Paula Paccielli Freire.

Exposição aos alunos do ensino médio de escolas públicas onde são apresentados os cursos de graduação do IBB, detalhes sobre as pesquisas que são desenvolvidas, sobre a graduação e esclarecem dúvidas.

Participou do projeto de Extensão Universitária - Cursinho CAVJ/IB - na condição de Professor da disciplina de Matemática durante o ano letivo de 2012.

A hipercolesterolemia familial (HF) corresponde a uma doença genética caracterizada por concentrações elevadas de colesterol da proteína de baixa densidade (LDL-c), resultando em risco aumentado de eventos cardiovasculares. O diagnóstico molecular da HF é baseado na pesquisa de variantes funcionais, nos genes causadores da HF autossômica dominante. No entanto, apesar de várias mutações funcionais associadas à HF já terem sido descritas nos genes LDLR, APOB e PCSK9, na última década outros genes envolvidos em vias metabólicas do colesterol também vêm sendo associados, caracterizando a HF poligênica. Nesse sentido, a busca da compreensão dos mecanismos genéticos e epigenéticos envolvidos no desenvolvimento do HF são fundamentais para o entendimento dessa complexa condição. Sua maior elucidação pode propiciar o desenvolvimento de tratamentos mais eficazes que poderão impactar positivamente a qualidade de vida desses pacientes, além de propiciar redução da morbimortalidade a ela atribuída. O presente estudo propõe o desenvolvimento de um pipeline específico de bioinformática automatizando a caracterização e análise genômica de portadores de HF monogênica e poligênica. Serão recrutados pacientes com HF diagnosticada fenotipicamente, em seis centros de pesquisa de diferentes regiões do Brasil. Os métodos utilizados incluem (i) a identificação dos genes relacionados com o metabolismo do colesterol provenientes de amostras de pacientes com HF sequenciadas com Sequenciamento de Nova geração (NGS); (ii) identificação e caracterização de novas variantes nos genes envolvidos com a HF; (iii) desenvolvimento de pipelines específicos para automatizar as análises dos dados. As análises de bioinformática serão realizadas utilizando programas de predição e busca de variantes no genoma além de algoritmos próprios escritos na linguagem de programação Python e em comandos Unix/Bash. Os resultados deste estudo visam contribuir para o conhecimento das bases moleculares da HF, fornecer elementos para direcionamento no diagnóstico genético e na terapia personalizada de pacientes afetados, e possibilitar a criação de um banco nacional de dados genômicos que auxilie na orientação da conduta diagnóstica molecular para pacientes com fenótipo HF e seus familiares.

A atual pandemia da nova doença respiratória Coronavírus 2019 (COVID-19) configura um estado de emergência pública internacional. O vírus causador da doença é denominado síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2) e tem circulado por todo o mundo, desencadeando manifestações clínicas que variam de casos assintomáticos à síndrome respiratória aguda grave e à morte, principalmente nos indivíduos portadores de comorbidades (ex: hipertensão, diabetes e asma). Sugere-se, desse modo, a influência de fatores imunológicos e de outros fatores intrínsecos do hospedeiro no controle do desenvolvimento da doença. Pacientes que desenvolvem o quadro grave da doença podem ir a óbito devido à intensa imunodesregulação e uma alta liberação citocinas. Contudo, o conhecimento a respeito dos mecanismos imunológicos sistêmicos que controlam a proteção contra o SARS-CoV-2 ainda é escasso e os mecanismos moleculares associados à imunorregulação ainda permanece por ser caracterizada. A hipótese desse projeto é que os genes associados à imunorregulação de pacientes com COVID-19 tenham um perfil molecular sistêmico específico. Assim, este projeto objetiva caracterizar os mecanismos moleculares associados à imunorregulação em pacientes infectados por SARS-Cov-2, com COVID-19 leve e grave. Realizaremos uma abordagem sistêmica e integrativa, investigando o transcriptoma de células imunes, seguido por ensaios funcionais específicos de validação da triagem de alto rendimento (análise do transcriptoma). Além disso, realizaremos uma metanálise de dados previamente depositados no ArrayExpress e GEO (do inglês, Gene Expression Omnibus) para determinar as redes de co-expressão gênica que regulam sistemicamente a resposta imune ao SARS-CoV-2. Essa abordagem experimental em larga nos permitirá definir as assinaturas imunológicas, vias de sinalização e redes de co-expressão gênica e das interações moleculares (interactoma) e metabólicas (metaboloma) envolvidos na resposta imune contra SARS-CoV-2. Deste modo, promoverá um estudo translacional e multidisciplinar que poderá identificar biomarcadores para o diagnóstico diferencial. Esse fato abrirá caminhos para o desenvolvimento de novas terapias específicas que reduzam a mortalidade e a morbidade induzida pelo vírus.

Skeletal muscle cells have a high degree of structural organization, the maintenance of which is critical for the proper muscle functions. A broad range of myopathies and muscular dystrophies, including the most prevalent Duchenne Muscular Dystrophy (DMD), are caused by mutations in genes encoding components of the linkage system. Another equally important structure of skeletal muscle is the Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton complex (LINC) that connects the nucleus lamina with the cytoskeleton via interactions with integral membrane proteins of nucleus membranes. Defects in the components of LINC complex such as Lamin A/C (LMNA) and Emerin can cause autosomal dominant and X-linked Emery-Dreifuss Muscular Dystrophy (EDMD) respectively, as well as dilated cardiomyopathy. EDMD is a slow progressing muscular dystrophy characterized by wasting and weakness of specific muscles, and is often associated with cardiac problems. These clinical symptoms indicate the integrity of myonuclei-cytoskeleton connection is essential for the normal functions of striated muscles. Despite the rich knowledge about the functions of LMNA, why LMNA mutation caused muscle disease remains unclear. Recently, EDMD-causing mutations in LMNA have been shown to also result in nuclear movement/positioning defects in tissue culture. We have recently identified a striated muscle specifically expressed protein named CIP, which also interacts with LMNA with high affinity. Interestingly, we observed myonuclei-positioning defects in cultured CIP null myofibers, suggesting CIP may play key role in maintaining skeletal muscle nuclei integrity. Therefore, we propose that CIP is a previously unidentified key regulator of pathophysiology of muscle integrity. The results of this study will uncover previously unknown molecular mechanism underlying the pathology of Emery-Dreifuss Muscular Dystrophy. Furthermore, out studies will identify novel therapeutic targets for treating such devastating muscle diseases. Our longterm goal is to develop a CIP-based therapeutic strategy for EDMD.

A caquexia associada ao câncer é uma síndrome metabólica complexa caracterizada pela perda de massa muscular, com ou sem perda de tecido adiposo, a qual não pode ser revertida por suporte nutricional. Pacientes com essa síndrome apresentam alterações funcionais em processos fisiológicos, metabólicos e imunológicos que resultam em um desequilíbrio energético e proteico. A caquexia associada ao câncer afeta até 80% dos pacientes em estágios avançados da doença, e representa a causa de morte de até 20% de todos os pacientes. Tipos específicos de tumores, como o de pâncreas, esôfago, estômago, cabeça e pescoço e pulmão apresentam uma alta prevalência de caquexia e, em contrapartida, os pacientes acometidos por câncer de mama ou próstata apresentam um menor risco de desenvolver a síndrome. As vias moleculares responsáveis pela caquexia não estão completamente esclarecidas, entretanto, evidências sugerem que citocinas pró-inflamatórias possuem um papel fundamental no desenvolvimento de alterações metabólicas que resultam na perda de função e massa muscular. A complexidade dessas alterações também sugere o envolvimento de moléculas reguladoras pós-transcricionais, como os microRNAs (miRNAs). Essas moléculas trabalham de forma orquestrada para controlar uma via ou função biológica comum, sendo consideradas ferramentas eficientes para determinação de vias específicas envolvidas em doenças ou processos biológicos. O presente trabalho realizou três estratégias diferentes para identificar redes regulatórias, mediadores e biomarcadores da caquexia associada ao câncer. No primeiro capítulo, avaliamos o perfil de expressão de miRNAs na atrofia de células musculares esqueléticas induzida por IL-6, uma importante molécula indutora de caquexia. Essa análise identificou o miR-497 associado a um potencial mecanismo anti-atrófico em resposta à IL-6. No segundo capítulo, como há uma diversidade de modelos experimentais, heterogeneidade entre pacientes e tipos tumorais nos estudos de caquexia, realizamos uma revisão sistemática e meta-análise para integrar dados de mRNAs e miRNAs do músculo esquelético na caquexia associada ao câncer. Essa estratégia identificou vias moleculares, novas interações entre mRNAs e miRNAs e potenciais alvos de drogas para a síndrome. No último capítulo, considerando que a prevalência da caquexia varia de acordo com o tipo tumoral, avaliamos dados de transcriptoma de 12 tipos tumorais humanos (4.651 amostras) comparadas com os respectivos tecidos não doentes (2.737 amostras). Nossos dados mostram um perfil tumor-específico de mediadores de caquexia e observamos que os tumores que apresentam uma alta prevalência de caquexia possuem um número elevado de fatores indutores de caquexia. Além disso, a expressão desses mediadores está associada a um pior prognóstico (sobrevida). Em conjunto, esses resultados poderão servir de base para estudos funcionais e desenvolvimento de futuras estratégias terapêuticas visando a minimização da perda de massa muscular, aumentando assim a sobrevida e a melhora da qualidade de vida dos pacientes com caquexia.

Em mamíferos, o crescimento do músculo esquelético e sua regeneração são atribuídos ao processo denominado miogênese que, a nível molecular, é regulado pela interação de transdutores de sinais intra e extra-celulares. A miogênese é um processo altamente orquestrado em que células musculares precursoras mononucleadas, os mioblastos, proliferam e diferenciam-se para formação de fibras musculares adultas. Durante a diferenciação, os mioblastos encerram o seu ciclo celular, migram para regiões predeterminadas, alianham-se uns com os outros e, subsequentemente, fundem-se para finalmente se transformarem em miotubos multinucleados. A desregulação desses processos celulares na miogênese está associada à importantes alterações do músculo esquelético que ocorrem nas distrofias musculares, caquexia e sarcopenia. Trabalhos recentes demonstraram que o processo de miogênese é altamente sensível e regulado por moléculas presentes no meio extracelular. Experimentos realizados com células musculares esqueléticas C2C12 identificaram a proteína osteoglicina (OGN) como uma proteína secretada pelo músculo que apresenta uma desregulação durante a miogênese. MicroRNAs (miRNAs) são uma classe de pequenos RNAs não-codificantes que regulam a expressão gênica pós-transcricionalmente. Essa classe de pequenos RNAs desempenha uma importante função como reguladores pós-transcricionais dos diferentes estágios da miogênese. A regulação pós-transcricional da OGN por miRNAs durante a miogênese ainda é desconhecida. Análises de bioinformática de nosso laboratório identificaram a OGN como um possível alvo do microRNA miR-155; esse miRNA também foi identificado como desregulado durante o processo de miogênese. Baseados nesses dados, iremos testar a hipótese de que a expressão da OGN é regulada pelo miR-155 para controle dos processos de proliferação, migração e diferenciação durante a miogênese ?in vitro? de células musculares esqueléticas C2C12.

A atrofia do músculo esquelético é um fenômeno comum em várias doenças sistêmicas crônicas tais como septicemia, insuficiência cardíaca crônica, doença pulmonar obstrutiva crônica, doença renal crônica, diabetes, AIDS e câncer. Essas doenças podem ser acompanhadas de uma síndrome metabólica complexa caracterizada pela diminuição de massa muscular, denominada de caquexia. As vias moleculares responsáveis pela caquexia não estão completamente esclarecidas, entretanto, evidências sugerem que as citocinas pró-inflamatórias como o fator de necrose tumoral (TNF)- e o interferon (INF)- possuem um papel fundamental, principalmente no desenvolvimento de alterações celulares e moleculares que resultam na perda de função e massa muscular. A complexidade dos mecanismos de controle da expressão gênica nesse processo sugere o envolvimento de moléculas reguladoras adicionais, como os micro-RNAs; essas moléculas de RNA codificadas pelo genoma regulam vários processos celulares do músculo esquelético e estão envolvidas em várias doenças musculares. Os micro-RNAs trabalham de forma orquestrada para controlar uma via ou função biológica comum; essa característica única dos micro-RNAs os tornam ferramentas eficientes para determinação de vias específicas envolvidas em doenças ou processos biológicos. A hipótese do presente trabalho é que a atrofia muscular induzida por TNF- e INF- altere a cinética de expressão dos componentes da rede MyoMir: miRNAs -208b e 499 e de seus genes alvos Myh7b, Sox6 e Pur-β.

A atrofia do músculo esquelético é um fenômeno comum em várias doenças sistêmicas crônicas tais como septicemia, insuficiência cardíaca crônica, doença pulmonar obstrutiva crônica, doença renal crônica, diabetes, AIDS e câncer. Essas doenças podem ser acompanhadas de uma síndrome metabólica complexa caracterizada pela diminuição de massa muscular, denominada de caquexia. As vias moleculares responsáveis pela caquexia não estão completamente esclarecidas, entretanto, evidências sugerem que as citocinas pró-inflamatórias como o fator de necrose tumoral (TNF)-alfa e interferon (INF)-gama possuem um papel fundamental, principalmente no desenvolvimento de alterações celulares e moleculares que resultam na perda de função e massa muscular. A complexidade dos mecanismos de controle da expressão gênica nesse processo sugere o envolvimento de moléculas reguladoras adicionais, como os micro-RNAs; essas moléculas de RNA codificadas pelo genoma regulam vários processos celulares do músculo esquelético e estão envolvidas em várias doenças musculares. Os miRNAs trabalham de forma orquestrada para controlar uma via ou função biológica comum; essa característica única dos miRNAs os tornam ferramentas eficientes para determinação de vias específicas envolvidas em doenças ou processos biológicos. A hipótese deste trabalho é que a atrofia do músculo esquelético induzida por TNF-alfa e INF-gama possui um perfil característico de expressão de miRNAs e mRNAs-alvo, o qual permitirá a identificação de redes de regulação e vias moleculares envolvidas na perda de massa muscular. Adicionalmente, os resultados servirão de base para o desenvolvimento de futuras estratégias terapêuticas visando à minimização da perda de massa muscular, aumentando assim a sobrevida e a melhora da qualidade de vida dos pacientes com caquexia.

Obesidade é definida como um acúmulo excessivo ou anormal de tecido adiposo que pode deteriorar a saúde. Pesquisas experimentais têm mostrado que a obesidade induzida por dieta hiperlipídica prejudica a função cardíaca. Entretanto, os mecanismos responsáveis por essa disfunção permanecem pouco estudados. A fibrose intersticial, a perda de miócito e as alterações na composição da miosina, na homeostasia do cálcio intracelular e no sistema β-adrenérgico têm sido sugeridas como as possíveis responsáveis pelas anormalidades cardíacas. O sistema β-adrenérgico exerce um papel importante na modulação do desempenho cardíaco. Sob ação de um agonista, como o isoproterenol, o receptor β-adrenérgico, via proteína G, adenil ciclase e adenosina monofosfato cíclico (AMPc), ativa a proteína quinase A (PKA), desencadeando profundas alterações no ciclo de cálcio intracelular. Pesquisas têm descrito que a PKA regula a função cardíaca, processos metabólicos, expressão gênica, crescimento celular e o transporte de íons no coração. Em razão de nossos trabalhos terem observado diminuição da fosforilação da fosfolambam (PLB) na serina 16 no miocárdio de ratos obesos, e como a PKA é responsável por fosforilar a PLB, a proposta deste estudo será investigar a relação entre PLB e PKA miocárdica. A hipótese deste estudo é que a diminuição da PLB fosforilada em ratos obesos é decorrente da menor expressão da PKA miocárdica.