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Investigação
Dossier Saúde
Invesigação em saúde em curso no CICECO
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Na área da saúde, o Laboratório Associado CICECO – Instituto de Materiais de Aveiro foca a sua investigação na deteção e tratamento de doenças crónicas, nas terapias para o tratamento de doenças resultantes de trânsito iónico deficiente, nos materiais e dispositivos médicos, nos biomateriais para medicina regenerativa, nas nanopartículas para aplicações biomédicas e na nanotoxicologia.

Deteção e tratamento de doenças

O grupo de investigação liderado por Ana Gil tem procurado respostas a uma rápida deteção e tratamento de doenças crónicas, com enfoque no cancro e em doenças da gravidez, através da identificação de novos marcadores metabólicos em biofluidos e tecidos humanos, usando técnicas avançadas como a Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Esta abordagem, designada por metabolómica, tem ainda sido explorada pelo mesmo grupo para investigar os mecanismos de ação de diferentes fármacos e monitorizar a sua eficácia in vitro e in vivo. Já o grupo liderado por Mara Freire tem focado a sua investigação no desenvolvimento de plataformas alternativas de purificação e extração de biomarcadores tumorais, com vista ao diagnóstico mais eficiente e precoce, e, ainda, de anticorpos para aplicação em imunoterapia.

Brian Goodfellow e Vítor Félix têm investigado novos fármacos para o tratamento da doença de Alzheimer, em particular moléculas capazes de inibirem a BACE1, uma das enzimas associadas a esta doença do envelhecimento.

Terapias para o tratamento de doenças resultantes de trânsito iónico deficiente

Os iões desempenham um papel crucial em muitos processos celulares e a alteração dos seus gradientes de concentração resulta em diversas doenças, como por exemplo a fibrose quística, infertilidade masculina, insuficiência renal, tinido e o síndrome de Bartter. A fibrose quística é uma doença incurável que está associada a um transporte deficiente de cloreto através de membranas celulares. O grupo de Modelação Molecular e de Biofísica Computacional, liderado por Vítor Félix, tem focado a sua investigação na descoberta de pequenas moléculas capazes de substituírem os canais deficientes no transporte de cloreto. A atividade de transporte destas pequenas moléculas está intimamente relacionada com importantes propriedades anticancerígenas. O grupo de João Rocha, por seu lado, tem desenvolvido e estudado silicatos de zircónio nanoporosos com real aplicação, nomeadamente, no tratamento da hipercaliemia (aumento da concentração de potássio no sangue); uma condição frequentemente observada em doentes com insuficiência cardíaca ou renal. Estes materiais funcionam como esponjas de iões potássio, que o removem do trato gastrointestinal.

Materiais e dispositivos médicos 

O grupo liderado por José M. F. Ferreira tem apostado no desenvolvimento de novos materiais médicos, alguns dos quais patenteados e com reconhecido valor comercial. Entre os materiais desenvolvidos destacam-se substitutos ósseos sintéticos para aplicações em ortopedia, medicina dentária e engenharia de tecidos, vidros bioativos (isentos de metais alcalinos e fáceis de processar), fosfatos de cálcio dopados com elementos osteogénicos e produzidos em diferentes formas (por ex. granular, blocos porosos e pastas injetáveis), e implantes 3D customizados.Também a investigadora Susana Olhero tem realizado trabalho inovador na área dos dispositivos médicos de base cerâmica à escala micrométrica, destacando-se o desenvolvimento de microagulhas porosas para a libertação transdérmica de fármacos, e de matrizes de pillars piezelétricos para transdutores ultrassónicos.

Biomateriais para medicina regenerativa

A regeneração de tecidos e órgãos lesados através da combinação de biomateriais com sistemas celulares é uma área auspiciosa da medicina, que tem sido alvo do trabalho de vários investigadores do CICECO. No grupo de Maria Helena Fernandes têm sido produzidas microestruturas compósitas biocompatíveis, cujas caraterísticas estruturais, de superfície e morfológicas podem ser controladas para obter cinéticas de degradação compatíveis com a regeneração de tecidos. Destacam-se como particularmente inovadores os estudos sobre a atividade eletromecânica de plataformas poliméricas piezoelétricas nos processos de neuritogénese. O desenvolvimento de biomateriais avançados, muitas vezes baseados em macromoléculas obtidas de fontes renováveis, e a sua combinação com células, para a utilização em engenharia de tecidos humanos tem também estado no centro da investigação liderada por João Mano. Um dos projetos deste grupo visa desenvolver dispositivos miniaturizados, utilizando biomateriais de origem marinha e células estaminais, que possuem a capacidade, de uma forma autónoma, de produzir tecido ósseo para aplicações em ortopedia. Também o grupo de Carmen Freire e Armando Silvestre tem desenvolvido novos materiais nanocompósitos, baseados essencialmente em polissacarídeos (como a celulose bacteriana) ou proteínas (fibrilas de amiloide), com potencial aplicação na regeneração de tecidos e na libertação controlada de fármacos.

Nanopartículas para aplicações biomédicas

A produção e engenharia de materiais à escala manométrica (10-9 m) permitem obter nanopartículas com propriedades mecânicas, catalíticas e biológicas únicas, que se traduzem num vasto potencial biomédico. O grupo de Ana L. Daniel da Silva e Tito Trindade tem levado a cabo a síntese e funcionalização de nanocompósitos e nanopartículas inorgânicas para um amplo leque de bioaplicações que incluem biomarcação, imagiologia, libertação controlada de fármacos, hipertermia magnética e o enriquecimento seletivo de proteínas. Destaca-se a tecnologia para enriquecimento seletivo de proteínas, baseada em nanopartículas magnéticas, que se encontra em fase de patenteamento para a região europeia, e que poderá vir a ser implementada em protocolos clínicos de diagnóstico. Também a equipa liderada por João Rocha e Luís Carlos temdesenvolvido nanopartículas para aplicações médicas, nomeadamente para imagem multimodal (ressonância magnética, imagens ótica e térmica), hipertermia, combinando nanotermómetros (óxidos de lantanídeos) e nanoaquecedores (ouro), e radioterapia. Um dos projetos em curso utiliza nanopartículasde óxidos de titânio e de háfnio que, ao serem irradiadas com radiação ionizante geram grande quantidade de eletrões, amplificando a energia que os tumores recebem e, logo a eficácia da radioterapia no tratamento do cancro. Para além disso, ao incorporarem lantanídeos, estas nanopartículas possibilitam a imagiologia ótica e térmica.

Nanotoxicologia

A avaliação pré-clínica da resposta biológica a nanopartículas concebidas para aplicações biomédicas é um requisito fundamental no seu processo de desenvolvimento. A investigadora Iola Duarte tem-se debruçado sobre a compreensão mecanística dos efeitos biológicos de nanomateriais, recorrendo sobretudo à metabolómica para caraterizar o impacto desses materiais no metabolismo celular. Este trabalho visa, por um lado, identificar novos marcadores metabólicos úteis para monitorizar a toxicidade e/ou eficácia de nanofármacos e, por outro, desenvolver estratégias de modulação da resposta metabólica que conduzam a melhores resultados terapêuticos. A potencial toxicidade de nanopartículas em organismos animais tem também sido alvo da investigação de Maria de Lourdes Pereira.

Destacam-se, em particular, a caraterização de alterações histopatológicas em órgãos de murganhos e os estudos de bioacumulação em peixes e potenciais implicações para a saúde humana, dada a possível transferência trófica destes nanomateriais através da dieta.

Nota: este artigo foi publicado na edição número 26 da revista Linhas.

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