Programa de Pós-Graduação em Biomedicina Translacional

PROJETOS

ATPases transportadoras de íons: temática comum em processos e sistemas biológicos diferentes

Linha de pesquisa: Biomarcadores

Área de concentração: Dos Sistemas Biológicos à Biomedicina Translacional

O projeto, que permeia pelas Linhas de Pesquisa Biomarcadores e Bioengenharia Tecidual, propõe abordar o papel de ATPases transportadoras de íons e investigar mecanismos moleculares de sua regulação em duas grandes vertentes de estudo, que apresentam ATPases como elo temático comum: (i) desnutrição e seu impacto tardio na função renal e cardiovascular; (ii) mecanismos de interação e de reparo por células-tronco em tecido renal lesionado. As ATPases objeto de estudo em possíveis dissertações e teses serão: Ca-ATPases de membrana plasmática e de retículo sarco/endoplasmático, (Na+K)ATPase, Na-ATPase, ATPases resistentes a múltiplas drogas (MDRs) e FoF1-ATPsintase (ATPase mitocondrial). Nestas dissertações e teses o foco será a investigação de vias de sinalização envolvendo kinases, como PKA, PKC, MEK/ERK1/2, fosfo-ERK1/2, PI3K/Akt e a salt inducible kinase (de potencial relevância numa perspectiva translacional), bem como os mecanismos de seu acoplamento regulatório com as ATPases objeto de interesse em cada vertente do projeto. O papel do cálcio e do sódio como segundos mensageiros e não apenas como espécies iônicas transportadas será também investigado no contexto das duas vertentes do projeto mencionadas acima. Pretende-se, na segunda destas vertentes, investigar o papel de células mesenquimais em co-cultura com células renais na restauração do funcionamento de ATPases transportadoras de íons após lesão de anóxia seguida de reoxigenação. Propõem-se estudos de proteômica diferencial e fosfoproteômica, para investigar o papel de células mesenquimais e de pluripotência induzida (iPS) na expressão de proteínas chave para a recuperação do transporte transepitelial após isquemia. Serão utilizados modelos in vivo e in vitro que envolvem ratos, cultura de células renais de origem humano, cultura de células mesenquimais de origem humano e frações subcelulares de membranas, mitocôndrias e aparelho de Golgi, combinando técnicas de bioquímica, biologia celular e proteômica. Com o desenvolvimento das diferentes vertentes em dissertações e teses do BIOTRANS, o projeto se propõe a contribuir para compreender num novo patamar conceitual integrado as redes regulatórias de ATPases em situações fisiológicas e patológicas de relevância, para explicar a gênese de lesões e para numa perspectiva translacional propor novas abordagens diagnósticas e terapêuticas.

Avaliação de biomarcadores de risco cardiometabólico na saliva de crianças e adolescentes brasileiros de origem multiétnica como preditores de Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2), hipertensão arterial e doença cardiovascular

Linha de pesquisa: Biomarcadores

Área de concentração: Dos Sistemas Biológicos à Biomedicina Translacional

Este projeto atende ao desenvolvimento de dissertações e teses no marco do BIOTRANS. Aproxima pesquisadores da área básica fisiologia e genética molecular dos investigadores da área clínica, atendendo assim aos preceitos conceituais da Ciência Translacional. As dissertações e teses se alinharão a um estudo de seguimento (estudo de coorte) de seres humanos que avaliará as diversas fases da história natural de doenças cardiometabólicas, ao longo do tempo, diante da perspectiva de evolução do Programa. O projeto parte de evidências de que o excesso de peso em crianças e adolescentes associa-se frequentemente ao aumento da morbimortalidade por todas as causas e menor expectativa de vida. A maior parte desses desfechos são cardiometabólicos e têm sido atribuídos ao acúmulo de adiposidade visceral. Pretende-se investigar: (i) a plausibilidade biológica de que o excesso de peso é um estado pró-inflamatório identificado por biomarcadores (adipoctocinas e microRNAs) preditores de risco; (ii) polimorfismos genéticos no adipócito disfuncional que atuam como genes candidatos nos mecanismos fisiopatológicos envolvidos na emergência de DM2 e doença cardiovascular. O projeto também tem alcance social e está inserido em área geográfica de grande prevalência de obesidade e suas complicações. Objetiva identificar em coorte de crianças e adolescentes de origem multiétnica da rede pública e privada do ensino fundamental de Duque de Caxias aquelas mais expostas, ao longo do tempo, a tais complicações, visando preveni-las. Os estudos longitudinais realizados utilizam desfechos substitutos (espessamento média-intimal da carótida, EMIC), e não desfechos duros morte por doença cardiovascular. A avaliação de biomarcadores é feita no sangue, o que exige punção venosa, e justifica a baixa adesão aos estudos prospectivos nessa faixa etária. Por isso, propõe-se trabalhar com amostras de saliva para a quantificação de biomarcadores e análise de variantes genéticas. A saliva tem sido extensamente utilizada para a determinação quantitativa de hormônios secretados pelo tecido adiposo, adipocitocinas inflamatórias e variantes genéticas de proteínas imunometabólicas. A primeira fase do projeto permitirá a estruturação de dissertações e teses em função de dados obtidos em estudo transversal, quando serão selecionadas crianças e adolescentes entre 9 a 18 anos, de ambos os sexos, estratificados em 4 categorias de adiposidade: baixo peso, eutrófico, sobrepeso e obeso definidas pelo Z-score do índice de massa corporal. Serão avaliadas nas 4 categorias as variáveis antropométricas, hemodinâmicas (pressão arterial, frequência cardíaca) e aptidão cardiorespitratória; o EMIC por duplex scan; e o registro de dados da história familiar. Na saliva serão determinados os seguintes parâmetros bioquímicos e genéticos: (i) níveis de insulina, adiponectina de alto peso molecular, leptina, receptor de leptina, resistina, PCR ultrassensível titulada, TNF-alfa e interleucina-6; (ii) polimorfismos de genes de proteínas imunometabólicas secretadas pelo tecido adiposo: adiponectina ADIPOQ (- 1139 G>A, -11377C>G e T517G); leptina LEP (-2548G>A); receptor de leptina LEPR (p.Q223R) e angiotensinogênio AGT (-1074T, -532T, -217A, - 6A, 4072C e 6233C); (iii) micro RNAs (como biomarcadores precoces de inflamação do tecido adiposo), miR-17-5p e miR-132. Numa segunda fase, as teses e dissertações estarão inseridas em estudo longitudinal ou de coorte. Todas as variáveis avaliadas na fase basal serão reavaliadas a cada 5 anos, durante 26 anos, quanto a novos casos de DM2 e hipertensão arterial e presença de EMIC. Diante de uma perspectiva de longo prazo para o BIOTRANS, propõe-se uma terceira fase que estenderá o acompanhamento dos participantes até completarem 50 anos. Será avaliada a incidência de desfechos duros tais como angina instável, infarto do miocárdio, angioplastia coronária, cirurgia de revascularização miocárdica e morte por doença cardiovascular.

Glioblastoma humano como modelo de malignização: células tronco, biomarcadores e o controle da proliferação tumoral.

Linha de Pesquisa: Biomarcadores
Área de Concentração: Dos Sistemas Biológicos à Biomedicina Translacional

Este projeto terá como modelo para possíveis dissertações e teses os glioblastomas, que constituem os mais comuns tumores cerebrais, correspondendo a mais de 40% de todos os neoplasmas do sistema nervoso central (SNC). Focará, em particular, aqueles de composição astrocítica, os astrocitomas. Serão abordados os mecanismos que culminam em termos estruturais em atipia citológica, mitoses alteradas, necrose no centro da massa tumoral e na organização em paliçada de suas células. Numa perspectiva translacional, o projeto abre a perspectiva para investigar a correlação destes eventos com a taxa e o tempo de sobrevida. Pretende-se investigar o papel de células tronco da massa tumoral no controle do desenvolvimento do tumor e nos mecanismos que as tornam potencialmente responsáveis pela resistência aos procedimentos quimio e radioterapêuticos. O projeto pretende assim abordar a caracterização e o controle de células tronco na massa do glioblastoma, propondo ensaios in vivo com modelo de xenotransplante para, também numa perspectiva translacional, definir o melhor procedimento para utilizar o complexo da citolisina Equinotoxina II com cada uma das duas drogas de uso clínico ou experimental contra o tumor, TMZ ou VP16. Poderá ser centro de uma tese a procura de uma alternativa para buscar a eficácia terapêutica da ação deste complexo de drogas sobre o glioblastoma humano através do silenciamento das bombas de refluxo de drogas (MDRs), cujos ensaios iniciais abriram a perspectiva de que proceder a terapia com o bloqueio do refluxo pode ser uma estratégia em futuros estudos clínicos. Este projeto que emerge das três Linhas de Pesquisa do BIOTRANS e por elas permeia horizontalmente propõe abordar nas potenciais vertentes propostas para dissertações e teses: (i) a dinâmica estrutural da evolução do tumor por bioimagem baseada em ressonância magnética nuclear; (ii) os mecanismos celulares e moleculares da manutenção do estado pluripotente e da indução da diferenciação celular em células-tronco; (iii) o controle da proliferação e diferenciação de células-tronco in vitro (expansão) e in situ (transformação neoplásica); (iv) o papel das MDRs através dse uma possível intersecção com o projeto dedicado a ATPases transportadoras; (v) estudos pré-clínicos do uso de células adultas e de células-tronco isogênicas, alogênicas ou xenogênicas em terapias celulares.

Terapia celular versus microambiente de tecido lesionado: possíveis interações entre a comunicação intercelular e o mimetismo celular apoptótico.

Linha de pesquisa: Biomarcadores

Área de concentração: Dos Sistemas Biológicos à Biomedicina Translacional

O projeto, que emerge e permeia pelas três Linhas de Pesquisa do BIOTRANS, apresenta duas vertentes que convergem na dinâmica de tecidos lesionados e nos mecanismos moleculares associados ao possível recrutamento, sinalização e reparo do tecido em tratamentos com células-tronco adultas, embrionárias ou de pluripotência induzida (iPS). Desta forma, este projeto para possíveis dissertações e teses tem como objetivo principal estudar os processos tanto de comunicação intercelular como de mimetismo celular, que acontecem no microambiente em que existe a presença da célula-tronco e o tecido lesionado, visando entender quais são os mecanismos subjacentes a esta possível interação. Nos modelos a serem oferecidos pretende-se avaliar ambientes em que a lesão foi estabelecida por processos infecciosos de origem parasitária (Trypanosoma cruzi, Leishmania amazonensis,Toxoplasma gondii) como modelos de doenças negligenciadas. Pretende-se investigar o mimetismo apoptótico como estratégia para uma infecção bem sucedida por parte destes agentes e os mecanismos moleculares subjacentes a um possível controle deste processo por células tronco, com foco inicial no estudo de citocinas, interleucinas, fatores tróficos e microRNAs potencialmente envolvidos e de modificações estruturais correlatas. Nas possíveis dissertações e teses a serem inseridas neste projeto serão empregados recursos metodológicos que envolvem ferramentas de: (i) cultivo celular; (ii) microscopia (óptica convencional, confocal, e eletrônica de transmissão e varredura, com modernas abordagens); (iii) bioquímica e (iv) biologia molecular. As análises permitirão uma melhor compreensão da migração e diferenciação das células-tronco, bem como uma análise mais precisa das consequências biológicas e ultraestruturais do comportamento dessas células, como, por exemplo, alterações em organelas celulares e possível modulação do mimetismo apoptótico em tecidos lesionados por parasites, dentro de uma potencial perspectiva translacional.

Características dos biomateriais de aplicação biomédica e sua influência na interação célula-material

Linha de Pesquisa: Bioengenharia tecidual
Área de Concentração: Dos sistemas biológicos à biomedicina translacional

Este projeto para o desenvolvimento de dissertações e teses no âmbito do BIOTRANS, tem duas vertentes principais que se alimentam de idéias, objetivos e metodologias compartilhados e em diferentes projetos de pesquisa em andamento. Na primeira delas pretende-se estudar possíveis estratégias para investigar a influência das características físicas e estruturais, composição química e demais propriedades dos biomateriais de aplicação biomédica sobre a interação célula-biomaterial. Pretende-se estudar as bases moleculares envolvidas na reação celular frente à presença do biomaterial com ou sem carregamentos mecânicos cíclicos, considerando-se um contexto de relevância para a avaliação da sua bioatividade e/ou biocompatibilidade. Propõe-se que possíveis dissertações e teses possam estudar modelos adequados para a interpretação dos fenômenos biológicos envolvidos quando um biomaterial é submetido às condições de uso, e a identificação dos desafios impostos pelo meio orgânico contra a presença do biomaterial. Pretende-se também, de modo complementar, investigar como possíveis alterações nas características dos biomateriais poderão interferir na interação célula-material, o que deverá trazer conhecimento novo para diminuir as possibilidades de falha do material, e contribuir para o aprimoramento e o desenvolvimento de novosmateriais. Na segunda vertente do projeto, dissertações e teses do BIOTRANS poderão investigar os mecanismos de interação de sistemas biológicos com nanomateriais, considerando-se os efeitos da liberação e do acúmulo de resíduos de desgaste e/ou íons metálicos desses materiais nos tecidos, e de modo centralavaliar marcadores de resposta para os potenciais efeitos tóxicos na interação entre células humanas e nanopartículas. Em subprojetos complementares, pretende-se estudar o destino dos resíduos de desgaste nos órgãos, tecidos e células, uma vez que marcadores metálicos não sãodigeridos intracelularmente pelo sistema lisossomal. Propõe-se ainda, estudar o desenvolvimento de estratégias que possam mitigar a toxicidade e avaliar os potenciais riscos para a saúde associados à presença e liberação de nanopartículas. As duas vertentes do projeto envolverão metodologias que vão da cultura celular, passam pela investigação das interações de células com os biomateriais e pela análise física e estrutural dos biomateriais investigados, culminando em uma etapa subsequente e já numa perspectiva translacional mais avançada no ensaio clínico para avaliação desses biomateriais implantados.

Engenharia de tecido equivalente de cartilagem empregando células tronco interagindo em micromoldes e investigação do comportamento fisiológico de biopróteses vasculares

Linha de Pesquisa: Bioengenharia tecidual

Área de Concentração: Dos sistemas biológicos à biomedicina translacional

Este projeto, elaborado para o desenvolvimento de dissertações e teses no contexto do BIOTRANS, tem duas vertentes principais que se alimentam de idéias, objetivos e metodologias compartilhados e em diferentes projetos de pesquisa em andamento. Na primeira delas propõe-se investigar possíveis estratégias para a investigação das bases moleculares que permitam o tratamento de lesões cartilaginosas através de fabricação de tecido equivalente de cartilagem em micromoldes de hidrogel de agarose a partir de células mesenquimais e de células tronco de pluripotência induzida (iPS). Pretende-se estudar como estas células interagem com micromoldes em cultivos em três dimensões (3D) (esferóides), associados desta forma numa metodologia de impressão de órgãos e tecidos com alta densidade celular. Propõe-se que possíveis dissertações e teses possam estudar o mimetismo decorrente do crescimento e da interação de dois ou mais tecidos diferentes e o contato tridimensional célula-célula e célula-matriz, de forma similar ao que ocorre in vivo e investigar fatores envolvidos nesta interação com foco central (inicial) no estudo da dinâmica molecular envolvida na obtenção e no estudo de biocartilagem. Pretende-se, ainda, de maneira complementar, investigar como se organizam estruturalmente potenciais enxertos complexos de tecidos pela fusão de centenas esferóides. Na segunda vertente do projeto, dissertações e teses do BIOTRANS poderão investigar também numa perspectiva translacional de revascularização a dinâmica estrutural e as características físicas e fisiológicas de bioprótesis vasculares de pequeno calibre, face às elevadas taxas de trombose dos enxertos sintéticos e à esgotabilidade dos enxertos autólogos.Em subprojetos complementares, pretende-se estudar as características do processo de descelularização de artérias de pequeno calibre de animais de médio porte (o modelo hoje exigido em biomedicina translacional), investigando os componentes da matriz extracelular remanescente e seu comportamento físico, bioquímico e fisiológico. Propõe-se ainda investigar processos fisiológicos de biocompatibilidade in vivo e desenvolver em estudos paralelos avaliações de toxicidade in vitro segundo a norma Iso IEC 10993. Numa subseqüente etapa e já numa perspectiva translacional mais avançada serão investigados a possibilidade de rejeição, dilatação, rupturas ou oclusões e estratégias para minimizá-las tornando essas bioprótesis uma estrutura comparável com uma artéria nativa sadia. As duas vertentes do projeto envolverão metodologias que vão da cultura celular, passam pela investigação das interações de células com plataformas engenheiradas e pela análise física e estrutural dos biomateriais investigados e culminam no ensaio em animais de médio porte.

Bioimagem aplicada à pesquisa translacional

Linha de Pesquisa: Bioimagem

Área de Concentração: Dos sistemas biológicos à biomedicina translacional

Este projeto elaborado na abrangência do BIOTRANS permitirá a realização de dissertações e teses utilizando e desenvolvendo novas tecnologias de bioimagem para interfaces de softwares de análise de imagens digitais, em aplicação na pesquisa clínica, estimando sua potencialidade no diagnóstico precoce de doenças multifatoriais e infecto parasitárias, assim como a resposta às intervenções terapêuticas em diferentes modelos experimentais. Serão ensaiados vários sistemas de avaliação biomédica utilizados em pesquisa básica de órgãos e sistemas, incluindo ultrassonografia, ressonância magnética, electroencefalografia, mapeamento cerebral,tomografia computadorizada e tomografia de emissão de pósitrons, que constituem os mais modernos meios para o estudo de imagens. Com relação à produção de imagens biológicas, propõe-se integrar as adquiridas com os mais diferentes tipos de microscopias, tanto a óptica como a eletrônica. A microscopia óptica atual possui mais de dez diferentes modalidades, entre elas, confocal a laser, de contraste diferencial interferencial, de polarização e os de alta resolução onde imagens obtidas alcançam níveis de resolução próximos à microscopia eletrônica (20 nm). Com a utilização dos novos sistemas de alta resolução (Structured Ilumination Microscopy, Stimulated Emission Depletion, Photo-Activated Localization Microscopy) associados à microscopia eletrônica, pretende-se que dissertações e teses obtenham e interpretem e com a aquisição de imagens de modo convencional, de alta resolução e de extrema alta-resolução reconstruções tridimensionais da ultraestrutura celular, tanto de células e tecidos normais como daquelas com alterações induzidas por agentes infecto parasitários e por distúrbios multifatoriais (tais como alterações induzidas pela isquemia e desvios metabólicos), além dos efeitos de drogas. Assim, as imagens obtidas mediante reconstrução tridimensional nos diferentes modelos experimentais, permitirão análise ampla e precisa da normalidade e das alterações celulares e teciduais. Pretende-se, ainda, em outra vertente deste projeto, que se avance na imagiologia de animais de pequeno e de médio porte para o rastreamento de agentes infecciosos e de biomarcadores no interior do organismo animal, utilizando a imagiologia bioluminescente. O projeto pretende também investigar as alterações moleculares de proteínas com estrutura terciária e quaternária afetadas, por intermédio de ressonância magnética nuclear. Estes trabalhos permitirão a análise de moléculas defeituosas em condições de saúde e de seus desvios e a visualização em 3D de macromoléculas e suas interações intercelulares. Desta forma poderão ser detectadas numa perspectiva translacional mudanças conformacionais de proteínas e supressões ou inversões de aminoácidos nas cadeias polipeptídicas, bem como estados de maior ou menor energia das interações macromoleculares, em biomarcadores específicos de doenças multifatoriais, incluindo as proteínas imunometabólicas. A formação de um Banco de Imagens e de um sistema de trocas e consultas entre os diversos estudantes e docentes do BIOTRANS com outros de diferentes instituições no país e no exterior, permitirá uma formação global e interligada nas diversas áreas modernas de diagnóstico e avaliação biomédica e também em pesquisa básica e translacional.

GRUPOS DE PESQUISA

Biologia e Patologia de Organismos de Importância Médica e Ambiental

Nome do líder: Sergian Vianna Cardozo (UNIGRANRIO)

Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9172426530451034

Biomarcadores circulantes e fenótipo de risco cardiometabólico

Nome do líder: Cláudia Maria Pereira (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/5947088688968628

Caracterização e propriedades de Biomateriais - UNIGRANRIO

Nome do líder: Victor Talarico Leal Vieira (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9172426530451034

Estudo de mecanismos moleculares cardíacos e renais da hipertensão arterial associada a obesidade

Nome do líder: Paulo André da Silva (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9878665255256358

Estudo dos efeitos do processo de envelhecimento na cavidade oral

Nome do Líder: Cláudia Maria Pereira (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/4290373123236427

Genômica Ambiental

Nome do Líder: Alexander Machado Cardoso (UEZO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9491136165660528

Identificação de marcadores moleculares em câncer e nas doenças orais

Nome do líder: Cláudia Maria Pereira (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/1580538587551632

Laboratório de Físico-Química Biológica Aída Hassón-Voloch

Nome do Líder: Adalberto Ramon Vieyra (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/6137747381333550

LabGen – Unigranrio

Nome do líder: Pedro Hernan Cabello Acero (UNIGRANRIO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9666140142792074

Metrologia em Bioanálise e Saúde

Nome do Líder: José Mauro Granjeiro (INMETRO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/3638026277239682

Pesquisa Pré-Clínica e Clínica em Biomateriais

Nome do Líder: José Mauro Granjeiro (INMETRO)
Link: dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/9029024224355508

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA TRANSLACIONAL - BIOTRANS

PROJETOS

GRUPOS DE PESQUISA