I Brainstorming BEN - Apresentações


I Brainstorming BEN - Programação das Apresentações


No 1º Brainstorming do biotério (28, 29 e 30/11/2013 em Manaus), houve discussões multidisciplinares envolvendo estudo do comportamento da linha lateral nanoestruturada de peixes do gênero Paracheirodon (axelrodi, innesi e simulans), com vistas à biomimetização, e avaliação do impacto de materiais nanoestruturados no meio ambiente utilizando a nanoestrutura desses peixes como bioindicador.


Quinta-feira, 28 de Novembro de 2013 – Sede da SUFRAMA – Manaus

08h30 - Abertura dos trabalhos – Petrus Santa Cruz (UFPE). Presença de Hernan Valenzuela (Fraunhofer-ENAS), Massayoshi Yoshida (CBA), Bárbara Requião de Lima (PNPC/ABIN) e apresentações de 10 minutos de cada participante, com linhas de pesquisa que possam integrar projeto multidisciplinar através do BEN-UFPE, com os primeiros experimentos a serem executados em 2014 no âmbito da Rede Nanobiotec-Brasil (CAPES):



1) O Biotério de Espécies Nanoestruturadas BEN – bioindicadores e biomonitores nanoestruturados com vistas a nanodispositivos bioinspirados – Petrus Santa Cruz (DQF-UFPE)

Resumo: Apresentação do BEN-UFPE como laboratório multiusuário para experimentos envolvendo espécies (inicialmente peixes) que apresentem nanoestruturas que possam atuar como bioindicadores, em particular para monitoramento do impacto das nanotecnologia no meio ambiente, no âmbito da Rede 36 do Programa Nanobiotec-Brasil (CAPES). O início das atividades do biotério se dará com a formação de equipe multidisciplinar para o estudo da linha lateral nanoestruturada de peixes do gênero Paracheirodon, mecanismos de motilidade da nanoestrutura e impacto da presença de diversos materiais nanoestruturados como contaminantes na água.  Em 2014, experimentos nesta PRIMEIRA FASE, permitirão a avaliação dos efeitos destes contaminantes na nanoestrutura desses indivíduos, e também deverão ser acompanhados de abordagem histopatológica, comportamental e genotóxica. Numa SEGUNDA FASE, os resultados serão avaliados para estudo da viabilidade de desenvolvimento de nanodispositivos bioinspirados.


2)    Estudo do comportamento de peixes nanoestruturados -  Ana Luchiari (Departamento de Fisiologia, UFRN)

      Resumo: Peixes do gênero Paracheirodon apresentam algumas características peculiares que os tornam modelos ideias para o estudo do funcionamento da linha lateral e permitem sugeri-los como bioindicadores. Os animais pertencentes ao grupo dos Ostariophysi possuem células club em sua epiderme, o que permite a sinalização através de substancia de alarme para conspecíficos e a formação de cardumes altamente organizados. Ademais, os peixes Paracheirdon podem comunicar-se através de mudanças da colocação do corpo, já que possuem microestruturas móveis produtoras de cores. Diversas condições estão implicadas nas alterações de cores e movimentos relacionados à linha lateral que ainda não estão claros na literatura atual. Dentre elas, o reconhecimento do grupo, a formação de cardume e as resposta de alarme requerem relação intima entre o funcionamento da linha lateral e a manutenção das cores corporais, guiados pelo sistema neurovegetativo e áreas cerebrais superiores. A presença de nanopartículas no ambiente natural destes animais pode gerar alterações comportamentais, estruturais e fisiológicas que, a curto ou longo prazo, podem provocar impacto de escala ainda não conhecida. Desta forma, torna-se importante o investimento em pesquisas que abordem as modificações comportamentais causadas por nanopartículas e o potencial do gênero Paracheirodon como biomarcador para estes compostos.

3)    Técnicas para mapeio de ativação neuronal: estado da arte - Sidarta Ribeiro (Instituto do Cérebro, UFRN)

      Resumo: A investigação do efeito de nanopartículas sobre o comportamento animal tem muito a se beneficiar do uso de técnicas para a investigação da atividade neuronal. Duas vertentes serão apresentadas: mapeio da expressão de genes imediatos e registros eletrofisiológicos extracelulares. As vantagens e desvantagens desses métodos serão comparadas, com vistas à aplicação em peixes.

   4)   Biotério de Espécies Nanoestruturadas: Paracheirodon axelrodi – José Lúcio Bezerra Júnior (UFPE)

     Resumo:  A fauna de peixes de água doce neotropicais é a mais rica e diversificada do planeta, contendo 71 famílias, várias centenas de gêneros e, aproximadamente, 6.000 espécies. É uma ictiofauna dominada, tanto em termos de diversidade taxonômica quanto em biomassa, por peixes da superordem Ostariophysi (série Otophysi), que alcançam aproximadamente 73% das espécies descritas, divididas primariamente entre as ordens Siluriformes (15 famílias e aproximadamente 37% das espécies) e Characiformes (14 famílias e aproximadamente 33% das espécies). A família Characidae (família dos tetras) é a maior da ordem Characiformes, contendo 65% das 1.460 espécies da ordem, com aproximadamente 86% de suas espécies sendo de porte pequeno (menos de 15 cm de comprimento padrão, quando adultas), habitando pequenos corpos de água como os riachos e cabeceiras, ambientes esses que, em razão de seus graus relativamente elevados de riqueza e endemicidade, além da fragilidade de suas ictiofaunas frente a ações antrópicas deletérias, devem ser objeto prioritário de inventários e também de medidas visando sua preservação e uso sustentável. Dentre os gêneros de Characidae, Paracheirodon é aquele que apresenta características peculiares, como sua linha lateral contendo iridóforos, que imprime aos indivíduos sua distinta coloração “neon”, graças às nanoestruturas ali contidas. Nesta primeira reunião de grupo, serão apresentadas as três espécies do gênero Paracheirodon, com destaque para a espécie P. axelrodi, que será objeto do estudo do Projeto Nano-neon.




5)   Estudo da variabilidade genética do Cardinal (Ostariophysi: Characiformes: Paracheirodon axelrodi) na bacia do rio Negro - Jorge Ivan Rebelo Porto (INPA/COAE/NAPPA-Santarém)


       Resumo: O cardinal (Paracheirodon axelrodi) é uma espécie de pequeno porte (2 - 3 cm), que apresenta um ciclo de vida curto de aproximadamente dois anos. Esta espécie pode ser encontrada nos tributários do alto e médio Rio Negro, no Brasil, e nos tributários do Rio Orinoco, na Colômbia e na Venezuela. Desde 1950, os cardinais vêm sendo coletados para fins comerciais ao longo de sua distribuição natural, principalmente nos municípios de Barcelos e Santa Izabel do Rio Negro, no Amazonas. Esta espécie é um dos caracídeos mais exportados da região amazônica, responsável por 80% do total de peixes ornamentais comercializados na região, sendo considerada uma atividade de subsistência das populações ribeirinhas. Embora a importância sócio-econômica dessa espécie seja notória, o cardinal carece de um plano de manejo e conservação. Há décadas a identificação de padrões genéticos tem servido de base para a definição de estoques, na seleção de áreas de preservação e na definição de políticas de manejo e conservação de peixes. Com base no conjunto de dados genéticos (microssatélites, DNA mitocondrial e DNA nuclear) obtidos, podemos afirmar que: 1) O cardinal apresenta níveis consideráveis de variabilidade genética tendo como base os parâmetros de diversidade gênica, índice de fixação, heterozigosidades observada e esperada. 2) Detectou-se uma sutil estruturação populacional que pode ter sido ocasionada por eventos históricos climáticos ou pela intensa exploração. 3) O rio Negro parece não estar atuando como barreira física de isolamento populacional, uma vez que não foi encontrado diferenciação entre as populações da margem direita e esquerda do rio Negro. 4) A análise da variabilidade temporal (1999 e 2005) nas amostras populacionais dos rios Tea, Urubaxi e Cajarizinho mostraram que não houve perdas de diversidade genética e de heterozigosidade ao longo do tempo.


6)  Papel dos canais iônicos no fenômeno de iridescência em Paracheirodon innesi - Cláudio Gabriel (DBR-UFPE)

      Resumo: O volume é uma característica especial inerente a cada célula e de fundamental importância fisiológica. Mudanças de volume estão relacionadas a diversos processos fisiológicos celulares, por exemplo, uma diminuição no volume pode levar a apoptose, enquanto que seu aumento, à proliferação celular. Variação no volume celular é um sinalizador presente em numerosas funções, deste modo, a manutenção do volume celular adequado pode ser considerada uma condição sine qua non para a vida da célula.  A osmose é responsável por causar alterações no volume celular devido à passagem de água pela membrana plasmática, quando há diferenças de concentração de substâncias entre o meio intracelular e o extracelular. Nesta perspectiva pretendemos analisar usando técnicas eletrofisiológicas quais canais e transportadores estão envolvidos no processo de controle do volume celular em iridócitos e como eles participam no fenômeno da iridescência do Paracheirodon innesi.

7)    Importância do estabelecimento de cultura células do Paracheirodon innesi -  Windly Cardoso Gaião (UFPE)

     Resumo: O entendimento do controle da iridescência no Paracheirodon Innesi é crucial para o desenvolvimento de materiais biomiméticos. Os estudos da iridescência no Paracheirodon inessi têm sido realizados em amostras de tecido (tira de pele), implicando obviamente no sacrifício de alguns exemplares desta espécie que já se encontrar em via de extinção em alguns habitats. Deste modo pretendemos estabelecer uma cultura de iridócitos, como modelo para o estudo dos eventos fisiológicos a nível celular responsáveis pela iridescência, e adicionalmente contribuir para preservação do Paracheirodon innesi.


8)    Simulação Biomolecular Aplicado à Proteômica -  Roberto Lins (DQF-UFPE)

      Resumo: A modelagem molecular tem sido predominantemente utilizada para caracterização de propriedades específicas de um dado sistema. Nesta apresentação, será demonstrado como técnicas de biofísica computacional podem ser aplicadas para endereçar problemas globais e de valor preditivo. Tal abordagem será ilustrada através da engenharia de proteínas artificiais carreadoras de epítopos de HIV-1 e da identificação massiva de peptídeos trípticos a partir de dados de espectrometria de massas.

9) Simulação computacional da interação de quitosana com contaminantes aquáticos - Keila Cunha (UFPE)

    Resumo: A quitina é um biopolímero natural e muito abundante, sendo um dos principais componentes do exoesqueleto de artrópodes. O seu derivado de maior importância é a quitosana que, dentre outras características, apresenta eficiência na adsorção de diversos contaminantes aquáticos, especialmente íons metálicos. Nesta apresentação será demonstrada como a Dinâmica Molecular contribui na investigação das variáveis que influenciam a interação entre a quitosana e os íons divalentes cobre e cádmio.


10)  Uso de marcadores moleculares de estresse na avaliação da toxicidade do efluente de estação de piscicultura tratado através de processos oxidativos avançados - Jaqueline Silva (UFAL)

     Resumo: O grande potencial hídrico brasileiro torna aqüicultura uma atividade econômica em expansão, sobretudo na região nordeste, cujo clima é propicio para uma produtividade continuada ao longo de todo o ano. Os métodos mais simples para a redução da carga de poluentes produzido num viveiro de cultivo consistem na retenção da fração de água concentrada durante a despesca, sem a completa drenagem do viveiro entre os sucessivos ciclos de produção. Além disso, alternativas consiste no tratamento do efluente gerado através da utilização de peixes filtradores ou uso de macrófitas aquáticas para a redução da carga de nutrientes. Contudo, não é totalmente eficiente para eliminar todos os poluentes presentes no efluente, especialmente para várias substâncias químicas que são utilizadas para o controle de parasitas, doenças e processos de reversão sexual. Embora essas substâncias não interfiram no desenvolvimento dos peixes, muitas destas são refratarias ao tempo e aos processos de tratamento de efluentes convencionais, e podem se acumular nos corpos receptores afetando alguns crustáceos, sendo transferidos ao longo da cadeia alimentar para os peixes. Esse projeto visa avaliar a toxicidade letal e subletal do efluente tratado, sobre duas espécies de peixes o Neon cardinal (Paracheirodon axelrodi Myers, 1936) e Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1857). Parte fundamental deste projeto será a avaliação dos biomarcadores moleculares e bioquímicos. Para tal será avaliada a eficiência de processos oxidativos avançados no tratamento de efluente gerado por uma estação de piscicultura, quanto à toxicidade, expressão de proteínas marcadoras “heat shock” (hsp70 e 90) e ação sob as enzimas do estresse oxidativo tais como Superoxido dismutase (Cu-Zn SOD), Catalase (CAT) e glutatione peroxidase (Se-GPx) em Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1857) revertida sexualmente e em Neon cardinal.


11)     Emprego de biomarcadores na avaliação do impacto de nanoparticulas em ambientes aquáticos - Sônia Salgueiro Machado (IQB - UFAL)

       Resumo: As interessantes aplicações dos nanomateriais (NMs) têm despertado grande atenção. As propriedades únicas dos NMs possibilitam diversas aplicações tais como: nanovacinas e nanofármacos. Contudo nosso conhecimento é limitado acerca da bio-compatibilidade e riscos à exposição à nonoparticulas. Pouco se conhece acerca dos mecanismos moleculares de interação nanoparticula-sistemas biológicos. Estudos indicam que devido a suas dimensões e a alta taxa superfície-massa, os NPs podem interagir com biomoléculas como proteínas, ácidos nucléicos e produtos do metabolismo celular. As proteínas são polipeptídios com uma conformação definida e uma carga superficial dependendo do pH e força iônica do ambiente onde exercem sua atividade biológica. Variações nestas condições ambientais podem resultar em mudanças conformacionais e consequente perda de atividade. Ultimamente tem crescido o interesse no entendimento da adsorção de proteínas em superfícies nanoparticuladas. Estudos toxicológicos indicam que nanoparticulas podem entrar no corpo e serem tóxicas a organismos como animais, plantas e bactérias. Até recentemente, maioria do conhecimento da toxicidade de NPs e NMs era com estudos com mamíferos; tendo sido demonstrado que nanopartículas de prata podem atravessar a barreira hemato-encefálica de ratos. Todavia, mais recentemente tem crescido o interesse em estudos de toxicidade letal e sub-letal de NPs em animais aquáticos (peixes, invertebrados, mariscos). Acetilcolinesterase-AChE é uma enzima chave presente no cérebro, músculo e plasma. AChE é responsável pela terminação das sinapses colinérgicas do sistema nervoso central e periferal de vertebrados. Acetilcolinesterase de peixes vem sendo bastante empregada como biomarcador no monitoramento de pesticidas em sistemas aquáticos. A literatura reporta preliminares estudos mostrando que nanoparticulas podem inibir a atividade de AChE. Conseqüentemente, nanoparticulas podem ter neurotoxicidade e AChE pode ser um biomarcador para nanopartículas.

12)   Nanoestruturas de Carbono dopadas com Nitrogênio - Fernando Rodriguez Macías (IPICYT-México/ UFPE)

      Resumo: A química superficial das nanoestruturas de carbono é muito importante na interação com o ambiente, e também em interações com seres vivos, pois afeita a solubilidade em água e a reatividade. O dopagem com nitrogênio faz nanotubos mais solúveis em solvente polares e alguns estudos tem mostrado que os nanotubos dopados com nitrogênio também são mais biocompatíveis que os nanotubos de carbono puro. Propomos ampliar os estudos de biotoxicidade de nanoestruturas de carbono para incluir comparação com nanotubos dopados, incluindo nanotubos de uma parede que estaremos sintetizando nos laboratórios do DQF da UFPE.

13)   Funcionalização de nanotubos de carbono e transformação em nanofitas - Yadira Vega Cantú (IPICYT-México/ UFPE)

Resumo: Nesta apresentação falaremos dos métodos utilizados para funcionalização covalente de nanotubos de carbono e como podem ser utilizados para a produção de nanofitas de carbono. A funcionalização é usada para modificar compatibilidade de nanomateriais de carbono em matrizes de compósitos, pois muda a química e reatividade da superfície. Então os estudo de nanotubos funcionalizados pode ser muito importante em sua toxicidade ambiental e biológica.

14)  Bio-conjugados de nanotubos de carbono – Jorge Luiz Neves (DQF-UFPE)

Resumo: Aplicação de nanotubos de carbono tem despertado grande interesse para aplicações biotecnológicas. Neste contexto é proposto neste trabalho a conjugação de proteínas a nanotubos de carbono visando reduzir a toxicidade e direcionar a ação destes agentes moleculares em modelos in vivo.

15)  Artemias salinas como alimentos vivos funcionalizados para vetorização de nanotubos de carbono em peixes do gênero Paracheirodon: Estudos preliminares - Elaine Vaz (UFPE)
        
Resumo: O trabalho aborda uma estratégia para utilização de Artemias Salinas como vetores de nanotubos de carbono em peixes do gênero Paracheirodon. Estudos preliminares envolvem a análise da incorporação de nanotubos de carbono funcionalizados nas artemias, além disso, as caracterizações químicas e morfológicas desta incorporação estão sendo investigadas para entender como as artemias estão sendo afetadas para posteriormente vetorizar os nanotubos aos peixes. Um protocolo para incorporação está sendo estabelecido e os resultados obtidos demonstram que concentrações baixas de nanotubos de carbono não causam mortes significativas com característica de melhor desenvolvimento da artemias em função da funcionalização.

16) Síntese de nanopartículas de Ag(0), Ni(0) e Mn(0) pelo processo bottom-up: tamanho e solubilidade em água - Ricardo Schneider (UTFPR)

      Resumo: O uso de materiais nanoparticulados torna-se cada vez mais comum em nosso cotidiano, resultando em melhorias nas áreas de saúde, alimentação, sensoriamento e importantes aplicações em ramos que estão diretamente envolvidos com o meio ambiente. Associado aos benefícios que a nanotecnologia apresenta surge o problema dos efeitos nocivos destes materiais principalmente em parâmetros de qualidade de água e suas implicações nos seres vivos. A detecção, identificação, quantificação e toxicidade de nanopartículas é importante para avaliação dos efeitos dos materiais nanoestruturados no meio ambiente.
     A matriz vítrea baseada em fosfato permite a síntese e controle do tamanho das nanopartículas pelo processo bottom-up. As nanopartículas podem ser removidas por imersão do substrato em água que permanecem estabilizadas. A proposta busca avaliar o efeito das nanopartículas metálicas no biotério de peixes buscando assim informações sobre os efeitos do tamanho e tipo do metal nas bioestruturas, bem como as implicações da dosagem destas nanoestruturas.


17)  Processos de Bioacoplamento entre Pontos Quânticos Fluorescentes de Telureto de Cádmio e Imunoglobulina G Humana – Aluízio Brasil e Kilmara Carvalho (UFAM/UFPE)

     Resumo: Protocolos de bioacoplamento foram desenvolvidos entre pontos quânticos (PQs) do tipo II-VI e Imunoglobulina G humana (IgG). O material inorgânico consiste em nanopartículas fluorescentes do semicondutor telureto de cádmio (CdTe) obtidas por química coloidal (método bottom up)sendo o material nanoestruturado preparado em meio aquoso com o emprego dos agentes estabilizantes, cisteína (cis) e cisteamina (Ctm). A biomolécula selecionada foi empregada como sistema modelo pelo fato de ser amplamente estudada e descrita na literatura, bem como pelo fato desses bioconjugados PQs-IgG viabilizar futuros bioensaios. Os PQs de CdTe/Ctm e CdTe/Cis foram empregados em processos de conjugação com imunoglobulina G humana, utilizando como mediadores os agentes de acoplamento sulfosuccinimidil 4-[N-maleimidometil] ciclohexano-1-carboxilato (Sulfo-SMCC), e os agentes de comprimento zero EDC [Cloreto de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropril) carbodiimida] e Sulfo-NHS (Sulfo-hidroxisuccinimida). Os bioconjugados foram submetidos a caracterizações ópticas, e a eficiência do processo de bioacoplamento foi avaliada por meio de ensaios de detecção de fluorescência em microplacas negras de poliestireno.


18)   Implementação de sistema de monitoramento automático em fluxo, para determinação de amônia em águas de aquários -  José Fernando Dagnone (UFPE)

       Resumo: Em sistemas de aquicultura de recirculação de água e aquários o acúmulo de amônia, que é um dos produtos finais do metabolismo de proteínas em seres aquáticos, deve ser evitado devido a sua toxicidade aos peixes e organismos aquáticos. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento e a implementação de um sistema de monitoramento automático em fluxo, para determinação de amônia em águas de aquários.


19)  Atuação dos de Laboratórios de Saneamento Ambiental (LSA) e de Engenharia Ambiental (LEA-CAA) da UFPE – Lourdinha Florêncio (CTG-UFPE)

        Resumo: Os Laboratórios de Saneamento Ambiental (LSA) e de Engenharia Ambiental (LEA-CAA) desenvolvem trabalhos técnicos na área de tratamento de águas residuárias principalmente com uso de processos anaeróbios, objetivando a melhoria da infra-estrutura de saneamento básico e recuperação ambiental de baixo custo, como também do possível reúso de subprodutos (lodo e água) para aplicação em agricultura. Os docentes do LSA participaram de todos os editais do Programa PROSAB na área temática 2 – ESGOTO. O LSA tem convênios com a COMPESA e URB-Recife, para o monitoramento da ETE Mangueira, com a empresa Fibra Revestimento Ltda, para monitoramento de reatores modulares visando à aplicação para tratamento de esgotos domésticos de comunidades de pequeno e médio porte e com a CHESF para a implantação e monitoramento de 6 módulos de irrigação com esgotos tratados em reatores anaeróbios e lagoas de estabilização na área de Xingó (semi-árido). O LSA participa de rede de pesquisa do CT-Petro, voltado para tratamento de resíduos liquidos  e biorremediação de compostos da cadeia produtiva do petróleo. Os pesquisadores do LEA (Campus de Caruaru) tem ampliado a experiência na área, com a instalação de unidade experimental em indústria de Caruaru, desde 2007. Recentemente, a pesquisadora Sávia Gavazza retornou de pos-doutorado na Universidade de Cornell e traz a experiência de trabalhar com eletrodos para implantar no LEA. As linhas transversais de interação com o biotério residem na realização de bioensaios de avaliação da toxicidade de micropoluentes, muitos deles tóxicos e carcinogênicos. Ainda se vislumbra a possibilidade de desenvolvimento de nanosensores para detecção de micropoluentes, além da aplicação em campo dos nanosensores, em comparação com as técnicas tradicionais de detecção.



20)   Indicadores de qualidade da água para os sistemas de tratamento de águas residuais e abastecimento de água - Sávia Gavazza (CAA/UFPE)

Resumo: Alguns poluentes que estão presentes em águas, sejam residuárias, de abastecimento ou de reúso, em baixas concentrações, na ordem de micro ou nano gramas por litro. Dentre os micropoluentes, destacam-se os fármacos, representados pelos resíduos de medicamentos, como antibióticos e anticoncepcionais; os desreguladores endócrinos, que causam disfunções endócrinas em seres humanos e estão presentes em inseticidas, herbicidas, fungicidas, nematocidas e outros compostos químicos com aplicações diversas; e as cianotoxinas (ex. saxitoxinas, microcistinas), liberadas a partir da lise celular de algumas cianobactérias. É grande o desafio em detectar e quantificar tais poluentes, que mesmo presentes em baixas concentrações são capazes de provocar importantes efeitos adversos. A ocorrência de tais contaminantes no ambiente decorre do fato de eles passarem incólumes por sistemas convencionais de tratamento de águas de abastecimento e de águas residuárias. Dada a dificuldade de quantificação e ampla variedade de micropoluentes alguns compostos foram escolhidos para servirem como indicadores da presença de determinado tipo de contaminação. A cafeína servirá como indicador de poluição de origem doméstica, servindo como marcador indireto para fármacos e desreguladores endócrinos; a microcistina, será utilizada como indicador da presença de cianotoxinas; enquanto o ácido sulfanílico servirá como indicador de contaminação por efluentes industriais contendo azo-corantes e seus subprodutos, tal qual o efluente têxtil.


12:00 h - Encerramento das apresentações.

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