis mais baixos de acetil-CoA, ATP-citrato liase e potencial de membrana mitocondrial foram encontrados em blastocistos, sugerindo uma resposta metabólica adaptativa, especialmente no grupo DCA. A alteração metabólica encontrada em blastocistos levou a mudanças no padrão global de acetilação de H3K9 e H3K27 e trimetilação de H3K27. A análise do transcriptoma revelou que tais alterações resultaram em diferenças moleculares associadas principalmente a processos metabólicos, estabelecimento de marcas epigenéticas controle da expressão gênica e ciclo celular. Este último foi confirmado ainda pela alteração do número total de células e diferenciação celular em ambos os grupos quando comparados ao controle. A marca H3K27ac foi escolhida para posterior estudo aprofundado das regiões da cromatina associadas e uma análise integrativa foi realizada entre estes resultados, os dados metabólicos e moleculares à luz da metaboloepigenética. Os resultados aqui discutidos corroboram evidências anteriores da relação entre o metabolismo energético e a reprogramação epigenética em embriões bovinos pré-implantação, reforçando que o sistema de cultura é decisivo para a reprogramação epigenética precisa, com consequências para o controle molecular e diferenciação das células.

Os avanços tecnológicos, o aprimoramento das técnicas de pesquisa e as mudanças no comportamento do mercado consumidor têm adicionado novas variantes ao mercado de tecnologia, gerando novas oportunidades de cooperação, otimização de recursos e desenvolvimento tecnológico. Oportunidades de adoção de modelos de negócios mais flexíveis têm sido apresentadas como alternativas para acelerar o desenvolvimento de novas tecnologias, especialmente no que se refere a parcerias com startups de base biotecnológica e empresas de Tecnologia da Informação e Comunicação. Na literatura, os conceitos de economia compartilhada, bem como os princípios abertos (inovação, ciência, mercado), têm apresentado novas estruturas de negócios baseadas na descentralização da informação, compartilhamento de recursos e formalização de parcerias. A pesquisa de casos reais de cooperação em indústrias de base tecnológica é capaz de evidenciar determinantes com potencial para criar novas tecnologias disruptivas, bem como contribuir para a redução de custos de PD&I no campo da ciência dura. Nesse sentido, o estudo de novos modelos abertos de PD&I que atendam a esses novos determinantes de mercado aplicados ao segmento de TICs e biotecnologias tem se tornado ainda mais relevante. Esta pesquisa tem como objetivo investigar modelos abertos de arranjos baseados em biotecnologia em regiões de crescimento econômico diversificado, como Irlanda e Brasil. Por meio de entrevistas com empresas de desenvolvimento de biotecnologia e do uso de um questionário estruturado, analisamos casos reais de apoio ao desenvolvimento de novas tecnologias, evidenciando assim sua estrutura de negócios e relevância para o fortalecimento do mercado de biotecnologia. Como conclusão, pretendemos entender o papel que essas instituições desempenham no ecossistema de inovação no Brasil e na Irlanda, especialmente em termos de conexão de atores e fortalecimento de oportunidades e relacionamentos de PD&I.

A fração peptídica de baixo peso molecular (FBP) do veneno da serpente Bothrops jararaca foi descrita na literatura por propiciar a sobrevivência das células do hipocampo em cultura contra a apoptose induzida por H2O2, mas não em células neuronais da linhagem SH-SY5Y. No presente estudo, outro tipo celular foi adotado para analisar a atividade neuroprotetora da FBP frente aos danos celulares ocasionados pela condição de estresse celular induzido por H2O2 em um modelo dopaminérgico - células neuronais da linhagem PC12 que expressam as catecolaminas, dopamina e norepinefrina. Células foram pré-tratadas por 4 h com FBP (25 a 0,04 µg.mL-1)a 37°C, seguido da adição de H2O2 (0,5 mM) por 20 h e os efeitos neuroprotetores analisados por integridade celular, metabolismo mitocondrial; produção de espécies reativas de oxigênio (EROs); síntese de óxido nítrico (NO) -  dosagem indireto por nitritos; e, dosagem de ureia como marcador indireto da atividade arginase. O envolvimento do metabolismo da L-arginina no mecanismo de neuroproteção foi verificado utilizando-se inibidores específicos da oxido nítrico sintetase (NOS) e argininosucinato sintetase (AsS) – L-Name e MDLA, respectivamente. A FBP a 0,78 µg.mL-1 aumentou a integridade celular (113,6 ± 6,3%) e metabolismo (96,3 ± 10,3%) contra a neurotoxicidade induzida por H2O2 (75,6 ± 5,8 %; 66,5 ± 3,3%, respectivamente), reduzindo significativamente a produção de EROs. Contudo, na presença de MDLA, a FBP não demostrou atividade neuroprotetora e nem reduziu EROs o que pode sugerir que a atividade neuroprotetora da FBP é dependente da disponibilidade de L-arginina. Ainda, a FBP restaurou os níveis de nitritos em relação ao estresse oxidativo. Curiosamente, o L-Name inibiu o efeito neuroprotetor da FBP em PC12, indicando que a produção de NO pode também estar envolvida no mecanismo neuroprotetor da FBP. Verificou-se ainda que a ureia produzida pelas células PC12 foi excretada para o meio extracelular e que a FBP aumentou os níveis de ureia em relação ao grupo exposto ao H2O2, sugerindo que os níveis de ornitina também aumentaram. No geral, este é o primeiro estudo a mostrar que o mecanismo neuroprotetor da FBP frente aos efeitos neurotóxicos ocasionados pelo estresse oxidativo em células neuronais do tipo PC12, possivelmente pode ser explicado pelo aumento na biodisponibilidade da L-arginina, causada pelo aumento da atividade AsS, e a geração de seus metabólitos com propriedade neuroprotetora. Sabe-se que a ornitina pode formar putrescina que serve como precursor imediato para a síntese das outras duas poliaminas, espermidina e espermina. Isso poderia ser um indicativo de que a síntese de poliaminas pode ser um mecanismo pelo qual a FBP desempenha a sua atividade neuroprotetor.

A Síndrome Cardiorrenal do tipo 3 (SCR 3) é caracterizada pela lesão renal aguda que desencadeia dano subsequente no tecido cardíaco. Já está bem estabelecido na literatura que o sistema imunológico e o estresse oxidativo desempenham um papel importante ativamente nos processos moleculares presentes na SCR. Além disso, as alterações cardiovasculares associadas ao SARS-CoV-2 têm sido alvo de inúmeros estudos uma vez que pacientes acometidos pelo novo coronavírus apresentam um importante quadro inflamatório sistêmico, responsável pelos danos em diversos tecidos, especialmente coração, rins e vasos, convergindo para o estudo da SCR. Contudo, os mecanismos celulares e moleculares envolvidos no desenvolvimento da SCR 3 ainda não são completamente conhecidos. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo mimetizar a SCR 3 in vitro e investigar a contribuição de moléculas inflamatórias em 2 modelos de lesão renal: i) induzida por hipóxia e ii) induzida por proteínas acessórias do genoma do SARS-CoV-2. Assim, células renais (HEK293) foram submetidas a protocolos de normóxia (NX) ou hipóxia por 16h seguidas de 3h de reoxigenação (HX), tratadas ou não com um inibidor da síntese de NO (L-NAME). O sobrenadante dessas células foi transferido para células cardíacas (H9c2) por 24h. Células renais e cardíacas também foram transfectadas por 48h com as proteínas acessórias do SARS-CoV-2 ORF3a e ORF8 (HEK293-T e H9c2-T) e, para avaliar se ocorria sinalização de SCR3, o sobrenadante das células HEK293-T foi transferido para células cardíacas não transfectadas (H9c2-MC) por 12h. A análise da expressão dos genes de interesse foi avaliada por RT-qPCR, O conteúdo de NO foi avaliado no meio intra e extracelular por amperimetria. A viabilidade celular foi avaliada por MTT. A hipóxia em células renais aumentou a expressão gênica do marcador de hipóxia CA9, mas não de Hif1α. Além disso, houve uma diminuição significativa na viabilidade celular em células renais submetidas à hipóxia e o L-NAME foi capaz de prevenir essa redução. O tratamento com L-NAME e a hipóxia reduziu a expressão gênica dos marcadores inflamatórios IL6 e IL1β. A hipóxia aumentou a expressão gênica de TNFα e a razão Bax/Bcl2, indicando sinalização pró apoptótica. Em relação ao conteúdo de NO, observou-se uma grande quantidade de NO extracelular e baixo conteúdo intracelular, o que corrobora os baixos níveis das 3 isoformas das NOS em hipóxia nas células renais. Nas células cardíacas, observou-se uma diminuição significativa na viabilidade celular em células cardíacas tratadas por 30 min com meio condicionado pelas células renais em hipóxia. As células cardíacas expostas ao meio condicionado do grupo Hx/LNAME tiveram redução da expressão gênica de IL1β e aumento da expressão de αActina. Além disso, o tratamento com L-NAME foi capaz de diminuir o conteúdo total de NO em células cardíacas que receberam o meio condicionado de células renais em normóxia mas aumentou as somatórias das frações de NO em hipóxia, apesar da isoforma nNOS apresentar expressão diminuida em situação de hipóxia. Em relação ao segundo protocolo experimental, a transfecção por 48h com as proteínas acessórias do SARS-CoV-2 foi capaz de reduzir a viabilidade de células cardíacas e renais. Contudo, não houve redução na viabilidade de células cardíacas tratadas com sobrenadante de células renais transfectadas. Além disso, a transfecção com as ORF3a e ORF8 aumentou a expressão gênica de ACE2 e IL1β em HEK293-T e H9C2-T mas não em H9c2-MC. Em conclusão, i) o bloqueio do NO exerce papel importante na viabilidade celular bem como no ajuste dos níveis de NO em situações de estresse, como o modelo de hipóxia, ii) o efeito da redução na viabilidade celular e o aumento de citocinas pró inflamatórias parece ser direto pela transfecção direta das proteínas acessórias e não relacionado ao meio condicionado.

A mortalidade embrionária é uma das principais causas de perda econômica em sistemas de produção e pode estar associada a fatores envolvidos na atividade inflamatória e apoptose. Estudos indicam que a interleucina-10 (IL-10) ao se ligar ao seu receptor especifico induz a inibição da atividade do NF-κB reduzindo expressão de genes responsáveis pela produção de citocinas pró-inflamatórias, como por exemplo o fator de necrose tumoral (TNF-α). A IL-10 é uma citocina pleiotrópica que controla os processos inflamatórios suprimindo a produção de citocinas pró-inflamatórias que são transcricionalmente controladas pelo NF-κB. Em seu estado inativo o NF-κB está presente no citoplasma como um heterodímero p50-p65, ligado à sua proteína inibidora IkB. Citocinas pró-inflamatórias, como o TNF-α, ativam o NF-κB, estimulando a atividade de quinases IkB (IKKs) permitindo assim a liberação do NF-κB para o núcleo. O homodímero de IL-10 possui um receptor tetraédrico do tipo II, composto por duas subunidades α e β. A subunidade α é expressa em células hematopoiéticas (como células T, B, NK, mastócitos e dendríticas) enquanto a subunidade β é expressa de um modo geral. Quando se liga ao seu receptor IL-10R-α e -ß, ativa a via de sinalização Jak1-Stat3. A ativação de Jak1, induz a ativação de Stat3. Ao ser ativado a Stat3 entra no núcleo inibindo a atividade de ligação ao DNA de NF-κB, e bloqueando a da atividade de IkB. A presente dissertação teve como objetivo a investigação do efeito da IL-10 e do TNF-α sobre a competência e criotolerância de embriões bovinos produzidos in vitro. Para tanto, o efeito da IL-10 foi investigado sobre o desenvolvimento e qualidade embrionária in vitro e sobre atenuação dos efeitos pró-inflamatórios induzidos pelo TNF-α. Adicionalmente, foi avaliada a criotolerância de embriões suplementados com IL-10, antes e após a criopreservação, e os blastocistos obtidos foram interrogados quanto a viabilidade celular (apoptose celular e número de células totais). Para análise estatística, modelos univariados de dados foram  utilizados, assumindo o nível de significância de 5%. Como resultados foi observado indícios dos efeitos tanto da IL-10 como do TNF-α sobre a competência do desenvolvimento embrionário, o TNF-α tem um efeito prejudicial na competência do desenvolvimento embrionário e na criosobrevivência por retardar a morfocinética e eventos relacionados à apoptose, enquanto a IL-10, quando combinada com o TNF-α, parece atenuar os efeitos prejudiciais do TNF-α.

O desenvolvimento de inovações tecnológicas criadas a partir do avanço científico das diferentes áreas da biotecnologia apresentam potencial para resolver muitos dos problemas da sociedade moderna, como maior produtividade em agricultura e produção de biocombustíveis. As empresas buscam estratégias para alcançar diferenciações capazes de produzir produtos e serviços para o mercado que gerem vantagens competitivas sustentáveis em relação a seus competidores. Diante do cenário promissor e simultaneamente competitivo em que se encontram as empresas de biotecnologia, métodos que busquem gerenciar o desenvolvimento de inovações e proporcionar insumos tecnológicos, competitivos e de mercado tornam-se importantes ferramentas para o desenvolvimento dos negócios das empresas do setor. Neste contexto, as ferramentas de inteligência competitiva e tecnológica constituem importantes elementos para captar, tratar e analisar informações para subsidiar o processo de tomada de decisão no presente em favor de inovações tecnológicas de impacto futuro. Considera-se ainda a racionalidade dos negócios em biotecnologia, que apresenta características próprias do setor, como o alto investimento no estágio inicial das empresas, forte presença de redes de colaboração e complexo e demorado processo de pesquisa e desenvolvimento para que os produtos tenham sucesso e cheguem ao mercado. Diante disso, o presente estudo pretende investigar como as rotinas de inteligência competitiva e tecnológica podem orientar o desenvolvimento de inovações tecnológicas para as empresas em biotecnologia. Em um segundo momento, pretende-se também construir um modelo analítico para a aplicação de ferramentas de inteligência competitiva e tecnológica para as empresas biotecnológicas, em condições normais de ambiente.

As microalgas vêm ganhando visibilidade pela sua capacidade de produzir biocombustíveis, biofármacos, suplemento para consumo humano e animal e tratamento de águas residuais. Porém, os fotobiorreatores que permitem o seu cultivo, podem ser caros e inacessíveis para escolas e universidades. Assim, este trabalho visou desenvolver um fotobiorreator de bancada de código aberto e de baixo custo, capaz de monitorar e controlar em tempo real parâmetros essenciais como temperatura, pH, quantidade de luz incidida e controle de nutrientes. Assim, possibilita-se um melhor desempenho e viabiliza o uso nestas instituições. A fim de avaliar a possibilidade de uso do equipamento para cultivo de microalgas, foram realizados cultivos com o organismo modelo Chlamydomonas reinhardtii, tanto a cepa selvagem CC1690, como uma recombinante expressando a proteína fluorescente mCherry. O reator foi construído com materiais de baixo custo, como vidrarias de laboratório e impressão 3D. Para controle do bioprocesso, utilizou-se do computador Raspberry Pi com interface web. Para identificação da fase de crescimento, utilizou-se a leitura de cor do meio como indicação indireta da curva de crescimento. Confirmou-se a correlação entre a leitura da cor verde no fotobiorreator, e as leituras em OD750. Os resultados de crescimento celular do fotobiorreator foram similares aos resultados obtidos para os cultivos realizados em frascos de Erlenmeyer em agitador orbital. Mostrou-se assim um equipamento capaz de mimetizar ambientes de maneira controlada em pequena escala, com acompanhamento em tempo real, mas ainda necessitando de aprimoramentos.

O uso indiscriminado de agentes químicos na agricultura representa um dos principais problemas socioambientais enfrentados pela humanidade. Neste sentido, pesquisas têm proposto soluções sustentáveis para o controle de patógenos nas plantações mediante intervenção de ferramentas como o controle biológico. O controle biológico baseado na aplicação de microrganismos benéficos ao solo e seus respectivos metabólitos secundários consiste em uma das formas mais efetivas de combate a pagras e doenças da agricultura; todavia, a caracterização desses metabólitos e a compreensão da maquinaria biossintética empregada por estes microrganismos ainda são obstáculos na descoberta de produtos naturais. Considerando este cenário, o presente trabalho buscou dar início a identificação de potenciais biomoléculas com atividade antifúngica, produzidas pelas espécies Streptomyces albidoflavus e Streptomyces misionensis. Mediante ensaios biológicos in vitro de antagonismo, caracterizações de metabólitos secundários obtidos por análises de Espectrometria de Massas acoplada a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (LC-MS), aliadas a predições genômicas (Genome Mining), e ensaios in vivo realizados pela parceira Agrivalle, este trabalho fornece dados que instigam a compreensão das interações entre bactérias benéficas, plantas e patógenos. Os resultados revelaram que as espécies Streptomyces albidoflavus e Streptomyces misionensis são potenciais agentes antagonistas contra os fungos patogênicos Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Corynespora cassiicola e Colletotrichum truncatum, além de evidenciar a estreita relação existente entre as fontes nutricionais dos meios de cultura e a composição do metabolismo secundário das bactérias investigadas.

As fosfolipases A2 secretórias enzimas presentes no veneno de várias espécies de serpentes. Essas enzimas têm a capacidade de hidrolisar a ligação éster do ácido fosfatídico presente nas membranas celulares, liberando ácido araquidônico e lisofosfolipídeos. Além disso, algumas fosfolipases A2 secretórias podem apresentar atividade neurotóxica, cardiotóxica e miotóxica, por exemplo. A clonagem das enzimas de Cascavel permitiria vários estudos de mudanças pontuais da proteína para examinarmos aspectos importantes desta enzima e elucidando perguntas essenciais. A primeira seria em relação ao mecanismo de catalise destas enzimas e como seria a forma de processamento do fosfolipídio de membrana, pois mesmo com o uso de inibidores da atividade enzimática, a atividade farmacológica pode não ser inibida. Entretanto, a clonagem e expressão realizada neste trabalho não foi suficiente para atingirmos grandes quantidades da proteína. Deste modo, foram realizados estudos in silico que foram cruciais para determinar que existe uma mecânica de processamento do fosfolipidio. Mostramos que os resíduos de Lys na porção C terminal das sPLA2 tanto de Cascavel quanto de Bothrops jararacussu são o primeiro ponto de ancoragem na membrana. Posteriormente, alguns fosfolipidios acessam a porção do sítio ativo e em todos os cenários, os resíduos de asp49 his 48 são cruciais para a catalise. Nosso trabalho  também sugere dois pontos de saída dos produtos  que são o lisofosfolipidios e o ácido graxo livre poliinsaturado. O segundo ponto importante foi mostrar que a catalise não é importante para a atividade farmacológica e que no caso das PLA2 catalticamente não ativas ou Lys49 estas toxinas se ligam e interagem com a membrana e que o fosfolipídio ocupa de forma adequada o sitio enzimático, mas se ser processado e fortemente estabilizado na cavidade do sítio ativo.

Os conhecimentos contidos na medicina popular têm sido uma importante fonte para a descoberta de novos compostos de interesse médico em diferentes espécies vegetais. Considerando-se a biodiversidade brasileira e a importância de se estudá-la, investigamos o potencial medicinal de duas plantas nativas, Casearia sylvestris e Hyptis lacustres. Para isso, foram colhidas folhas de ambas as espécies para o preparo de extratos aquoso e alcoólicos (etanólico e metanólico), preparados por meio de decocção e maceração, respectivamente. A citotoxicidade foi avaliada por ensaio de MTT aplicando-se os extratos (concentrações; 1000, 100, 50 e 25 μg/mL) em cultura de células Vero. Com a mesma linhagem celular, foi avaliado o efeito do extrato aquoso de C. sylvestris na cicatrização, através de um ensaio de migração celular. A atividade antimicrobiana dos extratos (concentrações: 500, 250, 100, 50 e 25 μg/mL) foi investigada realizando-se ensaio líquido de inibição de crescimento (microrganismos: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Candida tropicalis e Candida kruzei) e de formação de biofilme (bactérias: P. aeruginosa e S. aureus). Quanto à sua composição, os extratos foram analisados através das técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Dentre os resultados obtidos, nenhum dos extratos foi citotóxico para células Vero e o extrato aquoso de C. sylvestris não interferiu na migração celular. Os extratos de C. sylvestris não inibiram o crescimento dos microrganismos testados, porém, seu extrato aquoso reduziu a formação e manutenção de biofilme da bactéria Gram-negativa P. aeruginosa. O extrato aquoso de H. lacustris inibiu parcialmente o crescimento da bactéria Gram-negativa E. coli e totalmente o das bactérias Gram-positivas S. aureus e S. epidermidis, além disso, mostrou-se bactericida para S. aureus. Curiosamente, o extrato aquoso não inibiu a formação e manutenção do biofilme de S. aureus, porém foi efetivo contra biofilmes de P. aeruginosa. Já os extratos alcoólicos de H. lacustris apenas inibiram parcialmente o crescimento da levedura C. krusei. As análises por RMN e FTIR identificaram possíveis compostos aromáticos fenólicos, além de compostos alifáticos e polissacarídeos. Conclui-se que os extratos estudados podem ser seguros para futuras aplicações uma vez que não são citotóxicos e o extrato aquoso de C. sylvestris pode não interferir na cicatrização tecidual, uma vez que não afetou a migração celular o que é desejável para aplicações tópicas. Ademais, o extrato aquoso de H. lacustris é uma potencial fonte de antibacterianos e as propriedades antibiofilme dos extratos aquosos de ambas as espécies os tornam interessantes para aplicações em ambientes hospitalares ou na indústria alimentícia como forma de prevenção de contaminações persistentes.

O propósito desta tese consistiu na elaboração de uma metodologia para isolar a massa celular interna (MCI) e o trofoectoderma (TE) de embriões bovinos, bem como analisar seus perfis lipídicos e metabólicos diferenciais. Para atingir esse objetivo, complexos cumulus-oócitos (CCO) foram submetidos a processos de maturação in vitro (MIV), fertilização in vitro (FIV) e cultivo in vitro (CIV) para produção de embriões. Experimento I: Blastocistos expandidos (N=45/grupo) foram divididos em três grupos: (1) Blastocistos não biopsados (controle); (2) Blastocistos com cortes transversais; (3) Blastocistos cortados verticalmente. Após a microcirurgia, os demi-embriões foram mantidos em cultura por 12 horas para análises moleculares posteriores. Para avaliar a viabilidade, embriões re-expandidos de todos os grupos (N=15/grupo) foram submetidos ao ensaio de TUNEL e ao ensaio de imunolocalização das proteínas NANOG e CDX2 (N=15/grupo) para examinar o impacto das biopsias (MCI e TE, e somente TE) no desenvolvimento, apoptose e diferenciação das diferentes linhagens celulares. Experimento II: Blastocistos expandidos (controle) e as biopsias enriquecidas da MCI e TE (N=15/grupo) foram utilizados para identificar um biomarcador de TE, investigando a proteína CDX2, validando assim a técnica de microcirurgia e/ou imunocirurgia. Experimento III: As biopsias da MCI e TE enriquecidas foram agrupadas em pools de 15 biópsias por réplica (N=4 réplicas/grupo) e submetidas à análise de espectrometria de massas do perfil lipídico e metabólico através do monitoramento de reações múltiplas (perfil-MRM). Os resultados obtidos indicam que a técnica de obtenção de biopsias de MCI e TE foi bem sucedida, com praticamente ausência de marcação de CDX2 nas amostras que continham apenas MCI. Na análise de viabilidade, embora pequenas alterações morfológicas tenham ocorrido nos embriões submetidos à microcirurgia, não foram observadas diferenças significativas nas taxas de re-expansão, demonstrando a capacidade regenerativa dos embriões (p<0,05). Em relação à apoptose, o grupo de incisão transversal não apresentou alterações significativas em comparação com o grupo de controle, enquanto o grupo de incisão vertical mostrou um aumento na apoptose. Surpreendentemente, na análise de imunolocalização, o grupo de incisão vertical exibiu uma maior expressão de NANOG, indicando uma tentativa de manutenção da pluripotência. Em relação à proporção de ICM/TE nos embriões biopsados, ambos os grupos mantiveram uma proporção próxima de 1:1, destacando a plasticidade embrionária mesmo em condições adversas. No que diz respeito ao perfil metabolômico, a MCI demonstrou um claro comprometimento com a biossíntese do próprio organismo em desenvolvimento, utilizando aminoácidos abundantes e expressando classes lipídicas associadas ao metabolismo energético. Em contraste, as células do TE estiveram principalmente envolvidas na preparação para a implantação, no reconhecimento materno e no apoio à MCI durante o desenvolvimento. Em resumo, este estudo contribui significativamente para o entendimento do comportamento embrionário e das respostas às manipulações, como a microcirurgia. Além disso, os resultados fornecem informações valiosas sobre as assinaturas lipídicas e metabólicas e vias que definem essas células embrionárias iniciais, avançando nossa compreensão dos processos intricados subjacentes ao desenvolvimento embrionário inicial.

O processo de institucionalização da Biotecnologia no Brasil vem sendo destacado por meio de descobertas no campo biológico e industrial, acompanhando a lógica econômica, ambiental e social, mediante a isso, a proteção destes estudos e inovação passam por uma lacuna de conhecimentos e apoio de Instituições que compreendam os desafios de processos regulatórios para uma expansão estruturada e direcionada. O presente estudo aborda a interseção entre a biotecnologia, transferência de tecnologia, negócios e pesquisa no contexto brasileiro. A partir de uma pesquisa interna com profissionais de Instituições públicas e privadas, e levantamento do nível de conhecimento técnico e práticas realizadas por pesquisadores e empresas, propõem-se a elaboração de um framework que possibilite a análise de viabilidade de proteção de inovações, com foco na avalição das esferas de impacto sociais e econômico-financeiras. A pesquisa utiliza uma abordagem de múltiplos casos para examinar exemplos concretos e verificar como as patentes desempenham um papel fundamental na promoção da inovação, na transferência de conhecimento cientifico para aplicações comerciais e no suporte a pesquisa na área de biotecnologia. Ao analisar esses casos, busca-se identificar padrões, desafios e oportunidades relacionados a análise de patentes em suas aplicações, evidenciando questões que envolvam propriedade intelectual e colaboração entre diferentes atores (academia, empresas, governo) e os impactos socioeconômicos das inovações biotecnológicas. A contribuição desta pesquisa ocorre na compreensão mais profunda de como as patentes estão contribuindo, potencializando e influenciando formuladores de políticas, pesquisas, empresas e demais interessados na promoção da inovação e do avanço cientifico deste setor.

A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa associada a
demência tardia, chegando a ser cerca de 80% dos casos de demência em
idosos. Ela acomete principalmente pessoas acima de 65 anos e tem como
característica a perda de memória recente e outros agravantes conforme o
avanço nos estágios da doença. Para seu diagnóstico neurológico é necessário
que sejam encontradas duas características: as placas formadas pela proteína
β-amiloide (Aβ) e os emaranhados neurofibrilares contendo a proteína tau
fosforilada. A presença desses fatores desencadeia o aumento do estresse
oxidativo. Quanto maior a presença desses fatores, teoricamente maior o
estresse oxidativo, assim como o aumento do estresse oxidativo pode estar
envolvido na formação das placas de β-amiloide. O estresse oxidativo ocorre
quando a concentração das espécies reativas de oxigênio, nitrogênio ou outros
radicais livres é maior que a concentração dos agentes antioxidantes. As
espécies reativas de oxigênio e nitrogênio são capazes de reagir com
proteínas, lipídios e DNA, causando danos que podem levar à morte celular.
Para evitar esta ação danosa, o organismo dispõe de agentes antioxidantes
como a enzima superóxido dismutase 1 (Cu,Zn-SOD ou SOD1). Desta forma, o
estudo de como se desencadeia o estresse oxidativo e quais os fatores que
afetam a DA com o desbalanço oxidante/antioxidante é um ponto importante
para se entender a doença. Nesta dissertação, analisou-se como antioxidantes
exógenos podem atuar no estresse oxidativo em um modelo celular in vitro.
Para isso, foram usadas células de hipocampo (HippoE2) induzidas à condição
de excesso de proteínas beta-amiloide através da adição do oligômero β-
amiloide 1-42 . Como tratamento contra o estresse oxidativo foram escolhidos os
antioxidantes oleuropeína, hidroxitirosol e resveratrol, que são conhecidos em
literatura por seus potenciais antioxidantes e capacidade de diminuir as placas
de β-amiloide. Para tal avaliação até o momento verificou-se a viabilidade
celular e a localização da superóxido dismutase 1 por imunofluorescência. No
ensaio de viabilidade celular por MTT foi verificado que os antioxidantes

oleuropeína, hidroxitirosol e resveratrol na concentração de 50 µmol.L -1 ,
apresentaram aumento da viabilidade celular em comparação ao controle,
demonstrando serem capazes de estimular a proliferação celular da cultura
celular HippoE2. Também com o ensaio de viabilidade celular, foi verificado
que ao adicionar os antioxidantes oleuropeína na concentração de 15 µmol.L -1 ,
o hidroxitirosol e o resveratrol nas concentrações de 15 e 50 µmol.L -1 , nas
células em condição neurodegenerativa com a adição do oligômero Aβ 1-42, a
viabilidade celular aumentou em comparação com a células expostas apenas
ao oligômero Aβ 1-42 , mostrando uma ação protetora dos antioxidantes contra a
presença do oligômero. Com a análise de microscopia de fluorescência foi
possível observar que a superóxido dismutase 1 não alterou sua localização,
nem com as células em condição de adição de oligômero de Aβ e nem com os
tratamentos dos antioxidantes estudados, ao compararmos com as células
HippoE2 sem adição de tratamento.

As florestas urbanas emitem compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVB) para atmosfera, essa emissão pode ser induzida por vários fatores bióticos e abióticos levando a um aumento na taxa de emissão desses compostos. Nesse contexto, o presente estudo visa caracterizar a emissão dos voláteis de dez espécies vegetais mais abundantes em duas florestas urbanas, apresentar as características florísticas de cada local de estudo; investigar o perfil sazonal dos COVB presentes na atmosfera dos remanescentes florestais e verificar se são dependentes das condições meteorológicas e/ou dos poluentes, e.g. ozônio. A Reserva Florestal Morro Grande (RFMG) e o Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) foram os locais selecionados para o estudo. As amostragens foram realizadas no período úmido e seco, entre 2018 e 2019. Os COVB amostrados foram analisados por cromatografia gasosa (CGMS), identificados e separados por classes químicas: Voláteis das Folhas Verdes (VFV), Oxigenados (OXs), Monoterpenos (MTs) e Sesquiterpenos (STs). Os resultados da emissão foliar mostraram que as maiores proporções dos COVB emitidos pelas famílias na RFMG ultrapassaram 50% para os STs, para os OXs a contribuição foi entre 50-20% e para os MTs inferior a 15%. No PEFI os OXs foram majoritários para a maioria das famílias com mais de 95%. Alguns constituintes pertencentes às classes dos OXs, MTs e STs foram marcadores para o agrupamento das famílias dos locais como 3-hexenal, 1-octen, 3-ol, decanal, αgurjuneno, geranil isovalerato, cariofileno e β-ocimeno. A sazonalidade influenciou na emissão dos COVB entre os locais, apresentando uma maior contribuição dos STs na RFMG e OXs, bem como MTs no PEFI, com composição química distinta e concentrações variadas entre os períodos estudados. No período úmido, destacaram os constituintes α-gurjuneno na RFMG e 3-hexen 1-ol e D-limoneno no PEFI, enquanto no período seco foram proeminentes o β-cubebeno no PEFI e β-ocimeno na RFMG. Os resultados da atmosfera mostraram que a classes dos STs apresentaram maiores níveis médios no período úmido (0,98±0,47 ppbv) na RFMG. Os MTs tiveram níveis médios semelhantes nos dois períodos; seco (0,57±0,12 ppbv) e úmido (0,59±0,17 ppbv) na RFMG, enquanto no PEFI os níveis médios foram maiores no período úmido (0,83±0,35 ppbv). Os VFV apresentaram maiores níveis no período úmido para ambos os locais, RFMG (0,28±0,24 ppbv) e PEFI (0,28±0,29 ppbv). Já os OXs tiveram níveis maiores no seco em ambos os locais, RFMG (0,31±0,20 ppbv) e PEFI (0,28±0,17 ppbv). A variação temporal dos COVB foi bastante semelhante ao logo de 2018 e 2019, no entanto picos de concentrações foram observados entre os níveis mensais das classes no período seco e úmido. A temperatura e a umidade influenciaram nos níveis horários dos COVB nos locais, maiores níveis foram encontrados entre os horários das 9-11h no período seco na RFMG e no período úmido os maiores níveis foram entre os horários das 11-13h para as classes dos VFV e MTs. No PEFI, as máximas da temperatura e as mínimas da umidade ocorreram no horário das 11-13h em ambos os períodos, essas variações promoveram maiores níveis dos COVB no período seco e menores no úmido nesse mesmo horário. Os nossos resultados mostraram que a composição dos COVB emitidos pelas espécies vegetais presentes nas duas florestas urbanas é distinta e dependente de fatores ambientais. Ainda, os níveis das classes de COVB observados na atmosfera pode ter contribuição direta da vegetação local, bem como de outras fontes primárias ou outros processos atmosféricos

A bioimpressão é uma técnica que vem sendo aplicada nas áreas da medicina regenerativa e da engenharia de tecidos. Hidrogéis à base de polímeros naturais são conhecidos devido as suas propriedades favoráveis biocompatíveis, além de serem biomateriais atraentes para o encapsulamento celular, além de mimetizarem o ambiente natural da matriz extracelular (MEC). O tecido cartilaginoso é um tipo especializado de tecido conjuntivo. Por ser um avascular e possuir capacidade de proliferação limitada, as lesões na cartilagem são tipicamente seguidas de necrose. A quitosana (QUI) e o ácido hialurônico (AH) têm sido amplamente pesquisados para aplicações biomédicas. Nesse trabalho, nos propomos o desenvolvimento de uma biotinta a base de um hidrogel de quitosana, visando a engenharia do tecido cartilaginoso. O material desenvolvido foi caracterizado quanto à morfologia, citotoxicidade e viabilidade celular. O hidrogel obtido no Brasil passou por algumas adaptações no protocolo no instituto parceiro. O teste de citotoxicidade por extrato demonstrou ausência de citotoxicidade. O MEV mostrou diferenças na arquitetura entre os hidrogeis obtidos por liofilização e os bioimpressos. O processo de bioimpressão submete as células à muito estresse devido às condições de pressão pneumática, a espessura do nozzle, por as células estarem encapsuladas dentro do gel, o que limita as trocas gasosas e de líquidos, além do processo de cross-link. O teste de viabilidade celular identifica e quantifica a eficiência de processamento para as biotintas bioimpressas. Este teste mostrou que cerca de 50% das células se mantiveram viáveis após processo de bioimpressão. O hidrogel apresenta potencial tanto para as aplicações propostas quanto para outras aplicações que estão sendo estudadas. Gelifica em temperatura biológica ou com um agente de reticulação. Notou- se que não há diferença no intumescimento das diferentes formulações estudadas. Existem diferenças estruturais significantes entre os hidrogéis liofilizados e os hidrogéis bioimpressos. Na forma de biotinta, observamos a transição sol-gel de QUI e QUI-AH ocorre em temperaturas diferentes. Ambos apresentem comportamento viscoso semelhante, porém a presença de AH tende a aumentar as interações poliméricas em alta temperatura. Observamos que, na ausência de bioimpressoras, podemos utilizar o TPP como agente de reticulação. A mesma não demonstrou citotoxicidade significativa, porém as células ainda mostraram dificuldades de crescem no interior da biotinta. Após testar diferentes composições, verificamos que as formulações mais indicadas para uma biotinta é a QUI-HA, seguida da QUI.

A isquemia e reperfusão (IR) é a principal causa de lesão renal aguda (LRA). Durante a síndrome cardiorrenal (SCR), a LRA induz o desenvolvimento de hipertrofia cardíaca e disfunção contrátil, oriundas do manuseio incorreto de Ca²⁺ em cardiomiócitos, por meio de principalmente da inflamação sistêmica após 8 dias de IR renal. Recentemente, o composto Klotho foi descrito como um potente componente anti-inflamatório, sendo capaz de prevenir ou atenuar a inflamação. Assim, o tratamento com Klotho, poderia prevenir as alterações cardíacas da SCR. Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi investigar o papel terapêutico do Klotho na SCR, após IR renal unilateral. Para tanto, utilizamos camundongos machos C57BL/6, de 6 a 8 semanas, que sofreram lesão renal por IR unilateral, por oclusão do pedículo esquerdo por 60' e reperfusão por 8 dias. Os seguintes parâmetros foram avaliados: a estrutura e função do tecido renal usando histologia, biomarcadores bioquímicos e moleculares; a dinâmica de Ca²⁺ intracelular em cardiomiócitos ventriculares adultos; e os níveis séricos de citocinas inflamatórias. Os animais foram tratados com proteína recombinante Klotho desde o dia da cirurgia, diariamente por 8 dias. Como resultados, pode-se observar que após o tratamento com Klotho por 8 dias, os animais tiveram sua função renal restaurada, porém, o tratamento com Klotho não foi capaz de prevenir o dano estrutural renal. Ao observar o tecido cardíaco, o tratamento com Klotho foi capaz de prevenir a hipertrofia cardíaca induzida pela IR, assim como a diminuição da contração celular, a diminuição dos transientes sistólicos de Ca²⁺ e da atividade da Ca²⁺-ATPase do retículo sarco/endoplasmático (SERCA) (medida como decaimento dos transientes de Ca²⁺), o aumento da liberação espontânea de cálcio e da incidência de eventos pró-arrítmicos. Adicionalmente, o Klotho evitou o aumento dos níveis séricos de IL-6, IL-1b e TNF-a. Dessa maneira, o tratamento com Klotho se mostrou ser bem promissor, desempenhando um papel importante na fisiopatologia da SCR 3. Não foi possível observar um papel renoprotetor do composto no modelo, por outro lado, foi demonstrado um papel cardioprotetor do Klotho através da normalização do ciclo de Ca²⁺ dos cardiomiócitos e prevenção da hipertrofia cardíaca. Por fim, propomos que a inflamação é um dos principais mecanismos de atuação do Klotho, no modelo de SCR 3 induzida por IR unilateral.

            A analise de imagens radiográficas tem se mostrado nas últimas décadas como uma eficiente ferramenta no diagnóstico precoce de algumas enfermidades. Mamografias são aparelhos radiológicos específicos para o estudo das mamas, em especial para o estudo de nódulos mamários que auxiliam na interpretação de mastologistas sobre as características de tais nódulos, classificando-os como malignos ou benignos. Embora o câncer de mama seja um dos tipos de cânceres que mais acomete as mulheres e, consequentemente, com maiores índices de mortalidade no mundo, ele possui altos índices de cura quando diagnosticado precocemente. Sendo assim, o uso de tecnologias que colaboram com o diagnóstico mais preciso tem sido cada vez mais utilizados. Imagens mamográficas de um banco público de acesso, DDMS (digital database for screening mammography), foram utilizadas para treinar um programa de inteligência artificial (IA), OpenVino, um programa gratuito desenvolvido pela empresa Intel que modela padrões de reconhecimento de imagens. Tal método apresentou resultados significativos quando comparado com outros métodos aqui apresentados, com resultados de 87,8 % de reconhecimento adequado quanto à malignidade ou não do tumor nas imagens de incidência craniocaudal (CC) direitas e 86,8 % nas esquerdas, bem como 84,4 % de assertividade nas imagens de incidência mediolateral-oblíqua (MLO) direitas e 86,9 % na esquerdas, tendo sido usada a curva ROC (Receiver Operating Characteristic) para corroborar com o uso congruente dos parâmetros do programa. Entendemos que o sistema desenvolvido neste trabalho pode auxiliar os profissionais da área medica e auxiliar no diagnóstico do Câncer de mama.

A ciência e a tecnologia devem ser vistas como fortes aliadas na tomada de decisão para a implementação de ações na produção agrícola e agroindustrial que possam contribuir para o aumento na produção de combustíveis e alimentos aliados com as questões de sustentabilidade e o incentivo a adoção de alternativas tecnológicas  presente nos objetivos e princípios da Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio). A política estabelecida pelo Governo Federal propõe ações, atividades, projetos e programas, que deverão viabilizar oferta de energia cada vez mais sustentável, competitiva e segura, impulsionando  e consolidando o desenvolvimento tecnológico e a inovação para aumentar a competitividade dos biocombustíveis na matriz energética nacional e a acelerar o desenvolvimento e a inserção comercial de biocombustíveis avançados e de novos biocombustíveis. Nesse sentido, a adoção da biotecnologia para a produção de alimentos, combustíveis e de bioenergia pode representar novas oportunidades, mas também muitos desafios, como a priorização de um ou de outro sem riscos à segurança alimentar, que é tida como um tema caro para o setor agropecuário. Por outro lado, o uso da biotecnologia pode representar ganhos de agilidade,  eficiência e redução de custos nos processos produtivos.   O presente estudo teve como objetivo geral investigar como a biotecnologia é incorporada nos processos produtivos do setor sucroenergético, observando-se oportunidades na adoção de alternativas tecnológicas para diversificação de sua produção, reaproveitamento dos subprodutos e aumento na rentabilidade do setor para o estado de São Paulo. Para tanto foi realizado a revisão de literatura e utilizado informações de artigos de bases científicas, foi estabelecida a estratégia de busca para pesquisa de patentes  e a elaboração e aplicação do instrumento de pesquisa apresentado neste trabalho.  Os dados pesquisados subsidiou as análises apresentadas no presente trabalho e permitiu a elaboração de um mapa analítico do sistema agroindustrial e o posicionamento de soluções biotecnológicas no processo produtivo da cana de açúcar e a elaboração de um protocolo de rotinas, ferramentas e procedimentos para internalização da biotecnologia na cadeia. Observou-se oportunidades na área de bioeconomia, especialmente na área de biológicos, a serem exploradas pelo setor com o objetivo de explorar novos mercados que utilizem os produtos e subprodutos oriundos da agroindústria.

A morfogênese e a polaridade celular são processos importantes para a diferenciação celular e para o desenvolvimento dos eucariotos. Uma das vias de sinalização que regula e mantém a polaridade celular bem como a morfogênese celular é a via RAM/MOR (Regulation of Ace2p activity and cellular Morphogenesis/Morphogenesis Orb6 Network) presente em fungos e a via correspondente Hippo-like descritas em animais. O gene Mo25/Hym1codifica uma proteína adaptadora altamente conservada que faz parte da via RAM/MOR, regulando a atividade quinase das proteínas da família STE20. Já foi descrito que leveduras deletadas para o gene Mo25/Hym1 no background Ssd1-/- apresentam problemas na morfogênese do broto, levando à perda da polaridade celular. Apesar de componentes da via RAM/MOR terem sido identificados em Arabidopsis thaliana, ainda há poucos estudos sobre essa via em plantas. Em Arabidopsis foram encontrados quatro homólogos ao gene Mo25, denominados AtMo25-1 a AtMo25-4 e dados preliminares do grupo mostraram que uma linhagem mutante do gene AtMo25-1 (mo25-1) apresentou redução no tamanho da roseta e folha comparado à planta selvagem. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi conhecer a função de AtMo25-1 durante o desenvolvimento vegetal através de estudos com uma linhagem mutante (mo25-1) e linhagens complementadas com o cassete p35S-AtMo25-1. Neste trabalho, foram obtidas três linhagens independentes de plantas mo25-1 complementadas com o cassete p35S-AtMo25-1 e o desenvolvimento destas foram comparadas com plantas mo25-1 e do tipo selvagem (Col-0). Nossos dados apontam que mo25-1 apresentou a área total da roseta, o comprimento da folha, da lâmina foliar e do pecíolo de plantas ligeiramente menores do que plantas Col-0 e que estes fenótipos foram parcialmente resgatados nas plantas complementadas. Diferenças no tamanho das células, índice estomático e área da folha não foram estatisticamente significativas entre as linhagens, mas o numero de células/folha foi menor em plantas mo25-1, fenótipo este resgatado em plantas complementadas. Não foram observadas diferenças significativas no comprimento total das raízes das plantas estudadas, mas a organização da ponta da raiz de plantas mo25-1 parece ser diferente com a região da zona meristemática mais curta quando comparadas com plantas do tipo selvagem. Dados de expressão em larga escala disponíveis nos bancos de dados públicos mostram que a expressão de AtMo25-1 é induzida quando plantas são submetidas a infecção por fungos. Nossos dados mostraram que a expressão de FRK1, um gene da resposta imune disparada por PAMP (Pathogen associated molecular pattern), foi induzida em mutantes mo25-1, assim como a deposição de calose afetada após injúria mecânica. Ambas respostas fazem parte do repertório de defesa da planta frente à ataque de patógenos, sugerindo que AtMo25 também possa estar envolvido na cascata de sinalização de defesa a patógenos. De forma geral, nossos dados mostram que este gene parece ter um papel no desenvolvimento geral da planta, tanto na parte aérea quanto na raiz, como também sugere que possa estar envolvido na via de sinalização da resposta imune da planta. 

A Chlamydomonas reinhardtii é uma microalga verde modelo para diversas áreas de estudo, incluindo a engenharia genética. Essa microalga possui os genomas do núcleo, cloroplasto e mitocôndrias totalmente sequenciados, possibilitando seu uso para expressão heteróloga de proteínas simples até as mais complexas. Diversas pesquisas comprovam a capacidade de expressão de biofármacos na C. reinhardtii entre eles, o hormônio somatotropina. Esse hormônio é sintetizado de forma fisiológica na hipófise de seres humanos e vertebrados, e o desequilíbrio nas concentrações ideais deste pode estar envolvido nas doenças hipopituitarismo e síndrome de Turner, tratadas atualmente com somatotropina recombinante produzida em Escherichia coli. Apesar desse hormônio já ter sido expresso no cloroplasto dessa microalga, os níveis de expressão foram baixos quando comparados às outras proteínas heterólogas nessa mesma plataforma. Tendo em vista as características e desvantagens da C. reinhardtii, este trabalho apresenta três capítulos com objetivos voltados para o aprimoramento dessa plataforma para uso biotecnológico. O primeiro capítulo apresentado tem como objetivo a expressão do biofármaco somatotropina em C. reinhardtii transgênica. Para isso, foram feitos ensaios de transformação genética de cloroplasto por biobalística e de núcleo por eletroporação. Apesar das diversas tentativas, não foi possível detectar a expressão heteróloga da somatotropina nas cepas transformadas. O capítulo seguinte deste trabalho teve como objetivo avaliar a literatura investigando a influência de regimes metabólicos (fotoauto-, hetero- e mixotrófico) no crescimento da C. reinhardtii selvagem e transgênica através de pesquisa cienciométrica. Foram feitas buscas nas bases de dados Web of Science e Scopus, onde foram encontrados 94 artigos na área entre os anos de 1969 e 2021. Entre os regimes metabólicos pesquisados, o mais frequentemente utilizado foi o fotoautotrófico (41% dos experimentos realizados), porém a análise dos resultados mostrou que o regime mais indicado para acúmulo de biomassa e proteínas recombinantes é o mixotrófico. Com base nesses resultados e outras variáveis que mostraram influência positiva no crescimento de cepas recombinantes, foi construído um planejamento experimental, apresentado no terceiro capítulo deste trabalho. O último capítulo teve como objetivo a otimização do acúmulo de biomassa de C. reinhardtii transgênica e aumento da atividade da proteína fluorescente mCherry. Para isso, foi desenvolvido um planejamento experimental DCCR com duas variáveis: concentração de cloreto de amônio e temperatura. Os ensaios foram conduzidos em frascos Erlenmeyer em shaker rotativo, utilizando a cepa pJP 22 mCherry que possui transformação no núcleo. Os resultados dos ensaios apontam a otimização do acúmulo de biomassa e na atividade da proteína mCherry na faixa de temperatura de 25 a 32 °C e com concentração de cloreto de amônio entre 450 e 750 mg/L.

O trato gastrointestinal (GI) humano abriga uma população complexa e dinâmica de microrganismos conhecidos como microbiota intestinal (a maioria deles bactérias, mas também vírus, fungos e protozoários), que desempenha uma importante influência no hospedeiro durante os estados de homeostase e doença. Como tendência, na última década, muitos estudos relataram o papel da dieta como um dos principais fatores na modulação da microbiota intestinal ao longo da vida. Embora muitos artigos relatem o efeito de fibras, probióticos, carboidratos e outros nutrientes e substâncias na microbiota intestinal, pouco se sabe sobre o impacto dos ácidos graxos poliinsaturados ômega-3 (PUFAs) nesse ambiente. Assim, neste estudo propomos a avaliação da influência dos PUFAs ômega-3 eicosapentaenóico (EPA) e docosahexaenóico (DHA) na microbiota intestinal através de um sistema in vitrodenominado TWIN-SHIME - Simulador do Ecossistema Microbiano Intestinal Humano. SHIME é um simulador multicompartimental, altamente flexível e dinâmico do intestino humano e um dos poucos modelos que mimetiza todo o trato gastrointestinal, incorporando estômago, intestino delgado e diferentes regiões do cólon. Neste trabalho, mimetizamos a parte luminal e mucosa de 5 regiões do intestino (estômago, íleo, cólons ascendente, transcendente e descendente) em réplicas denominadas seções A e B. As fezes de um doador saudável foram inoculadas por 28 dias divididos em 14 dias de estabilização, 7 dias de controle e 7 dias de tratamento com PUFAS ômega-3 DHA e EPA comercial. Nesse período, foram coletadas amostras para avaliar a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e também mudanças importantes na microbiota intestinal por meio de análises metagenômicas. Este estudo mostrou um aumento significativo da produção de acetato nos cólons ascendente e descendente e uma diminuição significativa na produção de butirato em todas as regiões do intestino após 7 dias de tratamento. Além disso, a análise metagenômica realizada pelo sequenciamento do gene 16S rRNA na plataforma Illumina MiSeq mostrou que o tratamento com EPA e DHA aumentou a abundância do filo Bacteroides nas regiões do cólon e também permitiu o crescimento deAkkermansia muciniphila conhecida como uma nova e promissora bactéria probiótica da próxima geração.

The main hindrances for cost effective skin injury treatments are tightly associated to the limited number of donors and the immunogenic reactions triggered by antigens present in the grafts. Beside the intense research and development in tissue engineering and regenerative medicine, Human Skin Equivalents (HSE) have been proposed both as clinical skin substitutes, due to their biocompatibility and non-immunogenicity, and models for permeation and toxicity studies. Since the last decades, the investigations of scaffolds, as framework environments for cell growth, have shown a boom of interest. It seems undoubtedly that a fibrous three-dimensional structure may reliably mimic the extracellular matrix. A large number of techniques has been used to produce fibrous mats, among which Rotary Jet-Spinning (RJS) appears undoubtedly as one of the most efficient. However, an important open challenge remains for the optimization of experimental design to get a fine control of the fibers morphology and size, as well as for the mat homogeneity and reproducibility. In this work, we present an experimental study on the formation process of polymer fibrous scaffolds, based on a biopolymer, Pullulan - PULL, and a synthetic polymer, Poly (vinyl alcohol) - PVA, by means of Rotary Jet-Spinning (RJS) technique. We have analyzed the influence of the polymer composition (X₁), solvent volatility (X₂) and RJS collector distance (X₃) on the fibers diameter (Y). The ranges of independent variables were 0:100–0:100 for the PULL:PVA blend composition, 0–100%  for DMSO percentage in DMSO/H₂O solvent mixture, 4–9  cm for collector distance. To minimize the number of required experiments for a complete evaluation, Response Surface Methodology (RSM) and Central Composite Rotatable Design (CCRD) have been performed using the Expert Design Software. The nanofiber morphology and thermal properties have been analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric measurements, respectively. It was found that the fibers diameter ranged from 300 nm to 1500 nm, depending on the for collector distance, and tightly on the rheological properties of polymer solution. The RSM analysis showed that a quartic model could best fit the experimental results.

The main hindrances for cost effective skin injury treatments are
tightly associated to the limited number of donors and the immunogenic
reactions triggered by antigens present in the grafts. Beside the
intense research and development in tissue engineering and regenerative
medicine, Human Skin Equivalents (HSE) have been proposed both as
clinical skin substitutes, due to their biocompatibility and
non-immunogenicity, and models for permeation and toxicity studies.
Since the last decades, the investigations of scaffolds, as framework
environments for cell growth, have shown a boom of interest. It seems
undoubtedly that a fibrous three-dimensional structure may reliably
mimic the extracellular matrix. A large number of techniques has been
used to produce fibrous mats, among which Rotary Jet-Spinning (RJS)
appears undoubtedly as one of the most efficient. However, an important
open challenge remains for the optimization of experimental design to
get a fine control of the fibers morphology and size, as well as for the
mat homogeneity and reproducibility. In this work, we present an
experimental study on the formation process of polymer fibrous
scaffolds, based on a biopolymer, Pullulan - PULL, and a synthetic
polymer, Poly (vinyl alcohol) - PVA, by means of Rotary Jet-Spinning
(RJS) technique. We have analyzed the influence of the polymer
composition (X1), solvent volatility (X2) and RJS collector distance
(X3) on the fibers diameter (Y). The ranges of independent variables
were 0:100–0:100 for the PULL:PVA blend composition, 0–100%  for DMSO
percentage in DMSO/H2O solvent mixture, 4–9  cm for collector distance.
To minimize the number of required experiments for a complete
evaluation, Response Surface Methodology (RSM) and Central Composite
Rotatable Design (CCRD) have been performed using the Expert Design
Software. The nanofiber morphology and thermal properties have been
analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric
measurements, respectively. It was found that the fibers diameter ranged
from 300 nm to 1500 nm, depending on the for collector distance, and
tightly on the rheological properties of polymer solution. The RSM
analysis showed that a empirical model could best fit the experimental
results.

A poluição ambiental e os desequilíbrios causados por esta no ar, solo e água geram diversos impactos não somente a organismos que vivem nesses ambientes como também acabam afetando direta ou indiretamente o homem. Nesse sentido, nos últimos anos é alarmante os dados de poluição hídrica, particularmente em mares e oceanos, e como essa tem afetado negativamente peixes, recifes de corais entre outros. Assim, neste projeto, para estudo da ecotoxicidade e implicações comportamentais foram utilizados cistos e náuplios do microcrustáceo Artemia salina tratados com diferentes concentrações de DMSO bem como fotoprotetores diluídos em DMSO a 1%. Os resultados mostraram que houve redução da taxa de eclosão de cistos expostos a DMSO a 4 e 5% após 48 horas de observação, bem como aumento na taxa de mortalidade em DMSO a 3, 4 e 5%, sendo a CL₅₀ em DMSO a 5%, bem como diminuição da atividade locomotora em náuplios expostos a DMSO a 5%. Em relação aos fotoprotetores os resultados demonstraram redução na taxa de eclosão e aumento na taxa de mortalidade em Stabyl C^® nas concentrações 1:10, 1:30, 1:50 e 1:75 (v:v), diminuição da taxa de eclosão em OCR^® 1:10 porém para esse fotoprotetor todas as concentrações foram letais. Ainda, foram observadas diminuição na taxa de eclosão em Uvinul^® e TanGa^® na concentração 1:10, bem como aumento da taxa de mortalidade somente m TanGa^® na concentração 1:10. Em relação a atividade locomotora observou-se redução nesse parâmetro somente em OCR^® nas concentrações 1:10 e 1:30 quando comparados ao grupo controle. As medidas de estresse oxidativo revelaram que DMSO não alteraram esse parâmetro, sendo apenas observado aumento da carbonilação no controle positivo, mesmo resultado obtido em relação a todos os fotoprotetores, bem como Stabyl C^® nas concentrações de1:75 e 1:100, Eusolex^® 1:30, 1;50 e 1:75 e Tinosorb^® 1:75. Os resultados dos estudos de evidências metabólicas mostraram que houve aumento da produção de espécies reativas de oxigênio e de atividade mitocondrial em náuplios expostos a DMSO a 4% e 5%, sendo que em relação aos fotoprotetores observou-se aumento de produção de espécies reativas de oxigênio em StabylC^®, Uvinul^®, Eusolex^® e Tinosorb^® na concentração de 1:10 e da atividade mitocondrial em StabylC^®, Uvinul^®, Eusolex^® e Tinosorb^®, OCR^® e TanGa^® em 1:10, em todos os fotoprotetores 1:30, 1:50 e 1:75 e em StabylC^®, Uvinul^®, Eusolex^® e OCR^® 1:100. A morfologia de náuplios expostos a DMSO não apresentou alterações quanto da visualização em microscopia eletrônica de varredura, enquanto que os fotoprotetores Stabyl C^®, OCR^®, Uvinul^® e Tinosorb^® na concentração de 1:10 e OCR^®, Uvinul^® e Tinosorb^® 1:50 provocaram alterações morfológicas significativas. Esses resultados em conjunto apontam efeitos tóxicos de DMSO a 5% e alguns tipos de fotoprotetores bem como confirmaram que os testes de toxicidade com Artemia salina se mostram uma importante ferramenta biológica, aliando a área de Biotecnologia aos estudos de ecotoxicidade.

A engenharia de tecidos é um campo interdisciplinar que aplica os princípios da engenharia e das ciências da vida para o desenvolvimento de substitutos biológicos que restauram, mantém ou melhoram a função do tecido. Materiais biorreabsorvíveis são compostos que se decompõem tanto in vitro quanto in vivo e que são utilizados como uma alternativa temporária em tecidos lesado. Este estudo teve como objetivo foi analisar morfologia e citoquímica das células Vero cultivadas sobre arcabouços fibrosos de PCL, bem como aferimos parâmetros de metabolismo celular por meio da análise bioquímica do meio de cultura condicionado pelas células cultivadas sobre os polímeros. Utilizamos os materiais como arcabouços fibrosos de PCL em NA, fibras não alinhadas; A150, fibras alinhadas com 150 rpm; A300, fibras alinhadas com 300 rpm; A150 e A300 para cultura de células Vero por 24h, 48h e 72h. Realizamos uma análise morfológica, citoquímica e análise bioquímica do meio condicionado. Na análise citoquímica da cultura celular os resultados não indicaram citotoxicidade, as células se mostraram confluentes e bem espalhadas na placa de cultura, já nas com arcabouços poliméricos mostram uma morfologia mais alongada. Nas análises bioquímicas não foram observadas diferenças relevantes aos dados avaliados nos meios de cultura das células das amostras. Não observamos alteração na quantidade das enzimas AST, ALT e fosfatase alcalina no meio de cultivos, os diferentes materiais parecem não promover alterações na expressão dessas enzimas, e também não observamos alteração na quantidade de albumina, colesterol, creatinina proteínas totais e ureia no meio de cultivo, os diferentes materiais não parecem promover alterações no comportamento ou metabolismos dessas moléculas. Somente na glicose, que encontramos uma redução bastante acentuada, no consumo de glicose nos materiais fibrosos, alinhados ou não alinhados, seja em 48h ou 72h. Isso indica uma demanda energética intensa por parte das células sobre esses arcabouços. Assim, fibras de PCL mostraram uma grande capacidade de suportar o crescimento celular. Esses dados reforçam a interpretação de que as células crescem numa forma satisfatória sobre os polímeros de PCL.

Arsênio é um semi-metal disperso no mundo que ocorre naturalmente na natureza ou através da indústria e atividades agrícolas. As(V) ou arsenato  e As (IIII) ou arsenito   são espécies inorgânicas do arsênio, prevalecem no ambiente natural e são altamente tóxicos para animais e plantas. Estresses por metais e semi-metais podem modificar a arquitetura da raiz e dos pelos radiculares. Já foi descrito que a exposição de Arabidopsis thaliana ao arsenito aumenta a densidade e o comprimento dos pelos radiculares. Porém, ainda não se sabe se os efeitos causados por cada espécie inorgânica de As é semelhante no desenvolvimento de raízes e pelos radiculares. Portanto, o objetivo desse trabalho é avaliar a morfologia das raízes de Arabidopsis thaliana, analisar a dinâmica do citoesqueleto nos pelos de raiz, quando germinadas na presença e ausência de As (V) (arsenato) e As (III) (arsenito). Plantas de Arabidopsis thaliana ecótipo Columbia (Col-0) ou linhagens de A. thaliana marcadoras para retículo endoplasmático (GFP-HDEL) e F-actina (Lifeact-Venus) foram crescidas na presença e ausência de 10 uM de As (III) ou 10 uM As (V) por 7 dias para verificar as diversas respostas morfológicas e anatômicas das raízes sob influência desses contaminantes. Plantas tratadas com 10 uM As (III) (As2O3) apresentaram inibição do crescimento radicular de 75 % comparado com o controle, o surgimento precoce de raízes adventícias e aumento na densidade e comprimento de pelos radiculares na região central da raiz principal quando comparado ao controle. Já as plantas tratadas com 10 uM As (V) (As2O5) não apresentaram diminuição na raiz principal e nem surgimento de raízes adventícias, mas demonstraram um aumento de densidade e comprimento de pelos radiculares semelhantes ao observado nas plantas tratadas com As (III) (As2O3). Tanto plantas tratadas com As (V) quanto com As (III) apresentaram apenas cabos finos de filamentos de actina nos pelos radiculares diferente do observado em plantas do controle, onde cabos espessos foram observados. Além disso, observamos que plantas tratadas com as duas espécies inorgânicas de arsênio apresentaram pelos radiculares com formas sinuosas e onduladas mostrando diferenças na dinâmica dos filamentos de actina. Nossos resultados sugerem que As (III) e As (V) possuem graus de toxicidade diferentes em raízes de Arabidopsis thaliana e que esses contaminantes afetam de alguma forma a dinâmica do citoesqueleto de actina.  

Os peptídeos de L, L – Difenilalanina (FF) têm sido utilizados para produção de nanoestruturas, por possuírem características favoráveis para uma ampla aplicação em diversas áreas. Para produção dessas nanoestruturas utiliza-se água como solvente e se obtêm estruturas e propriedades já conhecidas. No entanto, neste trabalho foi proposta a utilização dos solventes: Etanol, Tolueno e Ácido Acético, em concentrações variadas para o preparo de micro/nanoestruturas de FF, afim de conhecermos a morfologia e propriedade dos novos materiais. A caracterização foi realizada com o auxílio das técnicas: Espectroscopia Raman que indicou variação na região de terahertz, em que apresenta os modos vibracionais da interação de L, L – Difenilalanina com a água. DRX comprovou que nas amostras de Ácido acético há presença de micro/nanoestruturas de FF e com as imagens obtidas através do MEV possibilitou a análise morfológica, mostrando que todas as micro/nanoestruturas formadas, com tais solventes, são dos tipos tubulares, apresentando diâmetros diferenciados. Além de garantir o modo hexagonal dos micros/nanotubos.

As monooxigenases líticas de polissacarídeos (do inglês lytic polysaccharide monooxygenase - LPMOs) são uma classe de enzimas cobre dependentes que vêm despertando interesse devido ao seu envolvimento na degradação de diversos polissacarídeos. São conhecidas sete famílias de LPMOs: AA9, AA10, AA11, AA13, AA14, AA15 e AA16. As LPMOs possuem em comum uma estrutura β-sanduíche, uma superfície plana de ligação ao substrato, um “braço de histidina” com dois resíduos de histidina amino-terminais conservados relacionados à coordenação do íon cobre e a necessidade de um doador de elétrons essencial para sua atividade. As LPMOs agem diretamente na estrutura cristalina dos polissacarídeos, como a celulose e a quitina, facilitando a ação de outros tipos de enzimas, o que indica um potencial para utilização em indústrias de biocombustíveis e também como alternativas para uso como bioinseticida e antifúngico. A maioria das LPMOs identificadas até o momento são provenientes de microrganismos e pouco se sabe sobre LPMOs produzidas por outros organismos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo principal ampliar o conhecimento sobre essa classe de enzimas, através do estudo de uma potencial LPMO (denominada neste trabalho como NvLPMO-1), cuja sequência gênica foi obtida por meio de estudos de prospecção de genes da anêmona-do-mar Nematostella vectensis. Por análise filogenética e estudos de modelagem estrutural da enzima, é possível inferir que   que NvLPMO-1 pertence à família AA15 de LPMOs, com diversas semelhanças estruturais com as duas únicas enzimas caracterizadas desta família. A enzima possui resíduos de cisteína envolvidos na formação de três pontes dissulfeto, além de aminoácidos que provavelmente formam uma estrutura em forma de língua bem próxima ao sítio ativo da enzima e que só foi evidenciada em LPMOs AA15. Em paralelo aos estudos teóricos, três construções gênicas foram utilizadas para expressão recombinante da enzima em bactérias Escherichia coli BL21DE3 Origami B e Escherichia coli BL21 Rosetta 2 plys, utilizando-se para isso os vetores pET22b(+) e pET26b(+). Porém, o baixo rendimento das expressões não permitiu a realização de análises estruturais e ensaios de atividade com a enzima. Como perspectiva fica a utilização de sistemas alternativos de expressão, como por exemplo, leveduras ou células de inseto, a fim de validar os dados teóricos sobre a enzima.                

As monooxigenases líticas de polissacarídeos (LPMOs) compõem uma classe de enzimas recentemente descobertas que auxiliam as hidrolases de glicosídeos na degradação de polissacarídeos recalcitrantes através de atividade oxidativa. As LPMOs são metaloenzimas dependentes de íon cobre e apresentam grande potencial para aplicações biotecnológicas, principalmente na degradação de polissacarídeos estruturais, pois podem ser empregadas como complementos para incrementar a eficiência enzimática de coquetéis lignocelulolíticos. As LPMOs são classificadas no banco de dados de enzimas ativas em carboidratos (CAZy) como enzimas de atividades auxiliares (AAs) pertencentes as famílias AA9, AA10, AA11, AA13, AA14, AA15 e AA16. Neste trabalho, nós reportamos a expressão periplasmática e purificação de uma LPMOs pertencente à família AA15 do inseto Bombyx mori (BmAA15) popularmente conhecido como bicho-da-seda. O rendimento final do processo de purificação foi baixíssimo, porém, análise por espectrometria de massas da banda recortada do gel desnaturante de poliacrilamida indicou com uma cobertura de 10% da sequência primária a presença da BmAA15. Análises de modelagem molecular comparativa revelou que BmAA15 exibe uma estrutura tridimensional do tipo β-sanduiche formada de vários loops, um sítio catalítico caracterizado pela presença de uma “cinta de histidina” coordenando o íon de cobre e uma região em forma de língua na superfície de contato com o substrato. Um alinhamento realizado com outras sequências primárias hipotéticas de LPMOs de animais diversos do reino Metazoa da família AA15, mostrou que a estrutura em forma de língua é conservada e que os resíduos de aminoácidos do sítio catalítico diferem entre elas.

A engenharia de tecidos é uma área interdisciplinar que apresenta três componentes essenciais: células, arcabouço e fatores indutores. Este campo tem como objetivo principal cultivar as células nos arcabouços para restaurar partes do corpo danificadas. As células utilizadas podem ser obtidas de diferentes fontes como, por exemplo, da polpa de dentes decíduos. Na polpa dentária são encontradas as células-tronco, que despertam grande interesse na área médica. O arcabouço escolhido deve apresentar uma estrutura biocompatível, podendo ser uma fonte de fatores indutores. A dentina é um tecido conjuntivo mineralizado que vem despertando grande interesse para utilização na restauração tecidual, devido às suas características. Sendo assim, esta pesquisa avaliou a obtenção e caracterização das células-tronco da polpa de dentes humanos decíduos esfoliados (SHED) para o estudo da utilização da dentina como arcabouço, visando à diferenciação osteogênica. Os arcabouços foram submetidos a diferentes tratamentos para desmineralização e foram caracterizados para análise de suas propriedades. As células foram obtidas pelo cultivo de explante, com e sem a utilização da enzima tripsina. A caracterização das células foi, primeiramente, efetuada através de análises morfológicas, utilizando diferentes técnicas de microscopia (luz, fluorescência e eletrônica de varredura). As células também foram avaliadas por citometria de fluxo, com os anticorpos CD45, CD34 e CD90. Os arcabouços de dentina foram obtidos através do processamento de dentes molares humanos. Após o preparo, as dentinas foram separadas em quatro grupos para realização dos tratamentos: controle (sem tratamento), tratamento 1 (EDTA), tratamento 2 (EDTA e ácido cítrico) e tratamento 3 (HCl). Para caracterização dos arcabouços foram realizadas avaliações da perda de massa, estrutura, composição química, resistência mecânica e citotoxicidade. Em seguida, as células foram inoculadas sobre as dentinas para análise da interação células-arcabouço. Com os resultados, foi verificado que o procedimento enzimático auxiliou na liberação das células do tecido pulpar. As células obtidas apresentavam padrão de crescimento, morfologia e antígenos de superfície característicos das células-tronco mesenquimais. Na caracterização dos arcabouços foi observado que os tratamentos contribuíram na desobstrução dos túbulos dentinários. Foi também averiguado que os agentes desmineralizantes foram eficientes na remoção dos minerais das dentinas, expondo a parte orgânica da matriz (colágeno). O tratamento 3 foi o que apresentou maior perda da porção mineral, seguido dos tratamentos 2, 1 e controle. A desmineralização das amostras provocou alterações na massa e nas propriedades mecânicas dos arcabouços. A maior desmineralização das amostras causou uma diminuição da resistência à tensão. O teste da citotoxicidade demonstrou que o tratamento 3 provocou uma diminuição na densidade celular. Na avaliação morfológica das células em contato com os arcabouços, foi visualizado que as SHED se desenvolveram normalmente no grupo controle e nas amostras submetidas aos tratamentos 1 e 2. Portanto, foi verificado que a dentina apresenta características propícias para o cultivo celular e os tratamentos 1 e 2 não provocaram alteração no desenvolvimento celular.

O monitoramento da temperatura corporal em bovinos é prática importante pois fornece parâmetros sobre a fisiologia do animal e garante condições de bem-estar. No entanto este monitoramento, na maioria das vezes, depende da manipulação do animal como por exemplo contenção para aferição da temperatura retal, ocasionando estresse. Nesse sentido, a termografia de infravermelho, é uma técnica que permite, a distância, mapear um corpo ou uma região distinguindo áreas com diferentes temperaturas e sem a necessidade de contenção do animal. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade de monitoramento remoto da temperatura corporal de bezerros bovinos (Bos taurus taurus) criados em sistema extensivo por meio da técnica de termografia de infravermelho, e compará-la com técnicas tradicionais. Os resultados demonstraram que a fazenda experimental apresentou temperatura ambiente alta durante todo o período de avaliação dos animais, sendo que as frequências respiratória e cardíaca mostraram-se aumentadas tanto em bezerros com pelame claro quanto escuro. Os dados também revelaram que a aferição de temperatura auricular é a menos eficiente e confiável, enquanto que a temperatura retal e aquela obtida por termografia de infravermelho apresentaram resultados similares e fidedignos. O Coeficiente de Tolerância ao Calor demonstrou que, apesar dos animais buscarem abrigo contra a radiação solar direta, esse índice apresentou-se muito aumentado, indicando estresse calórico nos animais independentemente da cor do pelame. Conclui-se, portanto, que a instalação de câmeras termográficas fixas em salas de ordenha, cocheiras de bovinos, e em instalações e ambientes que alojem animais de produção, permite a detecção precoce de elevação de temperatura dos animais em casos de doença ou como resposta fisiológica ao calor, auxiliando na rápida resposta para o retorno do bem-estar animal e formando, assim, uma parceria indissociável entre Medicina Veterinária, Zootecnia e Biotecnologia.

A vanilina é um flavonoide com alto valor agregado, uma das formas de obtenção da vanilina é pela biotransformação do ácido ferúlico em células bacterianas. No processo de biotransformação são utilizadas enzimas responsáveis pelo processo da bioconversão de ácido ferúlico em vanilina, estas enzimas são: feruloil-CoA sintetase (FCS) e feruloil-CoA hidratase/liase (FCHL). O objetivo principal deste doutorado foi a caracterização biofísica e bioquímica das enzimas feruloil-CoA sintetase e feruloil-CoA hidratase/liase obtidas via metagenômica utilizando técnicas espectroscópicas, cromatográficas e cristalograficas. A FCS possui 74, 92 kDa, atividade máxima em pH 7,8 e atividade específica de 30,75 ± 0,78 U/mg. A FCS apresenta K_m de 0,1 mM, V_max de 36,8 U/mg, k_cat/km de 371,6 mM^-1.s^-1.  A feruloil-CoA sintetase é um homodímero em solução com raio de giro (Rg) de 37,4 ± 0,5 Å e diâmetro máximo (D_max) de 128,5 Å e apresenta estrutura secundária do tipo α/β. A feruloil-CoA hidratase/liase possui 31, 32 kDa, teve sua estrutura cristalina determinada e apresenta ser um hexâmero em solução, um dímero de trímeros que é o conjunto típico, para a superfamília da crotonase com raio de giro de 34,3 Å, possui um diâmetro máximo de 94,2 Å, e sua estrutura secundária do tipo α/β, três α-hélices na região carboxi terminal que participa da oligomerização e uma região mais compacta composta de uma folha β e sete α-hélices.

Most lichens and their photobionts are considered desiccation tolerant, however, the mechanisms involved in their incredible ability to survive the water loss and resume active metabolism are still poorly studied. It is believed that the desiccation tolerance (DT) of lichenized photobionts may be, at least partially, associated with constitutive and induced species-specific mechanisms of protection, related with the activation of the antioxidant system and the synthesis of protective molecules. Thus, the objective of this PhD Thesis was to analyze the composition, metabolic and defense system alterations of two species of lichenized microalgae, with different hydric behaviors: Trebouxia sp. (TR9) and Coccomyxa simplex (Csol) and relate them with the DT of each species. For this, analyzes of metabolic profile, antioxidant enzymes, characterization of polyols, and quantification of nitric oxide (NO) and transcripts levels of antioxidant and sugar alcohols-related genes were performed. Initially, microalgae cultures were subjected to a single cycle of desiccation-rehydration (D/R), under relative humidity (RH) of 25%-30%. Under these conditions, the relative water content and the water potential indicated that each specie present a DT strategy adjusted to the water regime of their natural habitat. The metabolic profile analysis indicated that TR9
constitutively accumulated higher amounts of polyols, while Csol induced the synthesis of these compounds, which seemed to play an important role in the DT of both species. In a second approach, DT was tested by subjecting the species to different RH conditions and consecutive D/R cycles. The results showed that the RH close to that of their natural habitats (RH 25% for TR9 and RH 60% for Csol) is crucial for maintaining the photosynthetic rates. Some key antioxidant enzyme activities and antioxidant genes (transcript levels) were induced by the subsequent D/R cycles in a species-specif way, probably due to the increase in the formation of reactive oxygen species (ROS). In addition, the analysis of the transcript levels related to the synthesis of myo-inositol and raffinose also demonstrated, in general, an induction during the consecutive D/R cycles, especially in Csol. Correlation analyzes also suggest that NO can act as signaling factor, assiting to modulate metabolic pathways ofpolyols production. In conclusion, among the experimental evidences presented in this PhD Thesis, it is highlighted the species-specific induction of the antioxidant system and synthesis of polyols by exposition to cyclic desiccation, which strongly suggest a process of metabolic "priming" performed by lichenized microalgae to cope with the oxidative and osmotic stress during the sudden changes in water content to which they are normally subjected.

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Influencia do alinhamento de nanofibras eletrofiadas de poli(ε-caprolactona) (PCL) com nanoparticulas de prata sobre o processo de regeneração tecidual

Synthesis of Ag/AgBr nanoparticles covered by protein and its photocatalitical properties

Os biossimilares se destacam por representar uma revolução na melhora do
acesso às terapias de alto custo. Todo esse movimento para a inovação exige
que as sociedades, economias e, portanto, também as empresas se organizem
para um novo nível de competição. No Brasil, a importância estratégica e
econômica da indústria farmacêutica é reforçada pelos desafios e
complexidades da saúde no país. A inovação é cada vez mais importante para
a indústria farmacêutica e os biofármacos, especialmente os biossimilares,
constituem um importante desafio não somente, do ponto de vista tecnológico,
dada as suas especificidades em PD&amp;I, fabricação e comercialização como
também toda a apropriação, reorganização e orquestração de competências e
recursos para as empresas participarem deste nicho de mercado. Os
biossimilares representam assim, uma opção que tem suas bases na inovação
e a capacidade de ampliar as perspectivas no posicionamento estratégico para
o Estado e para o segmento farmacêutico nacional. Para tanto, da perspectiva
das empresas, inovar com biossimilares requer a apropriação de competências
e emprego de recursos variados nem sempre acessíveis ou conhecidos pelas
empresas do ramo farmacêutico nacionais. Nesta direção, este estudo se
propôs a entender quais são as competências tecnológicas, competitivas e
organizacionais, já incorporadas e as ainda necessárias para a geração de
inovação para participar do mercado dos biossimilares de forma competitiva. A
metodologia percorre dois caminhos; o primeiro avalia dados secundários
disponíveis em estudos e relatórios setoriais acerca das competências e
recursos para inovar com biossimilares. Um segundo caminho de pesquisa
baseou-se em estudo de caso em profundidade da indústria farmacêutica
LIBBS, que tem atuação relevante em biossimilares, no panorama atual do
mercado no Brasil. A correlação de dados demonstra perspectivas positivas,
mas dependentes do amadurecimento das capacidades dinâmicas para
renovação estratégica da empresa num contexto de iniciativas de mercado
positivo para este tipo de medicamento. Algumas hipóteses foram elaboradas
sobre a possibilidade de ganhos significativos quando existe um
aperfeiçoamento do “DNA” da empresa para o desempenho competitivo
baseado em inovação e o aproveitamento da janela de oportunidades baseadas nas estratégias de Estado em relação às plataformas da biotecnologia em saúde, como o caso dos biossimilares.

Introdução: A endometriose é uma doença ginecológica comum, estrogênio-dependente,
caracterizada pelo crescimento e desenvolvimento de estroma e glândulas endometriais fora da
cavidade uterina levando a uma reação inflamatória crônica. O padrão-ouro para o diagnóstico é a
laparoscopia/laparotomia, contudo a possibilidade de se desenvolver métodos diagnósticos
específicos e não invasivos têm despertado grande interesse. A survivina, codificada pelo gene
BIRC5, é uma proteína que controla a divisão celular, inibe a apoptose e promove a angiogênese e
tem sido apontada como um potencial biomarcador. Objetivo: Avaliar a expressão do gene BIRC5
em mulheres com e sem endometriose em amostras de sangue periférico e endométrio eutópico.
Métodos: Estudo transversal que incluiu 64 mulheres com endometriose e 38 controles férteis sem
a doença. A análise em amostras de sangue periférico foi realizada em 36 mulheres com
endometriose (n=12 mínima/leve e n=24 moderada/grave) e 10 mulheres férteis sem endometriose
(controles) e as amostras foram colhidas nas fases folicular, ovulatória e lútea do ciclo menstrual. A
análise do endométrio eutópico incluiu 25 mulheres com endometriose (n=11 mínima/leve e n=14
moderava/grave) e 28 mulheres sem endometriose (controle) e as biópsias foram realizadas na fase
lútea do ciclo menstrual. A expressão do gene BIRC5 foi mensurada por RT-qPCR baseada na
metodologia TaqMan e o gene GAPDH foi utilizado como normalizador das reações. Os resultados
foram analisados pelo método 2-ΔCt. Resultados: A expressão de BIRC5 no sangue periférico nas
mulheres com endometriose foi maior que nos controles em todas as fases do ciclo menstrual.
Quando as mulheres com endometriose foram subdivididas de acordo com o estadiamento da
doença, a expressão de BIRC5 foi maior nas mulheres com endometriose em relação ao grupo
controle, independente do grau da doença. Considerando a expressão do gene BIRC5 no endométrio
eutópico, as mulheres com endometriose apresentaram maior expressão de BIRC5 em relação aos
controles. Quando comparamos as mulheres com endometriose de acordo com o estadiamento da
doença a expressão de BIRC5 foi maior na forma mínima/leve da doença. Os níveis de progesterona
foram positivamente correlacionados à expressão de BIRC5 no sangue periférico (rho=0,382,
p=0,045), enquanto os níveis de LH foram positivamente correlacionados à expressão de BIRC5 no
endométrio eutópico (rho=0,398, p=0,002) das mulheres com endometriose. Não encontramos
correlação entre a expressão de BIRC5 no sangue periférico e endométrio eutópico de mulheres com
endometriose (rho= 0,291, p=0,157). A expressão de BIRC5 no sangue periférico apresentou
acurácia de 88,7%, com sensibilidade de 97,2% e especificidade de 65,5%, enquanto que no
endométrio eutópico apresentou acurácia de 70,7%, com sensibilidade de 68,0% e especificidade
71,4%. Conclusão: O aumento da expressão do gene BIRC5 tanto no sangue periférico quanto no
endométrio eutópico de mulheres com endometriose pode indicar seu papel na proliferação celular,
o que pode estar intimamente ligado à sua atividade anti-apoptótica no desenvolvimento da doença.
Os achados sugerem que a expressão de BIRC5 pode ser um potencial biomarcador minimamente
invasivo no diagnóstico da endometriose.

A produção in vitrode embriões (PIVE) bovinos busca mimetizar as condições do trato reprodutivo feminino para obtenção do maior número de embriões e aumento da produtividade na exploração animal. Apesar disso, o sistema e meios de cultivo ainda estão aquém dos desejáveis, com a geração de embriões de menor qualidade e baixas taxas de produção embrionária e prenhez. Considerando que grande parte dos meios de cultivo foram desenvolvidos para a PIVE de outras espécies, existe a necessidade da otimização destes adequando-os a PIVE bovina, bem como a compreensão da resposta dos embriões aos meios, buscando assim condições cada vez mais próximas da fisiológica. Assim, o objetivo deste estudo é a criação e o desenvolvimento de meios de cultivo embrionário sequenciais - denominados Embryonic Culture Supplementation(ECS) - baseados na composição química dos fluidos do oviduto (FO) e útero (FU) bovinos em relação aos substratos energéticos e de aminoácidos. Além disso, este estudo deseja verificar a resposta metabólica dos embriões cultivados neste sistema com aqueles cultivados em meio convencional livre de soro, mediante análise de 3 grupos experimentais: 1) Grupo controle - embriões cultivados em Synthetic oviduct fluid(SOFaa) convencional; 2) ECS 100 - embriões cultivados em meios sequenciais baseados na composição química dos FO e FU bovinos em relação a substratos energéticos e aminoácidos; 3) ECS 50 - embriões cultivados em meios sequenciais baseados na metade da concentração química de substratos energéticos e aminoácidos dos FO e FU bovinos. Para tal, embriões foram produzidos in vitropor protocolos convencionais para as seguintes avaliações invasivas em morulas (em D4) e blastocistos (D7): expressão gênica, viabilidade celular,relação da Massa Celular Interna (MCI): Trofoectoderma (TE), atividademitocondrial (AM), produção de espécies reativas de Oxigênio (EROs), produção de NADH, FAD e relação redox, e produção de ATP. Além disso, análises não invasivas foram feitas através de dados de produção embrionária e metaboloma dos meios de cultivo relacionados ao perfil de glicose e piruvato. Os resultados mostram que a produção de embriões é influenciada positivamente pela redução da quantidade de substratos energéticos e aminoácidos (ECS 50) em relação à conversão de blastocistos e taxa de eclosão (D10), por sua vez, genes relacionados à qualidade do blastocisto foram reprimidos no ECS 100 quando comparados ao grupo controle. Morulas e blastocistos do ECS 100 apresentam maior concentração de glicose enquanto o grupo controle apresentou maior concentração de piruvato quando comparado aos demais grupos. Morulas do ECS 50 apresentam diminuição da AM, produção de EROs, relação redox e maior produção de ATP quando comparadas ao controle e ECS100, sendo este perfil oposto para os blastocistos. Em conclusão, os embriões ECS 50 e ECS 100 apresentam diferentes perfis metabólicos e transcricionais quando comparados aos embriões produzidos em meio de cultura convencional. Além disso, foi demonstrado pela primeira vez que o meio ECS não só é capaz de apoiar o desenvolvimento embrionário de blastocisto, mas a redução na concentração de substratos energéticos e aminoácidos (ECS 50) parece ser benéfica para o desenvolvimento embrionário, sendo uma alternativa para a produção de blastocistos de alta qualidade.

Diversos sistemas nanoestruturados magnéticos apresentam características que podem ser aplicados como carreadores para liberação de drogas de uma maneira controlada e na redução tumoral por hipertermia, dependendo das características do sistema. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas carreadores para o controle de liberação de droga e como agente de aquecimento para hipertermia. Neste trabalho apresentamos quatro sistemas sintetizados e compostos distintamente. Primeiro, nanopartículas com núcleos magnéticos recobertos por sílica mesoporosa foram sintetizadas e carreadas com um antibiótico. Sua liberação in vitro foi efetuada em comparação com a amostra revestida por polieletrólitos para dificultar liberação da droga sobressalente através os poros.  Segundo, foi proposta a síntese sonoquímica do sistema núcleo magnético e casca mesoporosa, um método mais rápido de síntese e com a possibilidade de produzir poros superficiais na casca de sílica evitando a etapa de calcinação. Terceiro, núcleos magnéticos a base de sulfato de ferro II foram sintetizados por rota sonoquímica a fim de investigar os parâmetros que influenciam sua morfologia, propriedades magnéticas e a perda específica de potência (SLP). Por último, a rota sonoquímica fora também utilizada para a produção de núcleos magnéticos a base de sulfato de ferro II (FeSO₄) e sulfato de manganês II (MnSO₄) a fim de aumentar o valor de SLP das nanopartículas. Nos dois primeiros sistemas (núcelo magnético/casca mesoporosa) resultados físico-químicos mostram que as propriedades magnéticas, embora atenuadas pelo recobrimento por materiais do tipo paramagnético, mesmo assim são capazes de serem atraídas por um campo magnético externo. Além disso, a rota de remoção (calcinação ou sonoquímica) do CTAB altera as propriedades texturiais e a modificação da superfície da sílica mesoporosa pode ser feita de forma simples com polímeros por interação eletrostática ou por funcionalização com aminosilano potencializando a desvinculação do fármaco. Nos dois capítulos finais, varreduras da concentração de base e de precursores provocam diferentes respostas morfológicas, e, a partir do controle de tais variáveis é possível obter partículas com morfologia, dispersão de tamanho e SLP otimizadas para a aplicação de hipertermia.

Em âmbito hospitalar, para tratamento de fraturas expostas, faz-se necessário o uso de medidas que reduzam o risco de infecções ósseas, que minimizem os gastos com o tratamento e que ofereçam qualidade à assistência. Por esta razão, propoe-se o uso de um protótipo que auxilie na antissepsia da fratura exposta de forma segura para paciente e profissional. Contudo, para que o mesmo seja implementado para utilização clínica, faz-se necessária a avaliação de formas de esterilização adequadas, que não gerem toxicidade aos tecidos biológicos, que não danifiquem o material e que sejam eficazes. Desta maneira, este estudo in vitro objetivou verificar a viabilidade de uso da terapia fotodinâmica (TFD) com azul de metileno para esterilizar os materiais propostos para confecção deste protótipo, como alternativa ao uso da autoclave. Para tal, este estudo foi dividido em três fases experimentais. Na primeira, foram avaliados os efeitos citotóxicos da TFD e autoclave sobre fibroblastos Vero; na segunda, os efeitos na microdureza e, na terceira, os efeitos na redução de biofilme de Staphylococcus aureus. Na primeira fase experimental, foram preparadas 27 amostras de cada material proposto (polipropileno, alumínio e aço Aisi 304) e aleatoriamente distribuídas em 27 grupos experimentais (n = 3), para realização da esterilização em autoclave (121° C por 30 min) ou por TFD (660nm, potência de 100 mW, energia total entregue de 60 J, densidade de potência de 111 mW/cm², densidade de energia 66,66 J/cm², durante 10 minutos) com diferentes repetições dos tratamentos, buscando-se simular o uso do protótipo por tempos prolongados. Após, foi realizado o teste de contato direto e indireto com fibroblastos Vero. Na segunda fase experimental, foram preparadas 90 amostras de cada material, as quais foram aleatoriamente distribuídas nos 27 grupos experimentais (n = 10). Após os tratamentos, as mesmas foram submetidas à análise de microdureza e avaliação morfológica superficial. Na terceira fase experimental, 9 amostras de cada material tiveram cultivo de biofilme de Staphylococcus aureus e, após, foram aleatoriamente distribuídas em 9 grupos experimentais (n = 3). Os dados foram analisados estatisticamente ao nível de significância de 5%. Na análise morfológica do teste de contato direto, as células Vero apresentaram semelhança ao grupo controle negativo com adesão, espalhamento e crescimento em
monocamada. A análise citoquímica com azul de toluidina em pH 4,0 demonstrou não haver alterações na atividade celular em quaisquer dos grupos experimentais, assim como a avaliação com corante Xylidine Ponceau em pH 2,5 evidenciou não haver mudanças nas proteínas totais em quaisquer dos grupos experimentais. A esterilização por autoclave alterou a microdureza do aço Aisi 304 e do polipropileno, assim como reduziu o do alumínio após 120 autoclavagens. A TFD reduziu significativamente o biofilme de Staphylococcus aureus formado sobre os materiais. A análise morfológica do biofilme mostrou que houve ruptura e descontinuidade do biofilme após TFD. Foi possível concluir que a TFD é uma técnica alternativa promissora para esterilização dos materiais propostos para confecção do protótipo.

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Aguardando entrega da versão final.

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