Daniela Maria Oliveira Bonci.

Temos colaborado há mais de uma década com o Projeto MHIRT. Trata-se de uma iniciativa do NIH para promover intercâmbio de pesquisa internacional para alunos norte-americados de níveis graduação e pós-graduação, que pertençam a uma população sub-representada nas ciências biomédicas, comportamentais, clínicas ou sociais. Isso inclui as minorias raciais e étnicas (afro-americanos, asiáticos americanos, hispânicos, índios e nativos do Alasca, nativos havaianos e insulares do Pacífico), indivíduos de origens socioeconômicas desfavorecidas e indivíduos de áreas rurais. As pesquisas devem ocorrer nas áreas de ciências biomédicas, clínicas, sociais e comportamentais. Os objetivos deste Programa de Intercâmbio, são: 1. Incentivar estudantes de graduação, pós-graduação e / ou profissões da saúde de origens sub-representadas em ciências biomédicas, comportamentais, clínicas e sociais para buscar carreiras em campos de pesquisa biomédica e / ou de saúde comportamental 2. Fornecer treinamento em pesquisa colaborativa realizada em ambientes estrangeiros para estudantes de graduação, graduação e / ou profissões da saúde 3. Ampliar os interesses de pesquisa e treinamento científico de estudantes de graduação, pós-graduação e / ou profissões da saúde de origens minoritárias para abranger questões internacionais de saúde 4. Expor estudantes de origens minoritárias para iniciativas de pesquisa que abordem as disparidades de saúde globalmente Anualmente, recebemos alunos da Christian Brothers University, de Memphis, Estados Unidos da América, e outras universidades do Tennessee, para estágio em nossos laboratórios de Psicofisiologia Sensorial (Lab animal) e Psicofísica e Eletrofisiologia Visual Clínica (Lab de pesquisa em ser humano) por um período de 12-15 semanas, custeado plenamente por este programa. https://www.nimhd.nih.gov/programs/extramural/international-research-training.html...

O eletrorretinograma (ERG) é o exame objetivo padrão ouro da integridade da retina que pode ser obtido a partir de modelos in vivo, como camundongos, de doenças da retina. O potencial dos modelos de peixes, no entanto, ainda não foi amplamente explorado em estudos pré-clínicos para resgatar a função da retina, embora sejam relativamente baratos, geralmente mais acessíveis do que os modelos de mamíferos e possam exibir uma retina dominada por cones com circuitos neurais e vias semelhantes a humanos. Isto ocorre provavelmente porque os instrumentos e protocolos do ERG não são facilmente adaptáveis aos peixes. Neste projeto, temos como objetivo avaliar o sistema visual de oito espécies de peixes teleósteos: Carassius auratus (N=150), Danio rerio (N=150), Astyanax altiparanae (N=20), Oreochromis niloticus (N=150) (N=150), Cyprinus carpio (N=50), Pterygoplichthys pardalis (N=10), Ancistrus multispinis (N=10), e Ancistrus dolichopterus (N=5) e Geophagus brasiliensis (N=40). Os animais serão adaptados ao escuro previamente por no mínimo 12hs, com exceção do peixe paulistinha cuja adaptação será de apenas 2 horas. Os animais serão anestesiados com Eugenol (20-40mg/L). O peixe será mantido vivo e anestesiado com circulação constante de água na boca através de uma bomba de circulação. A aeração da água de manutenção será realizada através de um aerador e a água terá o anestésico Eugenol diluído na concentração de 30mg/L. O protocolo a ser utilizado é uma ampliação do protocolo clínico da ISCEV. Para compreender os processos de alteração fisiológica, morfológica e genética envolvidos na exposição a diferentes tipos de luz, iremos utilizar algumas espécies de peixes já descritas, porém mantidas em aquários com diferentes tipos de iluminação. As técnicas de PCR quantitativa, eletrorretinografia e morfologia serão utilizadas para avaliar a retina desses animais.

O pleno funcionamento do sistema visual pode ser ameaçado por várias condições patológicas - genéticas, ambientais, infecciosas, neurológicas, metabólicas, ao longo da vida, na infância ou no envelhecimento. Instrumentos para avaliar esse funcionamento em seres humanos podem ser comportamentais ou eletrofisiológicos. Uma característica desses instrumentos é o fato de não serem invasivos, mas baseados em informações alicerçadas na experimentação animal, e serem capazes de testar vias visuais específicas, ou subsistemas visuais, como os de visão de cor ou de visão de contrastes. A comparação do desempenho alterado com o de indivíduos saudáveis traz informações que ajudam a desvendar os mecanismos das afecções. A pesquisa com animais de laboratório, que permite acesso direto aos tecidos afetados, comprova e acrescenta informações no mesmo sentido. Neste projeto propomos várias novas frentes, em particular o estudo sobre a visão de pacientes idosos e de pacientes expostos a infecções virais pandêmicas como Zika e COVID-19. Assim, propomos prosseguir o bem-sucedido desenvolvimento de novos protocolos e/ou metodologias para estudar o sistema visual em humanos e animais e nesta fase, além de continuar o desenvolvimento de novos testes, aplicar os testes já criados em várias populações com diferentes acometimentos. A aplicação destes conhecimentos fornecerá para a área médica ferramentas de diagnóstico precoce e acompanhamento. O projeto investigará o sistema visual através de testes perceptuais com métodos psicofísicos; protocolos eletrofisiológicos visuais; visão de cores, de contrastes, perimetria visual, adaptação ao escuro e pupilometria. A pupilometria permitirá avaliar funções do pigmento melanopsina, descoberto no início do século, responsável pelo reflexo pupilar à luz, pelo ritmo circadiano e por várias outras funções como a depressão sazonal. Os experimentos de visão de cores serão combinados com a determinação genética dos pigmentos visuais de cada indivíduo e estas técnicas moleculares serão estendidas a diversas questões ligadas à evolução da visão de cores em vertebrados com ênfase para a pergunta sobre pressões ambientais e de hábitos circadianos nessa evolução. Nosso conhecimento de eletrofisiologia visual animal permitirá testar e avaliar a toxicidade e eficácia de novos medicamentos para doenças da retina. Finalmente, esse conhecimento eletrofisiológico será usado para avaliar um tratamento por terapia genética para a Distrofia Muscular de Duchenne. O desenvolvimento de novas tecnologias psicológicas para a investigação de mecanismos básicos e formas de aplicação das funções visuais para o entendimento de mecanismos das sensações e percepções visuais, bem como possíveis marcadores comportamentais de doenças oftalmológicas, neurológicas e psiquiátricas são importante parte deste projeto. Medidas de sensibilidade ao contraste de segunda ordem permitirão entender melhor o funcionamento de áreas visuais corticais sensoriais e perceptuais, ampliando o nível de entendimento das funções espaciais. Da mesma forma, medidas da contribuição de estímulos de processamento local e global na atenção sustentada, auxiliarão no entendimento das diferentes contribuições das vias psicofísicas mediadas pelas células magnocelular e parvocelular na atenção visual. Ainda, propomos o desenvolvimento de medidas de segunda ordem para percepção de movimento, buscando evidências para assimetrias entre as contribuições dos subsistemas ON e OFF da via visual primária.O projeto envolve pesquisa básica e clínica de instituições nacionais, como a UFPA, UFPB, FM USP, UFMG e INPA e internacionais, como Universität Erlangen-Nürnberg na Alemanha, CNRS e Université Paris-Sud, França, Sommelweis University em Budapest, Un Technology and Economics na Hungria, Un. Toronto, Canada, Smithsonian Regional Research Institute, Panamá e Stockholm Un.Suécia..

Este subprojeto integra o INCT EN coordenado por Diogo Onofre de Souza da UFRGS Funções visuais podem ser utilizadas como biomarcadores de dano ao sistema nervoso causado por diversas doenças, trauma ou por exposição a substâncias neurotóxicas 110-112. A avaliação visual precisa levar em conta que o processamento da informação visual se dá pela ação de vias neurais paralelas que processam diferentes atributos da imagem: os aspectos cromáticos verde-vermelho (via parvocelular), os azuis-amarelos (via coniocelular) e os aspectos de movimento e contraste acromáticos (via magnocelular). O presente subprojeto propõe o desenvolvimento de protocolos clínicos e de novas metodologias para estudar o sistema visual para uso com humanos e animais em condições de saúde e doença, visando elucidar mecanismos patológicos e ter ferramentas de diagnóstico precoce e acompanhamento. A abordagem metodológica inclui: análise das respostas eletrofisiológicas visuais retinianas e corticais e através de funções psicofísicas visuais como visão de cores, de contrastes, acuidade de Vernier, perimetria visual e outras; testes envolvendo memória e atenção ligadas a estímulos visuais; efeitos da estimulação transcraniana por corrente contínua; determinação genética dos pigmentos visuais de cada indivíduo; e pupilometria 113, 114. Em modelos animais para a compreensão de mecanismos visuais básicos serão realizados experimentos de patch-clamp e de eletrorretinografia, com a finalidade de avaliar os mecanismos retinianos subjacentes à percepção visual e de testar drogas de uso terapêutico..

Proposta: os produtos do gene DMD ? as proteínas Dp427, Dp260, Dp140, Dp116 e Dp71 - são expressos em tecidos neurais. Há mais de duas décadas descobriu-se que mutações no gene DMD provocam alterações no funcionamento do sistema visual humano. Não se sabe ao certo quais destas mutações seriam responsáveis pelas mudanças no funcionamento retiniano de pacientes com distrofia muscular de Duchenne e distrofia muscular de Becker. O presente projeto de pesquisa tem como meta realizar uma avaliação detalhada do sistema visual de pacientes com distrofia muscular de Duchenne visando relacionar os diferentes tipos de alterações no gene DMD com o funcionamento do sistema visual humano. Métodos: funções visuais serão avaliadas com instrumentos não invasivos capazes de isolar a atividade de diferentes viais visuais e verificar sua integridade. Será desenvolvido um instrumento totalmente portátil que permite gerar estímulos visuais e registrar sinais eletrofisiológicos da retina e do córtex visual primário. A avaliação poderá ser realizada em outros locais, fora do laboratório, desde que se disponha de uma sala escura. A análise dos resultados será conduzida de modo que se estabeleça uma relação entre o genótipo e o fenótipo visual desses pacientes. Resultados esperados: será possível: i) entender se os diferentes tipos de alterações genéticas no gene DMD causam disfunções menos ou mais severas no sistema visual humano; ii) estabelecer quais vias visuais são menos e mais dependentes da distrofina; iii) verificar se os prejuízos visuais são progressivos iv) desenvolver testes de avaliação visual que poderão ser utilizados futuramente para o monitoramento da doença e de futuras terapias genéticas. Progressos: os resultados científicos contribuirão para ampliar o conhecimento sobre a fisiopatologia da retina procurando esclarecer os mecanismos visuais dependentes dos diferentes subprodutos do gene DMD. Serão desenvolvidos testes clínicos não invasivos que poderão ser utilizados em futuros estudos. Haverá a validação de um sistema portátil de avaliação do funcionamento do sistema visual humano através de testes psicofísicos e eletrofisiológicos.

A visão de cores é uma função importante para a sobrevivência dos animais, pois ela favorece vários comportamentos como caça, busca de parceiros sexuais, percepção de possíveis predadores entre outros. A visão de cores em vertebrados é possível devido aos diferentes tipos de fotorreceptores e ao processamento pós-receptoral da informação gerada após ativação destas células pela luz. A disposição e classes de fotorreceptores dentro da retina de aves é constituída por bastonetes, cones duplos compreendendo um membro principal e acessório, e quatro classes espectrais de cone simples que proporcionam a tetracromacia. Neste trabalho será investigada a genética dos pigmentos visuais de cinco espécies de corujas através do sequenciamento dos genes responsáveis pela expressão das opsinas.

A avaliação de funções visuais humanas é hoje feita com técnicas psicofísicas e com métodos eletrofisiológicos não invasivos, possibilitados pelos avanços computacionais recentes, auxiliando a apresentação de estímulos visuais, programação experimental, análise de dados on-line, etc. Para compreender os mecanismos responsáveis por perdas visuais, ainda pouco conhecidos, são necessários estudos usando modernas técnicas de psicofísica e eletrofisiologia em humanos assim como estudos em modelos animais nos quais é possível acesso direto à retina ou aos centros superiores. O presente projeto propõe o desenvolvimento de protocolos e/ou novas metodologias para estudar o sistema visual para uso com humanos e animais em condições de saúde e doença, visando elucidar mecanismos patológicos e ter ferramentas de diagnóstico precoce e acompanhamento. O projeto investigará o sistema visual através de testes perceptuais e métodos psicofísicos de escalonamento; respostas eletrofisiológicas visuais pseudo-aleatórias; funções visuais como visão de cores, de contrastes, acuidade de Vernier, perimetria visual e outras; neuropsicologia visual, envolvendo memória e atenção ligadas a estímulos visuais. O desempenho visual em vários destes testes será avaliado em diferentes condições de iluminação ambiente, com a finalidade de testar os novos recursos de iluminação disponíveis no mercado, baseados na tecnologia de LEDs. Avaliaremos também os efeitos da estimulação transcraniana por corrente contínua nestas funções visando elucidar mecanismos neurais subjacentes e propor aplicações clínicas. Os experimentos de visão de cores serão combinados com a determinação genética dos pigmentos visuais de cada indivíduo e estas técnicas moleculares serão estendidas a diversas questões ligadas à evolução da visão de cores em vertebrados. A pupilometria permitirá avaliar funções do pigmento melanopsina, descoberto recentemente, responsável pelo reflexo pupilar à luz, pelo ritmo circadiano e por várias outras funções como, por exemplo, a depressão sazonal. Em modelos animais para a compreensão de mecanismos visuais básicos serão realizados experimentos de patch-clamp e de eletrorretinografia, com a finalidade de avaliar os mecanismos retinianos subjacentes à percepção visual e de testar drogas de uso terapêutico. O projeto envolve os setores de pesquisa básica e clínica de diversas instituições: o Laboratório da Visão do Instituto de Psicologia da USP (proponente), o Centro de Ciências Biológicas, o Núcleo de Medicina Tropical e a Escola de Primatas da Universidade Federal do Pará (colaboradores nacionais) e a Universidade de Erlangen, na Alemanha e o CNRS na França (colaboradores internacionais). O projeto prevê missões de estudo e trabalho entre os diferentes grupos de pesquisa com intuito de implantar os novos métodos de investigação visual em ambos os grupos nacionais componentes desta proposta.

Em mamíferos, as células pigmentares existentes são os melanócitos, onde é produzida e armazenada a melanina. A via de produção da melanina produz dois tipos de pigmentos, a eumelanina e a feomelanina. Alguns genes já são conhecidos por sua relação com a pigmentação e a alteração da função de alguns deles, como o gene TYR e o OCA2, podem levar ao fenótipo de albinismo, uma síndrome caracterizada por perda de pigmentação na pele, olhos e cabelo, nistagmo e perda de acuidade visual. Este projeto visa encontrar as causas genéticas do albinismo em macaco-prego, usando como base um trabalho realizado com macaco-rhesus (Macaca mulatta). O macaco-prego é um macaco do Novo Mundo com distribuição ampla pelo Brasil, sendo que a espécie estudada (Sapajus apella) pode ser encontrada na Amazônia. Um indivíduo albino desta espécie foi encontrado na Ilha do Marajó, PA, e capturado pelo IBAMA. Atualmente encontra-se sob guarda da Escola Experimental de Primatas na Universidade Federal do Pará, onde recebe os devidos cuidados e participa de avaliações genéticas e das funções visuais com o objetivo de verificar as alterações visuais causadas pelo albinismo.

A visão depende de um grupo de pigmentos sensíveis à luz presentes nas células fotorreceptoras da retina chamadas de bastonetes e cones. Para que as cores sejam percebidas, é necessário a presença de dois tipos de cones e a existência de um substrato neural para que os sinais destes sejam comparados resultando na sensação da cor. Macacos do Novo Mundo possuem alto polimorfismo de visão de cores e são os únicos animais, entre os mamíferos, a possuir indivíduos da mesma espécie com visão dicromata ou tricromata. Isto se deve ao fato de que os genes que expressam os diferentes tipos de opsinas responsáveis por absorverem diferentes comprimentos de onda estão presentes de forma diferentes entre machos e fêmeas pois são genes presentes no cromossomo X. A análise genética da visão de cores de macacos do Novo Mundo está sendo realizada através da coleta de amostras de fezes, tecido, pelo e se possível de sangue de diferentes gêneros de macacos de diversas regiões do Brasil a fim de se comparar a diversidade alélica dos genes responsáveis pela visão de cores em macacos do Novo Mundo.

Este projeto visa dar continuidade e fortalecer as investigações de monitoramento da exposição ao mercúrio tanto através da exposição ambiental-alimentar quanto à exposição ocupacional que já tem sido realizada pelos grupos de pesquisadores da UFPA e da USP, tendo como foco o monitoramento do mercúrio em humanos e em peixes e a correlação destes níveis com as funções sensoriais, comportamentais, imunológicas e com a citotoxicidade

A doença de Alzheimer é uma doença neurológica degenerativa com redução progressiva da cognição, sendo a causa mais comum de demência em idosos no Brasil e no mundo. Ainda não há cura para essa enfermidade e os tratamentos são apenas paliativos, não havendo regressão. O mal de Alzheimer caracteriza-se por acúmulo de proteína tau patológica, associado à formação de emaranhados neurofibrilares, e também pela deposição da proteína β-amilóide, associada à formação das placas senis, sendo que ambos os fatores bloqueiam a comunicação neural pelas sinapses, contribuindo para a degeneração de neurônios (Rowan et al, 2007; Sorrentino et al, 2007). Essa patologia apresenta similaridades com o glaucoma, uma doença retiniana de múltipla etiologia que ocasiona morte celular e perdas visuais irreversíveis, O objetivo deste trabalho será averiguar a integridade funcional retiniana em um modelo animal de Alzheimer desenvolvido pelo grupo de Frank M. LaFerla (Universidade da Califórnia, EUA) e distingue-se dos outros modelos transgênicos por desenvolver lesões histopatológicas em regiões do cérebro como a amígdala, o hipocampo e o córtex (Oddo et al., 2003; LaFerla & Oddo, 2005). Neste modelo, são coinjetados dois transgenes (APPSWE, que codifica o precursor do peptídeo β-amilóide que forma as placas β-amilóides características do Mal de Alzheimer, e tauP301L, associado à deposição de proteína tau e formação de emaranhados neurofibrilares típicos da doença) em embriões unicelulares de um camundongo transgênico com expressão do gene humano PS1 (Guo et al., 2009), que acelera a taxa de deposição dessas proteínas. O posterior cruzamento sequencial dessa nova linhagem para estabilização dos transgenes origina o camundongo modelo de Alzheimer, 3xTg-AD. A função visual destes animais será avaliada através de eletrorretinografia e a integridade retiniana através de técnicas de histologia e imunohistoquímica para proteínas relacionadas ao mal de Alzheimer, bem como marcadores celulares convencionais

O albinismo é uma doença genética, na qual mutações genéticas diferentes provocam a ausência ou diminuição da produção de melanina. A classificação genética é extensa, mas as alterações mais comuns estão no cromossomo 11p14-21, cuja mutação causa o albinismo oculocutâneo tipo 1 (OCA1), no cromossomo 15q11.2, cuja mutação causa o albinismo oculocutâneo tipo 2 (OCA2) e no cromossomo Xp22.3, ocasionando o albinismo ocular (OA1). Os indivíduos albinos apresentam alterações de pele, cabelo, meninge, íris e retina. As alterações de pigmentação da pele deixam estes indivíduos suscetíveis a tumores malignos de pele. As alterações oftalmológicas provocam baixa de acuidade visual severa, impedindo até as atividades normais do dia a dia. As alterações do sistema visual são falta de pigmentação iriana, a hipopigmentação do epitélio pigmentar da retina, presença de altas ametropias, hipoplasia foveal, nistagmo, decussação anômala do nervo ótico, redução da densidade de cones na região macular e alteração da visão de cores. Este estudo pretende avaliar as alterações anatômicas, funcionais e eletrofisiológicas dos diferentes grupos de albinos, realizando avaliações com aparelhos diagnósticos modernos, sendo alguns deles nunca antes testado nestes pacientes. Ao contrário de outros estudos nesta área que fazem avaliação de cada alteração oftalmológica separadamente, correlacionaremos todas as alterações oculares de forma abrangente e suas relações com a baixa visual . Alem disso, será testado a utilização de lentes de contato filtrantes na tentativa de melhorar a qualidade visual dos portadores de albinismo.

O presente projeto propõe o estudo da visão humana e de modelos animais em três grandes grupos de doenças ou condições que resultam em perdas visuais: doenças resultantes da exposição prolongada a substâncias tóxicas e/ou medicamentosas (intoxicação por mercúrio e por solventes orgânicos); doenças resultantes da interação de fatores ambientais com a predisposição genética (diabetes e esclerose múltipla), e doenças de origem genética e caráter hereditário comprovado (distrofia muscular de Duchenne e neuropatia óptica de Leber),. É também proposto o estudo da influência dessas condições nas funções neuropsicológicas. O objetivo principal é elucidar os mecanismos responsáveis pelas perdas funcionais e estruturais no sistema visual, da retina ao sistema nervoso central, e compará-los aos efeitos causados por outras doenças neurodegenerativas. Um segundo objetivo importante é o de elaborar novos protocolos e novos métodos de diagnóstico precoce. Para atingir esses objetivos será avaliado o funcionamento do sistema visual através da visão de cores e de contrastes, campo visual, acuidade visual, funções de hiperacuidade com métodologias psicofísicas, eletrofisiológicas, morfológicas e genéticas, em seres humanos e modelos animais. O efeito dessas condições em funções neuropsicológicas também será avaliado. O projeto envolve os setores de pesquisa básica e clínica de várias instituições: Laboratório da Visão do Instituto de Psicologia da USP, Laboratório de Neurobiologia do Centro de Ciências Biológicas, o Núcleo de Medicina Tropical, assim como da Escola de Primatas da Universidade Federal do Pará, reunindo ainda pesquisadores do Depto de Histologia da Universidade Federal do Paraná.

A prevalência de glaucoma é maior entre indivíduos com a Doença de Alzheimer do que na população normal. Para entender a relação entre estas duas patologias, as retinas de camundongos (Mus musculus) triplos transgênicos da linhagem 3xTg-AD , considerados bons modelos experimentais para o estudo da Doença de Alzheimer, são comparadas às de animais controles (linhagem 129/BL-6). A função retiniana é investigada através de registros eletrofisiológicos in vivo (ERG) e a integridade estrutural da retina é estudada através de técnicas de imunohistoquímica e histologia convencional. O projeto está sendo feito em colaboração com o Prof. Dr. Jan Kremers da Universidade de Erlangen, Alemanha, que investiga de maneira semelhante um modelo animal para o glaucoma (camundongos da linhagem DBA/2J) para fins de comparação

A proposta do Núcleo de Excelência em Neuropatologias Emergentes é de desenvolvimento de tecnologia de ponta para a prevenção, diagnóstico precoce, avaliação terapêutica e prognóstica do comprometimento visual em tais afeccções, assim como o desenvolvimento de ensaios biológicos para a compreensão dos processos anátomo-fisiopatológicos a elas subjacentes, que permitam testar em fase pré-clínica novos procedimentos com potencial terapêutico. Objetivos. i) Desenvolver, adaptar e instalar tecnologias de procedimentos psicofísicos e eletrofisiológicos não-invasivos que monitorem o agravo à saúde humana decorrentes de neuropatologias emergentes na regiâo amazônica, tendo as repercussões sobre o sistema visual como o enfoque experimental desta fase (em fases posteriores, serão também focalizados outros sistemas sensoriais, motores e cognitivos). ii) Estabelecer, para essas neuropatologias, procedimentos de valor para a profilaxia, o diagnóstico precoce, o acompanhamento terapêutico e o prognóstico da evolução dessas moléstias, baseados em tecnologias modernas de avaliação do desempenho do sistema visual. iii) Desenvolver modelos experimentais in vivo e in vitro para o estudo dos fenômenos anátomo-fisiopatológicos subjacentes à etiopatogenia das neuropatologias emergentes na região amazônica. iv) Ensaiar nesses modelos experimentais in vivo e in vitro novos procedimentos com potencial terapêutico, como o uso de antioxidantes ou bloqueadores de receptores de membrana