Suely Kazue Nagahashi Marie.

A alta prevalência de diabetes mellitus (DM), especialmente o DM tipo 2 (DM2) e as consequências do mau controle metabólico no longo prazo têm um grande impacto nos gastos com saúde e são responsáveis por alta morbi- mortalidade nesta população. Em 2021, a Vigilância de Fatores de Risco ou Proteção para Doenças Crônicas por Inquérito Telefônico no Estado de São Paulo (Vigitel ESP) estimou em 3.178.067 o número de indivíduos adultos com DM neste estado.A história do DM é marcada pelas complicações que atingem as grandes e as pequenas artérias (microangiopatia) naqueles que não conseguem manter um bom controle glicêmico, que são a maioria. A microangiopatia é responsável pelas seguintes complicações: doença renal diabética (segunda causa de ingresso em programas de diálise no Brasil), retinopatia (importante causa de cegueira), neuropatia distal (causa de amputações) e neuropatia autonômica cardiovascular (que aumenta a mortalidade). O DM2 aumenta, ainda, o risco de doença de Alzheimer e de demência vascular. Além de afetar a qualidade de vida do indivíduo e de sua família, o declínio cognitivo (DC) compromete a capacidade de entendimento, necessária para o tratamento do DM, o que resulta em pior adesão, perpetuando o mau controle metabólico.De 2018 a 2020, avaliamos a prevalência das microangiopatias em indivíduos com DM2 seguidos na UBS Ilza Weltman Hutzler (São Paulo) e mostramos uma prevalência de 23,5 de doença renal crônica secundária à doença renal diabética, 15 de retinopatia diabética com necessidade de encaminhamento para o oftalmologista pela gravidade (esses indivíduos poderiam ter perdido a visão não tivessem sido encaminhados), 14,3 de neuropatia distal e 10 de neuropatia autonômica cardiovascular instalada (esses indivíduos, por seu alto risco cardiovascular, já não deveriam estar sendo acompanhados na atenção primária). Uma análise preliminar de 79 indivíduos revelou que 51,9 apresentavam DC mostrado pelo teste Mini-Mental, um número alarmante que evidencia a necessidade de otimização do tratamento do DM2 e de outras comorbidades, bem como da adoção de medidas que retardem a evolução para a demência, tais como programas de atividade física e adequações dietéticas.

Projeto Temático. Acidente vascular cerebral (AVC) é a segunda causa mundial de mortalidade e a terceira causa de incapacidade. No Brasil, a frequência de AVC variou de 8 a 34, em 2019. Cerca de 8000 pessoas morrem prematuramente por AVC por ano. Hipertensão arterial (HA), hiperglicemia, dislipidemia, tabagismo são fatores de risco modificáveis e estratégias populacionais para reduzir a exposição a estes fatores podem prevenir AVC em 5090 dos casos em cinco anos. As terapias de reperfusão introduziram avanços inegáveis no tratamento de AVC. No entanto, a janela terapêutica é muito estreita e beneficia apenas 13 dos pacientes com AVC e destes somente 50 alcançam recuperação independente. Há, portanto, a necessidade de medidas de prevenção e de novas estratégias terapêuticas. Dentro deste cenário, propõe-se implantar programa de rastreamento da incidência dos fatores de risco de AVC na Atenção Primária de cinco regiões e implantar protocolo uniformizado de tratamento para estabilização da HA, diabetes e dislipidemia. Espera-se uma redução da mortalidade prematura por AVC com o melhor controle dos fatores de risco. Paralelamente, propõe-se buscar novos marcadores associados ao AVC em vesículas extracelulares (VEs) isolados do sangue periférico por abordagem multiômica. Estes dados serão relacionados aos achados do retinograma e da neuroimagem. O fundo de olho permite a observação direta da vasculatura, enquanto neuroimagem permite avaliar a vasculatura cerebral e as VEs guardam assinatura molecular das células do cérebro. A análise integrada dos dados coletados e gerados por ferramentas de inteligência artificial como deep learning permitirá extrair padrões ou relações associadas às manifestações do AVC em diferentes estágios de evolução. A identificação de um biomarcador associado a lesões inciais permitirá a detecção indivíduos em maior risco de apresentar AVC e abrir perspectivas para novas estratégias terapêuticas.

Bolsa FAPESP Processo 2023/17456-9. Orientadora/Supervisora: Suely Kazue Nagahashi Marie.Programas Regulares / Bolsas / No País / Iniciação Científica

PROCESSO 40317/2021-1O diagnóstico precoce em câncer tem impacto direto no prognóstico. Métodos não invasivos são necessários para aumentar a eficácia de detecção e monitoramento da progressão de tumores. Modalidades de imagem e biópsias utilizadas para esta finalidade apresentam limitações inerentes, que poderão ser sanadas pela análise e caracterização das microvesículas (MV) circulantes. MV são secretadas pelas células e contém marcadores que identificam a sua origem, podendo, portanto, ser potenciais biomarcadores de malignidade. MV atravessam a barreira hematoencefálica, o que permite monitoração também em tumores cerebrais. Descreveu-se maior concentração de MV circulantes em pacientes com glioblastoma (GBM) do que em controles e associam-se elementos específicos de MV com tipos tumorais. No presente estudo, propõe-se agregar expertises de pesquisadores de três instituições para realizar uma caracterização integrada de MV isoladas do sangue de pacientes com GBM e adenocarcinoma ductal pancreático (ACDP), dois tumores altamente malignos com sobrevida menor que dois anos. Características morfológicas e bioquímicas serão estudadas na UNIFESP, perfil proteômico no ICB-USP e perfis de mRNA e microRNA por sequenciamento em larga escala na FMUSP para responder se MV podem conter biomarcadores para detecção de recorrência em GBM e para diagnóstico diferencial entre diabetes mellitus (DM) de início recente secundário a ACDP e DM tipo 2. A análise será feita em amostras de biorrepositórios com caracterização clínica completa e em amostras sequenciais coletadas prospectivamente ao longo da evolução tumoral. Espera-se que os resultados, uma vez validados em coorte expandida e em modelo tumoral in vitro com cultura primária de células tumorais, permitam diagnóstico precoce e tratamentos personalizados em ambos tumores. A otimização do isolamento de MV com metodologias alternativas e a identificação de marcadores específicos de MV permitirão solicitação de registro de patentes.

Os objetivos deste projeto incluem: 1) decodificar a composição da MEC na saúde e na doença por análise proteômica, 2) estudar as relações entre a MEC e os componentes celulares, no que diz respeito às vias de sinalização, por abordagem transcriptômica de célula única, 3) avaliar o impacto de alterações da MEC em modelos experimentais 2D, 3D e animal, e 4) identificar novas possibilidades terapêuticas direcionadas a componentes da MEC e vias de sinalização alteradas, por meio da construção de um modelo organotípico 3D em uma plataforma microfluídica para triagem de drogas e da geração de dados estratégicos de ômicas inovadoras. Esperamos identificar diferenças e semelhanças entre a composição da MEC entre humanos e animais experimentais, que permitirão refinar a validade dos modelos animais de laboratório para avaliação de doenças humanas. Esperamos também determinar os principais componentes da MEC com impacto sobre o fenótipo e vias de sinalização celular na saúde e na doença. Espera-se que o uso de modelos organotípicos 3D, incluindo as características desvendadas da MEC, mimetize de perto os órgãos humanos e reduza o número de experimentos com animais em ensaios pré-clínicos.

Colaboradores internacionais: University Medical Center Groningen- The Netherlands (Grant: CAPES/NUFFIC Edital n 63/2014)Pantothenate Kinase-Associated Neurodegeneration (PKAN) and COASY protein Associated Neurodegeneration (CoPAN) are rare,inherited diseases caused by mutations in pantothenate kinase 2 (PANK2) and COASY, genes coding for the first and rate limiting step (PANK2) and the last step (COASY) of the de novo biosynthesis of Coenzyme A (CoA). PKAN and CoPAN patients suffer from brain iron accumulation in the globus pallidus, and locomotor abnormalities ranging from severe dystonia, hyperkinesia, chorea, rigidity and parkinsonism. The disease is very painful and most patients with the classic form of PKAN or CoPAN die at an early age. The pathophysiology is unknown and a therapy is lacking. A Drosophila model for PKAN has been established, presenting disease-relevant phenotypes such as decreased levels of CoA, impaired locomotor function upon ageing, loss of braintissue, abnormal mitochondria and a decreased life span. The Drosophila model for PKAN can be rescued by addition of CoA precursors via the food. So far, no valid mouse or Drosophila model for CoPAN has been developed. Here we propose to generate and validate a Drosophila model for CoPAN and investigate whether there is a comparable neurodegenerative phenotype as in the Drosophila PKAN model. Subsequently both Drosophila models will be used to investigate the role of microglia in neurodegeneration under circumstances of impaired CoA metabolism. Drosophila enables specific downregulation of gene products in specific glial cell types, or neuronal cells. The established Drosophila PKAN model and the newly generated CoPAN model will be used to address the following questions: Are the disease phenotypes of a Drosophila model for PKAN and CoPAN caused by impaired function of glial cells or neurons? Findings obtained in the Drosophila models will be verified in co-cultures of human microglia and neuronal cells generated from control and patient fibroblast-derived iPS cellsPIs (University of Gorningen, The Netherlands): Oda Sibon, Bart Eggen

ASTRO - Applied Science Trail Roche (https://programaastro.com.br/), programa de aceleração de tecnologias voltado ao direcionamento e aprimoramento do plano de desenvolvimento e comercialização de tecnologias desenvolvidas por pesquisadores de instituições brasileiras.

Colaboração Internacional: University of Michigan.

A clear understanding of the dynamics of epigenetic mechanisms of gene regulation could lead to important advances to fields such as regenerative medicine, tissue engineering and cancer therapeutics. In the last decades, several putative tumor-suppressor genes and DNA repair genes have been demonstrated to be silenced by promoter hypermethylation in cancer. More recently, genome-wide methylation profiling analyses have shown widespread abnormalities of DNA methylation characterized by several regions of gains and losses of methylation. Subgroups of tumors characterized by heavily methylated CpG-rich promoters (the so-called CpG island methylator phenotype - CIMP) are present in several cancer types, including adrenocortical carcinoma (ACC) and glioblastoma (GBM). While in ACC the CIMP group is associated with a dismal outcome, in GBM it is associated with the proneural molecular subtype (a less differentiated subtype of tumor that have similarities with neural precursors), a more indolent course and the presence of IDH1 hotspot mutations. The hypermethylation in cancer occurs preferentially in genes that have a specific pattern of chromatin regulation in embryonic and adult stem cell, characterized by the presence of both the histone repression marker H3K27Me3 and the activation marker H3K4Me3. The imbalance of these key regulators maintain cancer cells permanently locked in a self-renewal state resistant to differentiation induction. We hypothesize that by targeting DNA methylation with pharmacological and genetic approaches, reactivating the expression of developmental regulators, we will be able to identify epigenetically-regulated pathways that control cell differentiation that are shared in development and cancer. Using genome-wide approaches to study in-vitro the transcriptome and the methylome of cell lines derived from distinct embryonic origins (adreno-cortical carcinoma and glioblastoma), before and after genetic and pharmacological manipulations, we aim to: (1) identify the critical genes that regulate differentiation in different tissues and (2) characterize the effect of demethylating agents in different cancer cells at the molecular level.

PIs (University of Michigan, USA): Antonio Marcondes Lerario, Gary Hammer

Abstract: Environment impacts in different conditions through epigenetic mechanisms. Comparison of individuals with similar genetic background living in different environmental conditions permits to unveil these mechanisms. Using genome-wide approaches to study transcriptome and methylome of brain samples from Japanese living in Japan and Brazil we aim to identify targets under epigenetic regulation during aging process to better understand the molecular basis of neurodegenerative morphological pathology. We applied the Brain Bank for Aging Research (BBAR) neuropathological protocols to Brazilian Japanese brains and found less intense Alzheimer changes than the Japanese counterparts. We aim to identify the molecular basis for such a difference searching for differential epigenetic modifications by NGS approach.PI (Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology, Japan): Shigeo Murayama

Colaborador internacional: University Medical Center Groningen- The Netherlands .In spite of intense research no disease modifying therapy is currently available for Alzheimers Disease (AD). Clearly new strategies are needed to define novel, realistic targets for a potential therapy for AD. In order to better understand the mechanisms underlying AD pathology it will be important to generate cell type-specific transcriptome profiles at distinct AD Braak stages (7; 8). Microglia, the principal innate immune, phagocytic cells of the central nervous system, are increasingly implicated in neurodegenerative disorders including AD. Here we aim to use large-scale expression profiling of microglia isolated from human post-mortem AD brains to reconstruct the sequence of events in microglia during AD progression, with the ultimate aim to identify potential therapeutic targets for AD.PIs (University of Groningen, The Netherlands): Bart EggenFinanciador(es): University Medical Center GroningenCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-CAPES Número de orientações: 2;

Os recentes avanços no conhecimento das doenças monogênicas do desenvolvimento têm servido não apenas para o tratamento de pacientes, mas também para gerar informações valiosas sobre processos biológicos relevantes para outras doenças mais prevalentes. No entanto, poucos centros estão preparados para diagnosticar, acompanhar e investigar doenças monogênicas associadas ao desenvolvimento no Brasil, o maior país da América Latina. Nossa proposta tem como objetivos estabelecer grandes coortes de pacientes fenotipicamente bem caracterizados e promover seu seguimento em longo prazo, assim como desenvolver um centro no qual novas metodologias moleculares permitirão a geração de informações genéticas moleculares integradas, mais precisas, mais rápidas e em larga escala, capazes de amparar a identificação de novos genes associados a doenças e loci modificadores. Esta estratégia irá expandir e otimizar, além disso, o custo e o tempo do diagnóstico molecular, promovendo disseminação e ampliação do conhecimento e do diagnóstico genético de doenças monogênicas na prática médica. Por fim, utilizando sofisticados modelos in vitro e in vivo geneticamente modificados, pretendemos desenvolver plataformas robustas para a elucidação da patogênese dessas doenças e identificação de novas intervenções terapêuticas potenciais.Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP Número de orientações: 4;

Financiador(es): Financiadora de Estudos e Projetos-FINEP

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP

The microenvironment is recognized increasingly as an important factor in determining tumor progression. In GBM, the microenvironment contains astrocytes, neurons and most importantly, residing brain macrophages called microglia. In GBM, microglia cells have been highly studied in the context of immune responses, whereas the consequences of their inflammatory response on glioma cells proliferation, treatment resistance, migration and invasion have been highly overlooked. Several studies have demonstrated microglia activation in GBM patient samples. Moreover, GBM cells appear to induce pro-inflammatory activation of microglia. Here, we propose to study the inflammatory role of microglia in GBM disease progression. We hypothesize that differential activation of microglia and paracrine activity might affect the aggressiveness of GBM.
Glioblastoma (GBM) é um tipo agressivo de tumor cerebral caracterizado por infiltração no cérebro normal. Os GBMs são geralmente resistentes à quimioterapia e à radiação. Após ressecção cirúrgica e tratamento, ocorre recorrência do tumor em praticamente todos os pacientes nos primeiros anos após o diagnóstico, resultando em uma sobrevida e prognóstico ruins. Em GBM, uma pequena parcela das células foi identificada com características próprias de células tronco neurais, as chamadas células tronco de glioblastoma (GSC). GSCs compartilham características com as células tronco neurais, como auto-renovação e potencial de diferenciação para multi-linhagens. Estudos sugerem que essas GSC são as responsáveis pelo início da progressão tumoral altamente resistente à terapia. O microambiente é reconhecidamente um fator importante na determinação da progressão tumoral. Em GBMs, o microambiente contém astrócitos, neurônios, e, mais importante, macrófagos residentes do cérebro, chamados micróglia. Essas células da micróglia são as células imunes do Sistema Nervoso Central que reagem a distúrbios na homeostase secretando citocinas pró-inflamatórias. A ativação aberrante da micróglia contribui para a neuro-degeneração em doenças como Parkinson. Em GBMs, as células da micróglia foram amplamente estudadas no contexto da resposta imune, enquanto que as consequências de sua resposta inflamatória na proliferação, resistência ao tratamento, migração e invasão de células de glioma não foram exploradas. Diversos estudos demonstraram a ativação da micróglia em células de GBMs humanos. Além disso, células de GBM podem induzir a ativação pró-inflamatória da micróglia. Nesse estudo, propomos estudar o papel inflamatório da micróglia na progressão do GBM. Nossa hipótese é que a ativação diferencial da micróglia a sua atividade parácrina tenha efeito na agressividade do GBM.

PI (University of Groningen, The Netherlands): Bart Eggen

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP

Número de orientações: 1;

Financiador: Universidade de São Paulo-USP

Colaboração internacional: University of Johns Hopkins, Baltimore, USA CNPq Processo n 483467/2011-1The metabolism of glutamine (Gln) is the target of recent attentions to understand the metabolic reprogramming of cancer cell for the energetic needs for cell proliferation, and to develop new cancer therapeutic strategies. Glutamine absortion and glutamine conversion to ATP and lactate in the mitochondria through glutaminolysis are both increased in different cancer types. Gln and glucose participate in metabolic pathways which provide ATP and intermediate substrats for synthesis of macromolecules, and Gln is used for anaplerosis of tricyclic acid cycle. We aim to analyze the differential mRNA expressions of genes involved in the glutaminolysis pathway in astrocytomas of different grades of malignancy (WHO grades I to IV) compared to non-neoplastic brain tissues, and to correlate these expressions to clinical outcome. Additionally, we aim to analyze different glutamate sources and corresponding signaling pathways in search of viable targets for cancer therapy.PI (Department of Pathology, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA): Anne Le

Financiador(es): Universidade de São Paulo-USP

Colaboração internacional: PI (University of California at San Diego, Ludwig Institute for Cancer Research, San Diego Branch, La Jolla, CA, USA):Frank Furnari, Webster K. Cavenee PI (The Howard Hughes Medical Institute at Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, Ludwig Center for Cancer Genetics and Therapeutics, Baltimore, MD, USA): Bert Vogelstein PI (Departments of Neurosurgery, Johns Hopkins University School of Medicine): Gregory Riggins PI (Ludwig Institute for Cancer Research, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden): Johan Holmberg, Jonas Muhr PI (Karolinska University, Stockholm, Sweden): Munro Neville

Este projeto tem como objetivo a descoberta de genes expressos em tumores do sistema nervoso central como marcadores diagnósticos e como fatores preditivos de prognóstico para orientação terapêutica e como alvos para terapia gênica futura. Como objetivos específicos propõe-se realizar a escolha de genes diferencialmente expressos em astrocitomas de diferentes graus de malignidade, medulobastomas/PNET em crianças e adultos, oligoden-drogliomas sem e perda de heterozigosidade a partir de dados de SAGE e microarray. A expressão gênica será validada por PCR quantitativo em tempo real e o produto gênico estudo em diferentes grupos de tumores. Anticorpo poli e/ou monoclonal será produzido quando não houver disponível comercialmente e serão conduzidos estudos funcionais in vitro e in vivo, em ratos imussuprimidos. O processo da metilação da região promotora de alguns genes hipoexpressos com função desconhecida será analisado. A questão da radio e quimiorresistência dos astrocitomas malignos será abordado em modelo animal. O estudo caso-controle de polimorfismos seguirá em paralelo utilizando-se o banco de DNA de sangue periférico criado durante o projeto Genoma Clínico, nos últimos dois anos. Haverá uma ênfase no estudo dos genes envolvidos na invasibilidade e angiogênese tumorais, nos quais se observa um mecanismo comum de degradação da matriz extracelular, permitindo a infiltração destes tumores e dificultando a ressecabilidade completa, o que corrobora para a ineficácia das modalidades terapêuticas de cirurgia, radioterapia e quimioterapia vigentes.

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP
Número de produções C,T & A: 4/ Número de orientações: 1;

Projeto temático- FAPESP

Colaboração internacional: Genzyme Corporation

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP
Número de produções C,T & A: 7/ Número de orientações: 6;

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP

Número de produções C,T & A: 7/ Número de orientações: 12;

Colaboração Internacional: Clinical Laboratory Sciences, Genzyme Corporation, Framingham, MA, USA

Pompe disease is a genetic disorder resulting from a deficiency of lysosomal acid alpha-glucosidase (GAA) that manifests as a clinical spectrum with regard to symptom severity and rate of progression. We aimed to correlate the muscle pathology, enzyme activity and GAA gene mutation with infantile-onset and late-onset clinical evolution. We also aimed to examine gene expression from the muscle of two cohorts of infantile-onset Pompe patients to identify transcriptional differences that may contribute to the disease phenotype, and may serve as a foundation for biological discovery and biomarker development to improve the treatment of Pompe disease.
A glicogenose tipo II (GS II) é uma desordem de depósito lisossomal por alterações envolvendo a alpha-1,4-glucosidade ácida (GAA, maltase ácida), que hidrolisa glicogênio e maltose a glicose, de herança autossômica recessiva. O quadro clínico é variável, desde a forma infantil conhecida como Doença de Pompe, onde geralmente é fatal na infância, até as formas juvenil e adulta com acometimento muscular restrito. Demonstrou-se que alterações na produção ou na degradação desta enzima relacionam-se a gravidade clínica. As mutações no gene da GAA, que é composto por 20 éxons, foram relatadas pela primeira vez em 1990 e descrevem-se atualmente cerca de 52 mutações. O objetivo deste estudo é de criar mutações, de 10 casos com diagnóstico clínico de GS II (3 infantis, 1 juvenil, 2 adultos e 4 autópsias), através de métodos de PCR e de SSCP, seguido de sequenciamento. A tentativa de correlação do tipo de mutação com a gravidade fenotípica irá auxiliar na melhor compreensão da etiopatogenia e na orientação terapêutica específica futura.

PIs (Genzyme Corporation): Robert Mattaliano, Robert Pomponio, Rachel Palmer 

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP Número de produções C,T & A: 12/ Número de orientações: 1

Human Transcript Validation Initiative

Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP

Número de produções C,T & A: 1