Revista Eletrônica do Programa de Bolsas - Edição 2

Bolsista: EDUARDA SILVA SCHELCK ESTEFANELLI
Orientador(a): MAURICIO GARCIA DE SOUZA COSTA
Resumo: Os erros inatos da imunidade (EII) são doenças genéticas raras caracterizadas principalmente por alterações das funções do sistema imune, levando à maior suscetibilidade às infecções de repetição, autoimunidade e neoplasias. A criança com EII, embora relativamente rara, é um paciente de alto custo para o SUS, devido a dificuldades diagnósticas, realização de exames complementares e internações prolongadas. Há ainda um elevado custo social pelo risco de óbito e relevante comprometimento da capacidade laboral e qualidade de vida. A indicação terapêutica adequada depende do diagnostico diferencial e precoce, possibilitando alcançar a eficiência da intervenção clinica, com redução significativa do número de infecções e internações. A análise de exomas realizada por colaboradores do IFF-Fiocruz vem permitindo a identificação de variantes genéticas relacionadas aos EII, mas prever seus efeitos no diagnóstico molecular clínico ainda é um desafio. Neste projeto serão aplicados métodos recentes baseados em inteligência artificial (IA), que levam em conta a estrutura das macromoléculas biológicas e vêm mostrando sucesso na predição de patogenicidade. Estas ferramentas permitirão a avaliação da tolerância de cada região proteica a mutações. Em seguida, baseado na alta experiência do grupo na caracterização detalhada das bases físicas relacionadas a efeitos biológicos, serão também utilizadas simulações computacionais para caracterizar o efeito das mutações com maior potencial patogênico segundo os métodos de IA. Dessa forma, este projeto é uma importante iniciativa para acelerar a identificação de variantes patogênicas descritas em estudos de genômica. O desenvolvimento deste pipeline combinando IA e simulações computacionais é uma potencial estratégia de baixo custo que pode ser implementada em outros centros e tem potencial de aumentar a taxa de sucesso diagnóstico da análise genética.

Bolsista: LARA MAGALHAES PEREIRA DE OLIVEIRA
Orientador(a): MARIO ROBERTO SENGER
Resumo: A esquistossomose é causada por vermes trematódeos do gênero Schistosoma e é reconhecida como uma das mais importantes infecções tropicais humanas, principalmente em termos de morbidade. Apesar do fármaco de escolha contra a esquistossomose praziquantel (PZQ) ser eficiente e seguro, a doença continua se espalhando por novas áreas e há preocupações sobre o desenvolvimento de resistência do parasito ao PZQ. Esse problema em potencial tem estimulado a busca por novos fármacos para serem usados como substitutos ou em combinação com o PZQ. Esquistossomos produzem uma família de aspartil proteases semelhantes à catepsina D (Clan AA, família A1) que são expressas em todos os estágios evolutivos do parasito. Ao menos uma destas enzimas (coletivamente denominadas aqui de SmCDs) teve seu papel demonstrado no passo primordial de clivagem na digestão da hemoglobina do hospedeiro humano e exerce, portanto, papel essencial no ciclo de vida desses parasitos. Este projeto propõe identificar inibidores potentes e seletivos para proteases SmCD como protótipos para o desenvolvimento de novos fármacos contra a esquistossomose através da combinação de expressão heteróloga de proteínas, Síntese direcionada de bibliotecas químicas e identificação de inibidores ativos via "química click in situ" e modelagem molecular. A química click in situ é uma nova abordagem para a síntese e identificação dos melhores ligantes de uma enzima a partir de uma biblioteca combinatória de fragmentos com baixa afinidade intrínseca pela proteína-alvo e que será aplicada pela primeira vez em enzimas de parasito. Esperamos assim identificar inibidores das proteases SmCD de fato inovadores, contribuindo então para o avanço do conhecimento em novos candidatos de fármacos para o tratamento da esquistossomose.

Bolsista: Gabriele Aparecida Ribeiro de Souza
Orientador(a): Jaquelline Germano de Oliveira
Resumo: O vírus Chikungunya (CHIKV), um arbovírus pertencente ao gênero Alphavirus da família Togaviridadae, causa uma doença febril caracterizada por diversos sintomas, como: febre, dor de cabeça, erupções na pele, diarreia, vômito, mialgia, e principalmente, artralgia (dor nas articulações) que pode perdurar durante meses e até anos após a infecção. Além disso, a infecção pelo CHIKV, pode causar complicações neurológicas e óbito. O CHIKV é considerado um patógeno prioritário e uma grande ameaça à saúde global, está distribuído mais de 100 países gerando surtos epidêmicos ao redor do mundo, principalmente em áreas tropicais. No Brasil, em 2023, entre janeiro e o começo de março, ocorreram 43 mil casos prováveis de febre Chikungunya, um aumento de 97,1% quando comparado ao mesmo período de 2022. Nenhuma vacina está licenciada contra a febre do Chikungunya, assim como, até a presente data, não há medicamento antiviral disponível no mercado para o tratamento dos pacientes acometidos pela doença, os quais são tratados com analgésicos e anti-inflamatórios para controle e diminuição dos sintomas. O vasto reservatório de substâncias disponíveis na natureza, principalmente no Brasil, ainda tem sido muito pouco explorado com o objetivo de encontrar drogas antivirais para o tratamento da febre Chikungunya e de outras arboviroses. Na busca de drogas antivirais para o tratamento de arboviroses, nosso grupo de pesquisa identificou cerca de 200 extratos de plantas e de fungos que mostraram atividade antiviral in vitro contra DENV-2, ZIKV e YFV, dentre os mais de 7000 extratos de plantas e fungos avaliados (Barbosa E.C., 2019; de Castro Barbosa et al, 2022). O objetivo deste subprojeto é identificar, a partir de extratos brutos vegetais, fúngicos, substâncias purificadas e peptídeos sintéticos, ao menos uma substância capaz de inibir a multiplicação in vitro do CHIKV. Para tal, pretende-se: (i) avaliar in vitro a atividade antiviral contra CHIKV, pelo ensaio de MTT e avaliação do efeito citopático viral de 160 extratos de plantas e de fungos identificados pelo nosso grupo de pesquisa como ativos contra DENV-2; ZIKV e/ou YFV selvagem; 240 novos extratos de plantas e de fungos; 10 substâncias puras contra CHIKV e seis peptídeos sintéticos; (ii) determinar a concentração efetiva 50 (CE50) e concentração citotóxica 50 (CC50) de extratos ativos, de substâncias puras e de peptídeos sintéticos contra CHIKV; (iii) determinar o índice de seletividade (IS) de extratos/substâncias/peptídeos sintéticos ativos contra CHIKV; (iv) triar, pelo método do MTT, a atividade anti-CHIKV de frações cromatográficas de extratos submetidos ao fracionamento por cromatografia líquida de ultra alta performance acoplada à espectrometria de massas (UHPLC-MS) para identificação/anotação de substâncias presentes nas frações ativas. Portanto, como perspectiva, pretende-se identificar ao menos uma substância natural capaz de inibir a multiplicação do CHIKV que possa servir de base para o desenvolvimento de uma droga antiviral para o tratamento da febre do Chikungunya.

Bolsista: LUIZ FELIPE SANT ANA DE SOUZA
Orientador(a): LUCIANA ORDUNHA ARARIPE
Resumo: Os insetos, assim como a maioria dos organismos, mostram ciclos de atividade diários. Alguns parâmetros desses ciclos são mantidos mesmo quando indivíduos são isolados dos estímulos ambientais, mostrando que existe um mecanismo endógeno que regula e sincroniza uma série de funções biológicas essenciais. A regulação dos ritmos fisiológicos e comportamentais é dada por um conjunto de genes e seus produtos que interagem em alças de retroalimentação negativa. Três alças são conhecidas no organismo modelo para insetos, Drosophila melanogaster. Alguns genes e mecanismos desse relógio modelo estão presentes também em mosquitos, mas existem diferenças importantes, por exemplo, o gene cryptochrome 2 (cry2) não está presente em Drosophila. Em trabalho prévio do nosso grupo, foram estudados os perfis de expressão de cry2, ao longo de 24 horas (12h de claro e 12h de escuro) em tecidos de machos expostos ou não à presença de fêmeas. Foi encontrado que cry2 apresenta uma variação da amplitude de expressão em cabeças e antenas de machos expostos a fêmeas, quando comparado aos machos sozinhos, sugerindo que este gene pode estar envolvido com o comportamento reprodutivo. O mosquito Ae. aegypti é vetor de diversos arbovívus que causam doenças em humanos, como dengue, Zika e chikungunya, e por isso é considerado um grande problema de saúde pública. Portanto, é de grande interesse entender quais os estímulos que atraem ou repelem esses mosquitos e quais os sentidos envolvidos nessa resposta. Métodos que estudam a preferência por uma de duas condições podem ajudar a entender esses estímulos e a associação desses métodos com estudos funcionais (silenciamento gênico) pode revelar genes e mecanismos envolvidos com a capacidade de resposta a esses estímulos. Os objetivos deste projeto são: 1) Testar um sistema de estudo de preferência individual de Ae. aegypti por uma de duas condições, baseado no uso de tubos em formato de Y. 2) Estudar a preferência de indivíduos de Ae. aegypti silenciados para cry2. Neste projeto serão utilizados ovos de Ae. aegypti, da linhagem Rockefeller. Tubos de vidro em formato “Y” (com 8cm de perna e 12,5cm em cada braço) serão utilizados para estudar a preferência de mosquitos machos a condições diferentes em cada extremidade. Nas duas extremidades de cada tubo Y serão acoplados tubos de confinamento contendo fêmeas de um lado e nada no outro. Futuramente outros estímulos serão usados, como uma fonte de alimento em um lado e nada no outro. Nos dois tipos de experimento, as duas condições ficarão separadas do tubo Y por um pedaço de tecido tule, que permite que os machos possam perceber as condições de estímulos oferecidas e ao mesmo tempo impede o contato com o estímulo. Para esses experimentos, construímos um sistema de fluxo de ar, purificado por carvão ativado, e com passagem constante e igual pelos dois braços do Y. Para cada grupo de indivíduos a exposição às condições de escolha ocorrerá por dez minutos. Réplicas experimentais serão feitas com vários machos em cada uma e repetidas vezes no mesmo dia. Além disso, machos e fêmeas virgens de Ae. aegypti serão silenciados para o gene cry2 através da técnica de RNAi. Como controle, será injetado lacZ nas mesmas condições do grupo experimental. O índice de preferência será calculado por [número de indivíduos voando para o estímulo - número de indivíduos voando para o outro lado]/número total de indivíduos testados. Os valores de índice de preferência serão comparados ao valor zero por um teste t one sample. Os dados serão comparados entre grupos (silenciados vs não silenciados) com os testes estatísticos apropriados.

Bolsista: Yasmin Pimentel Souza
Orientador(a): Daniel Moreira de Avelar
Resumo: As técnicas disponíveis nos laboratórios municipais para o diagnóstico da leishmaniose cutânea (LC) apresentam limitações quanto ao seu desempenho diagnóstico. Atualmente recomenda-se a utilização de testes diagnósticos associados à coleta de amostras minimamente invasivas, de fácil execução e com alta acurácia para o esclarecimento das doenças negligenciadas, incluindo a LC. Entretanto, os testes diagnósticos com alta acurácia encontram-se restritos aos Centros de Referência, por necessitarem de infraestrutura complexa para sua execução. Testes baseados na amplificação isotérmica de DNA possuem como uma das suas principais vantagens, a possibilidade de implantação em laboratórios com menor infraestrutura, favorecendo um diagnóstico rápido e preciso, resultando na melhoria de acesso e contribuindo para a oferta de tratamento em menor tempo. A utilização da enzima Bst DNA polimerase nas reações de amplificação mediada por loop (LAMP) já está bem estabelecida para o diagnóstico de doenças infecto-parasitárias. Entretanto, alguns autores demonstraram que essa enzima também pode ser utilizada em um outro tipo de teste molecular isotérmico baseado na multimerização do DNA, com uso de um único primer ou de primers para diferentes regiões genômicas (WANG et al., 2017; HAFNER et al., 2001). Esse projeto propõe o desenvolvimento e avaliação de acurácia de um teste molecular isotérmico baseado em multimerização do DNA com uso da Bst DNA polimerase para o diagnóstico de LC.

Bolsista: LUANA ACACIO PEDROSA OLIVEIRA
Orientador(a): CRISTIANA FERREIRA ALVES DE BRITO
Resumo: A trasmissão zoonótica da malária é um desafio no contexto de eliminação da doença. Casos autóctones de transmissão zoonótica da malária são relatados na Mata Atlântica brasileira, em regiões onde a malária já foi eliminada há várias décadas, aumentando o risco de sua reintrodução, como no estado de Minas Gerais. Esses casos são causados por Plasmodium simium e Plasmodium brasilianum, parasitos que infectam naturalmente primatas não humanos (PNH), e apresentam alta similaridade com os parasitos que infectam os humanos, Plasmodium vivax e Plasmodium malariae, respectivamente. Diante desta proximidade entre os parasitos e os hospedeiros, há décadas PNH experimentalmente infectados por Plasmodium sp. vem sendo usados como modelos de estudo da malária humana. O conhecimento acerca da resposta imune durante a infecção nos PNH é limitado, uma vez que na literatura a maioria dos trabalhos que utilizam PNH do velho mundo, distantes evolutivamente dos primatas neotropicais. Plasmodium simium é semelhante genética, imunológica e antígenicamente a P. vivax, o que nos possibilitaria ter um bom modelo de estudo para a malária humana, acessando primatas neotropicais naturalmente infectadas por P. simium. Além de entender melhor o papel da resposta imune no curso da doença ao se avaliar a mesma entre o parasito e seu hospedeiro natural. O projeto do orientador engloba o estuda da resposta imune humoral e celular dos primatas não-humanos expostos à infecção pelo Plasmodium. Uma aspecto importante desse estudo é o entendimento da dinâmica da resposta imune humoral ao longo do tempo para esclarecer o desenvolvimento da imunidade. Assim, o objetivo deste sub-projeto é de avaliar as respostas de anticorpos IgM e IgG contra antígenos pré-eritrocíticos e eritrocíticos de Plasmodium nos primatas neotropicais de diferentes áreas da Mata Atlântica naturalmente expostos a infecção por Plasmodium sp em amostras coletadas em diferentes tempos. Desta forma, será possível identificar os reservatórios da infecção que possuam imunidade clínica contra a malária e, assim, auxiliar no delineamento de estratégias de vigilância para eliminação da doença.