Linhas de Pesquisa

LaCTAS

Testes para diagnóstico de doenças de interesse nacional - Laboratorial e point of care

Desenvolvimento de novos produtos, novas tecnologias, e novas aplicações para produtos já existentes, visando uso para diagnóstico de doenças de interesse nacional no Sistema Único de Saúde (SUS), tanto em laboratórios com boa infraestrutura quanto em situações com pouco ou nenhum apoio. 

PCR em Tempo Real (qPCR) é uma tecnologia amplamente testada e aprovada no mercado de testes diagnósticos para detecção específica de alvos moleculares de importância clínica (DNA ou RNA), devido à sua grande versatilidade e maior eficiência em relação aos tradicionais ensaios imunoenzimáticos (ELISA). Por estar disponível há muitos anos, existem hoje diferentes versões de kits comerciais com variações nas formulações e nos equipamentos usados para detecção das moléculas alvo, o que dificulta sua implementação no sistema público de saúde brasileiro. Por outro lado, é comum não existir infraestrutura suficiente para a instalação e manutenção de equipamentos tradicionais de qPCR, além de existirem poucos profissionais capacitados para operá-los. Nesse sentido, equipamentos portáteis de diagnóstico de base molecular podem ser de grande auxílio para o manejo de doenças negligenciadas em situações de baixa densidade tecnológica, como as encontradas nos pontos de atendimento (“point of care”).

Assim, esta linha de pesquisa tem por objetivo desenvolver novos testes diagnósticos para uso em plataformas comuns em laboratórios de diagnóstico (Laboratórios Centrais, Laboratórios de Referência, por exemplo) ou plataformas portáteis baseadas na tecnologia PCR Tempo Real, usando reagentes produzidos no Brasil pelo Instituto de Biologia Molecular do Paraná (IBMP), para atender as demandas do Sistema Único de Saúde (SUS) em relação ao diagnóstico de doenças de interesse nacional, como por exemplo doença de chagas, malária, tracoma, tuberculose, hanseníase, zika, dengue, chikungunya, febre amarela, coqueluche, dentre outras.

Pesquisador Responsável: Dr. Alexandre D. T. Costa

  • Pesquisa e desenvolvimento de novas soluções para o diagnóstico e o tratamento de doenças negligenciadas no Brasil.
  • Dispositivo Nanoestruturado para Detecção de Microcistina-LR.
  • Plataformas de desenvolvimento e produção para demandas diagnósticas estratégicas em vigilância epidemiológica .
  • Plataforma tecnológica para diagnóstico para doenças tropicais no ponto de atendimento (PodiTrodi).

 

Pesquisador Responsável: Dr. Luis Gustavo Morello

  • Desenvolvimento de teste molecular em plataforma lab-on-a-chip para diagnóstico dos principais agentes causadores de sepse.
  • Avaliação clínica de um método molecular para a detecção rápida de patógenos em pacientes com sepse.
  • Uso do sistema CRISPR/Cas9 como ferramenta para o diagnóstico rápido de agentes infecciosos diretamente do sangue de pacientes com sepse.
  • Desenvolvimento de uma solução para detecção e monitoramento de contaminação bacteriana em concentrados de plaquetas.
  • Desenvolvimento de testes rápidos baseados em imunocromatografia de fluxo lateral.
  • Desenvolvimento de enzimas mais resistentes, processivas e robustas utilizadas em reações de (RT)-qPCR.

 

Engenharia de Sistemas Biomédicos

A detecção de doenças no ponto de atendimento (Point-of-Care) de forma rápida e acessível é essencial ao combate e prevenção de doenças no Brasil. O uso desses equipamentos ou dispositivos, além de prover  qualidade de vida para o paciente ainda pode gerar a economia de bilhões de reais todos os anos ao País

A linha de pesquisa em Engenharia de equipamentos e sistemas biomédicos é essencialmente multidisciplinar, englobando profissionais de diversas áreas como: engenharia eletrônica, mecânica e biomédica, física, software, química e biologia. Por esse motivo, estudantes de diversas áreas do conhecimento podem desenvolver projetos de mestrado e doutorado em nosso laboratório. Nosso foco é o desenvolvimento de sistemas biomédicos para diagnóstico rápido de doenças. Nossos projetos englobam: construção de softwares, sistemas eletrônicos, aplicativos, programação de sistemas microcontrolados, desenhos técnicos de chips microfluídicos, construção de dispositivos Lab-on-a-Chip, impressão 3D, desenvolvimento de sensores, entre outros. Nós trabalhamos com ciência aplicada,  transformando conhecimento em tecnologia a ser disponibilizada à população.  

 

Pesquisador Responsável: Dr. Lucas Blanes

  • PCR em chip – Desenvolvimento de equipamento para teste de DNA (PCR) em chip para detecção de Leishmaniose.
  • Leitora Multiteste – Desenvolvimento de protótipo Industrial  de leitora automatizada de diagnósticos do tipo lateral-flow.

 

Abordagens multi-ômicas para desenvolvimento de dispositivos, softwares e outras ferramentas aplicadas em diagnósticos/prognósticos

Pacientes submetidos à neurocirurgia são susceptíveis à meningite pós cirúrgica (MPN). As MPNs podem ter diferentes agentes etiológicos, podendo ser causadas por bactérias ou por outros fatores (meningite asséptica). O diagnóstico precoce das MPN é essencial para o correto manejo dos quadros, resultando em melhor prognóstico e uso racional de antibióticos.

O diagnóstico de MPN e a determinação do agente etiológico envolve avaliação clínica e exames laboratoriais, sendo as análises realizadas no líquido cefalorraquidiano (LCR) essenciais para o diagnóstico. As alterações no LCR após neurocirurgias podem assemelhar-se às alterações encontradas em MPN, tanto bacteriana, quanto asséptica, tornando o diagnóstico um verdadeiro desafio. Este projeto visa contribuir para o entendimento das MPNs, identificando por LC-MS/MS as proteínas presentes no LCR de pacientes apresentando diferentes tipos de MPN (bacteriana e asséptica). Além disso, a proposta visa um estudo prospectivo acerca do uso de LC-MS/MS na identificação das espécies bacterianas causadoras de MPN. Estes estudos têm o potencial de identificar biomarcadores que possibilitem a classificação das MPNs em tempo menor que as análises disponíveis, por exemplo, baseadas no cultivo microbiológico auxiliando no manejo mais adequado dos pacientes, como por exemplo, no uso racional de antibióticos.

 

Pesquisador Responsável: Dr. Michel Batista

  • Avaliação do perfil proteico do líquido cefalorraquidiano de pacientes com meningite hospitalar buscando biomarcadores diagnósticos.

Pesquisador Responsável: Dr. Luis Gustavo Morello 

  • Busca de biomarcadores associados ao diagnóstico e prognóstico em sepse.

 

Genômica de micro-organismos

Klebsiella pneumoniae (Kp) é uma bactéria gram-negativa da família Enterobacteriaceae naturalmente encontrada no meio ambiente, em plantas, solo e no tegumento e mucosas de animais. Nos humanos é um organismo comensal que habita comumente o microbioma gastrointestinal.

O primeiro registro de uma Kp resistente a carbapenêmicos (KPC) foi em 1996 em um hospital na Carolina do Norte nos Estados Unidos e, desde então, ela já foi isolada em vários outros países, incluindo o Brasil. A Organização Mundial de Saúde apresentou em 2017 uma lista de organismos resistentes para os quais há pouco ou nenhum antibiótico disponível e, dentre essas, as estirpes de Kp tem prioridade crítica. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde, a resistência a antimicrobianos (RAM) será a principal causa de morte em 2050 atingindo 10 milhões de pessoas, superando até mesmo as mortes decorrentes de todos os tipos de câncer, ao custo de 100 trilhões de dólares. Na área de bactérias resistentes, a genômica se tornou uma ferramenta fundamental de estudo e descoberta de fatores de resistência, identificando desde uma simples mudança de um nucleotídeo em um gene (SNP) até aquisições de grandes ilhas genômicas. Há, atualmente, 4.647 genomas de estirpes de Kp depositados no banco de dados Genbank, entretanto, apenas 5% deles estão completos. No que tange o transcritoma e o proteoma, os dados são ainda mais escassos, sendo que pouquíssimos trabalhos abordaram essas análises especificamente em estirpes resistentes. Já trabalhos com uma abordagem unificada, envolvendo genes, transcritos e proteínas são inexistentes. Tendo essa lacuna em vista, o objetivo desse projeto é estudar os mecanismos de resistência à antibióticos em Kp utilizando dados de genoma, transcritoma e proteoma.

Pesquisador Responsável: Dr. Helisson Faoro

  • Investigação dos mecanismos de resistência a múltiplos antibióticos em Klebsiella pneumoniae pan-resistente utilizando abordagem multi-omics.

 

Biomarcadores em câncer

O câncer é uma doença complexa e multifatorial, cujo estudo foi facilitado pela organização de seis características principais (hallmarks) no ano de 2000 por Hanahan e Weinberg: auto-suficiência em sinais de crescimento, insensibilidade a sinais de inibição de crescimento, evasão da morte celular programada, potencial ilimitado de replicação, angiogênese sustentada, capacidade de invadir tecidos e criar metástases.

Foram somadas duas outras características na década seguinte: reprogramação do metabolismo energético e resposta imune evasiva. Também foram adicionadas duas características facilitadoras, instabilidade genômica e inflamação. A difícil tarefa de compreender o câncer levou a essas tentativas de simplificação da doença, mas à medida que as novas descobertas científicas adicionam novas camadas de complexidade ao que conhecemos sobre o câncer, há constante necessidade de renovação e revisão destas características.

A compreensão das moléculas que participam das alterações associadas ao desenvolvimento do câncer constitui a base para a descoberta de biomarcadores que podem ser usados para detecção mais precoce do câncer e para a identificação de possíveis alvos em busca de terapias mais específicas e eficazes. O estudo das moléculas e das vias de sinalização das células tumorais é útil para a predição e acompanhamento da resposta clínica e para prever a possibilidade de recorrência de tumores. Além disso, inquéritos de epidemiologia molecular também são importantes ferramenta em pesquisas na área de Câncer.

A equipe de Biologia Molecular do Câncer conduz projetos de pesquisa básica e translacional com potencial para gerar testes de diagnóstico e de acompanhamento de tratamento que tenham aplicação prática na Oncologia Clínica.

Pesquisador Responsável: Dr. Mateus Aoki

  • Estudo de alterações genéticas e microRNA plasmáticos em pacientes com câncer de pâncreas no Brasil.
  • Análise de lócus de susceptibilidade ao câncer de pâncreas no âmbito de DNA germinativo e somático.
  • Análise das Principais Translocações de Impacto Clínico em Leucemias e Buscas de Novos biomarcadores.
  • Desenvolvimento de testes moleculares para detecção e quantificação de translocações em pacientes com leucemia.

 

Pesquisadora Responsável: Dra. Dalila L. Zanette

  • Hematopoese Clonal em pacientes com tumores primários de próstata.
  • Inflamação e estresse oxidativo na regulação de fatores genéticos em mielofibrose primária.