Felipe Santiago Chambergo Alcalde.

Projeto para bioprospecção de antimicrobianos produzidos por fungos filamentosos e validação de Plataforma ADP-MoA. Projeto PIPE-TC fase 1, FAPESP junto startup XYZ Molecular Target Ltda.

A carne cultivada é produzida in vitro pelo crescimento de células animais, em oposição ao abate de animais para consumo humano. A biofabricação de carnes pode oferecer uma vantagem de um sistema de produção cujas abordagens técnicas são controláveis e manipuláveis, podendo ser uma possível alternativa para a produção convencional de carnes. Este projeto tem como objetivo a produção de dois produtos cárneos utilizando células como mioblastos de frango e células-satélite e fibroblastos bovinoscultivados in vitro. O uso de scaffolds, à base de soja e proteína polimérica, será investigado para definir um que melhor mimetize a arquitetura tridimensional da carne moída e também contribua para o melhor sabor final. Os aspectos de segurança serão avaliados usando ferramentas de biologia molecular. Considerando que a carne convencional é a fonte alimentar mais comum de Salmonella e Listeria, ambas as sequências serão monitoradas por PCR nas amostras. O secretoma será analisado para detecção de adipocinas, miocinas e interleucinas coletando o sobrenadante para obtenção das proteínas secretadas pelas células ou em co-cultura em sua comunicação heterotípica. Além disso, o perfil metabolômico será investigado comparando-se a carne in vitro x carne real. A análisemolecular das proteínas musculares será gerada para detectar colágeno, miogenina, MyoD, MRF4 e beta-actina comparando a carne in vitro com a biópsia de carne real. Aspectos histológicos dos arranjos tridimensionais finais serão avaliados. Posteriormente, será avaliada a qualidade da carne in vitro, a carne moída será desenvolvida e será buscada a estabilidade durante o armazenamento congelado. Os dados metabolômicos da carne in vitro quando comparados à carne real garantirão todos os processos anteriores e permitirão o aumento de escala da produção. Convénio USP-Empresa; Gostosissimi Comércio de Alimentos LTDA., Jump Start Funding.Processo USP: 21.1.848.9.6 - Convênio n 1013698DOE: 10/11/2021

Espécies reativas de oxigênio (ERO) são um grupo de moléculas que abrangem
não somente radicais de oxigênio como também derivados do oxigênio que não
são radicais. Durante a vida, a pele, principal barreira de defesa do organismo,
neutraliza ERO produzidas por processos intrínsecos e extrínsecos, porém, com o
envelhecimento, a geração de ERO aumenta, e o mecanismo de defesa
antioxidante diminui. Dessa forma, esse desbalanço leva ao progressivo dano de
moléculas e estruturas celulares, bem como à degradação do colágeno presente
na derme, remodelação tecidual e envelhecimento da pele. A presente proposta
tem por objetivo desenhar e avaliar o efeito de proteína quimera recombinante
constituída por peptídeo de penetração celular (PPC)::superóxido dismutase de
Trichoderma reesei (TrSOD) em células epidérmicas humanas da linhagem HaCaT.
A enzima TrSOD em fusão ao PPC (TAT ou Abalone) será expressa em E coli e
caracterizada por sua capacidade de penetração ao interior celular, proteção
antioxidante e regulação da expressão de genes envolvidos na resposta ao
estresse oxidativo em células HaCaT causado por diferentes agentes oxidantes.
Assim, pretendemos ampliar o conhecimento sobre o envolvimento da enzima SOD
de T. reseei para além da atividade antioxidante, com foco em mecanismos de
sinalização e regulação da expressão de genes na envolvidos no processo de
resposta ao estresse oxidativo, no processo de remodelação tecidual e
envelhecimento da pele, abrindo perspectivas para seu uso, na indústria de
cosméticos que busca constantemente por novas tecnologias e ativos mais
eficazes em produtos antioxidantes e antienvelhecimento. A proposta apresenta
uma abordagem promissora para o desenvolvimento de novas terapias/tratamentos
e desenho/produção de produtos biotecnológicos transdérmicos, gerando patentes
e artigos acadêmicos relevantes na área. O proponente é autor de patente na área
do projeto, a qual foi depositada no INPI e licenciada pela Universidade de São
Paulo.

Bioimpressão 3D é uma abordagem emergente para a produção de modelos organotípicos querecapitulam a interação entre células e célula-matriz in vivo. A engenharia tecidual recria modelos3D de órgãos saudáveis ou de doenças humanas que podem ser aplicados em testes de segurança eeficácia de medicamentos, cosméticos e em transplantes com a bioimpressão de órgãos. Nesteprojeto, desenvolveremos modelos de pele, tumor de mama e pulmão que contribuirão na substituição do uso de animais na pesquisa. Projetos Integrados de Pesquisa em Áreas Estratégicas (PIPAE) Financiamento: PRP/USP

Na pele, além do metabolismo celular, a ação de agentes externos, como a radiação solar, resulta na formação de espécies reativas de oxigênio (ERO), processo que é intensificado com o aumento da idade, ao mesmo tempo em que os mecanismos de defesa antioxidante intrínsecos diminuem. Tal desequilíbrio leva ao estresse oxidativo e ao progressivo dano celular e envelhecimento desse órgão, contribuindo para o aumento de rugas, flacidez, descamação, ressecamento, anormalidades de pigmentação, além do câncer de pele. Assim, produtos com a finalidade de manter uma pele saudável e com aparência jovem são altamente visados pela população humana, sendo o alvo de pesquisa e desenvolvimento de grandes empresas farmacêuticas e de cosméticos. Apesar da variedade de produtos existentes no mercado, os consumidores estão mais conscientes e buscam ativos com maior eficácia, além de mais sustentáveis. Isso impacta diretamente a indústria de dermocosméticos, que precisa inovar constantemente e desenvolver produtos que atendam esse consumidor. Visando suprir essa demanda, a BioActiveIN foi criada, empresa de pesquisa e desenvolvimento de ativos cosméticos inovadores. O primeiro produto desenvolvido é o Skinzymes, um blend de enzimas antioxidantes para a prevenção do envelhecimento da pele. O ativo será desenvolvido em parceria com outros laboratórios e licenciado pela BioActiveIN. Essas enzimas antioxidantes neutralizam ERO produzidas, principalmente, pela poluição e pela radiação ultravioleta (UV). Dois tipos de produtos são os mais utilizados, fotoprotetores e anti-idade, que possuem moléculas antioxidantes para neutralizar as ERO. Porém, de maneira geral, os ativos antioxidantes disponíveis para uso em cosméticos apresentam baixa estabilidade térmica, sensibilidade à luminosidade e a variação de pH e pouca biodisponibilidade, sendo necessário a busca por produtos que contenham novas tecnologias. As enzimas Skinzymes foram obtidas a partir de fungos e demonstraram estabilidade superior, tolerando maiores temperaturas e faixas de pH. Além disso, essas enzimas foram desenvolvidas com uma tecnologia inovadora, recombinante, que permite sua entrada nas células da pele (permeação), garantindo sua ação no local pretendido. Essa tecnologia é interessante para indústrias de cosméticos e farmacêuticas, pois muitos ativos necessitam de sistemas de permeação, pois não têm a capacidade de ingressar na pele.Diferentes sistemas são explorados para aumentar a permeação, como lipossomas,nanotecnologia e outros. Entretanto, para a produção de lipossomas, são necessárias etapas adicionais no processo produtivo. O uso de nanotecnologia é controverso, pois há uma preocupação quanto ao nível de absorção sistêmica desses componentes. Os ativos desenvolvidos pela BioActiveIN serão licenciados para indústrias fabricantes de dermocosméticos. Uma das etapas necessárias para o desenvolvimento é comprovar a eficácia e segurança para uso cosmético. Isso tornará o produto mais atrativo e promissor para essas indústrias, apresentando uma tecnologia mais madura para posterior licenciamento.

Durante a hidrólise enzimática da biomassa lignocelulósica são utilizadas misturas de enzimas para obter açúcares solúveis fermentáveis. As principais enzimas que compõem a mistura são: celobiohidrolases, endoglucanases, -glicosidases, -xilosidases, -arabinofuranosidases, pectinases, feruloilesterases, oxidoreductases e outras enzimas acessórias. Pesquisas recentes têm demonstrado a participação e importância de diversas enzimas principais e auxiliares/acessórias na preparação do coquetel de enzimas que participam no processo de degradação de lignocelulose. A presente proposta visa o estudo e caracterização de enzimas (α-L-arabinofuranosidase, xilanase, feruloil esterase, rhamnogalacturonan acetyl esterase) com potencial utilização no coquetel enzimático para obtenção de açúcares redutores a partir da degradação de bagaço de cana de açúcar. A identificação de misturas de enzimas com potencial utilização na hidrólise de lignocelulose permitirá um tratamento enzimático eficiente e a obtenção de maior nível de açúcares a partir da biomassa.

A epiderme é formada por células denominadas queratinócitos, que proliferam na camada basal e, à medida que vão se diferenciando, vão formando as camadas mais superficiais. Em determinadas condições patológicas ou traumas da pele, como é o caso de queimaduras, a dinâmica entre os processos de proliferação e diferenciação dos queratinócitos é afetada, sendo necessárias abordagens clínicas e cirúrgicas para seu restabelecimento. Atualmente, a engenharia de tecidos tem sido uma importante aliada no tratamento de queimaduras graves. Nesse contexto, emergem as células tronco mesenquimais (CTM) do cordão umbilical, cujo potencial de autorrenovação e a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares, têm impulsionado seu uso na terapia clínica. Esse projeto tem o objetivo de estabelecer um modelo de epiderme tridimensional in vitro a partir de CTM do cordão umbilical, induzidas à diferenciação em queratinócitos, cultivadas sobre distintos suportes biomiméticos. Esse modelo poderá contribuir para o entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos na diferenciação da epiderme, além de resultar em abordagens terapêuticas que possam ser, futuramente, usadas na engenharia tecidual.

A proposta pretende avaliar um sistema molecular de transdução de proteínas recombinantes (superóxido dismutase e catalase) em células modelo HaCat da pele, com o objetivo de reforçar o mecanismo de defesa contra EROs e determinar sua potencial utilização como agente de proteção celular contra o estresse oxidativo.

Identificação de moléculas inihibidoras da atividade da enzima epóxido hydrolase de Trichoderma reesei

Durante a hidrólise enzimática da biomassa lignocelulósica são utilizadas misturas de enzimas para obter açúcares solúveis fermentáveis. As principais enzimas que compõem a mistura são: celobiohidrolases, endoglucanases, glicosidases, xilosidases, arabinofuranosidases, pectinases, feruloilesterases, oxidoreductases e outras enzimas acessórias. Recentes pesquisas têm demonstrado a participação e importância de enzimas auxiliares ou acessórias como às enzimas oxidases (multicopper oxidase, MCO) no processo de degradação de lignocelulose. A presente proposta pretende o estudo e caracterização de enzimas oxidases produzidas por fungos filamentosos durante seu crescimento em meio contendo bagaço de cana de açúcar. A identificação de misturas de enzimas oxidases com potencial utilização na hidrólise de lignocelulose permitirá o eficiente tratamento enzimático e obtenção de maior nível de açucares a partir da biomassa.

O fungo filamentoso Trichoderma reesei apresenta uma eficiente maquinaria de secreção que poderia ser utilizada para produção em larga escala de proteínas homólogas ou heterólogas com aplicação industrial. Nossa proposta visa identificar ou modificar um conjunto de promotores, que permitam a expressão e produção de proteínas em larga escala, utilizando como agente indutor metais e como hospedeiro o fungo filamentoso T. reesei. O desenho e/ou identificação de promotores com potencial utilização em T. reesei nós permitirá produzir as enzimas necessárias para hidrólise da biomassa com consequente diminuição de seu custo, favorecendo a disseminação da utilização de biomassa como fonte para biocombustíveis.

No ano de 2005 a produção brasileira de bagaço de cana-de-açúcar foi de 106.470 milhões de toneladas. A utilização deste resíduo lignocelulósico para produção de etanol é um processo viável, porém, requer uma mistura de grande quantidade de enzimas necessárias a hidrólise desse material para obtenção de açúcares fermentáveis. O fungo filamentoso Trichoderma reesei (T. reesei) apresenta uma eficiente maquinaria de secreção que poderia ser utilizada para produção em larga escala de proteínas homólogas ou heterólogas com aplicação industrial. Nossa proposta visa construir um sistema para produção de enzimas em larga escala, por meio da identificação, substituição ou modificação de promotores de T. reesei com capacidade de dirigir a alta produção e eficiente secreção de enzimas envolvidas na degradação de biomassa. A geração de cepas mutantes de T. reesei com potencial utilização industrial permitirá produzir em larga escala as enzimas necessárias para hidrólise da biomassa com conseqüente diminuição de seu custo, favorecendo a disseminação da utilização de biomassa como fonte para biocombustíveis.

O INCT do Bioetanol pretende gerar conhecimento basico e tecnológico para otimizar a produção de bioetanol a partir de diversos substratos.

O projeto visa a identificação de microorganismos marinhos presentes em diversos niveis de profundeza no mar vermelho, utilizando metagenomica.

Diversos compostos químicos complexos estão contaminando e se acumulando no meio ambiente, colocando em risco a saúde humana e a vida no planeta. Na natureza vários microorganismos (bactérias e fungos) desenvolveram a capacidade metabólica de degradação e utilização destes compostos contaminantes (hidrocarbonetos mono- ou poli- aromáticos, benzeno, tolueno, etilbenzeno, xileno, óleo cru, etc.), como fonte de carbono, nitrogênio e energia. Os fungos filamentosos são reconhecidos por sua versatilidade metabólica, entretanto existem poucas informações sobre as vias metabólicas que utilizam estes compostos. Neste projeto, pretendemos identificar e caracterizar, no nível molecular, genes envolvidos nas vias metabólicas que utilizam compostos aromáticos (nitrilos e fenol) no fungo filamentoso Trichoderma reesei a fim de estabelecer um modelo de expressão gênica regulada por compostos aromáticos e determinar sua potencial utilização como agente de biorremediação de áreas contaminadas.

Identificação e análise de leveduras industriais com potencial utilização no processo de fermentação de açucares obtidos da biomassa.