Adalberto Pessoa Junior.

Para o desenvolvimento do projeto de PDI Aproveitamento de óleos de cozinha residuais em formulações de bioprodutos cosméticos, a ser executado em regime de cooperação científica e tecnológica entre pesquisadores e suas instituições, e traz benefícios mútuos, promovendo a integração de conhecimentos científicos e tecnológicos voltados à valorização de resíduos oleosos em produtos de aplicação cosmética e de higiene. Essa cooperação fortalece os programas de pesquisa aplicada em farmácia, biotecnologia e engenharia de bioprocessos da USP, ao mesmo tempo que potencializa a inovação tecnológica da ÓiaFia!, contribuindo para o desenvolvimento de soluções sustentáveis com impacto socioambientalpositivo. Além disso, fomenta a formação de redes de pesquisa, intercâmbio de metodologias ecapacitação técnica e científica.

As Hialuronidases são uma classe de enzimas pertencentes às endoglucanases que clivam cadeias do biopolímero Ácido Hialurônico (AH). São empregadas pela indústria cosmética e, sobretudo, na área médica/farmacêutica, como auxiliares durante cirurgias e como medicamentos para reversão de procedimentos estéticos que envolvem a aplicação de AH. As hialuronidases, ainda hoje, são obtidas por extração de tecidos animais, principalmente bovinos e ovinos, em um processo caro e difícil de purificar para aplicação médica. Como alternativa, foram criados diversos sistemas de expressão das hialuronidases que usam células de bactérias, de leveduras, de mamíferos, de algas e de insetos. As hialuronidases são divididas em três diferentes classes e atuam de formas específicas, pois clivam as cadeias de AH em diferentes sítios. Algumas enzimas clivam as ligações #946;-1,3 do AH, enquanto outras clivam as ligações #946;-1,4. Ainda hoje, não existe nenhum produto ou processo que tenha simultaneamente unido duas classes diferentes de hialuronidases. Em função disto, este projeto possui como objetivo o desenvolvimento de um produto biotecnológico à base de hialuronidases mais eficiente que os já existentes por unir em um mesmo sistema de expressão as diferentes hialuronidases, em que as classes II e III serão expressas em levedura (Kluyveromyces lactis) e a classe III expressa em bactéria (Escherichia coli). Após selecionada a cepa de microrganismo (K. lactis ou E. coli) que proporcionar características mais adequadas para a produção de hialuronidase, será desenvolvido e otimizado um processo de produção da(s) enzima(s) em escala de shaker e, na sequência, em biorreator de 3 litros, em modo batelada, para levantamento dos dados cinéticos de crescimento celular, produção e produtividade da(s) enzima(s).

A contribuição da investigação científica para o alcance da urgente transição energética mundial é inquestionável e inseparável daquela que busca a ampliação do portifólio de produtos com tecnologias convergentes em um modelo de biorrefinaria do setor sucroalcooleiro em um contexto de bioeconomia. Dentro desta premissa objetiva-se com este projeto estabelecer uma plataforma bioquímica de produção de biomoléculas a partir do bagaço e palha de cana e da biodiversidade de leveduras da Antártica. A relevância da investigação é amparada pela contribuição com inovações e/ou avanços nas diferentes vertentes dentro do aproveitamento de biomassas vegetais de forma integral de suas 3 principais frações, a celulose, hemicelulose e a lignina. Os vastos e longos estudos para a obtenção de biomoléculas a partir da biomassa de cana ocorrem em grande parte com estas frações nem sempre em conjunto e ainda existem lacunas quanto ao aproveitamento biotecnológico de seus principais compostos constituintes carboidratos (C6 e C5) e não carboidratos (fenólicos) particularmente no que se refere a toxicidade natural dos hidrolisados lignocelulósicos. E ainda, o aproveitamento da biodiversidade de microrganismos extremófilos como as leveduras isoladas a partir de amostras de ambientes marinhos e terrestres da Antártica propicia inovações tecnológicas concomitante à exploração de novas abordagens da pesquisa de forma coesa contribuindo com o conhecimento do estado fisiológico destes microrganismos em meios complexos como os hidrolisados lignocelulósicos. Para tanto, a aplicação da principal técnica proposta nesta pesquisa, a de citometria de fluxo, vem a se somar a outras convencionalmente já estudadas em bioprocessos de utilização de biomassas vegetais os quais ocorrem em 3 etapas primordiais: desconstrução da parede celular vegetal, estabelecimento das condições de fermentação e separação das biomoléculas produzidas. Assim, visando contribuir para o estabelecimento de um modelo de biorrefinaria de cana-de-açúcar com a particularidade da heterogeneidade da matéria-prima, as metas prioritárias foram delineadas nas diferentes fases de obtenção e preparo dos hidrolisados celulósico, hemicelulósico e lignina solúvel; seleção das leveduras para obtenção das biomoléculas xilitol, biossurfactante, carotenoides e lipídeos; produção das biomoléculas para estudo cinético do processo; separação das biomoléculas produzidas; testes de aplicabilidade das biomoléculas; avaliação da viabilidade técnico econômica. A investigação do material microbiológico (leveduras de origem Antártica) e dados associados do Biobanco Central de Recursos Microbianos da UNESP-Rio Claro (CRM-UNESP) se alinha à concepção de biobancos microbianos como estrutura de base para o desenvolvimento sustentável e da bioeconomia, que juntamente com esta rede de pesquisadores especialistas nas diferentes áreas de conhecimento, se constitui em um forte indicador para a contribuição deste modelo de plataforma como uma diretriz para outras biomassas vegetais e biomoléculas.

O Brasil possui 25 da biodiversidade mundial, dispersa em biomas únicos, com grande potencial para uma produção sustentável. Entretanto, é ainda dependente de insumos importados, o que encarece o sistema produtivo. Ao viabilizar a bioconversão de biomassa vegetal, algal e microbiana em ingredientes alimentícios, compostos bioativos, bioenergia e bioinsumos agrícolas, os bioprocessos estimulam as cadeias produtivas, seguindo as legislações ambientais e as políticas de prevenção ao desmatamento. Apesar dos benefícios associados ao uso sustentável da agrobiodiversidade em bioprocessos, a falta de processos escalonáveis representa uma barreira à aplicação de novas tecnologias, impedindo que protótipos saiam da escala laboratorial e sejam implementados industrialmente. Sem o escalonamento, o custo deprodução permanece elevado, inviabiliza a competitividade e desestimula os investimentos. O propósito deste projeto é desenvolver, escalonar e aplicar bioprodutos, por meio da criação de biofábricas, alinhadas aos conceitos de biorrefinaria e economia circular, em conformidade com os ODS para o desenvolvimento sustentável do país. O aumento de TRL em bioprocessos é fundamental para o posicionamento do Brasil no mercado. Neste contexto, propõe-se a criaçãodo INCT Biofábricas, por meio da integração de pessoal altamente qualificado e de infraestrutura física com histórico relevante na área e de um movimento crescente de startups e empresas de biofábricas. Os grupos de pesquisa que compõem o INCT Biofábricas possuem comprovada atuação na área, produzindo e disseminando conhecimento de impacto científico e tecnológico, desenvolvendo e transferindo tecnologias e formando recursos humanos qualificados. Provadessa liderança pode ser atestada pelas cartas de apoio à presente proposta, envolvendo empresas, cooperativas, fundações de apoio, instituições internacionais e associações (ABBI e Rede SulBiotec) com quem os pesquisadores da rede possuem vasto histórico de parcerias.

Segundo a ONU, o Brasil enfrenta desafios significativos em relação à insegurançaalimentar e à desnutrição. Atualmente, 8,7 milhões de brasileiros passam fome, enquanto70,3 milhões experimentaram insegurança alimentar recentemente. Entre 2020 e 2022,10,1 milhões de pessoas foram afetadas pela desnutrição, que impacta principalmentecrianças, idosos e moradores de rua. A situação dos moradores de rua é crítica, com maisde 281 mil pessoas vivendo nessas condições em 2024, um número expressivo devido aproblemas familiares, desemprego, uso de substâncias e perda de moradia, exacerbadospela pandemia de COVID-19. O projeto "Recomeçar" visa capacitar moradores de ruaatravés de cursos em processamento de alimentos, educação nutricional, e práticas desimplificadas em gestão de negócios alimentares. A iniciativa não só combate ainsegurança alimentar, mas também promove a inclusão social e econômica, alinhando-se aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. As atividades incluempalestras, minicursos, visitas técnicas e análises de alimentos, com foco na autonomia ebem-estar dos participantes. Três turmas de até 15 pessoas receberão formação em BoasPráticas de Fabricação e gestão de negócios alimentares, utilizando uma metodologia queabrange desde diagnósticos iniciais até aulas práticas e teóricas sobre fluxo de caixa ecustos de produção. O objetivo é fornecer ferramentas que permitam aos participantesmelhorar suas condições de vida e contribuir para a redução das desigualdades sociais eeconômicas.

Os óleos essenciais são metabólitos secundários extraídos dediversas partes de plantas medicinais e aromáticas. Uma mesma espéciebotânica pode ser afetada pelo local de cultivo, condições de coleta,estabilização e estocagem, além dos fatores ambientais. Diante da possibilidadede utilização dos óleos essenciais como aromatizantes, pretende-se por meioprojeto capacitar estudantes da graduação para o exercício da práticafarmacêutica e transmissão do conhecimento para a comunidade sobre produtosde origem vegetal, com enfoque no emprego de plantas medicinais na obtençãode produtos aromáticos e de higiene. Prestem-se, ainda, ofertar treinamentospara a comunidade sobre a produção de velas aromáticas e sabonetesmoldados, assim como, exercer o cuidado farmacêutico como a população emvulnerabilidade socioeconômica sobre o uso racional de produtos de higiene etécnicas de higienização, bem-estar e saúde.

O objetivo deste projeto é desenvolver um processo de produção de anticorpos monoclonais com potencial para tratamento de câncer de câncer

Projeto PIPE 1 - FAPESP 2024/09080-1 - A presente proposta tem por objetivo a produção recombinante das proteínas elicitoras Flagelina, Flg22, Harpin e Harpin Hpa10-47 em plataforma de Escherichia coli e Kluyveromyces lactis e, posterior, a sua avaliação ex vivo em modelo de Glycine max (soja). Trata-se de conceitos bem estabelecidos na área de proteção de plantas, os quais utilizam diferentes elicitores para a indução de resistência sistêmica. A novidade da presente proposta está na utilização de PAMPs expressos de forma heteróloga para a geração de um produto comercial para o uso em uma estratégia de controle integrado de doenças.

As Hialuronidases são uma classe de enzimas pertencentes às endoglucanases que clivam cadeias do biopolímero Ácido Hialurônico (AH). São produzidas pela indústria cosmética e, sobretudo, na indústria médica/farmacêutica, usadas como auxiliadoras durante cirurgias e como medicamentos para reversão de procedimentos estéticos que envolvem a aplicação de AH. As hialuronidases, ainda hoje, são obtidas por extração de tecidos animais, principalmente bovinos, em um processo caro e difícil de purificação para aplicação médica. Como alternativa, foram criados diversos sistemas de expressão das hialuronidases que usam células de bactérias, de leveduras, de mamíferos, de algas e de insetos. As hialuronidases são divididas em 3 diferentes classes e atuam de formas específicas, pois clivam as cadeias de AH em diferentes sítios. Algumas enzimas clivam as ligações -1,3 do AH, enquanto outras clivam as ligações -1,4. Os sistemas de expressão envolvendo o uso de E. coli podem resultar em processos com baixa produtividade de Hialuronidases comparados com os sistemas envolvendo o uso de leveduras. Ainda hoje, não existe nenhum produto ou processo que tenha simultaneamente unido 2 classes diferentes de hialuronidases. Em função disto, este projeto possui como objetivo o desenvolvimento de um produto biotecnológico à base de hialuronidases mais eficiente que os já existentes por unir em um mesmo sistema de expressão as diferentes hialuronidases, em que as classes II e III serão expressas em levedura (Kluyveromyces lactis) e a classe III expressa em bactéria (Escherichia coli). Após selecionada a cepa de microrganismo (K. lactis ou E. coli) que proporcionar as características mais adequadas para a produção de hialuronidase, será desenvolvido e otimizado um processo de produção da(s) enzima(s) em escala de shaker e, na sequência, em biorreator de 3 litros, em modo batelada, para levantamento dos dados cinéticos de crescimento celular, produção e produtividade da(s) enzima(s).

O Ácido Hialurônico (AH) é um biopolímero composto por repetições alternadas de ácido glucurônico (GlcUA) e N-acetil glucosamina (GlcNAc) e está presente em todos os vertebrados. Segundo projeções da empresa Grand View Research, o mercado global de AH foi avaliado em 10,80 bilhões de dólares em 2020 e projeta-se um crescimento anual composto de 8,1, além de atingir o valor de 14,48 bilhões de dólares em 2027. Devido às suas propriedades reológicas e físico-químicas, o AH encontra-se em frequente ascensão na utilização da formulação de diversos cosméticos, produtos associados a cirurgias médicas, suplementação alimentar, bem como nas áreas de medicamentos, oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil, o AH utilizado em produtos é em sua grande maioria obtido por importação de outros países. O AH é produzido naturalmente por bactérias pertencentes ao gênero Streptococcus que são patogênicas e consequentemente dificultam a manipulação segura do microrganismo em laboratório e posterior cultivo em biorreatores. O processo de escalonamento das tecnologias usando estas células também é altamente custoso devido às altas exigências de biossegurança e purificação. Adicionalmente, o AH é extraído de tecidos animais como crista de galo e globo ocular de bovino, entretanto, as grandes companhias de fabricação de cosméticos, que são as principais interessadas na comercialização do AH, evitam a utilização de produtos de origem animal em suas formulações. Como alternativa a essas bactérias e tecidos animais, organismos geneticamente modificados (OGMs) vêm sendo desenvolvidos para sintetizar AH, alcançando valores de produção similares a bactérias do gênero Streptococcus. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um processo economicamente viável e escalonável para produção de AH vegano e cruelty-free de grau cosmético e médico utilizando K. lactis. Serão realizadas otimização de meios de cultura e determinadas condições de produção em biorreator de bancada. As técnicas de purificação também serão otimizadas a fim de obter AH de grau de pureza compatível com aplicações cosméticas e médicas. Durante todas essas etapas de desenvolvimento serão realizadas avaliações técnico-econômicas do processo objetivando diminuição de custo e eficiência de processo. Por fim, será realizada uma profunda caracterização do AH produzido por K. lactis seguindo padrões de qualidade estabelecidos pelas farmacopeias e agências regulatórias. Também serão realizados testes de segurança em culturas de células e tecidos. Concomitante ao processo de PD será realizado o desenvolvimento comercial do projeto. Inicialmente o objetivo é a comercialização do AH produzido por K. lactis como um produto destinado a pesquisa (Research Use Only). Posteriormente, com o avanço do desenvolvimento do processo, pretende-se buscar certificações de qualidade para alcançar o mercado cosmético, tais como empresas que utilizam AH nas formulações de cremes, shampoos e protetores solares. Por fim, o objetivo comercial a longo prazo e a produção do AH destinado a mercados nobres, tais como oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil não existe atualmente nenhuma tecnologia de produção de AH por OGM e apenas poucos estudos são focados na caracterização do AH produzido por cepas patogênicas. Após o fim deste projeto, é esperada a obtenção do primeiro processo economicamente viável e escalonável para produção de AH utilizando uma cepa OGM no Brasil. Além disso, acreditamos que o desenvolvimento deste projeto contribuirá para o desenvolvimento de tecnologia nacional de produção de biopolímeros utilizando OGM a qual poderá ser empregada futuramente em outros produtos.

Resíduos agroindustriais, como sabugo de milho, possuem blocos de construção renováveis, como celulose, hemicelulose e lignina, que são muito atraentes para um amplo espectro de aplicações industriais e de consumo. No entanto, para o desenvolvimento viável de processos tecnológicos para obtenção de produtos sustentáveis, diferentes pré-tratamentos (termoquímicos, químicos e enzimáticos) devem ser realizados na biomassa. A tecnologia de extrusão dupla rosca pode ser um método de pré-tratamento viável devido à exposição simultânea da biomassa sob condições de cisalhamento em diferentes temperaturas em um processo de fluxo contínuo. Além disso, sua combinação com fracionamento por solvente (organosolv) pode separar as frações (celulose, hemicelulose e lignina) com alta pureza e baixa geração de efluentes. A pirólise rápida é uma tecnologia que converte a estrutura lignocelulósica em uma mistura líquida de moléculas de menor massa molecular, denominada bio-óleo, rica em monômeros e oligômeros aromáticos (lignina pirolítica). Este projeto propõe o uso do sabugo de milho em diferentes rotas de extração (pirólise, química e enzimática) para obter carbono sustentável a partir da despolimerização de diferentes ligninas (organosolv, enzimática e pirolítica) em que o maior desafio está na despolimerização da lignina pirolítica. Haverá monitorização e caracterização avançada dos produtos, ou seja, ao nível molecular, pois é fundamental conhecer em profundidade a composição química destes produtos. Os monômeros obtidos são uma fonte primária de hidrocarbonetos e compostos aromáticos contendo carbono renovável com um vasto potencial de aplicação industrial. O projeto também prevê como carbono sustentável, a obtenção de açúcares solúveis e nanolignina, e a utilização do biocarvão produzido no processo de pirólise para obtenção de nanobiocarvão funcional com potencial de uso na imobilização covalente de enzimas, criossorção e aplicação na descontaminação de líquidos e gases. Em etapas estratégicas será realizada uma avaliação ambiental do ciclo de vida para verificar os benefícios potenciais desta nova proposta. Com essa prerrogativa, espera-se buscar produtos de fontes renováveis a partir de biomassa residual abundante no Brasil com o apoio de parceiros de instituições brasileiras e alemã, visando estimular o desenvolvimento nacional de uma indústria que no Brasil ainda é incipiente, mas que na Europa já está prosperando, com várias startups de sucesso estabelecidas.

O Ácido Hialurônico (AH) é um biopolímero composto por repetições alternadas de ácido glucurônico (GlcUA) e N-acetil glucosamina (GlcNAc) e está presente em todos os vertebrados. Segundo projeções da empresa "Grand View Research", o mercado global de AH foi avaliado em 10,80 bilhões de dólares em 2020 e projeta-se um crescimento anual composto de 8,1, além de atingir o valor de 14,48 bilhões de dólares em 2027. Devido às suas propriedades reológicas e físico-químicas, o AH encontra-se em frequente ascensão na utilização da formulação de diversos cosméticos, produtos associados a cirurgias médicas, suplementação alimentar, bem como nas áreas de medicamentos, oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil, o AH utilizado em produtos é em sua grande maioria obtido por importação de outros países. O AH é produzido naturalmente por bactérias pertencentes ao gênero Streptococcus que são patogênicas e consequentemente dificultam a manipulação segura do microrganismo em laboratório e posterior cultivo em biorreatores. O processo de escalonamento das tecnologias usando estas células também é atrasado devido aos custos de biossegurança e purificação. Como alternativa a essas bactérias, organismos geneticamente modificados (OGMs) vem sendo desenvolvidos para sintetizar AH, alcançando valores de produção similares a bactérias do gênero Streptococcus. No Brasil, uma cepa OGM da levedura Kluyveromyces lactis, chamada cepa BAP, foi previamente modificada para produzir AH. Este foi o primeiro estudo na literatura a usar K. lactis como plataforma para síntese de AH; a primeira levedura produtora de AH OGM criada no Brasil e a segunda no mundo. Cultivos em biorreator utilizando a cepa BAP apresentaram uma produtividade de 1,89 g/L de AH sem nenhuma otimização de meio de cultura e condição de fermentação. Neste contexto o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um processo economicamente viável e escalonável para produção de AH de grau cosmético e médico utilizando K. lactis. Serão realizadas otimização de meios de cultura e determinadas condições de produção em biorreator de bancada. As técnicas de purificação também serão otimizadas a fim de obter AH de grau de pureza compatível com aplicações cosméticas e médicas. Durante todas essas etapas de desenvolvimento serão realizadas avaliações técnicos-econômicas do processo objetivando diminuição de custo e eficiência de processo. Por fim, será realizada uma profunda caracterização do AH produzido por K. lactis seguindo padrões qualidade estabelecidos pelas farmacopeias e agências regulatórias, e também serão realizados testes de segurança em culturas de células e tecidos. Concomitante ao processo de PD será realizado o desenvolvimento comercial do projeto. Inicialmente o objetivo é a comercialização do AH produzido por K. lactis como um produto destinado a pesquisa (Research Use Only). Posteriormente, com o avanço do desenvolvimento do processo, pretende-se buscar certificações de qualidade para alcançar o mercado cosmético, tais como empresas que utilizam AH nas formulações de cremes, shampoos e protetores solares. Por fim, o objetivo comercial a longo prazo e a produção do AH destinado a mercados nobres, tais como oftalmologia, ortopedia, reumatologia e dermatologia. No Brasil não existe atualmente nenhuma tecnologia de produção de AH por OGM e apenas poucos estudos são focados na caracterização do AH produzido por cepas patogênicas. Após o fim deste projeto, é esperada a criação da primeira cepa OGM brasileira produtora de AH com potencial de concorrência com as outras cepas existentes no mundo. Além disto, é esperada a criação da primeira tecnologia nacional utilizada para a produção de AH no Brasil.

Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) is the most common cancer in children worldwide and is
characterized by the overproduction of undifferentiated lymphoblasts in bone marrow. The treatment of first choice is the enzyme L-asparaginase (ASNase) isolated from Escherichia coli or Erwinia chrysanthemi. Its mechanism of action is to hydrolyse plasma L-asparagine to aspartic acid and ammonia. Leukemic cells, unlike healthy cells, are unable to synthesize enough L-asparagine for their survival, due to a reduction in expression of the asparagine synthetase gene. These cells must rely on plasma L-asparagine for survival and hence, ASNase causes malignant cell death by starvation. ASNase formulations from E. coli and E. chrysanthemi can cause significant adverse side-effects, especially immunogenicity. PEGylation of E. coli ASNase is a post-translational modification strategy to minimize immunogenicity. PEGylatioon involves covalent attachment of polyethylene glycol (PEG) to camouflage epitopes on the enzyme. However, conformational restrictions imposed by covalent binding of PEG decreases enzyme activity and the immune system also raises antibodies against PEG. This project has the following goals: 1) to optimize culture conditions to produce a chimeric E. coli ASNase in a 3L bioreactor; 2) to purify and N-terminal PEGylate this ASNase; 3) to characterize the structure and function of the enzyme; 4) evaluate in vitro cytotoxicity of the enzyme against different leukaemic cell lines; and 5) evaluate in vivo asparagine and glutamine depletion, and immunogenicity of the PEGylated-chimeric enzyme in mouse models of ALL. These variants are expected to be active, physicochemically stable and less immunogenic than existing E. coli ASNase, providing a platform for future biopharmaceutical development.

L-asparaginase é um dos medicamentos de escolha para o tratamento da Leucemia Linfoblástica aguda, um câncer agressivo do sangue que apresenta maior incidência na infância entre o segundo e quito ano de vida, sendo considerada o tipo mais comum em crianças. Em escala industrial, a enzima L-asparaginase comercializada é de origem bacteriana, produzida a partir de Escherichia coli e Erwinia chrysanthemi.No entanto, observam-se reações adversas e toxicidade importantes associadas ao uso da enzima de origem procariota. Assim, revela-se importante os trabalhos de identificação de fungos filamentosos produtores de L-asparaginase com potencial aplicação farmacêutica. Neste contexto, encaixa-se o estudo de caracterização morfo-molecular do isolado DCFS6 do solo do Cerrado do Centro-Oeste brasileiro e o subsequente estudo da produção heteróloga da enzima L-asparaginase. Ademais, o estudo ?Biobetters?, ou seja, o melhoramento de fármacos através de modificações químicas ou moleculares no produto original, pode reduzir a toxicidade do produto final, reduzir a imunogenicidade e alterar a farmacocinética e a farmacodinâmica, o que é de interesse no caso em estudo.Desta forma esse projeto visa produzir, purificar, caracterizar, estabilizar e liofilizar, por meio do cultivo de E. coli recombinante, a enzima heteróloga, e biofármaco, L-asparaginase clonada do fungo isolado do solo do Cerrado Brasileiro.

Asparaginase (ASNase) é utilizada no tratamento de cânceres do sistema linfático, em especial Leucemia Linfoide Aguda (LLA). A administração de ASNase pode provocar diversos efeitos adversos aos pacientes, incluindo efeitos tóxicos e respostas imunológicas que podem levar a choques anafiláticos. Nestes casos é possível continuar o tratamento com outras formulações de ASNase, porém ainda ocorrem repostas adversas em muitos pacientes e a maioria dos países não disponibiliza todas as formulações para tratamentos pelo alto custo e falta de registro nas agências regulatórias. Portanto, a busca de novas fontes de ASNase e novas variantes das enzimas já utilizadas como medicamento é foco de inúmeras pesquisas em todo o mundo. Além dos problemas apresentados, crises de abastecimento com estes medicamentos têm sido frequentes em vários países do mundo, como é o caso do Brasil. O cenário apresentado demonstra claramente a necessidade de desenvolvimento de ASNases mais eficientes e que atendam mercados que sofrem com abastecimento. Neste projeto PIPE Fase 2 estamos propondo o desenvolvimento do processo produtivo da ASNase de Escherichia coli engenheirada (EcAMUT) conjugada com polietileno glicol (PEG), dando continuidade aos resultados obtidos no PIPE Fase 1. A proposta aqui apresentada terá cinco objetivos complementares: 1) Desenvolvimento de uma linhagem de E. coli para expressão heteróloga de EcAMUT visando a produção industrial da enzima (IP-free); 2) Determinação das condições de cultivo em escala de bancada e em biorreator por sistema descontínuo-alimentado para crescimento celular em alta densidade (>50 g massa seca/ L); 3) Estudos de clarificação e purificação da enzima antes e após a conjugação com PEG; 4) Realização de ensaios de citotoxicidade em linhagens de células leucêmicas e em modelo animal; 5) Análise técnico-econômica do processo de produção. Portanto, esse projeto pretende ao seu final apresentar um processo viável para a produção de PEG-EcAMUT, proporcionando condições para o escalonamento e realização de estudos pré-clínicos. Desta forma, o projeto resultará em uma ASNAse biossuperior para suprir a demanda nacional e representará uma inovação global, pois PEG-EcAMUT possui características diferentes e melhoradas em relação aos seus concorrentes. Adicionalmente, acreditamos que o desenvolvimento do processo de produção de PEG-EcAMUT será de grande importância para o desenvolvimento de processos de produção de biofármacos no Brasil, sobretudo porque é um medicamento biotecnológico injetável..

Buscar processo utilizando agentes que proporcionem aumento de atividade de enzimas.

Asparaginase (ASNase) é utilizada no tratamento de cânceres do sistema linfático, em especial Leucemia Linfoide Aguda (LLA). A administração de ASNase pode provocar diversos efeitos adversos aos pacientes, incluindo efeitos tóxicos e respostas imunológicas que podem levar a choques anafiláticos. Nestes casos é possível continuar o tratamento com outras formulações de ASNase, porém ainda ocorrem repostas adversas em muitos pacientes e a maioria dos países não disponibiliza todas as formulações para tratamentos pelo alto custo e falta de registro nas agências regulatórias. Portanto, a busca de novas fontes de ASNase e novas variantes das enzimas já utilizadas como medicamento é foco de inúmeras pesquisas em todo o mundo. Além dos problemas apresentados, crises de abastecimento com estes medicamentos têm sido frequentes em vários países do mundo, como é o caso do Brasil. O cenário apresentado demonstra claramente a necessidade de desenvolvimento de ASNases mais eficientes e que atendam mercados que sofrem com abastecimento. Neste projeto PIPE Fase 2 estamos propondo o desenvolvimento do processo produtivo da ASNase de Escherichia coli engenheirada (EcAMUT) conjugada com polietileno glicol (PEG), dando continuidade aos resultados obtidos no PIPE Fase 1. A proposta aqui apresentada terá cinco objetivos complementares: 1) Desenvolvimento de uma linhagem de E. coli para expressão heteróloga de EcAMUT visando a produção industrial da enzima (IP-free); 2) Determinação das condições de cultivo em escala de bancada e em biorreator por sistema descontínuo-alimentado para crescimento celular em alta densidade (>50 g massa seca/ L); 3) Estudos de clarificação e purificação da enzima antes e após a conjugação com PEG; 4) Realização de ensaios de citotoxicidade em linhagens de células leucêmicas e em modelo animal; 5) Análise técnico-econômica do processo de produção. Portanto, esse projeto pretende ao seu final apresentar um processo viável para a produção de PEG-EcAMUT, proporcionando condições para o escalonamento e realização de estudos pré-clínicos. Desta forma, o projeto resultará em uma ASNAse biossuperior para suprir a demanda nacional e representará uma inovação global, pois PEG-EcAMUT possui características diferentes e melhoradas em relação aos seus concorrentes. Adicionalmente, acreditamos que o desenvolvimento do processo de produção de PEG-EcAMUT será de grande importância para o desenvolvimento de processos de produção de biofármacos no Brasil, sobretudo porque é um medicamento biotecnológico injetável.

A L-asparaginase (ASNase) é um importante biofármaco utilizado no tratamento de neoplasias do sistema linfático, principalmente a leucemia linfoide aguda. No Brasil este medicamento, obtido por processo biotecnológico, é fornecido pelo SUS. Entretanto o País ainda não possui a tecnologia de produção, sendo totalmente dependente da oferta de empresas internacionais. A crise de desabastecimento da ASNase é discutida desde 2011, mas se agravou recentemente em função de questionamentos sobre o processo de compra e a qualidade da ASNase fornecida. Atualmente sua aquisição é tema de debate entre a sociedade, médicos, acadêmicos e governo, evidenciando a urgência da autonomia do Brasil na produção da ASNase para aplicação farmacêutica. O presente projeto busca o desenvolvimento de um processo nacional e industrialmente viável para produção biotecnológica da ASNase. Para tanto, será utilizada a bactéria E. coli BL21(DE3) capaz de superexpressar uma ASNase resistente a proteases plasmáticas. Serão estudados a os parâmetros nutricionais e operacionais para otimização do processo fermentativo em biorreatores em condições de serem utilizadas para produção em escala ampliada, por meio do cultivo em alta densidade celular, por processo descontinuo-alimentado, e a melhor estratégia de purificação afim de se obter alta produtividade de ASNase. Também serão estudadas as alterações a nível de membrana e pH intracelular durante o processo de produção, com objetivo de compreender mais profundamente os mecanismos de exportação da enzima e a influência das condições de cultivo na fisiologia celular de forma a facilitar e aumentar o rendimento das operações unitárias de purificação. Como suporte ao desenvolvimento do processo, serão realizadas análises proteômica e transcriptômica das células, a fim de monitorar alterações no genótipo e fenótipo celular como resposta às condições de estresse, sobretudo por causa das elevadas concentrações celulares, durante o cultivo em sistema descontínuo-alimentado. Outro parâmetro importante a ser estudado será a viabilidade técnico-econômica do processo a partir dos resultados experimentais de otimização do cultivo e purificação da enzima, cujo objetivo será auxiliar na busca da estratégia de produção do biofármaco com menor custo. Com este projeto espera-se obter resultados fundamentais para o estabelecimento de processo biotecnológico com geração de um biofármaco inovador (L-asparaginase de E. coli recombinante resistente a proteases plasmáticas, com maior meia vida sanguínea), com potencial para exportação (uma vez que apresenta características farmacocinéticas e farmacodinâmicas potencialmente superiores aos biofármacos encontrados no mercado), a ser transferido para produção em condições de desenvolvimento em BPL (Boas Práticas de Laboratório) e de BPF (Boas Práticas de Fabricação), que contribuirão fortemente para o desenvolvimento científico e tecnológico do País. O projeto contribuirá para a implementação de tecnologia nacional inovadora na produção de biofármaco antileucêmico, com potencial para ser transferido ao setor produtivo visando aos mercados nacional e internacional, e geração de importantes conhecimentos científicos e tecnológicos de forma a reduzir a dependência tecnológica do Brasil nesta área do conhecimento, com formação de recursos humanos de alto nível nas diferentes áreas da biotecnologia (do upstream ao downstream). Vale ressaltar que a produção de um biofármaco de grau farmacêutico e injetável pelo Brasil irá abrir caminhos para viabilizar o desenvolvimento e produção de novas biomoléculas de alto valor agregado pelo Brasil.

Biofármacos são medicamentos de origem biológica amplamente utilizados no tratamento de câncer, diabetes, doenças cardiovasculares, entre outras. No Brasil, existe grande carência na produção de biofármacos. De acordo com o Índex da Associação Brasileira da Indústria Farmoquímica e de Insumos Farmacêuticos de 2016, cerca de 4% dos medicamentos adquiridos pelo ministério da saúde são biofármacos; porém, representam aproximadamente 51% dos gastos, provocando um déficit de 2 bilhões de reais na balança comercial do setor farmacêutico nacional. Dentre os biofármacos, grande destaque é dado à enzima Asparaginase (ASNase), amplamente utilizada no tratamento de cânceres do sistema linfático, em especial Leucemia Linfoide Aguda (LLA) desde a década de 70. Existem atualmente no mercado mundial três diferentes formulações de ASNase, produzida por Escherichia coli na forma nativa (EcA nativa) e conjugada com polietileno glicol (PEG-EcA) e produzida por Erwinia chrysanthemi (ErA). A administração de ASNase pode promover uma série de efeitos colaterais, incluindo respostas imunológicas e reações alérgicas que podem levar a choques anafiláticos. Dentre esses feitos, a produção de anticorpos anti-ASNase é diretamente associada ao decaimento da atividade antitumoral das ASNases, além disso, a atividade de proteases e peptidases pode levar a exposição adicional de epítopos, o que aumenta ainda mais a resposta imune. Nestes casos a intercambiabilidade de EcA por EcA peguilada ou ErA representa uma alternativa para esses casos, mas ainda ocorrem repostas adversas em muitos pacientes. Portanto a buscas de novas fontes de ASNase e novas variantes das enzimas já utilizadas como medicamentos é foco de inúmeras pesquisas em todo o mundo. Neste projeto PIPE fase 1 estamos propondo a peguilação da enzima EcAP40S/S206C, a qual possui resistência a degradação proteolítica, e foi obtida no âmbito do projeto Temático da FAPESP "Produção de L-asparaginase extracelular: da bioprospecção à engenharia de um biofármaco antileucêmico". Nossa prova de conceito será baseada no desenvolvimento de um processo eficiente de peguilação de EcAP40S/S206C. Para tanto serão realizados experimentos de peguilação de tióis e da região N-terminal, sendo selecionada assim a melhor estratégia de conjugação com PEG. Em seguida serão realizados ensaios cinéticos e de citotoxicidade para determinar o potencial de aplicação de PEG-EcAP40S/S206C em terapias. Acreditamos que a obtenção da enzima EcAP40S/S206C conjugada com PEG possui grande potencial para utilização como biofármaco, pois a resistência à proteólise somada a peguilação devem promover o aumento de sua meia vida da enzima na corrente sanguínea e diminuir a imunogenicidade.

Biofármacos são medicamentos de origem biológica amplamente utilizados no tratamento de câncer, diabetes, doenças cardiovasculares, entre outras. No Brasil, existe grande carência na produção de biofármacos. De acordo com o Índex da Associação Brasileira da Indústria Farmoquímica e de Insumos Farmacêuticos de 2016, cerca de 4 dos medicamentos adquiridos pelo ministério da saúde são biofármacos; porém, representam aproximadamente 51 dos gastos, provocando um déficit de 2 bilhões de reais na balança comercial do setor farmacêutico nacional. Dentre os biofármacos, grande destaque é dado à enzima Asparaginase (ASNase), amplamente utilizada no tratamento de cânceres do sistema linfático, em especial Leucemia Linfoide Aguda (LLA) desde a década de 70. Existem atualmente no mercado mundial três diferentes formulações de ASNase, produzida por Escherichia coli na forma nativa (EcA nativa) e conjugada com polietileno glicol (PEG-EcA) e produzida por Erwinia chrysanthemi (ErA). A administração de ASNase pode promover uma série de efeitos colaterais, incluindo respostas imunológicas e reações alérgicas que podem levar a choques anafiláticos. Dentre esses feitos, a produção de anticorpos anti-ASNase é diretamente associada ao decaimento da atividade antitumoral das ASNases, além disso, a atividade de proteases e peptidases pode levar a exposição adicional de epítopos, o que aumenta ainda mais a resposta imune. Nestes casos a intercambiabilidade de EcA por EcA peguilada ou ErA representa uma alternativa para esses casos, mas ainda ocorrem repostas adversas em muitos pacientes. Portanto a buscas de novas fontes de ASNase e novas variantes das enzimas já utilizadas como medicamentos é foco de inúmeras pesquisas em todo o mundo. Neste projeto PIPE fase 1 estamos propondo a peguilação da enzima EcAP40S/S206C, a qual possui resistência a degradação proteolítica, e foi obtida no âmbito do projeto Temático da FAPESP "Produção de L-asparaginase extracelular: da bioprospecção à engenharia de um biofármaco antileucêmico". Nossa prova de conceito será baseada no desenvolvimento de um processo eficiente de peguilação de EcAP40S/S206C. Para tanto serão realizados experimentos de peguilação de tióis e da região N-terminal, sendo selecionada assim a melhor estratégia de conjugação com PEG. Em seguida serão realizados ensaios cinéticos e de citotoxicidade para determinar o potencial de aplicação de PEG-EcAP40S/S206C em terapias. Acreditamos que a obtenção da enzima EcAP40S/S206C conjugada com PEG possui grande potencial para utilização como biofármaco, pois a resistência à proteólise somada a peguilação devem promover o aumento de sua meia vida da enzima na corrente sanguínea e diminuir a imunogenicidade.

- Definir metodologia confiável de determinação quantitativa de enzimas utilizadas em alimentos. Comparar as metodologias atualmente empregadas na empresa Prozyn com aquelas recomendadas pela IUPAC; Definir metodologia de análise de proteínas totais para auxiliar no cálculo de rendimentos e purezas das enzimas ao longo das avaliações das purificações utilizando metodologias reconhecidas atualmente; Definir metodologias de de qualidade para enzimas utilizadas em alimentos. Avaliar estabilidade de diferentes enzimas em função da temperatura e pH; Avaliar diferentes processos de separação de enzimas em função de suas características previamente determinadas, sobretudo de Tamanho e Estabilidade; avaliar processos de purificação utilizados industrialmente, como Ultrafiltração; Permeação em Gel; Cromatografia de Troca-Iônica; e Precipitação Fracionada. Avaliaremos as diferenças de solubilidade das enzimas.

Atualmente, existe uma alta demanda mundial na busca de alternativas para produção de
princípios ativos por processos biotecnológicos. Assim como na pesquisa,a produção
industrial de fármacosno Brasil apresenta fraca expressão no cenário mundial.Ainda,
fornecedores internacionais de biofármacos estão perdendo o interesse no mercado
brasileiroe descontinuando a produção de diversos desses, principalmente aqueles
relacionados ao tratamento de doenças onco-hematológicasO presente projeto visa a
produção nacional e em escala industrial de L-Asparaginase, um biofármaco amplamente
utilizado no tratamento de leucemias, por um processo biotecnológico associando as
competências científicas e tecnológicas estabelecidas por grupos de pesquisa brasileiros e
utilizando recursos genéticos e biológicos nacionais.Em triagens previamente realizadas
foram detectados o potencial da linhagem bacteriana Streptomyces caatingaensis
CMAA1322 na produção de L-Asparaginase in vitro, assim como estudos dos grupos
gênicos responsável por sua biossíntese. Nesse contexto, na fase inicial, as estratégias
serão orquestradas em três diferentes frentes, utilizando como scaffold a L-Asparaginase
de S. caatingaensis CMAA1322 Plataforma I (Avaliação do potencial de produção
extracelular em meio líquido, e otimização da produção em larga escala); Plataforma II
(Ensaios de pré-purificação enzimática dos extratos e frações); Plataforma III
(Monitoramento da atividade anticancerígena das enzimas obtidos nas plataformas I e II).
Ao final deste período, objetiva-se confirmar a viabilidade da tecnologia desenvolvida
utilizando a linhagem microbiana na produção da L-Asparaginase, primeiro biofármaco
nacional nesta categoria.Ressaltando que essa medida visa suprir a carência do mercado
nacional para este principio ativo. Pretende-se criar condições de desenvolvimento de
processos e de produção de asparaginases com qualidadeem escala piloto utilizando
métodos simples, baratos e seguros. Espera-se obter resultados promissores do ponto de
vista transferência de tecnologia para indústria e que estejam em consonância ao
atendimento a demanda nacional desse biofármaco para tratamento do câncer

Projetos de pesquisa
2017 - Atual Produção de L-asparaginase por fermentação em estado sólido em diferentes escalas de reatores
Descrição: O uso de biotecnologia na produção de princípios ativos farmacêuticos representa uma indústria estratégica que merece especial destaque em diversos senários como no caso de pesquisas destinadas a produção de L-Asparaginase (ASNase) utilizada no tratamento onco-hematológico e que vem sendo motivo de preocupação pela perda de interesse do mercado internacional na continuidade de fornecimento deste biofármaco que tem importância vital no tratamento de Leucemia Linfóide/Linfoblástica Aguda (LLA) infantil. Uma das possibilidades de redução de custos ASNase representa o uso de fermentação em estado solido (FES) que o que representa uma forma inovadora tratar o problema, pois poucos trabalhos fazem o uso de FES associado a biofármacos e não foi observado literatura do uso especifico de FES associado a produção de ASNase com ênfase a produção econômica de ASNase. O presente projeto visa produzir ASNase de leveduras e fungosor FES utilizando resíduos agroindustriais sólidos e suportes inertes.
Situação: Em andamento Natureza: Projetos de pesquisa
Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico (1); Doutorado (1);
Integrantes: Ubirajara Coutinho Filho (Responsável); ; Tais Magalhães Abrantes Pinheiro; Edgar Silveira Campos; Vicelma Luiz Cardoso; Adalberto Pessoa Junior; William Fernando Vieira; Tales Alexandre Costa e Silva
Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais-FAPEMIG

L-asparaginasa (EC 3.5.1.1) es utilizada en el tratamiento de leucemia linfoblástica aguda y enfermedades malignas del sistema linfoide y obtenida de bacterias de origen clínico y ambiental como las especies del género Bacillus, las cuales son muy versátiles y ubicuas. Por ello, el objetivo de la investigación es producir, purificar y caracterizar Lasparaginasa
extracelular de una cepa de Bacillus sp halotolerante. En este contexto, primero se seleccionará una cepa de Bacillus sp. productora de L-asparaginasa a partir de un cepario de bacilos Gram positivos aislados de ambientes salinos peruanos. En seguida, los parámetros óptimos de producción de la enzima serán determinados evaluando independientemente cada factor y por la interacción de factores utilizando la metodología de superficie de respuesta, entre estos se incluyen temperatura, pH, agitación, fuentes de nitrógeno, carbono y tiempo de cultivo. Después, la L-asparaginasa se concentrará por precipitación salina y se purificará mediante cromatografía de intercambio iónico, cromatografía de exclusión por tamaños y ultrafiltración. Por último, la enzima se caracterizará por técnicas bioquímicas para determinar las condiciones óptimas de reacción y estabilidad, constantes cinéticas, termoestabilidad, citotoxicidad, entre otros. Se espera encontrar una L-asparaginasa extracelular sin actividad glutaminasa, con gran afinidad por L-asparagina que actué a pH 7,0; 37 °C, resistente a proteasas humanas. En Perú, la leucemia se presenta en aproximadamente el 30 % de casos reportados (1) siendo más frecuente la leucemia linfoblástica aguda en niños, para su tratamiento se usa L-asparaginasa (ASNasa) de Escherichia coli o Erwinia chrysanthemi, la cual a pesar de alcanzar respuesta en el 90 % de pacientes (2) presenta alta incidencia de efectos adversos tales como respuesta inmune por la producción de anticuerpos anti-ASNasa que conlleva a resistencia al medicamento (3-6). Asimismo, la actividad glutaminasa de la ASNasa causa neurotoxicidad e hiperamonemia en 25% de pacientes (3,4). En Perú, no existen investigaciones de nuevas fuentes alternativas de Lasparaginasa que disminuyan las reacciones adversas, mejoren su actividad enzimática y faciliten su producción y
purificación; a pesar de ser un país megadiverso con nichos ecológicos como los ambientes salinos con gran diversidad bacteriana que es desaprovechada por falta de conocimiento, inversión y visión de los recursos naturales.

Projeto Multiusuário aprovado pela FAPESP para uso compartilhado.

Proteases representam um dos três maiores grupos de enzimas industriais e são responsáveis por
cerca de 60% das vendas mundiais de enzimas. Apesar das enzimas proteolíticas poderem ser obtidas
a partir de animais e plantas, os micro-organismos são a fonte preferida para aplicações industriais em
Página 1 de 4vista das vantagens econômicas e científicas. Entre os vários grupos de micro-organismos, os
psicrófilos são os candidatos ideais para a produção de proteínas tendo em mente que suas enzimas
são ativas a uma temperatura baixa e estáveis sob diferentes condições como em meios alcalinos e na
presença de oxidantes e detergentes. Na atualidade, essas enzimas têm grandes demandas como
aditivo de detergentes, e também são úteis na biorremediação ambiental, biologia molecular e
engenheira dos alimentos. Por outro lado, o isolamento de produtos biológicos em grande escala
necessita de técnicas eficientes que possam preservar as propriedades dos bioprodutos, a um custo
relativamente baixo. O sistema de duas fases aquosas (SDFA) superou essas demandas e emergiu
como um método poderoso para o processo de purificação de bioprodutos. Para os produtos que
requerem elevado grau de pureza, a extração em SDFA não é suficiente e, nestes casos, será seguido
por um ou mais passos de cromatografia. Este projeto visa à purificação da protease secretada pela
levedura psicrotrófica Rhodoturola mucilagionosa por sistemas de duas fases aquosas PEG/NaPA e
processos cromatográficos, para obter proteases mais robustas de importância industrial e biotecnológica. Proteases representam um dos três maiores grupos de enzimas industriais e são responsáveis por
cerca de 60% das vendas mundiais de enzimas. Apesar das enzimas proteolíticas poderem ser obtidas
a partir de animais e plantas, os micro-organismos são a fonte preferida para aplicações industriais em
Página 1 de 4vista das vantagens econômicas e científicas. Entre os vários grupos de micro-organismos, os
psicrófilos são os candidatos ideais para a produção de proteínas tendo em mente que suas enzimas
são ativas a uma temperatura baixa e estáveis sob diferentes condições como em meios alcalinos e na
presença de oxidantes e detergentes. Na atualidade, essas enzimas têm grandes demandas como
aditivo de detergentes, e também são úteis na biorremediação ambiental, biologia molecular e
engenheira dos alimentos. Por outro lado, o isolamento de produtos biológicos em grande escala
necessita de técnicas eficientes que possam preservar as propriedades dos bioprodutos, a um custo
relativamente baixo. O sistema de duas fases aquosas (SDFA) superou essas demandas e emergiu
como um método poderoso para o processo de purificação de bioprodutos. Para os produtos que
requerem elevado grau de pureza, a extração em SDFA não é suficiente e, nestes casos, será seguido
por um ou mais passos de cromatografia. Este projeto visa à purificação da protease secretada pela
levedura psicrotrófica Rhodoturola mucilagionosa por sistemas de duas fases aquosas PEG/NaPA e
processos cromatográficos, para obter proteases mais robustas de importância industrial e

O presente projeto possui 2 (dois) principais objetivos, sendo que o primeiro pretende-se melhorar a qualidade dos vinhos elaborados, empregando enzimas endógenas que possam facilitar certas etapas da vinificação, além de revelar compostos aromáticos ou permitir uma maior extração de matéria colorante, no caso dos vinhos tintos. Enquanto o segundo, diz respeito à minimização do impacto ambiental e volume de resíduos gerados pelas indústrias vitivinícolas, utilizando tais resíduos para obtenção de tais enzimas que podem ser empregadas no próprio setor vitivinícolas durante a elaboração do vinho.

Uma	das	tendências	na	agricultura	é	diminuir	o	uso	de	 fertilizantes	e	pesticidas químicos	que	prejudicam	a	fertilidade	e	alteram	a	relação	planta-microrganismos.	O	uso	de	 bactérias	endofíticas	 benéficas	 é	 uma	 alternativa	 atraente	 para	 a	 proteção	 contra patógenos	 e	 para	 o	 desenvolvimento	 de	 biofertilizantes	 em	 plantas	 de	 interesse comercial	com	menor	impacto	ambiental.	Os	microrganismos	endofíticos,	são	bactérias	ou	 fungos	 que	 colonizam	 tecidos	 de	 plantas	 saudáveis	sem	 sintomas	 aparentes	 de	doenças	 (Bacon	 e	 White,	 2000).	 A	 maioria	 dos	 endófitos	 são	 horizontalmente transmitidos	 para	 suas	 plantas	 hospedeiras	 através	 de	 esporos	 ou	 formas	 inativas	dispersos	 pelo	 vento	 ou	 pela	 transmissão	 vertical	 para	 as	 gerações	posteriores	 de	plantas	por	sementes.	A	produção	em	massa	dessas	bactérias	e	sua	aplicação	no	campo	é	 uma	 opção	 para	 algumas	 culturas	 onde	 os	 patógenos	 se	 tornaram	 resistentes	 aos	agrotóxicos	com	aumento	da	agressividade.	O	grupo	mexicano	de	pesquisa	com	o qual	
estamos	trabalhando,	tem	experiência	no	estudo	de	bactérias	endofíticas	de	bananeiras	
para	controle	do	fungo	causador	da	Sigatoka	negra	e	na	busca	de	biofertilizantes	para	a	planta	 Agave	 tequilana,	 uma	 planta	 ícone	 para	 México	 (fonte	 de	 açúcares	 para	 a	produção	de	tequila).	O	 conjunto	 de	 espécies	 de	 bactérias	 selecionadas	 pelo	 grupo	 de	pesquisa	mexicano	a	 partir	 das	 bananeiras	 e	 agave	 têm	 a	capacidade	 de	 sintetizar	 compostos	biossurfactantes	 conhecidos	 como	 lipopeptídeos	 que	 podem	 ser	 utilizados	 para	proteger	 as	 culturas	 no	 campo	 e	 em	 outras	 indústrias,	 tais	 como	 alimentos	 e	cosméticos.	 Também	 é	 interesse	 do	 projeto	 identificar	 esses	 compostos,	 que	 serão	produzidos	 em	 biorreatores,	 separados,	 purificados	 e	 testados	 como	 compostos	antifúngicos	em	fungos	patogênicos	que	afetam	plantas.

Há uma forte tendência global para encontrar formas alternativas para a produção de princípios ativos farmacêuticos de processo biotecnológico. Neste cenário, o Brasil mostra uma pequena expressão em termos de pesquisa e produção. Para piorar a situação, os fornecedores internacionais de biofármacos para o Brasil estão perdendo o interesse no mercado e interrompendo a produção, como os relacionados ao tratamento onco-hematológico. Este projeto propõe a união de diferentes competências científicas e tecnológicas para atingir um processo industrial viável para produzir L- asparaginase, um biofármaco amplamente utilizado no tratamento da leucemia. Este projecto irá abordar duas áreas principais: otimização da produção de enzimas endógenas e heterólogas, com grupos de bioprospecção de fungos de diversos biomas e a engenharia racional de proteína usando L-asparaginase de S. cerevisiae como suporte para estudos comparativos com as isoformas bacterianas atualmente empregados em terapia. Além disso, as estruturas cristalográficas serão determinadas para orientar as mutações sítio-dirigidas e mutações aleatórias produzidas pela evolução sintética da proteína. Para melhorar a estabilidade, biodisponibilidade, toxicidade e aspectos alérgicos, muitas abordagens de nanotecnologia, como peguilação e nanoencapsulação em polimerosomos serão investigadas. Como resultado, esperamos que este projeto pode trazer um biofármaco nacional para o mercado. Ambos os grupos estão esperando ganhos acadêmicos e novos conhecimentos de acordo com a experiência dos pesquisadores envolvidos nesta proposta. Por exemplo, o grupo da USP receberá investigadores com experiência na caracterização da enzima e de engenharia metabólica das enzimas, assim como o grupo da Ufro receberá especialistas na tecnologia de fermentação, nanotecnologia, extracção líquido-líquido de proteínas e de biologia molecular das leveduras .

Há forte tendência mundial em buscar rotas alternativas para produção de princípios ativos farmacêuticos obtidos por processos biotecnológicos. Contudo, tanto na pesquisa quanto na produção industrial farmacêutica, o Brasil apresenta fraca expressão no cenário mundial. Agravando a situação, fornecedores internacionais de biofármacos para o Brasil estão perdendo o interesse no mercado e descontinuando a produção de diversos desses, principalmente os relacionados ao tratamento onco-hematológico. Nesse contexto, o presente projeto temático propõe a união de diversas competências científicas e tecnológicas para a obtenção de um processo industrialmente viável de produção biotecnológica de L-Asparaginase, biofármaco amplamente utilizado no tratamento de leucemias. Duas grandes frentes serão abordadas: a otimização de processos de produção endógena e heteróloga da enzima, com grupos de bioprospecção de fungos dos mais variados biomas; e a engenharia racional de proteínas que utilizará como scaffold as L-Aparaginases de S. cerevisiae para estudos comparativos com as isoformas bacterianas atualmente empregadas na terapêutica. Além de obtenção de estruturas cristalográficas que guiarão as mutações sítio-dirigidas, mutações randômicas produzidas por evolução sintética de proteínas serão avaliadas. Para melhorar aspectos de estabilidade, biodisponibilidade, toxicidade e alergenicidade, problemas observados com as formulações bacterianas, serão utilizadas diversas abordagens nanotecnológicas como peguilação e encapsulação em vesículas poliméricas. O projeto pretende gerar um biofármaco produzido nacionalmente.

Os objetivos gerais deste projeto são o fomento do intercâmbio e da cooperação científica e tecnológica, em nível tanto inter-regional (Sudeste-Nordeste) como internacional (Brasil-Itália), para promover a consolidação, expansão e internacionalização da ciência e da tecnologia de uma parte do nordeste do Brasil, com enfoque na área prioritária de Fármacos, através do desenvolvimento de processos e produtos biotecnológicos a partir de matéria-prima abundante nessa região do país (Agave sisalana e Vitex gardneriana Schauer). Para este propósito faz-se necessário o envolvimento neste projeto do Prof. Attilio Converti, vice-coordenador do Doutorado em Engenharia Química, de Materiais e de Processo da Universidade de Gênova, Itália, que tem liderança e produção científica internacionalmente reconhecida em várias áreas prioritárias do Programa Ciências sem Fronteiras, em especial Fármacos, Biotecnologia e Energia Renováveis, e docente responsável pelo Convênio Acadêmico Internacional Para Co-orientação de Tese de Doutorado entre as Universidades de Gênova e de São Paulo. Como indicadores de desempenho os proponentes pretendem utilizar principalmente o número e a qualidade de publicações internacionais a serem produzidas a partir tanto dos resultados do projeto como de pesquisas relacionadas já em andamento nas três instituições. Levando em conta o número de pesquisadores envolvidos, a interdisciplinaridade e os sinergismos esperados pela colaboração científica e tecnológica, espera-se que o número de publicações em revistas de alto impacto que podem ser geradas direta ou indiretamente pelo projeto possa se aproximar de uma dezena nos três anos de vigência do projeto.
Estes objetivos serão efetivados através de: a) desenvolvimento da atividade de pesquisa em colaboração entre as três instituições envolvidas, b) orientação de alunos de doutorado da USP (levando em conta que a UEPB ainda não dispõe de Doutorado) no Laboratório de Biotecnologias da UNIGE, coordenado pelo Pesquisador Visitante Especial, c) orientação pelo Pesquisador Visitante Especial de 3 pós-doutorandos nas duas instituições brasileiras envolvidas, 2 deles na UEPB; c) visitas do Pesquisador Visitante Especial ao Brasil nas duas instituições brasileiras, d) extensão do Convênio Acadêmico Internacional Para Co-Orientação de Tese de Doutorado em vigor entre a USP e a UNIGE para outros grupos de pesquisa do PTBF ainda não envolvidos, e) elaboração de plano de extensão do Programa de Pós-Graduação da UEPB para nível de doutorado, f) elaboração de plano de reforço do nível de internacionalização da UEPB através de Convênios de dupla titulação com a UNIGE. Por visar este projeto o intercâmbio e a cooperação científica e tecnológica inter-regional e internacional, os indicadores de desempenho mais adequados para o alcance destas metas parecem ser o número e a qualidade das publicações em colaboração entre a UNIGE e os grupos das USP ainda não envolvidos no programa de dupla titulação e da UEPB, os Termos de Compromisso para atividade de pesquisa no exterior de alunos da USP (e futuramente da UEPB), o número de visitas do Pesquisador Visitante Especial e os produtos diretos da atividade de cooperação internacional (Convênios Acadêmicos Internacionais). Espera-se então que o projeto possa levar à publicação de pelo menos 20% dos trabalhos científicos em colaboração entre a UNIGE e grupos de pesquisa da USP ainda não envolvidos no Convênio de dupla titulação e da UEPB, à elaboração e aprovação de 1 Convênio Acadêmico Internacional entre a UEPB e a UNIGE, à renovação do Convênio Acadêmico Internacional entre a USP e a UNIGE que está prestes a expirar, 1 Convênio Acadêmico Internacional Para Co-Orientação de Tese de Mestrado ou Doutorado entre a UNIGE e a UEPB, 6 Termos de Compromisso para atividade de pesquisa na UNIGE de 3 a 5 alunos de doutorado da USP.

Atualmente, nosso grupo de pesquisa tem em andamento um projeto aprovado pela FAPESP (2012/12022-6) dirigido à avaliação da extração em sistemas micelares de duas fases aquosas do anticorpo recombinante scFv anti- LDL (principal autoantígeno identificado na aterosclerose) produzido pela levedura Pichia Pastoris geneticamente modificada. Estes sistemas apresentam varias vantagens como rápida separação de fases, facilidade de escalonamento e baixos custos. A cooperação do grupo de pesquisa da Dra. Nerli, com experiência em purificação de diferentes proteínas utilizando metodologias integrativas, como por exemplo, sistemas de duas fases aquosas e mecanismo de afinidade, será de grande importância para a incorporação de novas estratégias de separação de biomoléculas, além da formação de recursos humanos na temática bioseparativa.

O objetivo geral deste projeto é desenvolver e validar processos biotecnológicos, utilizando o potencial regional do semiárido nordestino, visando à obtenção de produtos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia. Os objetivos específicos são: Obter extratos de plantas medicinais do semiárido, por diferentes métodos de extração; Realizar screening fitoquímicos, farmacológico, antioxidante e microbiológico nos extratos produzidos; Desenvolver processos de secagem por nebulização e liofilização dos extratos; 	Realizar ensaios bioquímicos, toxicidade aguda e mutagenicidade dos extratos nebulizados e/ou liofilizados em modelo animal; Estudar a viabilidade de extrair os polissacarídeos das plantas estudadas, para o desenvolvimento de micropartículas, excipientes farmacêuticos, alimentos funcionais e bebida destilada; Extrair o polissacarídeo inulina, a partir da Agave sisalana com a finalidade de produzir um alimento funcional probiótico, assim com a enzima inulinase, que será utilizada no desenvolvimento de um adoçante frutose; Realizar estudo de caracterização físico-química dos nebulizados e liofilizados obtidos; Desenvolver e validar metodologia analítica para o doseamento de polissacarídeos, sacarose e frutose dos extratos liofilizados, bem como para a identificação do marcador químico das plantas utilizadas no desenvolvimento dos produtos; Empregar técnicas de isolamento de microrganismos da região do semiárido paraibano visando à obtenção de cepas com potencial de produção de biomoléculas de alto valor agregado; Produzir e caracterizar o polímero acetato de celulose a partir da celulose extraída da Agave sisalana; Desenvolver e caracterizar micropartículas produzidas a partir do acetato de celulose; 	Estudar a ação antimicrobiana do extrato de agave e identificar os potenciais princípios ativos; e Desenvolver os produtos alimentícios e farmacêuticos dos extratos que apresentarem a melhor atividade para os fins propostos.

Obtenção de xilitol por processo descontínuo.

O objetivo geral desse trabalho é desenvolver um sistema de extração líquido-líquido de duas fases aquosas utilizando polímeros e micelas para concentração do vírus, Adenovírus Adv 5. Para que o objetivo proposto seja alcançado, os seguintes objetivos específicos foram estabelecidos: Implantar a metodologia de dosagem de vírus e de trabalho em laboratório com nível de segurança P3 no Laboratório de Biotecnologia Farmacêutica da FCF/USP; Avaliar efeitos dos componentes químicos dos sistemas (poliméricos e micelares) sobre a integridade e infectividade do Adenovírus; Avaliar a influência de diferentes variáveis (concentrações, pH, temperatura, sais, etc) na extração/concentração do Adenovírus utilizando planejamento estatístico, tendo como base os diagramas de fases dos sistemas; Otimizar o processo de concentração do vírus em uma fase ou na interface do sistema. Recursos Aprovados: R$79.629,00.

Estudar a produção de colorantes obtidos por Penicillium purpurogenum DPUA 1275 e a purificação destes em sistemas poliméricos de duas fases aquosas (SPDFA) PEG/NaPA. Para que o objetivo proposto seja alcançado, os seguintes objetivos específicos foram estabelecidos e serão cumpridos: Realizar cultivo monospórico e autenticação da espécie isolada no amazonas para se ter melhor conhecimento sobre a morfologia do microrganismo e garantir que se trabalhará com o Penicillium purpurogenum; Realizar ensaio de toxicidade dos meios de cultivo obtidos por P. purpurogenum contra Artemia Salina; Avaliar a influência de diferentes fatores como: fontes e concentrações de nitrogênio (peptona, extrato de levedura, extrato de malte, triptona, sulfato de amônio), carbono (sacarose, glicose, frutose, maltose, amido), pH, temperatura e velocidade de agitação em frascos agitadoscom Penicillium purpurogenum DPUA 1275 utilizando planejamento experimental estatístico; Estudar a produtividade de colorantes em fermentador com cultivo descontínuo nas melhores condições obtidas em frascos agitados, avaliando a influência do coeficiente de transferência de oxigênio (kLa); Avaliar a estabilidade dos colorantes ao longo do tempo a diferentes pHs (3,0 a 7,0), temperaturas (10 a 50°C); na presença de diferentes concentrações de NaCl e Na2SO4; e na presença de diferentes concentrações dos polímeros PEG e NaPA Extração dos colorantes do meio fermentado por sistema polimérico de duas fases aquosas (SPDFA). Valor aprovado: Fapesp: 2010/50324-9. R$ 74.515,59 + US$ 31.153,25.

Nos últimos anos, alguns progressos na área de biotecnologia têm sido descobertos para recombinação e produção de proteínas heterólogas, utilizando como modelo algumas leveduras, como por exemplo, Pichia pastoris. Este trabalho tem a finalidade de produzir o fragmento de anticorpo (scFv) por P. pastoris em biorreatores com capacidade de 3 e de 100 litros. Primeiramente, a influência das variáveis agitação e aeração será estudada em biorreator através da determinação do coeficiente volumétrico de transferência de massa (kLa) em água e no meio de cultivo com e sem biomassa microbiana. Após essa etapa, será realizado o estudo de comparação da produção do fragmento do anticorpo através do cultivo de P. pastoris em agitador orbital (shaker) e em biorreator, de 3 litros. Com auxílio de planejamento experimental, será realizada a avaliação da influência das variáveis: concentração do inóculo, concentração do indutor e tempo de indução na expressão do fragmento scFv do anticorpo por Pichia pastoris. Após definidas as melhores condições de cultivo da levedura e expressão do fragmento de anticorpos em biorreator de 3 litros, serão conduzidos estudos de ampliação de escala em biorreator de 100 litros. Estes fragmentos de anticorpos são úteis no diagnóstico e no tratamento de doenças infecciosas, imunológicas.
Valor: R$100.000,00 (INCT_Inovação Farmacêutica - CNPq) -

O objetivo geral desta proposta é desenvolver tecnologias inovadoras e otimizar aquelas já existentes a partir de projetos inseridos nas linhas de pesquisa do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica. Com isto, as linhas de pesquisa do Programa serão reforçadas. Os principais focos estão relacionados a processos biotecnológicos e químicos, como apresentado a seguir: Produzir ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa por microalgas da classe Chlorophyceae para aplicação na indústria alimentícia, farmacêutica e de cosméticos; Produzir o lantibiótico nisina a partir de soro de queijo e estudar sua absorção, liberação e atividade antimicrobiana em membranas de celulose, um biomaterial de aplicação biomédica, produzidas por bactérias utilizando resíduos da indústria de frutas como meio de cultivo; Desenvolver nanopartículas de substâncias utilizadas como lioprotetores e avaliar seu desempenho na liofilização de hemoglobina veiculada em lipossomas, propondo uma nova abordagem para o uso da nanotecnologia; Planejar, sintetizar e avaliar a atividade anti-chagásica e estudar as relações entre a estrutura química e atividade, em seus formalismos de 2D e 3D, de nanocompostos derivados de resíduos 5-nitro-heterocíclicos ligados a núcleos oxadiazolínicos, com vistas à identificação e seleção de moléculas que possam ser utilizadas como candidatos a agentes anti-chagásicos.

R$ 56.900,00 - custeio e capital

A necessidade de intercâmbio entre docentes de pós-graduações, com nível de excelência, é de extrema relevância para melhoria do nível da qualidade na formação de recursos humanos, do desenvolvimento científico e tecnológico. O estabelecimento de redes de cooperação acadêmica entre programas de pós-graduação já consolidados e programas emergentes colabora para a consolidação da pesquisa institucional, para a integração dos pesquisadores em grupos de pesquisa e para a diminuição das disparidades regionais na distribuição da competência científica no País. O projeto em proposição, envolve três Programas de Pós-graduação (Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica-FCF/USP ? nota 5,0; Biociência Animal ? nota 4,0 e Biotecnologia de UFC - nota 4,0) visando contribuir para o fortalecimento da interação entre as instituições, considerando a existência de pesquisadores comprometidos em atividades comuns de pesquisa. O tema Extração, purificação e aplicação de moléculas de interesse biotecnológico será alvo de pesquisas conjuntas entre os professores e alunos dos Programas de Pós-Graduação, que formam a equipe deste projeto no intuito de contribuir fortemente para o exercício da orientação conjunta, troca de tecnologias, produção científica e fortalecimento dos grupos de pesquisa e, sobretudo, da pós-graduação na região Nordeste. O projeto proposto está relacionado a importância da utilização do enorme potencial biotecnológico da diversidade biológica da região do semi-árido do nordeste brasileiro. O material a ser estudado é riquíssimo em qualidade, quantidade e diversidade. Com a vasta quantidade de opções de material de interesse científico e acadêmico para o trabalho, foi possível encontrar um ponto de interesse comum aos três programas, que são as lectinas extraídas de diversas fontes, enzimas de origem microbiana e antibióticos. O referido projeto objetiva também a consolidação de linhas de pesquisa, em especial daquelas vinculadas ao Programa de Pós-Graduação em Biociência An

A necessidade de interação entre pesquisadores de pós-graduações, com nível de excelência, é de fundamental importância considerando a busca de melhoria do nível de capacitação de recursos humanos e do desenvolvimento científico e tecnológico. Dessa forma, a implantação de redes de cooperação acadêmica entre programas de pós-graduação já consolidados e programas emergentes colabora para a consolidação da pesquisa institucional, para a integração dos pesquisadores em grupos de pesquisa e para a diminuição das disparidades regionais na distribuição da competência científica no País. O projeto ora proposto, envolvendo três Programas de Pós-graduação (Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica-FCF/USP ? nota 5,0; RENORBIO ? nota 5,0 e Diversidade Biológica - UFAM ? nota 4,0) vem contribuir para o fortalecimento da interação entre as instituições, considerando a existência de pesquisadores comprometidos em atividades comuns de pesquisa.Objetivo Geral: Utilizar o potencial que a região amazônica oferece e contribuir para o desenvolvimento de processos biotecnológicos que visem à obtenção de produtos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia, em especial as enzimas produzidas por microrganismos isolados no local. Formar recursos humanos qualificados, em nível de mestrado e doutorado, para atuarem no ensino e pesquisa, produzindo e difundindo conhecimento adequado à realidade regional dos setores público e privado, subsidiando o desenvolvimento sustentável da Amazônia. Também consta como nosso objetivo a exploração da diversidade biológica da região nordestina, em especial do semi-árido.
Recurso Aprovado: R$ 50.000,00

Neste trabalho será utilizada a celulose obtida a partir do bagaço de cana de açúcar para a produção de fibras têxteis. A celulose será obtida pelo processo de polpação soda/antraquinona. Após sua extração será submetida ao processo de branqueamento para remoção da lignina e obtenção de um material rico em celulose de alta pureza. A celulose será utilizada para a produção de uma fibra têxtil denominada de liocel. O liocel é uma fibra conhecida pelas boas propriedades de conforto que ela oferece ao vestuário. Para o desenvolvimento deste estudo prevê-se também a utilização da celulose pura de origem comercial e misturas de dois tipos de celulose em diferentes proporções (10, 20 e 30%), visando à produção de fibras com melhor qualidade. Pretende se utilizar lisozima (5 mg/g fibra) e bromelina (5 mg/g fibra). A bromelina é uma enzima que é capaz de exercer propriedades antiinflamatórias. Para incorporação das enzimas nas fibras, serão testados alguns métodos de covalentes. Espera-se com este estudo não somente promover uma aplicação mais nobre para o bagaço de cana de açúcar que é um resíduo queimado nas usinas para geração de energia, mas também desenvolver novos materiais com custo mais acessível e ecologicamente corretos. (Financiado pela FAPESP. Recursos para Material de Consumo Nacional, Importado e Material Permanente Nacional e Importado. ~R$ 50.000,00. Projeto também apoiado pelo convênio CNPq/GRICES - Universidade do Minho - Portugal)

Este projeto tem como finalidade produzir ácido clavulânico por fermentação a partir de algumas linhagens de Streptomyces spp, cedidas pela UFPE, e extraí-lo em sistemas poliméricos e micelares de duas fases aquosas. Inicialmente, será realizada a seleção da melhor cepa produtora de ácido clavulânico entre sete linhagens de Streptomyces spp. Com os estudos de extração pretende-se definir qual dos dois sistemas é mais adequado para a extração e purificação do ácido clavulânico, assim como as variáveis mais significativas que proporcionam melhores rendimentos, purezas e coeficientes de partição. Recursos Aprovados pela FAPESP: R$ 62.387,50

O presente projeto tem como justificativa principal a necessidade da melhoria na qualidade das dissertações do Curso de Mestrado em Bioquímica e Fisiologia da UFPE (CMBioq/Fis-UFPE) e das teses de doutorado do Programa da Pós-graduação em Veterinária da UFRPE (PPGCV-UFRPE) e do Programa da Pós-graduação em Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica (PPGTBF) da Faculdade de Ciências Farmacêuticas/USP, com aumento das publicações QUALIS A vinculadas aos discentes para possibilitar o aumento no nível do CMBioq/Fis-UFPE de 3 para 5, com a criação do Programa completo Mestrado/Doutorado; e possibilitar aos PPGCV e PPGTBF a progressão para o nível de excelência 7. Considerando os planos de trabalho dos alunos de pós-graduação envolvidos, pretende-se:
Produzir, em escala laboratorial, proteases e colagenases, tendo em vista uma possível aplicação das mesmas em escala industrial;
Produção de antibióticos de amplo espectro com inibição de -lactamase;
Viabilizar o uso biotecnológico das enzimas purificando-as por um método alternativo de baixo custo e eficaz (sistema de duas fases aquosas);
Desenvolver métodos de imobilização de componentes com propriedades funcionais (incluindo as enzimas produzidas no âmbito deste projeto) em filmes/revestimentos de novos biopolímeros naturais (oriundos da região Nordeste do Brasil);
Verificar a eficácia dos filmes/revestimentos desenvolvidos em aplicações nas áreas biomédica/farmacêutica e alimentar;
Aplicação de membranas de biopolímero, obtidas através da fermentação de melaço de cana-de-açúcar por Zoogloea sp., como suporte para imobilização de protease, colagenases e lectinas para curativos de queimaduras superficiais e profundas com ensaios em animais e humanos;
Aplicação terapêutica e cosmeceutica de biopolímeros;
Inovação tecnológica na aplicação de fucanas em nanosistemas furtivos (de longa circulação) de liberação controlada de bioativos . Recursos: R$50.000,0

O projeto ora proposto, envolvendo os Programas de Pós-graduação em Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais da Universidade Católica de Pernambuco (nível 3, aprovado pela CAPES em março de 2005), com o Mestrado e Doutorado em Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica da Faculdade de Ciências Farmacêuticas na USP (nível 5), vem contribuir para o fortalecimento da interação entre as instituições, considerando a existência de pesquisadores comprometidos em atividades comuns de pesquisa.
Objetivo Geral
Aplicar a modelagem matemática e simulação computacional como ferramentas visando à identificação de variáveis relevantes, planejamento e otimização de experimentos, necessários à obtenção do maior número possível de informações relacionadas ao desenvolvimento de processos químicos e biotecnológicos.
Objetivos Específicos
1. Empregar técnicas de biologia molecular visando à caracterização de linhagens de microrganismos com potencial de produção de insumos de alto valor agregado, com aplicação em processos biotecnológicos;
2. otimizar o processo de produção e aplicação de biossurfactante, considerando a expansão das atividades de refino de petróleo e petroquímica na Região;
3. desenvolver um protótipo de software baseado em redes neurais para simular os comportamentos dinâmicos da produção de biossurfactantes e de outras biomoléculas de interesse industrial e/ou ambiental;
4. otimizar a produção de enzimas utilizando resíduos industriais;
5. desenvolver processos voltados para a minimização de contaminações de efluentes nas indústrias láctea e de produção de biodiesel;
6. caracterizar as potencialidades do lodo de esgoto, incluindo sua diversidade microbiana e potencial biotecnológico do uso agrícola;
7. desenvolver processos visando facilitar a reciclagem dos derivados da indústria do gesso como mecanismo de preservação ambiental para o pólo gesseiro do Araripe;
8. promover o fortalecimento do Mestrado em Desenvolvimento de Processos Ambientais da Univers

A viabilidade da produção em escala industrial de proteínas de interesse comercial e biotecnológico depende significativamente das técnicas de separação e purificação utilizadas. A purificação de proteínas por extração líquido-líquido (ELL) em sistemas de duas fases aquosas utilizando polímeros termossensíveis é apresentada neste projeto, por ser uma alternativa promissora uma vez que utiliza polímeros de fácil disponibilidade e custo acessível. O sistema polimérico aquoso formado pelos polímeros poli(etileno glicol) (PEG) e ácido poliacrílico (PAA), e a influência exercida da temperatura, pH e força iônica nesse sistema serão usados para o estabelecimento dos melhores parâmetros de separação das seguintes proteínas: lisozima de clara do ovo; glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) produzida por Saccharomyces cerevisiae; e proteína verde fluorescente (GFPuv) produzida por E. coli recombinante. O efeito da presença dessas proteínas no diagrama de fases do sistema PEG-PAA, bem como a partição na forma pura e na presença de contaminantes serão estudados através da determinação do coeficiente de partição, eficiência e fator de purificação das respectivas proteínas. Uma vez definido o sistema em que as proteínas (G6PD, lisozima e GFPuv) se separam, será avaliada a possibilidade de desenvolver um processo de recuperação da proteína-alvo com reciclagem dos polímeros. (Auxílio da FAPESP - ~R$60.000,00 e CNPq - bolsas e recursos de material de consumo e permanente)

Este projeto tem como finalidade obter condições de extrair e purificar a enzima ascorbato oxidase da abóbora (Cucurbita maxima) por extração líquido-líquido em sistema de duas fases aquosas (SDFA) por processo descontínuo e contínuo. A enzima ascorbato oxidase purificada possui várias aplicações práticas, como na determinação e/ou monitoramento da vitamina C ou ácido ascórbico em sucos de frutas, vinhos, complexos multivitamínicos, fármacos em geral e em várias análises clínicas. Também pode ser utilizada na agricultura para a determinação do teor de ácido ascórbico durante o amadurecimento das frutas. A aplicação do SDFA é proposta como alternativa para a extração e purificação da ascorbato oxidase, pois permite a separação e análise de partículas biológicas. Esta técnica é aconselhável para purificação em larga escala pela possibilidade de partição seletiva com altos rendimentos, além de apresentar uma boa relação custo-benefício. Inicialmente, será avaliada a influência de quatro fatores (massa molar e concentração de Polietileno glicol (PEG), concentração do tampão citrato e pH) na extração por processo descontínuo da ascorbato oxidase, utilizando SDFA compostos por sistema polímero/sal (PEG/citrato) e polímero/polímero (PEG/POLICAJU). Antes da realização das extrações propriamente ditas, serão realizados ensaios para avaliação da estabilidade da enzima frente às variações de pH, temperatura e concentração de policaju em função do tempo. Após definição das melhores condições de extração em processo descontínuo, serão estudadas extrações em sistemas contínuos utilizando coluna de discos rotatórios perfurados (PRDC). Na extração contínua serão avaliadas as seguintes variáveis: velocidade de rotação dos discos, vazão total de alimentação e velocidade da fase dispersa.
Recursos aprovados pela FAPESP:
R$ 40.753,33 + US$ 17.265,00

Em indústria biotecnológica é freqüente a utilização de bactérias como hospedeiros para obtenção de proteínas recombinantes de interesse farmacêutico. Desta forma, faz-se necessária a remoção de endotoxinas das preparações resultantes sem que ocorra desnaturação protéica. O presente projeto visa o estudo da utilização de sistemas micelares de duas fases aquosas para remoção de endotoxinas de preparações contendo proteínas. Esse sistema proporciona uma ambiente favorável às biomoléculas e possibilidade de remoção das endotoxinas, que são moléculas lipopolissacarídicas e, portanto, apresentam caráter anfifílico semelhantemente aos tensoativos. Será estudada a partição de endotoxina, obtida de cultivo de cepa recombinante de Escherichia coli DH5-, em sistema micelar constituído pelo tensoativo Triton X-114. Será estudada a influência do efeito de volume de exclusão e da formação de domínios de uma fase na outra na partição da endotoxina. Os ensaios de partição serão realizados com a endotoxina pura e na presença da proteína verde fluorescente recombinante (GFPuv), a qual vem sendo estudada como potencial indicador biológico e é produzida por E. coli DH5- Para a realização deste estudo, será necessária a implementação de técnica no laboratório de quantificação de endotoxinas. Além disto, a influência da endotoxina na curva binodal do sistema micelar, bem como a influência do tensoativo na metodologia de determinação de endotoxina, serão avaliadas. (Projeto financiado pela FAPESP. Material de Consumo Nacional e Importado. Material Permanente Nacional e Importado).

O presente projeto visa o desenvolvimento de novas estratégias para a purificação da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) pela tecnologia da extração líquido-líquido em sistemas micelares de duas fases aquosas. Serão estudados alguns dos fatores que influenciam a partição da G6PD como o tipo e concentração de diferentes agentes tensoativos não-iônicos (C10E4 e Triton X-114), temperatura e adição de ligantes de afinidade (cibacron blue e procion red). Será estudada ainda a síntese de tensoativos de afinidade, através da ligação covalente de cibacron blue e procion red aos tensoativos não-iônicos. Os resultados obtidos experimentalmente serão aplicados em modelos matemáticos recentemente desenvolvidos, de modo a verificar a aplicabilidade dos mesmos para estimar coeficientes de partição nos sistemas micelares de duas fases aquosas. Os parâmetros cinétidos da G6PD serão determinados com intuito de se determinar o tipo de inibição exercida por cada inibidor (cibacron blue, procion red e tensoativos) bem como quantificar a força de interação ligante-inibidor. Recursos: FAPESP - R$9.562,00 +US$2.397,50; CNPq R$25.000,00

Este projeto visa estabelecer relações de colaboração entre a Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP e o Centro de Ingenieria Genetica y Biotecnologia de Cuba, mediante o desenvolvimento de diferentes estratégias para purificar proteínas e enzimas recombinantes, empregando a extração líquido-líquido e métodos cromatográficos. Essa colaboração também se dará através de cursos teóricos e práticos que serão oferecidos em ambas instituições.
Recursos Aprovados:
CNPq: R$19.740,00

Este trabalho tem como finalidade estudar e estabelecer alguns parâmetros no processo de fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae W303-181, geneticamente modificada, visando otimizar a obtenção da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), além de entender e controlar o acúmulo da enzima intracelular. Foi adicionado um promotor na levedura para controlar a expressão da G6PDH e alguns experimentos serão, numa primeira etapa, conduzidos em agitador metabólico com o objetivo de avaliar a influência de variáveis fundamentais na expressão da enzima, como: pH, temperatura, concentração de inóculo, fontes de carbono (glicose e melaço de cana-de-açúcar), fontes de nitrogênio (extrato de levedura, corn steep liquor, caseína, extrato de carne, uréia e triptona) em diferentes relações C/N (carbono/nitrogênio). Definidas as melhores condições de produção da G6PDH, em agitador metabólico, serão realizados cultivos em fermentador, no sistema descontínuo e descontínuo alimentado, visando melhorar a produção da enzima por esses tipos de processo.
Recursos Aprovados:
FAPESP:R$ 181.997,25
USP/Pró-Reitoria de Pesquisas: R$ 3.500,00

O presente projeto visa a purificação da enzima glicose oxidase pelo processo de extração líquido-líquido por micelas reversas em solventes orgânicos. Para tanto, pretende?se utilizar sistemas micelares formados por diferentes componentes. Serão estudados alguns dos fatores (como por exemplo: pH, temperatura, tipo e concentração do agente tensoativo, força iônica, solvente e co?solvente) que influenciam a purificação da glicose oxidase por micelas reversas. Para que seja possível identificar e quantificar os fatores que interferem na extração dessa enzima por micelas reversas, e a otimização destes, será proposto um planejamento experimental estatístico misto, ferramenta esta, utilizada não somente para otimização do processo, como também para que o número de experimentos não se torne demasiadamente grande. O laboratório de Enzimologia Industrial da FCF/USP trabalha, desde 1994 com a purificação de enzimas em sistemas micelares reversos e há mais de 20 anos com imobilização, por diferentes técnicas, de enzimas. Estudos feitos neste grupo sobre purificação de diversas enzimas (inulinase, xilanase, ß-xilosidase, glicose-6-fosfato desidrogenase, xilose redutase e xilitol desidrogenase) por extração líquido em sistemas micelares reversos têm sido promissores e já foram publicados em diferentes revistas, nacionais e estrangeiras. Esses projetos têm sido, em grande parte, financiados pela FAPESP na forma de projetos de auxílio individual ou de bolsas de iniciação científica, mestrado e doutorado. Promissores, também, têm sido os trabalhos conduzidos sobre a imobilização, por diferentes técnicas, das enzimas invertase e glicose oxidase. Após adquirirmos uma longa experiência e infra-estrutura laboratorial e humana, estamos associando essas duas linhas de pesquisa em andamento no laboratório.
Recursos Aprovados:
FAPESP: R$53.546,17 + US$ 7,417.52
CNPq: R$9.000,00
USP/Pró-Reitoria de Pesquisas: R$ 3.500,00

O presente projeto visou a purificação das enzimas Glicose 6 Fosfato Desidrogenase, xilitol desidrogenase e xilose redutase pelo processo de extração líquido-líquido por micelas reversas em solventes orgânicos. Para tanto, utilizaram-se sistemas micelares formados por diferentes componentes. Este processo consiste em uma técnica seletiva e de alta especificidade, podendo ser utilizada para recuperação de enzimas e com potencial para aplicação em escala industrial. Foram estudados alguns dos fatores (pH, temperatura, tipo e concentração do agente tensoativo, concentração e tipo de co-solvente/solvente) que influenciavam na purificação das enzimas por micelas reversas. Para que fosse possível a identificação dos fatores que interferiam na extração dessa enzima por micelas reversas e a otimização destes, foi executado um planejamento experimental estatístico, ferramenta esta, utilizada não somente para otimização do processo e obtenção de superfícies de respostas, bem como para que o número de experimentos não se fosse demasiadamente grande. Antes e após a extração das enzimas nas condições otimizadas, foram determinados os seus parâmetros cinéticos e termodinâmicos com a finalidade de analisar a influência do processo nas características das enzimas.

Recursos Aprovados:
FAPESP: R$ 17.644,67 + US$25,422.89
USP/Pró-Reitoria de Pesquisas: R$3.500,00

Este trabalho teve como finalidade estudar e estabelecer alguns parâmetros no processo de fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae visando otimizar a obtenção das enzimas hexoquinase (HK) e glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PDH). Através dos experimentos, foram avaliadas as influências do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) no início do processo fermentativo e das fontes de carbono (glicose e sacarose) no cultivo da levedura para a produção das enzimas.

Recursos Aprovados:
FAPESP: R$ 18.237,75 + US$24,610.00
USP/Pró-Reitoria de Pesquisas: R$ 3.462,00

O presente trabalho teve por objetivo determinar as condições de recuperação/pré-purificação das enzimas hexoquinase (HK) e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) através do uso da técnica de extração líquido-líquido em sistema de duas fases aquosas (SDFA) na forma Polietileno Glicol (PEG)/Sal (citrato e fosfato). As biomoléculas são geralmente sensíveis às condições normalmente oferecidas por processos extrativos industriais convencionais. No entanto, a extração em sistemas de duas fases aquosas vem sendo usada industrialmente para recuperar e/ou pré-purificar alguns produtos biotecnológicos por causar pouca influência negativa sobre a atividade biológica dessas biomoléculas. E, também, é uma técnica que utiliza reagentes de baixo custo e pode ser empregada para produtos farmacêuticos e alimentícios. Outra grande vantagem dessa técnica de separação é que tem mostrado ser de fácil ampliação de escala e é recomendada para extração de enzimas intracelulares, como é o caso da hexoquinase e da G6PDH. Como são muitas as variáveis que influenciam na eficiência de extração em sistemas de duas fases aquosas, algumas delas foram inicialmente selecionadas para serem avaliadas. Foram determinados modelos estatísticos e superfícies de resposta que melhor representassem as eficiências de extrações das enzimas.
Recursos Aprovados:
FAPESP: R$29.684,00 + US$19,649.36
USP/Pró-Reitoria de Pesquisas: R$ 3.500,00