Portugal - Trabalho do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde sobre glioblastoma conquista primeiro prémio em conferência internacional

Cláudia Martins está a produzir um nano-transportador de fármacos, que pode ser carregado com uma diversidade de quimioterapias, e enviá-las diretamente para o cérebro

A investigadora Cláudia Martins, do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S), conquistou recentemente o primeiro prémio na competição científica internacional da conferência anual da Controlled Release Society, que se realizou em Las Vegas, nos EUA. O evento representa também um marco importante na carreira de Cláudia Martins, que foi eleita Presidente do Comité Científico Júnior da mesma sociedade para o ano 2023/2024, sendo a primeira vez que o cargo é ocupado por uma cientista de uma instituição portuguesa.

O trabalho apresentado pela investigadora do i3S centra-se no desenvolvimento de uma nova quimioterapia (à escala nanométrica) para tratamento do glioblastoma, o tumor primário cerebral mais frequente em adultos, associado a uma esperança média de vida de apenas 15 meses. A apresentação, explica Cláudia Martins, «resumiu os principais resultados obtidos ao longo dos últimos anos, desde a parte de fabrico do novo medicamento até aos mais recentes dados de eficácia em modelos animais de laboratório».

O objetivo do trabalho de Cláudia Martins centra-se em produzir um «nano-transportador de fármacos, que pode ser carregado com uma diversidade de quimioterapias (e até outros tipos de moléculas), e enviá-las diretamente para o cérebro. Devido ao design especial deste nano-transportador, torna-se possível ultrapassar a barreira que separa o sangue do cérebro e direcionar o medicamento diretamente para o glioblastoma».

A investigadora foi inicialmente nomeada para entrar nesta competição científica da Controlled Release Society como representante da delegação Portugal/Espanha, foi depois pré-selecionada entre todos os representantes de cada delegação como uma das cinco finalistas para apresentar o seu trabalho nesta conferência em Las Vegas e acabou por conquistar o prémio de melhor trabalho na conferência anual da, sublinha, «maior sociedade científica internacional na área da ciência e tecnologias de libertação controlada de fármacos».

A conferência contou com cerca de 1300 participantes, desde investigadores a representantes das principais indústrias farmacêuticas, de todas as partes do globo, pelo que, salienta Cláudia Martins, «foi uma grande honra ter tido esta oportunidade, ter competido com representantes de delegações com trabalhos fantásticos – Alemanha, Canadá, Índia e Finlândia, Suécia, Dinamarca, Noruega, Islândia – e ter conquistado este prémio». Universidade do Porto - Portugal

Internacional - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde integra consórcio pioneiro para tratar doenças neurológicas

Os investigadores vão desenvolver metodologias para tratar doenças neurológicas associadas à perda de neurónios, intervindo diretamente no cérebro dos doentes

O Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S) é um dos parceiros de um projeto internacional recentemente financiado com mais de 16 milhões de euros (24 milhões de dólares canadianos) pelo «New Frontiers in Research Fund (NFRF)—Transformation Grant». O objetivo do consórcio, que integra 20 grupos de investigação canadianos e quatro europeus, é desenvolver metodologias para tratar certo tipo de doenças neurológicas associadas à perda de neurónios, intervindo diretamente no cérebro dos doentes, mais especificamente no local onde se verificou a lesão.

Atribuído pelo conjunto das três agências governamentais Canadianas para a investigação – Canadian Institutes of Health Research (CIHR), Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) and Social Sciences and Humanities Research Council (SSHRC) -, este financiamento tem a duração de seis anos e começou no início de março, sob coordenação do Sunnybrook Research Institute, no Canadá. A equipa do i3S, coordenada pelo investigador Diogo Castro, líder do grupo «Stem Cells & Neurogenesis», irá receber cerca de 750 mil euros.

Apesar de não existir cura para os distúrbios neurológicos associados à disfunção ou perda neuronal, a chamada reprogramação neuronal direta (conversão de outras células em neurónios) é cada vez mais encarada como uma estratégia promissora para “reparar” o cérebro em situações patológicas associadas a perda de neurónios, como por exemplo no caso de doenças neurodegenerativas, ou acidentes vasculares cerebrais.

Na base desta ideia estão resultados encorajadores de experiências desenvolvidas em células em cultura, e que usam proteínas, chamadas fatores de transcrição, para ligar e desligar genes que dão às células características de neurónios.

Reprogramar os neurónios

O desafio, agora, é efetuar a reprogramação neuronal diretamente no cérebro. Para isso, explica o investigador Diogo Castro, “é preciso ultrapassar algumas barreiras”, que o consórcio já identificou como sendo os seus objetivos estratégicos para os próximos seis anos.

Usando, para já, modelos animais, os investigadores vão procurar identificar o conjunto de fatores de transcrição ideal para obter determinados tipos de neurónios (sendo que cada doença está associada à perda de tipos específicos de neurónios); desenvolver metodologias para colocar os fatores dentro das células cerebrais que se quer reprogramar, e encontrar formas de avaliar o sucesso da reprogramação neuronal, por exemplo usando técnicas de imagiologia do funcionamento cerebral.

O objetivo a longo prazo, sublinha Diogo Castro, “é conceber aplicações clínicas para reprogramação neuronal diretamente no cérebro dos pacientes, mais especificamente na zona onde houver perda de neurónios, gerando novos neurónios a partir de células residentes do cérebro adulto, nomeadamente os astrócitos. Mas primeiro é necessário fazermos prova de conceito em modelos pré-clínicos”.

Os astrócitos, explica o investigador, “pela sua plasticidade, abundância e localização, são o candidato ideal para este efeito, já que podem ser convertidos em neurónios com relativa facilidade e se encontram disseminados por todo o órgão”.

O papel do i3S

O grupo de Diogo Castro no i3S tem vindo a desvendar como funcionam os fatores de transcrição envolvidos na geração dos neurónios durante o desenvolvimento embrionário, e que serão os mesmos usados no processo de reprogramação.

No âmbito específico deste consórcio, irá contribuir para o mapeamento dos locais de ligação dos fatores de transcrição ao genoma dos astrócitos, durante a reprogramação neuronal.

Este é um passo importante para se conseguir melhorar este processo, identificando as barreiras naturais existentes, e tornando-o o mais eficiente possível. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Estudo da Universidade de Coimbra revela como a doença de Parkinson pode ter origem no intestino

Cientistas da Universidade de Coimbra (UC) revelam como a doença de Parkinson pode ser desencadeada no intestino e daí progredir para o cérebro. Os resultados do estudo acabam de ser publicados na Gut, revista internacional de referência na área da gastroenterologia, e representam mais uma peça fundamental do complexo “puzzle” daquela que é a segunda doença neurodegenerativa mais frequente no mundo e com tendência para aumentar nas próximas décadas.

O estudo decorreu durante os últimos cinco anos no Centro de Neurociências e Biologia Celular (CNC-UC), e foi financiado pela Santa Casa da Misericórdia de Lisboa (SCML) e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) em mais de meio milhão de euros.

A equipa, liderada por Sandra Morais Cardoso, docente da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra (FMUC), e por Nuno Empadinhas, investigador do CNC-UC, estudou, em ratinhos, os efeitos da ingestão crónica de BMAA, uma toxina produzida por cianobactérias e outros micróbios, e que se pode acumular, por exemplo, em alguns animais aquáticos como bivalves, mariscos e peixes.

Partindo de estudos anteriores, que apontam para a existência de vários “tipos” de doença de Parkinson, os cientistas da UC demonstram, pela primeira vez, que a ingestão crónica desta toxina microbiana ambiental elimina grupos muito específicos de bactérias que protegem a mucosa intestinal e que regulam a imunidade ao nível dessa barreira essencial. A partir daqui, inicia-se uma cadeia de eventos que se propaga até uma região específica do cérebro, danificando sobretudo as mitocôndrias, organelos que, entre outras funções, atuam como fábricas de energia das células.

«Caracterizámos os efeitos desta toxina, desde a erosão seletiva do microbioma intestinal à alteração da imunidade no íleo (região específica do intestino), até à degeneração específica dos neurónios que produzem dopamina no cérebro.

Curiosamente, a alteração da barreira e imunidade intestinal levou a que o marcador cerebral clássico da doença surgisse primeiro no intestino», explica Sandra Morais Cardoso, clarificando ainda que «a propagação é lenta e progressiva e pode ocorrer através do sangue ou do nervo vago (que liga o intestino ao cérebro), até chegar à região do cérebro associada à doença de Parkinson, onde afeta as mitocôndrias desses neurónios, que acabam por morrer». 

Considerando que o diagnóstico clínico da doença de Parkinson só ocorre quando surgem os primeiros sintomas motores (tremores, rigidez muscular e movimentos lentos), este estudo indica que a doença pode, em alguns casos, ter surgido no intestino muitos anos antes.

Sandra Morais Cardoso e Nuno Empadinhas explicam que decidiram testar esta hipótese, pois «muitos doentes apresentam sintomas intestinais vários anos antes do diagnóstico clínico e também porque parece existir uma associação direta entre tóxicos ambientais e o aparecimento desta doença descrita há cerca de 200 anos, mas cuja origem é ainda desconhecida». Os resultados do estudo agora publicado «não representam uma cura, mas reforçam a possibilidade de haver casos de Parkinson que surgem primeiro no intestino. Por outro lado, confirmam que um metabolito produzido por certas bactérias pode, inadvertidamente, desencadear processos neurodegenerativos específicos desta doença».

Esta investigação, referem, «confirma que existe uma comunicação direta entre bactérias e mitocôndrias, ou seja, apesar de esta toxina ser produzida por algumas bactérias e atacar outras que, neste caso, são sentinelas da imunidade na mucosa intestinal, também ataca mitocôndrias do intestino e do cérebro». E concluem, «a toxina tem, portanto, ação antibiótica e terá tido origem nas guerras entre bactérias durante os muitos milhões de anos de evolução, mas que ao contrário dos antibióticos que usamos para combater bactérias que nos causam infeções, tem um efeito nocivo colateral duplo: ataca bactérias benéficas e mitocôndrias».

Por outro lado, observa Nuno Empadinhas, este estudo alerta para um potencial perigo de ingestão crónica de BMAA em dietas ricas em alimentos de origem aquática, nos quais os níveis da toxina são desconhecidos. Refere que «a bioacumulação de BMAA deve ser uma preocupação» e defende que, «em prol da segurança alimentar e saúde pública, esta toxina específica, que muito raramente produz sintomas de intoxicação aguda, deve ser incluída em programas de monitorização, pois confirma-se que, quando consumida de forma crónica, pode danificar o microbioma e barreira intestinais, desencadeando doença».

Questionados sobre se, e como, é possível bloquear o circuito agora demonstrado, impedindo assim que a doença se propague para o cérebro, Sandra Morais Cardoso e Nuno Empadinhas admitem que sim, mas que será «um desafio multidisciplinar que, para além da identificação dos alvos moleculares da toxina e de estratégias para a inativar, passa por restabelecer e manter a comunidade de bactérias protetoras, com o intuito de fortalecer e preservar a barreira intestinal». Fica a nota de que, finalizam, «se esta estratégia puder ser acionada nas fases iniciais da doença (antes das alterações motoras), poder-se-á impedir a sua progressão». Universidade de Coimbra - Portugal

 

Portugal - Universidade de Coimbra realiza ensaio clínico pioneiro com dispositivo médico para treinar o cérebro de crianças em casa

Uma equipa multidisciplinar de cientistas da Universidade de Coimbra (UC) vai realizar o primeiro ensaio clínico em Portugal com um tratamento inovador para crianças e adolescentes que sofrem de Perturbação de Hiperatividade e Défice de Atenção (PHDA) ou Perturbação do Espectro do Autismo (PEA), a ser realizado em casa.

Esta nova abordagem de tratamento foi desenvolvida no âmbito do projeto europeu STIPED, que envolve a colaboração científica entre 10 universidades, clínicas e empresas de toda a Europa, incluindo a UC, e baseia-se em métodos de estimulação cerebral inovadores, eficazes,  seguros e fáceis de realizar, «através da estimulação transcraniana por corrente contínua (em inglês, tDCS), uma técnica não invasiva que fornece ao cérebro correntes diretas de baixa amplitude em regiões do cérebro que se pensa estarem comprometidas naquelas perturbações», explica Miguel Castelo-Branco, coordenador da equipa portuguesa e professor na Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra (FMUC).

Com um financiamento global de seis milhões de euros, verba atribuída pelo programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia, o projeto teve uma primeira fase de investigação em ambientes clínicos e académicos e foi recentemente aprovado pelas entidades reguladoras em vários países europeus para ser testado como dispositivo médico em casa.

Em Portugal, antes de iniciar este primeiro ensaio a partir de casa, a equipa de Miguel Castelo-Branco realizou vários estudos e três ensaios clínicos em laboratório, no Centro de Imagem Biomédica e Investigação Translacional (CIBIT) do ICNAS, e em ambiente hospitalar, envolvendo cerca de uma centena de crianças e adolescentes saudáveis e com PHDA e PEA.

Após a conclusão do primeiro teste clínico com o novo dispositivo biomédico, os cientistas da UC pretendem realizar novos ensaios, estando, por isso, recetivos ao contacto de famílias e potenciais voluntários. Os interessados em participar no projeto STIPED podem inscrever-se através da página: https://voluntarios.cibit.uc.pt/stiped/.

O projeto STIPED, que junta médicos, psicólogos, matemáticos, engenheiros e especialistas em bioética, tem como grande objetivo encontrar alternativas para substituir «as opções terapêuticas tradicionais, baseadas em medicação, que no caso do autismo são meramente sintomáticas e com efeitos secundários frequentemente severos», salienta Miguel Castelo-Branco.

Trata-se de um conceito completamente novo de terapia para perturbações neuropsiquiátricas crónicas em pediatria, que aposta no «tratamento personalizado, no uso de um dispositivo biomédico de tratamento domiciliário (uma touca de elétrodos) e num serviço de telemedicina que permite o controlo remoto da segurança, das configurações de estimulação e a monitorização contínua dos sintomas clínicos», enfatiza o consórcio do projeto.

Mais informação sobre o projeto está disponível em: https://www.stiped.eu/ e um vídeo explicativo aqui apresentado. Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Nova abordagem para cadeiras de rodas controladas pelo cérebro obtém nível de precisão sem precedentes

Pela primeira vez, uma equipa de investigadores do Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) da Universidade de Coimbra (UC) e do Instituto Politécnico de Tomar (IPT) desenvolveu um sistema de interface cérebro-computador que garante praticamente 100 por cento de fiabilidade e precisão no controlo de cadeiras de rodas através do cérebro, sem exigir grande esforço mental ao utilizador.

As cadeiras de rodas guiadas pelo cérebro apresentam-se como uma solução promissora para pessoas com deficiências motoras graves, que não podem usar interfaces convencionais. Contudo, a baixa fiabilidade e precisão das interfaces cérebro-computador (ICCs) baseadas em eletroencefalografia (EEG) e o elevado esforço mental exigido ao utilizador – que fornece os comandos por meio de sinais cerebrais para conduzir a cadeira de rodas, sem atividade muscular –, inviabilizam a sua utilização, por razões de segurança.

Para ultrapassar estes grandes obstáculos, o sistema proposto pela equipa do ISR e IPT, cujos resultados já se encontram publicados na IEEE Transactions on Human-Machine Systems, assenta numa nova abordagem que combina três componentes: ritmo personalizado, comandos de tempo ajustado e controlo colaborativo.

Ou seja, esclarece Gabriel Pires, investigador principal do projeto, «no mesmo sistema é possível a ICC detetar automaticamente quando o utilizador pretende ou não enviar um comando, permitindo que este não tenha de estar permanentemente focado, mas sim apenas quando pretende enviar um comando, ao seu ritmo; o tempo para deteção da intenção do utilizador é também ajustado automaticamente para permitir um desempenho constante, sendo por exemplo menos suscetível a desatenções ou fadiga; e, ainda, um controlo colaborativo entre o utilizador e a máquina».

Este controlo colaborativo significa que a cadeira de rodas «tem um sistema de navegação que, por um lado, realiza as manobras finas de navegação, aliviando o utilizador desse esforço, e, por outro lado, corrige/interpreta possíveis comandos errados enviados pela ICC», revela o investigador.

A viabilidade do sistema foi validada em várias experiências realizadas com 6 pessoas com deficiências motoras graves, da Associação de Paralisia Cerebral de Coimbra (APCC), e 7 pessoas sem deficiência (grupo de controlo). Os participantes tinham de efetuar percursos de navegação diferentes em ambientes semelhantes aos de um escritório, como corredores, passagem de portas, gabinetes, acessos e desvio de obstáculos e de pessoas. «Por exemplo, uma das tarefas consistia na passagem por portas estreitas, que é uma das tarefas mais desafiantes em termos de navegação móvel dadas as dimensões da cadeira de rodas», sublinha Gabriel Pires.

Para conseguir testar a interface, a equipa teve de desenvolver o sistema navegação da cadeira de rodas, adaptar, do ponto de vista ergonómico, a cadeira para poder ser usada por pessoas com limitação motora e desenvolver os métodos de descodificação dos sinais eletroencefalográficos da ICC.

As experiências provaram um nível de precisão e fiabilidade sem precedentes, superior a 99%, destaca o investigador do ISR e docente no Instituto Politécnico de Tomar: «o aumento da precisão de forma fiável foi uma grande conquista, ou seja, mantendo o desempenho elevado ao longo do tempo, independentemente das condições. Na verdade, em alguns conjuntos de experiências obtivemos 100% de precisão com o grupo de controlo e 99.6% com o grupo de pessoas com deficiência motora».

Estes resultados mostram, pela primeira vez, que é possível «conceber sistemas controlados por ICCs com elevado desempenho e fiabilidade e controlados de forma natural (sem elevado esforço mental do utilizador e ao seu ritmo) por pessoas com forte limitação motora», afirma Gabriel Pires, frisando que esta avaliação foi obtida «de forma quantitativa, mas também qualitativa através de questionários colocados aos participantes. Os cenários de teste, embora realistas, não deixam de ser bastante estruturados e menos complexos dos que encontramos em ambiente doméstico no dia-a-dia».

No entanto, apesar de os resultados serem altamente promissores, representando um passo de gigante em direção ao uso desta tecnologia, o docente e investigador previne que o sistema desenvolvido ainda «não possui a maturidade para entrar no mercado. Para além de estas experiências terem decorrido em ambiente relativamente controlado, muito menos complexo do que os ambientes domésticos, um outro desafio prende-se com os sistemas de aquisição dos sinais eletroencefalográficos».

Por outro lado, conclui, «a montagem e ergonomia dos elétrodos ainda terá de melhorar. Finalmente, para utilização do sistema em ambientes domésticos mais dinâmicos e exigentes, teremos de introduzir mais módulos de perceção do meio circundante, um trabalho que já estamos a iniciar».

Esta nova interface cérebro-computador foi desenvolvida no âmbito do projeto de investigação e desenvolvimento (I&D) “B-RELIABLE: Métodos para melhoria da fiabilidade e a interação em sistemas de interface cérebro-máquina através da integração da deteção automática de erros”, cofinanciado por fundos europeus e pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). Para além de Gabriel Pires, a equipa que criou a ICC é constituída por Aniana Cruz, Ana Lopes, Carlos Carona e Urbano J. Nunes. Universidade de Coimbra - Portugal