Portugal - Cientistas desenvolvem hidrogel inovador para tratamento do melanoma

Equipa da FCUP e da U.Minho desenvolveu um sistema de libertação controlada de um fármaco anticancerígeno para aplicação localizada na pele

Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do CBMA – Centro de Biologia Molecular e Ambiental da Universidade do Minho desenvolveu um hidrogel inovador com potencial para tratamento do melanoma, a forma mais grave de cancro da pele. Só em Portugal, surgem mil a 1500 novos casos por ano.

O que tem este hidrogel de particular? É um material híbrido composto por nanocápsulas esféricas (vesículos), que incorporam a doxorrubicina, um fármaco utilizado no tratamento de vários tipos de cancro, e por um polímero em forma de malha (gel), que funciona como uma espécie de barreira, permitindo controlar a libertação do medicamento.

“Desenvolvemos um sistema de libertação controlada de um fármaco, que permite que este seja libertado de forma gradual no local da aplicação, mantendo a sua atividade e podendo reduzir a exposição a tecidos saudáveis”, descrevem Isabel Oliveira e Eduardo Marques, investigadores do Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto (CIQUP) e docentes da FCUP.

Este hidrogel foi concebido para aplicação localizada na pele, por exemplo na área afetada pelo melanoma, podendo futuramente ser explorado como complemento de outras abordagens terapêuticas, nomeadamente após cirurgia.

A libertação localizada e controlada do fármaco poderá reduzir a exposição de tecidos saudáveis e, consequentemente, alguns dos efeitos secundários associados à quimioterapia.

Características únicas do hidrogel

Para além de apresentar boa biocompatibilidade nos ensaios laboratoriais realizados no CBMA, os cientistas verificaram, em estudos anteriores, que as nanocápsulas utilizadas neste hidrogel são sensíveis ao pH. Assim, em contacto com os tumores, que geralmente apresentam um ambiente mais ácido, este sistema poderá facilitar a libertação do medicamento.

O hidrogel apresenta também a característica particular de ser sensível à temperatura. “À temperatura ambiente, o material é uma solução que pode ser facilmente manipulada e aplicada. Quando entra em contacto com a pele, devido à diferença de temperatura, ocorre rapidamente a transição para o estado de gel, o que favorece a sua permanência no local de aplicação”, descrevem os cientistas do CIQUP.

Um dos principais desafios foi precisamente combinar os dois componentes do hidrogel sem comprometer as suas propriedades individuais. “Foi necessário compreender como os vesículos e o gel polimérico interagem entre si, para encontrar as condições que permitem obter um material estável, capaz de transportar e libertar o medicamento de forma controlada”, explica Rui Machado, primeiro autor do estudo, desenvolvido no âmbito da sua tese de doutoramento em Química, defendida em abril na FCUP.

Testes em culturas 2D e 3D em células de melanoma

Para realizar este estudo multidisciplinar, os investigadores da FCUP desenvolveram e caracterizaram o hidrogel híbrido, que foi posteriormente testado pela equipa do CBMA, na Universidade do Minho.

Os cientistas do CMBA utilizaram culturas 2D e 3D de células de melanoma, sendo estas últimas capazes de reproduzir algumas características da organização de um tumor.

“Verificámos que o hidrogel permite a libertação do fármaco e a sua entrada nas células tumorais, incluindo nas regiões mais profundas dos modelos 3D, mantendo a sua atividade anticancerígena”, explicam Andreia Gomes e Bruna Silva, investigadoras do CBMA.

Os ensaios mostraram ainda que o hidrogel desenvolvido aumentou a quantidade de fármaco introduzido nas células de melanoma, em comparação com o gel polimérico ou as nanocápsulas em separado.

Os resultados deste trabalho, desenvolvido ao longo de dois anos, foram recentemente publicados na revista ACS Applied Bio Materials, da American Chemical Society.

Os cientistas querem agora avançar para estudos in vivo de forma a avaliar a interação do hidrogel e do fármaco com o organismo. O objetivo é continuar a explorar o potencial deste sistema inovador para se chegar a um tratamento anti-melanoma mais localizado e com menos efeitos secundários. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Investigador da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto estuda como degradar o plástico com ajuda da inteligência artificial

Alexandre Pinto conquistou uma bolsa da Federação Europeia de Sociedades de Bioquímica para desenvolver ferramentas de design computacional de enzimas.

Anualmente, são produzidas 500 mil milhões de garrafas a partir de um plástico conhecido por PET (polietileno tereftalato), com graves consequências para o meio ambiente e para a saúde humana. Através da bioquímica computacional, é possível criar enzimas capazes de degradar este tipo de plástico. É esta a motivação de Alexandre Pinto, investigador e docente da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), que conquistou uma bolsa da Federação Europeia de Sociedades de Bioquímica (FEBS) e rumou à Universidade de Girona, em Espanha, para integrar o grupo da cientista Silvia Osuna, uma referência mundial em design computacional de enzimas.

Durante a estadia em Girona, Alexandre, que terminou em 2025 o doutoramento em Química, estará a trabalhar no desenvolvimento de ferramentas de design computacional de proteínas através da inteligência artificial.

“Espero que esta oportunidade ajude a reforçar a nossa capacidade de conceber enzimas mais eficientes para aplicações biotecnológicas na área da reciclagem de plásticos”, salienta o alumnus da FCUP.  O objetivo é aplicar estas novas moléculas, por exemplo, a bioreatores enzimáticos em centros de reciclagem, que terão assim taxas de degradação do plástico superiores e um menor gasto energético.

“A ciência computacional que desenvolvemos é poderosa, mas precisa de chegar a quem trabalha no laboratório e na indústria, e aproximar esses mundos é algo que me motiva cada vez mais”, confessa o jovem cientista, que tem desenvolvido a sua investigação no grupo High Performance Computing in Molecular Modelling, do LAQV/REQUIMTE – Laboratório Associado para a Química Verde, sob orientação da docente Maria João Ramos, especialista em bioquímica computacional.

O foco do seu trabalho é o estudo de enzimas capazes de degradar plásticos como o PET, com recurso a simulações de dinâmica molecular e métodos de mecânica quântica/mecânica molecular. Com todo o percurso académico realizado na FCUP, Alexandre tem como ambição dar uma aplicação prática à sua investigação, “contribuindo efetivamente para soluções sustentáveis no problema global dos plásticos”.

Para o investigador, ter sido selecionado para esta bolsa, um objetivo que surgiu ainda durante o doutoramento, é um “reconhecimento do trabalho desenvolvido e também da visibilidade e relevância internacional da ciência feita em Portugal”.

“É uma oportunidade única de aprender com um dos melhores grupos da área e de construir uma rede de colaborações que certamente marcará a minha carreira”, acrescenta Alexandre Pinto, que estará na Universidade de Girona até meados de junho.

Sobre a bolsa da Federação Europeia de Sociedades de Bioquímica

A Federação Europeia de Sociedades de Bioquímica (FEBS, na sigla em inglês) é uma das organizações científicas mais prestigiadas na Europa na área das ciências bioquímicas.

A FEBS Short-Term Fellowship é uma bolsa da área das ciências biomoleculares (bioquímica, biologia molecular, biotecnologia, biomedicina, etc.) que tem como objetivo fomentar colaborações internacionais intensivas entre grupos de investigação europeus, através do financiamento de estadias curtas.

As bolsas têm uma duração de dois a três meses e destinam-se sobretudo a investigadores em início de carreira. Universidade do Porto - Portugal

Internacional - Cientistas da Universidade do Porto revelam como as cobras sobrevivem sem comer

As cobras são conhecidas pela sua capacidade de sobreviver meses sem comer, um aspeto que intrigou cientistas de todo o mundo durante décadas. Um novo estudo internacional, liderado por investigadores do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR) e da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), revela que este feito extraordinário pode estar ligado à perda evolutiva de uma hormona chave que regula a fome

O trabalho da equipa, publicado na Royal Society Open Biology e destacado pela prestigiada revista Science, mostra que as cobras perderam o gene responsável pela produção da grelina, uma hormona que, na maioria dos vertebrados, estimula o apetite e ajuda a controlar o metabolismo energético.

Esta alteração genética parece ter permitido uma profunda reorganização fisiológica que favorece o armazenamento e a utilização eficiente de energia, permitindo a estes répteis sobreviver meses sem se alimentarem.

“Este estudo demonstra como a evolução pode produzir adaptações radicais não apenas através do surgimento de novos genes, mas também pela perda estratégica de funções antigas”, explica Rui Pinto, investigador do CIIMAR e estudante do doutoramento em Biologia da Faculdade de Ciências da U.Porto (FCUP).

“Ao perderem a grelina, as cobras parecem ter desenvolvido mecanismos alternativos para controlar o apetite e gerir as reservas energéticas, tornando-se verdadeiros especialistas em sobreviver a longos períodos de escassez alimentar”, acrescenta o investigador, envolvido na área da evolução metabólica e primeiro autor deste estudo.

Para os cientistas, esta descoberta ajuda a compreender melhor como os vertebrados podem adaptar-se a ambientes extremos e imprevisíveis, onde a disponibilidade de alimento é irregular.

Filipe Castro, líder do grupo de investigação em Genética e Evolução Animal do CIIMAR e professor da FCUP, destaca o impacto mais amplo da descoberta. “Este trabalho reforça uma ideia fundamental na biologia evolutiva: perder genes pode ser tão importante quanto ganhar novos. As cobras mostram-nos como a evolução pode reconfigurar profundamente sistemas fisiológicos complexos, abrindo novas perspetivas para compreender o metabolismo energético e até doenças humanas relacionadas com o controlo do apetite e do metabolismo”, aponta.

Os investigadores sublinham que compreender estes mecanismos naturais poderá, no futuro, contribuir para novas abordagens no estudo da obesidade, diabetes e outros distúrbios metabólicos. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Cientistas da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto desenvolvem biopesticida inovador à base de eucalipto

O EucaBio está a ser desenvolvido no âmbito do projeto GreenCide, um dos 50 finalistas do programa europeu EIT Food Seedbed Incubator 2025

Chama-se “EucaBio” e é uma solução verde, preparada a partir de folhas de eucalipto, que pode ajudar produtores de tomate, pimento e couve no combate a doenças bacterianas responsáveis por perdas significativas de produtividade. Este produto inovador, desenvolvido por uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do GreenUPorto – Centro de Investigação em Produção Agroalimentar Sustentável, no âmbito do projeto GreenCide, está entre os 50 finalistas do EIT Food Seedbed Incubator 2025, um programa europeu focado em soluções alimentares sustentáveis e tecnológicas.

Depois dos resultados promissores obtidos em contexto de laboratório, os cientistas da FCUP estão agora a trabalhar, junto de vários produtores, para validar, em condições de campo, o potencial deste biopesticida com forte ação bactericida contra patógenos agrícolas.

Segundo atesta Cristiano Soares, um dos mentores do projeto, verificou-se que, “com uma única aplicação do EucaBio, foi possível reduzir substancialmente a severidade da doença”. “As plantas adquiriram uma resposta de defesa muito mais eficaz, que resulta numa maior resistência ao agente patogénico”, explica o investigador e docente da FCUP.

Foi após uma experiência nacional no programa de empreendedorismo, Agrifood Disruptor, promovido pela BGI – Building Global Innovators, que Cristiano, juntamente com a investigadora Mafalda Pinto, foi desafiado a participar no EIT Seedbed Incubator. A dupla de cientistas concorreu com o projeto GreenCide e destacou-se entre mais de 400 candidaturas, juntamente com outros quatro projetos que representam Portugal.

Com o financiamento concedido por este programa europeu, a equipa do GreenCide tem marcado presença, nos últimos meses, em diversas feiras agrícolas em Portugal com o objetivo de promover esta solução inovadora e maximizar a interação com a indústria. “O nosso produto tem despertado grande interesse entre os agricultores, que relatam já ter sido forçados a eliminar produções inteiras por falta de alternativas eficazes”, conta o investigador. 

Graça a esta participação ativa, a equipa conseguiu estabelecer novos contactos com produtores recetivos a testar este produto em condições de campo ou estufa – um passo determinante para o futuro do EucaBio. 

“Tem sido uma experiência muito positiva para criarmos contactos, perceber o interesse do setor neste tipo de produtos, mas também para realmente entender que caminho é necessário percorrer para que o EucaBio consiga passar da academia à indústria”, salienta Mafalda Pinto, doutoranda em Biologia na FCUP.

O objetivo do EIT Seedbed Incubator é dar apoio às equipas finalistas na validação das suas ideias junto do mercado e desenvolver modelos de negócio sustentáveis, com vista à sua escalabilidade na Europa. A final decorre em dezembro, na Polónia, e apurará os três vencedores.

Sobre o EucaBio e os biopesticidas à base de eucalipto

O desenvolvimento deste e de outros produtos bioativos à base de eucalipto teve origem no projeto de investigação PEST(bio)CIDE, financiado pela FCT, que decorreu entre 2020 e 2023, onde se estudaram as propriedades herbicidas destes extratos para o controlo de ervas daninhas, causadoras de grandes prejuízos na agricultura. 

Após o final do projeto, e dado os resultados promissores alcançados, a equipa de cientistas decidiu estudar o potencial destas formulações à base de eucalipto contra bactérias e fungos fitopatogénicos. 

Adicionalmente, e ainda no âmbito do doutoramento de Mafalda Pinto, os investigadores desenvolveram outras formulações de modo a potenciar os seus efeitos: produtos a partir das folhas de eucalipto, que incluem extratos aquosos e óleos essenciais, bem como sistemas de nanoencapsulação.  A estudante tem como orientadores os docentes da FCUP, Fernanda Fidalgo e Fernando Tavares, que integram também a equipa do GreenCide, e a investigadora do GreenUPorto, Tatiana Andreani, especialista em nanotecnologia e toxicologia. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e INESC TEC criam tecnologia que deteta precocemente o cancro da mama

Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do INESC TEC está a desenvolver uma tecnologia para a deteção de biomarcadores de cancro da mama de forma mais rápida e precisa. 

“O objetivo é criar um sensor de pequenas dimensões e portátil que junta, em simultâneo, duas técnicas das áreas ótica e eletroquímica para conseguir uma maior precisão do diagnóstico”, descreve José Ribeiro, investigador responsável pelo projeto eSPRcancer, liderado pela FCUP. 

O projeto vai focar-se, sobretudo, nos biomarcadores de CA (Cancer Antigen) 15-3 – uma proteína que se encontra em níveis mais elevados no sangue de pessoas com cancro da mama. 

Atualmente, os testes já existentes conseguem detetar estes biomarcadores, porém, são muito caros e nem sempre oferecem a sensibilidade necessária para diagnósticos muito precoces.

“A tecnologia a ser desenvolvida permitirá, a partir de uma pequena amostra do paciente, dar, em pouco tempo, informação clínica no ponto de cuidado, oferecendo maiores possibilidades de intervenção e combate à doença”, salienta o investigador. 

É na FCUP que estão a ser estudados novos materiais que imitam as funções biológicas dos anticorpos, funcionando como uma espécie de “chave” para permitir ao sensor detetar estes biomarcadores. Trata-se de recetores sintéticos feitos à medida para reconhecer os marcadores associadas ao cancro, neste caso concreto o biomarcador CA 15-3.

“Ao contrário dos testes de marcadores tumorais atuais, o nosso sensor incluirá a possibilidade de deteção de mais do que um biomarcador em simultâneo, permitindo um controlo e avaliação mais precisos da evolução da doença e reduzindo falsos positivos e negativos”, destaca José Ribeiro.  Por exemplo, poderá ser utilizado para detetar simultaneamente o CEA (do inglês Carcinoembryonic Antigen), outro tipo de proteína que aparece em níveis mais altos no sangue de pessoas com outros tipos de cancro, nomeadamente cólon e reto, pâncreas, pulmão e também em caso de metastização ou reincidência do cancro da mama.

De acordo com os investigadores, este equipamento, por ser portátil e fácil de utilizar, poderia ser utilizado em clínicas, centros de saúde ou mesmo em ambientes rurais, promovendo a deteção precoce do cancro da mama.

Tecnologia made in INESC TEC

A parte tecnológica está a ser desenvolvida no INESC TEC: “Vamos criar o protótipo do sistema eSPR, ou seja, a parte física do sensor, vamos desenvolver o software que vai controlar as medições e o funcionamento do dispositivo, fazer a impressão 3D e a integração eletrónica da plataforma, criando as condições para uma futura produção em escala, ou até, para a criação de uma spin off”, explica o investigador João Pedro Mendes, do INESC TEC. 

“Queremos com este projeto ter um impacto em várias áreas da sociedade. Desde logo na saúde ao permitir uma deteção mais precoce e fiável do cancro da mama – e possivelmente extensível para outras doenças”, destacam os investigadores. 

O eSPRcancer, financiando pelo programa P2030 em co promoção entre INESC TEC e FCUP, vai, assim, permitir diagnósticos mais rápidos, acessíveis e de baixo custo, melhorando a qualidade de vida e a eficiência do sistema de saúde.

Da equipa do projeto fazem ainda parte os docentes da FCUP e investigadores Manuel Azenha e Luís Coelho, José Almeida, e ainda os estudantes de doutoramento Ana Teresa Silva e Marcus Monteiro. Universidade do Porto - Portugal    

Internacional - Programa norueguês financia projeto de doutoranda da Universidade do Porto no Ártico

A estudante e investigadora Eva Lopes está de regresso ao Ártico para estudar os efeitos do aquecimento global nas comunidades microbianas

Eva Lopes, estudante do Doutoramento em Ciência, Tecnologia e Gestão do Mar da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), conquistou o Arctic Field Grant (AFG), uma bolsa destinada a apoiar cientistas em início de carreira.

A jovem cientista de 28 anos está a estudar como é que os ecossistemas marinhos do Ártico — uma região que está a aquecer quatro vezes mais rápido do que o resto do planeta — irão responder a um ambiente em rápida transformação. “Este aquecimento provoca alterações profundas na dinâmica dos ecossistemas marinhos, incluindo o aumento da entrada de matéria orgânica na água, seja por degelo, maior produtividade primária ou mudanças na circulação oceânica”, explica Eva.

Com esta bolsa, a estudante está, pela primeira vez, na estação científica de Ny-Ålesund, em Svalbard, na Noruega, enquanto investigadora principal, o que considera um “feito bastante emocionante, motivador e motivo de orgulho”.

Eva tem feito experiências para simular cenários de alterações nos ecossistemas e para isso tem usado duas culturas de algas: diatomáceas e microalgas do género Phaeocystis. Durante um bloom (entrada de biomassa sazonal), há uma rápida assimilação de nutrientes inorgânicos como nitrato, fosfato e sílica por parte destes organismos, o que pode levar a desequilíbrios na disponibilidade relativa destes elementos.

“Estes microrganismos desempenham um papel central na conversão da matéria orgânica de volta a formas inorgânicas, isto é, repõem os nutrientes na coluna de água e influenciam a sua distribuição vertical”, detalha a investigadora.

As comunidades microbianas têm processos metabólicos que são vitais para os ecossistemas marinhos. A resposta microbiana à entrada de matéria orgânica vai afetar diretamente a eficiência da reciclagem de nutrientes e a disponibilidade futura para novos ciclos de produção primária e, por isso, é determinante a compreensão e estudo das mudanças que podem acontecer nestas comunidades.  

A estudante da FCUP tem estudado a composição e as interações das comunidades microbianas (procariotas e protistas), com foco na sua taxonomia e dinâmica ecológica e com este projeto pretende agora avaliar os mecanismos de adaptação e interação microbiana em cenários de mudança ambiental. 

Para Eva Lopes, esta bolsa, no valor de 10 mil euros, será “de grande relevância” para o seu doutoramento e será a base para o capítulo final da sua tese.

O projeto “Life on the Edge: Unraveling Arctic Microbial Transformations from Winter to Summer” decorre até 25 de outubro. A investigadora está integrada na equipa “Ecologia e Biogeoquímica dos Microbiomas do CIIMAR” e o seu doutoramento conta com a orientação da docente da FCUP e investigadora do CIIMAR, Catarina Magalhães e dos cientistas Miguel Semedo, do CIIMAR e Philipp Assmy, do Instituto Polar Norueguês.  

Um trabalho em constante evolução

Esta é a quinta vez que Eva Lopes participa em trabalho de campo no Oceano Ártico. A estudante tem trocado os verões quentes de Portugal pelos dias polares nesta região. Em 2023, quando começou o doutoramento, participou pela primeira vez numa campanha de monitorização pelágica sazonal. Esta consiste na recolha, semanal, entre maio até inícios de setembro, de amostras de água para a genómica microbiana, clorofila, nutrientes, fitoplâncton, zooplâncton, oxigénio e matéria orgânica numa estação a meio do fjord.

No ano seguinte, voltou ao Ártico para uma expedição científica a bordo do navio de investigação Mirai, do instituto Japan Agency Marine-Earth Science and Tecnology (JAMSTEC), com o objetivo de compreender os efeitos do aumento do fluxo de calor do Pacífico na diversidade e funções do plâncton nesta região. 

Atualmente, com este projeto, de cerca de três semanas de duração, a estudante recolheu amostras de genes, nutrientes e clorofila, a bordo do pequeno navio de investigação Jean Floc’h a 200 metros de profundidade através de uma garrafa de Niskin de 12L. A primeira experiência está a decorrer no laboratório da estação, mas toda a restante análise terá lugar no CIIMAR. Universidade do Porto - Portugal      

Portugal - Evaristo.ai, o primeiro ‘chatbot’ para língua portuguesa baseado em inteligência artificial aberta

Evaristo é o seu nome e é o primeiro ‘chatbot’ para a língua portuguesa baseado em inteligência artificial (IA) aberta, que dá uma receita de mousse de chocolate mas falha na resposta a perguntas factuais.

Inspirado na personagem do cinema português interpretada por António Silva em “O Pátio das Cantigas”, o ‘Evaristo.ai’ foi concebido pelo NLX – Grupo de Fala e Linguagem Natural da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) e pela empresa subsidiária OUSAR.AI e agrega seis modelos de linguagem de IA generativa de acesso aberto, incluindo o português Gervásio PT, desenvolvido pela mesma equipa.

Numa conversação, o utilizador pode optar pelo Gervásio, mas também pelos modelos LLama (EUA), Qwen e DeepSeek (China), Mistral Small (França) e Sabiá (Brasil).

Através do Evaristo.ai pode-se obter, por exemplo, uma receita de culinária, um itinerário para uma visita a Portugal ou a letra para um fado.

Contudo, a perguntas, por exemplo, sobre quem é Donald Trump ou quando foram as últimas eleições em Portugal, a resposta dada é que Trump foi Presidente dos Estados Unidos e que as últimas eleições em Portugal foram em 2022 ou em 2024, consoante os modelos de IA usados.

A plataforma avisa, para cada modelo, que “o resultado gerado pode não ser correto, exato, perfeito e/ou adequado”.

Em declarações à Lusa, o coordenador da equipa do Evaristo.ai e professor no Departamento de Informática da FCUL, António Branco, adiantou que os modelos de linguagem são treinados com dados e esse treino teve um limite temporal, que em alguns modelos foi 2022, 2023 ou 2024.

Justificando as vantagens deste ‘chatbot’, que, por definição, é um programa concebido para simular uma conversa com humanos, interagindo e respondendo a perguntas, geralmente através de recurso a inteligência artificial, sendo utilizado sobretudo em ambiente ‘online’, a FCUL refere, em comunicado, que o Evaristo.ai usa modelos de IA que “são amplamente abertos, em termos de código, de licença e de distribuição” e “não rastreia os seus utilizadores nem passa os conteúdos destes a entidades terceiras, salvaguardando a privacidade dos utilizadores e a propriedade dos seus conteúdos”.

“Não se baseia na intermediação, revenda ou adaptação de ‘chatbots’ terceiros ou de serviços de IA generativa de empresas ou organizações terceiras, nem explora comercialmente os dados dos utilizadores”, assegura a FCUL, assinalando que o Evaristo.ai “é o primeiro ‘chatbot’ para a língua portuguesa baseado em IA aberta” e “multimodelo”. In “Mundo Lusíada” – Brasil com “Lusa”

Itália - Equipa da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto premiada por ferramenta para ajudar médicos

A ferramenta "Medlink" valeu a dois docentes e um estudante da Faculdade de Ciências a conquista do "Best Demo Paper", na conferência internacional ECIR

Uma equipa de docentes e investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do INESC TEC desenvolveu uma nova ferramenta para apoiar os médicos nas decisões clínicas, nomeadamente em casos complexos, raros ou difíceis de diagnosticar. O trabalho “MedLink: Retrieval and Ranking of Case Reports to assist Clinical Decision Making” foi recentemente premiado com o “Best Demo Paper” na 47.ª edição da European Conference on Information Retrieval (ECIR), uma das mais prestigiadas conferências na área de recuperação de informação, que teve lugar em Itália.

“A principal ideia por trás do MedLink é que este possa ser utilizado como uma ferramenta de apoio à decisão durante a prática clínica. Foi concebido para que, ao inserir um relatório médico, os profissionais de saúde recebam uma lista ordenada de casos clínicos semelhantes já publicados”, explica Nuno Guimarães, docente no Departamento de Ciência de Computadores da FCUP (DCC-FCUP) e um dos mentores deste trabalho.

A equipa integra também o professor do DCC-FCUP, Alípio Jorge e o estudante de doutoramento em Ciência de Computadores na FCUP, Filipe Cunha.

Para desenvolver o MedLink, apresentado em posoter na conferência ECIR, os investigadores utilizaram dados dos artigos publicados na revista da Sociedade Portuguesa de Medicina Interna. Com esse conjunto de dados, treinaram dois modelos de linguagem baseados no BERTimbau, uma variante do BERT, criado pela Google, para português: um para selecionar candidatos (artigos) iniciais e outro para reordenar essa seleção. Para este segundo modelo, a equipa contou com a colaboração da médica Alexandra Mendes, da Unidade Local de Saúde de Braga, que também assina o trabalho premiado.

De acordo com os investigadores, esta ferramenta pode ser adaptada para integrar dados clínicos provenientes dos próprios hospitais ou do Sistema Nacional de Saúde, expandido assim significativamente o seu potencial de aplicação e impacto.

“Conquistar o Best Demo Paper nesta conferência é um reconhecimento significativo da inovação e aplicabilidade prática da demo apresentada, demonstrando não só a sua relevância científica, mas também o potencial impacto real em contextos clínicos”, destacam.

O objetivo é agora dar continuidade a este trabalho e apresentar o MedLink noutros fóruns relevantes, em particular na área da Medicina. Os investigadores querem também alargar o âmbito desta plataforma para além da Medicina Interna, adaptando-a outras especialidades médicas.

“Estamos novamente a colaborar com a coautora Alexandra Mendes, com o objetivo de apresentar este trabalho num contexto clínico — seja através da participação em congressos médicos, seja por via da publicação de um artigo em revista sendo a mais provável a Revista da Sociedade Portuguesa de Medicina Interna”, detalha Nuno Guimarães.

Este trabalho foi desenvolvido também em conjunto com o docente da Universidade da Beira Interior, Ricardo Campos. 

A 47.ª edição da ECIR realizou-se na cidade de Lucca, região de Toscana, Itália, no início do mês de abril. É uma das conferências mais prestigiadas na área de recuperação de informação, especialmente na Europa, com um core rank de A. É também um dos fóruns mais importantes para a apresentação de novos contributos científicos em Information Retrieval e Natural Language Processing.

Sobre o MedLink

O MedLink começou a ser desenvolvido em agosto de 2024 na sequência de um brainstorming entre Nuno Guimarães e Filipe Cunha, que tem como uma das vertentes de trabalho de doutoramento o desenvolvimento de recursos e ferramentas de processamento de linguagem natural para a língua portuguesa.

Esta ferramenta está disponível em modo demonstração em português e em inglês e dedica-se à ligação de pacientes e estudos de caso para melhores decisões clínicas.

O trabalho foi desenvolvido com apoio financeiro da Fundação para a Ciência e Tecnologia, através dos projetos Health from Portugal e StorySense. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto na vanguarda do combate à doença de Parkinson

O desenvolvimento de novos fármacos e a nanomedicina são algumas das estratégias que estão a mobilizar os cientistas da Faculdade de Ciências

Na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), mais especificamente no Departamento de Química e Bioquímica, há duas equipas focadas em novas terapias para o tratamento da doença de Parkinson. Neste Dia Mundial da Doença de Parkinson, fomos conhecer duas abordagens diferentes, mas complementares, para dar conta da investigação da FCUP no âmbito desta doença.

A doença de Parkinson é uma doença neurodegenerativa que afeta as regiões do cérebro humano responsáveis pelo controlo dos movimentos, resultando principalmente da deterioração de neurónios dopaminérgicos. Para além de fármacos para aumentar os níveis de dopamina no cérebro, existem outras estratégias como o recurso a agonistas dopaminérgicos que visam potenciar e prolongar a ação da dopamina: os inibidores da monoamina oxidase B (MAO-B) e os inibidores da catecol-O-metiltransferase (COMT).

É precisamente sobre os inibidores COMT que o grupo de Química Biológica e Medicinal do Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto (CIQUP-IMS), liderado pela docente da FCUP, Fernanda Borges, tem estado a trabalhar nos últimos anos, entre outras abordagens.

Em concreto, os investigadores recorreram à nanomedicina, nomeadamente através da utilização de nanopartículas poliméricas ou lipídicas como veículos para fármacos. O objetivo é fazer chegar ao seu destino e de forma mais eficiente os inibidores da COMT.

“No contexto dos inibidores da COMT atualmente aprovados para uso clínico, destacam-se três compostos com estrutura nitrocatecólica: tolcapona, entacapona e opicapona. A tolcapona é um inibidor potente, com ação a nível central e periférico, mas o seu uso clínico está limitado pelo risco de toxicidade hepática grave, sendo, ainda assim, utilizada pela sua elevada eficácia”, explicam os investigadores deste grupo.

Neste âmbito, os cientistas desenvolveram uma formulação de tolcapona encapsulada em nanopartículas poliméricas funcionalizadas com oligossacarídeos, o que resultou numa marcada redução da toxicidade hepática em modelos celulares, mantendo-se a eficácia farmacológica.

Este trabalho pioneiro, dado que esta abordagem nunca havia sido aplicada à tolcapona, foi publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces, com um fator de impacto de 8.5.

Estes avanços reforçam a relevância da nanotecnologia na reformulação de fármacos já existentes, com vista à melhoria do seu perfil de segurança e eficácia.

Um novo e mais seguro inibidor 

O grupo também desenvolveu um novo inibidor da COMT que poderá ser usado como alternativa às opções atualmente disponíveis na prática clínica. Em colaboração com a Faculdade de Medicina da U.Porto (FMUP), demonstraram, em modelos celulares, que este novo inibidor poderá constituir uma alternativa mais segura à tolcapona e, contrariamente à entacapona e à opicapona, poderá exercer o seu efeito terapêutico ao nível do cérebro.

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto “COMT4BRAIN: Development of centrally-active and safe catechol O-methyltransferase inhibitors”, financiado em 250 mil euros pelo COMPETE/ Fundação para a Ciência e Tecnologia. Os resultados obtidos com o novo inibidor da COMT foram recentemente patenteados a nível nacional e encontram-se também publicados na revista Journal of Medicinal Chemistry.

Atualmente, em dois projetos de investigação em conjunto com a FMUP, um deles financiado ao abrigo do programa BIP Proof, estão a desenvolver ensaios pré-clínicos mais robustos em modelos in vitro e in vivo, para avaliar outros efeitos benéficos do novo inibidor da COMT para minimizar (ou até mesmo prevenir) a neurodegeneração na doença de Parkinson. 

A equipa do Grupo de Química Biológica e Medicinal do CIQUP-IMS envolvida neste trabalho integra ainda os investigadores Carlos Fernandes, Daniel Chavarria, Sofia Benfeito e Carla Lima.

Novo fármaco para o tratamento do Parkinson em desenvolvimento

Os fármacos existentes no mercado têm como objetivo aumentar a produção de dopamina no sistema nervoso central. No entanto, ao longo dos anos, estes medicamentos perdem eficácia, havendo necessidade de administrar doses mais elevadas, o que resulta em efeitos secundários que, em muitos casos, podem até exacerbar os sintomas da doença.

Uma equipa de cientistas do Laboratório Associado para a Química Verde (LAQV-REQUIMTE) tem estado a avançar com um novo fármaco para o tratamento da doença de Parkinson, mais eficiente e com menos efeitos secundários do que os atualmente usados.

“O que acontece na doença de Parkinson é que os baixos níveis de dopamina não são suficientes para ativar os recetores de forma adequada e, por conseguinte, comprometem a ativação dos circuitos dopaminérgicos. O que nós pretendemos é aumentar a afinidade destes recetores para a dopamina e, assim, conseguir que os sintomas motores sejam atenuados mesmo a concentrações baixas deste neurotransmissor”, salienta Ivo Dias, que lidera a equipa de investigadores do LAQV-REQUIMTE, que iniciou este trabalho com o projeto DynaPro, financiado pela FCT e que está a dar continuidade a esta investigação num novo projeto.

Com resultados promissores, a equipa já conseguiu identificar moléculas inovadoras capazes de aumentar a afinidade dos recetores de dopamina. Aliás, foram recentemente alvo de patente em Portugal e em Espanha.

Os investigadores conseguiram também já provar que estas moléculas são seguras, não apresentando toxicidade hepática ou cardíaca, e possuem capacidade de atravessar a barreira hematoencefálica, alcançando o sistema nervoso central, como pretendido.

Ensaios in vivo 

Com esses avanços, a investigação segue agora para ensaios in vivo, uma etapa crucial para determinar o potencial terapêutico das moléculas em modelos de Parkinson em roedores.

Esta equipa da FCUP é uma das poucas do mundo a trabalhar nesta abordagem terapêutica e é a única em Portugal a focar-se nos moduladores dos recetores de dopamina, nos quais se incluem a melanostatina.

A equipa está agora focada no projeto Pep2mer, financiado pela FCT, para complementar a investigação desenvolvida em moduladores dos recetores de dopamina como alternativa farmacológica para o tratamento da doença de Parkinson e conta com a colaboração da FF-USC e o Centro de Investigação em Química Biológica e Materiais Moleculares da Universidade de Santiago de Compostela (CiQUS).

Deste grupo da FCUP fazem parte Ivo Dias e José Enrique Borges, professores na FCUP e investigadores integrados do LAQV-REQUIMTE, e os investigadores do LAQV-REQUIMTE, Sara Reis, Hugo Almeida, Beatriz Lima e Xavier Correia, estudantes de doutoramento em Química Sustentável da FCUP. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Arquitetos paisagistas da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto conquistam prémio internacional

Equipa da Faculdade de Ciências venceu a maior competição internacional para futuros arquitetos paisagistas, na categoria "Universidades"

Uma equipa de estudantes e docentes de Arquitetura Paisagista da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) acaba de conquistar o prémio – na categoria “Universidades” – da Streetlife Design Competition, a maior competição internacional para futuros arquitetos paisagistas.

Podiam competir na categoria “Universidades” as instituições de ensino que participem com três ou mais equipas. Desta forma, o trabalho coordenado pelos docentes da FCUP, José Miguel Lameiras e Paulo Farinha Marques, com as propostas finalistas “STREAM – Renaturalizing Riguinha to Protect Matosinhos beach”, “The Thread of Life” e “The Human Scale”, destacou-se das demais universidades concorrentes e conquistou a atenção do júri internacional do concurso, que analisou todos os trabalhos de forma anónima.

As candidaturas agora premiadas realizaram-se no âmbito de duas unidades curriculares do Mestrado em Arquitetura Paisagista. Com arranque na UC de Projeto de Estruturas Verdes Urbanas, de Paulo Farinha Marques, continuaram a ser desenvolvidos, em maior detalhe, numa UC de projeto apoiado por tecnologias digitais: Tecnologias de Informação em Planeamento e Projeto, de José Miguel Lameiras, na qual estudantes puderam testar os seus trabalhos ao nível do olho humano, com recurso à realidade virtual.

As propostas desenvolvidas

Neste concurso, os concorrentes devem escolher um “espaço perdido” – um local que necessite de intervenção – e apresentar uma proposta para o melhorar.  O bairro da “Biquinha”, em Matosinhos, foi um desses locais. O “The Human Scale“, de Carolina Gonçalves, João Ferreirinha, Margarida Sousa, Pedro Magalhães e Sofia Marçal, propôs uma nova estrutura para melhorar a acessibilidade e mobilidade dos moradores deste bairro, tornando o espaço mais agradável e confortável.

Já o “STREAM – Renaturalizing Riguinha to Protect Matosinhos beach“, dos estudantes Beatriz Coelho, Diogo Lopes, Luís Barbosa, Márcia Lopes e Margarida Madureira teve como objetivo resolver os problemas de poluição no solo e na água da Ribeira da Riguinha, junto à praia de Matosinhos, utilizando Soluções de Base Natural.

A pensar no mesmo local, os autores do “The Thread of Life” – Ana Tavares, Luís Castro, Maria Rodriguez, Margarida Baptista e Rúben Pinto –  propuseram uma ponte sob a Ribeira da Riguinha que serve a comunidade e liga os bairros por onde passa este curso de água.

Na cerimónia de entrega de prémios, que decorreu em Leiden, nos Países Baixos, no dia 28 de março, esteve presente José Miguel Lameiras, que apresentou os vários projetos em representação das equipas da FCUP.

Para o docente, que após a apresentação ouviu também elogios do júri, o método de ensino utilizado na FCUP, com a realidade virtual, foi determinante para o sucesso das candidaturas e atribuição do prémio.

Na edição deste ano, foram apresentadas 86 propostas de várias instituições de ensino de dentro e de fora da Europa. Esta é a segunda vez que uma equipa da FCUP é premiada no âmbito desta competição. Em 2023, estudantes da FCUP conquistaram o 2º lugar do prémio individual com uma proposta de uma “ligação dourada” para o Campo Alegre. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto criam tatuagem eletrónica capaz de medir a temperatura

Solução inovadora, com aplicação idêntica à das tatuagens temporárias usadas pelas crianças, permite detetar, por exemplo, inflamações na pele

Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) desenvolveu uma e-tatuagem termoelétrica (gera energia através do calor), de uso temporário, capaz de mapear, em tempo real, a temperatura em vários pontos da pele. 

Num futuro próximo, será, assim, possível medir a temperatura sem necessidade de imobilização do paciente, com maior precisão e sem recurso aos tradicionais medidores de temperatura externos, como o termómetro.

Como sempre que existem reações alérgicas, infeções locais, traumas ou lesões, há flutuações térmicas na superfície da pele, estas tatuagens do futuro podem ser utilizadas para detetar precocemente essas inflamações e também monitorizar a sua evolução. 

Tecnologia inovadora para a saúde

Num estudo pioneiro publicado na prestigiada revista Advanced Science, os cientistas da FCUP descrevem esta nova tecnologia: uma rede micrométrica de sensores termoelétricos flexíveis impressos em papel de tatuagem temporária.

Colada à pele como as tatuagens temporárias utilizadas durante a infância, a e-tatuagem fica ligada, através de pequenos fios eléctricos extremamente finos, a um sistema de microprocessador que analisa o sinal, realiza as medições e grava a informação de forma contínua, com a ajuda da inteligência artificial – o que permite uma maior sensibilidade e um mapeamento mais preciso da temperatura. Este microprocessador tem a capacidade de enviar os dados posteriormente via wireless (por exemplo bluetooth) para um computador ou telemóvel.

Estes sensores utilizam materiais sustentáveis termoelétricos do tipo p e n – especificamente materiais Bi-Te —combinados com o polímero Poli(Álcool Vinílico) (PVA), resultando em filmes flexíveis que podem ser “alojados” na pele humana – um verdadeiro dispositivo vestível – wearable. 

“Atualmente, os dispositivos convencionais para detetar variações de temperatura, como termómetros ou câmaras de infravermelho, apresentam limitações, como a necessidade de imobilizar o paciente e a incapacidade de mapear a temperatura da pele de forma contínua”, explica André Pereira, docente e investigador da FCUP que lidera este trabalho. 

“A nossa e-tattoo termoelétrica oferece uma solução não invasiva para uma monitorização mais precisa e contínua da temperatura corporal, sem causar desconforto ao paciente”, acrescenta. 

Para além da aplicação na medição e monitorização da temperatura, a equipa da FCUP desenvolveu também tatuagens para a medição mais precisa da frequência cardíaca, substituindo o sistema de ventosas. 

Fabricação em larga escala

Os investigadores acreditam que esta tecnologia poderá estar no mercado nos próximos cinco anos. No estudo pioneiro que publicaram, asseguram um importante contributo para a fabricação em escala destes dispositivos, uma vez que neste trabalho foram utilizadas técnicas de impressão igualmente usadas a nível industrial. Isto facilita a transição desta tecnologia do laboratório para processos de fabricação industriais.

As simulações e testes realizados confirmaram a eficácia dos sensores produzidos, validando a correlação entre a sensibilidade à temperatura, a condutividade elétrica e o coeficiente de Seebeck, que quantifica a capacidade de um material em converter diferenças de temperatura em voltagem elétrica, dos materiais utilizados. 

“Acreditamos que esta tecnologia pode ter um impacto significativo na deteção precoce de condições médicas, será barato e acessível para toda a comunidade, melhorando a qualidade de vida das pessoas”, refere Ana Pires, investigadora da FCUP que é também coordenadora deste trabalho.

O estudo inseriu-se no âmbito da dissertação de mestrado em Engenharia Física de Miguel Almeida, sob a orientação de André Pereira e de Ana Pires. 

Além da equipa da FCUP, o trabalho contou ainda com a colaboração da investigadora Andreia Pereira, do Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (i3S) e de investigadores Universidade de Tarragona, reforçando a importância da cooperação internacional na investigação científica. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Cientistas da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto validam estratégia para proteger o castanheiro das alterações climáticas

Estudo liderado por investigadores da FCUP e do GreenUPorto provou a eficácia de estratégia que pode tornar o castanheiro mais resiliente aos efeitos das alterações climáticas

Em pleno mês do Magusto, uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) e do GreenUPorto – Centro de Investigação em Produção Agroalimentar Sustentável traz boas notícias para o futuro dos castanheiros: acabam de comprovar que a presença da relação simbiótica entre fungos e a raiz desta planta (micorrização) a torna mais resiliente aos efeitos das alterações climáticas. 

Embora sejam bem conhecidos os benefícios desta estratégia no aumento da absorção de água e de nutrientes pelas plantas e na mitigação do stress, este é um dos primeiros estudos a abordar esta questão numa situação de exposição a elevadas temperaturas e falta de água.

Os resultados surgem no âmbito do projeto “CASTANHEIRO vs ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS – o papel do stress priming e da micorrização (CC&NUTS)”, liderado pela equipa da FCUP e financiado pelo Programa Promove, uma iniciativa do BPI | Fundação “la Caixa” e da FCT. 

“Após cerca de dois anos de trabalho, comprovamos que a presença de fungos micorrízicos permite aumentar a tolerância de castanheiros jovens à falta de água e ao calor, ao modular várias respostas fisiológicas, relacionadas com a fotossíntese e com vias de defesa da planta”, começa por explicar Filipa Sousa, estudante de doutoramento do Plant Stress lab (GreenUPorto/FCUP), cuja tese se integra no âmbito deste projeto coordenado pela docente Fernanda Fidalgo.

Para este estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica Plant Physiology and Biochemistry, os investigadores utilizaram plantas micropropagadas de castanheiro micorrizadas com um fungo autóctone (Paxillus involutus) oriundo de soutos portugueses.

De modo a mimetizar condições semelhantes às que ocorrem no campo, as plantas foram expostas durante 21 dias, a elevadas temperaturas, de 42ºC, em períodos de quatro horas diárias, e à secura (suspensão da rega até se atingir 25% da capacidade de retenção de água do substrato), para avaliação das respostas fisiológicas e bioquímicas, bem como da atividade fotossintética. 

Comparativamente a plantas não inoculadas com o fungo micorrízico, as plantas micorrizadas, quando sujeitas à exposição a altas temperaturas e falta de água, foram capazes de ativar mecanismos de defesa e de manter um estado hídrico adequado, permitindo uma maior produção de fotoassimilados, com consequências positivas no crescimento.

Uma outra estratégia em estudo: o stress priming 

Atualmente encontram-se em curso novos ensaios com o objetivo de estudar, também pela primeira vez em castanheiro, a eficiência de uma outra estratégia: o stress priming. 

“O conceito por detrás do stress priming baseia-se na ativação da memória vegetal, de modo a que a planta, aquando de uma nova exposição a condições desfavoráveis, consiga desencadear, de forma mais precoce, mecanismos de defesa”, aponta Cristiano Soares, investigador do projeto. 

Para preparar o castanheiro para condições de stress, que se preveem ainda mais severas no futuro, os investigadores estão igualmente a avaliar se a pré-exposição de castanheiros jovens a condições de secura moderada pode estimular mecanismos de memória, que possam mais tarde resultar em ajustes metabólicos e bioquímicos mais eficientes. 

“Embora preliminares, os resultados mais recentes sugerem que, efetivamente, os castanheiros são capazes de “recordar” eventos passados, permitindo-lhes reagir, mais prontamente, às condições de secura impostas”, comenta Fernanda Fidalgo.

Todo este conhecimento, que está a ser gerado em contexto de laboratório, será validado em condições de campo ao longo do projeto.

Este projeto, que arrancou em 2023, surge alinhado com os interesses de investigação de um consórcio multidisciplinar, que integra ainda investigadores da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD) e do Instituto Politécnico de Bragança (IPB), bem como a empresa Deifil – Green Biotechnology.

Da equipa da FCUP/GreenUPorto fazem ainda parte os investigadores Bruno Sousa, Mafalda Pinto, Maria Martins, Sofia Spormann e Pedro Mateus. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Faculdade de Ciências da Universidade do Porto quer tornar arroz "português" mais resistente às alterações climáticas

A Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) está a liderar um projeto que pretende contribuir para o desenvolvimento de uma variedade de arroz “português” mais resistente ao calor e às alterações climáticas

O projeto “PrOryza: Desenvolvimento de arroz luso termotolerante – análise genética e reprodutiva”, financiado pelo Programa Promove – O Futuro do Interior, da Fundação La Caixa, visa contribuir para o melhoramento genético de variedades de arroz (Oryza sativa L.) de interesse cultivadas em Portugal, de modo a aumentar a sua tolerância ao stress térmico e melhorar a sua produtividade.

“Nos últimos anos, a produtividade daquilo que cultivamos tem diminuído drasticamente, sobretudo devido às alterações climáticas.”, destaca Ana Marta Pereira, investigadora da FCUP responsável pelo projeto.

“Esta redução de produtividade está relacionada com o aumento das temperaturas e com a diminuição da precipitação, especialmente nas regiões do sul, como no Alentejo. Há uma diminuição de 10% da produtividade na produção do arroz para cada aumento de 1ºC de temperatura”, detalha a investigadora que integra a equipa do Sexual Plant Reproduction and Development Laboratory (SPReD lab), um laboratório da FCUP que se dedica a estudar os mecanismos moleculares da reprodução que conduzem à formação das sementes.

Portugal é o maior consumidor de arroz da Europa – com mais de 18 kg/ano per capita, um valor que é quatro vezes superior à média da União Europeia – e que pouco consegue produzir face ao consumo interno. A ideia do PrOryza é ajudar a inverter esta tendência.

Para isso, os investigadores vão centrar o seu trabalho no Alentejo Central, através da colaboração com um produtor de arroz da área de Montemor-o-Novo para a realização de ensaios de campo.

Avaliar e acompanhar a reprodução das plantas no laboratório e no campo

Os cientistas vão estudar variedades de arroz comercialmente importantes em Portugal, nomeadamente as variedades pertencentes à subespécie japónica, correspondentes ao arroz carolino: as portuguesas Caravela (a primeira variedade 100% portuguesa, recentemente incluída no Catálogo Nacional de Variedades,) e Ceres; e as variedades Ariete e Lusitano, de origem italiana. Será também alvo de estudo uma variedade pertencente à subespécie indica, a Sprint, de origem italiana.

“Queremos avaliar a performance reprodutiva de cada uma delas, bem como o seu comportamento face às alterações climáticas. Faremos esse trabalho em laboratório, mas também em campo, para medir e avaliar as condições a que vão estar sujeitas”, explica Ana Marta Pereira.

A quebra de produção do arroz dá-se, sobretudo, na fase de reprodução da planta, na qual a espécie é mais sensível aos efeitos do calor. “A fase de desenvolvimento da semente e que leva à formação do grão de arroz é muito delicada e muito sensível às variações de temperatura”, concretiza a investigadora do SPReD lab.

As alterações climáticas estão a provocar o que se chama “esterilidade floral”, o que leva a uma consequente diminuição do número de grãos produzidos. De acordo com os investigadores, todos os anos há problemas ao nível da esterilidade floral, na reprodução e nas interações grão de pólen – pistilo, levando à produção de grãos de arroz que não são viáveis, o que se traduz em perdas de produtividade.

Rega gota-a-gota versus alagamento tradicional

Um dos objetivos do projeto será a análise de um sistema de rega que está a ser testado para mitigar as alterações climáticas. O sistema gota-a-gota permite a poupança de água, mas torna a planta mais vulnerável ao stress térmico, diminuindo a produtividade.

“O arroz é tradicionalmente cultivado por alagamento, o que provoca uma espécie de efeito tampão à volta da planta, ajuda na termorregulação e impede que haja variações de temperatura durante o seu desenvolvimento. Com a rega gota-a-gota perde-se este efeito”, salienta Ana Marta Pereira.

Os investigadores vão, por isso, também, verificar e comparar, em ensaios de campo, os efeitos da rega gota-a-gota em comparação com o tradicional cultivo por alagamento.

Para além deste trabalho, irão analisar, do ponto de vista genético, as diferentes variedades e perceber se nelas existem marcadores genéticos que conferem à planta uma maior tolerância ao calor durante a fase reprodutiva. Se existirem, serão efetuados cruzamentos artificiais entre as variedades selecionadas com vista à obtenção de exemplares mais tolerantes e resistentes ao calor com a parceria da COTArroz (Centro Operativo e Tecnológico do Arroz) e do seu programa nacional de melhoramento genético do arroz.

“O nosso grande objetivo é a obtenção de variedades mais resistentes e tolerantes, especialmente na fase da formação do grão do arroz”, remata a coordenadora do projeto.

O PrOryza, que tem a duração de três anos e um financiamento de 150 mil euros, integra ainda investigadores do Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, da Universidade Nova de Lisboa, do COTArroz e produtores da Sociedade Agrícola do Bem Calado Sul, S.A, de Montemor-o-Novo. Universidade do Porto - Portugal

Portugal - Cientistas da Universidade do Porto desvendam mistério secular sobre a cor dos cucos

A variação natural característica das espécies encontra-se, por vezes, restrita a um só sexo, criando um enigma ao qual os cientistas há muito procuram resposta. Num novo estudo publicado na conceituada revista científica Science Advances, um consórcio internacional coliderado por investigadores do Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos (BIOPOLIS-CIBIO) da Universidade do Porto, aplicou ferramentas de genómica de nova geração para estudar um mistério natural com mais de 200 anos – a fêmea de cuco “hepática”. O estudo revela a razão genética que explica o facto de fêmeas de diferentes espécies de cucos possuírem cores muito distintas.

Em 1788, o naturalista sueco Anders Sparrman, um discípulo do famoso Lineu, descreveu uma variedade de cucos arruivados à qual chamou “cuco hepático”, e que considerou tão distinta dos habituais cucos cinzentos que a catalogou como uma nova espécie de ave. Ao longo dos séculos seguintes, tornou-se claro para os naturalistas que os cucos hepáticos eram apenas uma variedade colorida do cuco-canoro europeu mais comum (Cuculus canorus), mas com uma particularidade: enquanto os machos de cuco são sempre cinzentos, as fêmeas podem ser ou cinzentas (semelhantes aos machos), ou ser da variante arruivada, apelidada “hepática”.

Esta descoberta tornou-se mais intrigante quando se descobriu que outras espécies de cuco, para além do mais famoso cuco-canoro europeu, também tinham a mesma variação cinzenta-ou-hepática restrita às fêmeas.

A cor é essencial para o estilo de vida parasítico dos cucos: a fêmea dispõe apenas de segundos para pôr os seus ovos nos ninhos de outras aves; para o fazer, o seu dorso cinzento e o peito barrado mimetizam a cor de aves de rapina como o gavião, afugentando temporariamente o hospedeiro. Os cientistas têm-se por isso debatido com várias questões: qual é a razão para esta cor alternativa, porque é que apenas as fêmeas são variáveis, e porque é que tantas espécies de cucos mostram esta variação?

“As diferenças de aspeto entre indivíduos de sexos diferentes são comuns em animais, mas variação que é restrita a um sexo é muito menos comum” explica Miguel Carneiro, investigador principal no BIOPOLIS-CIBIO e um dos autores do estudo.

“Um exemplo é a perda de cabelo com a idade, que afeta alguns homens e outros não, mas que não afeta as mulheres. Exemplos como este não são habituais, em particular em espécies selvagens, por isso esta oportunidade de estudar a variante hepática do cuco foi muito aliciante”, acrescenta o investigador.

A chave está numa mutação com cerca de 1 milhão de anos

“Nós começamos por estudar uma população de cucos da Hungria na qual as fêmeas hepáticas coexistem com fêmeas cinzentas,” descreve Cristiana Marques, coautora principal do estudo e estudante do doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução da Faculdade de Ciências da U.Porto (FCUP), a desenvolver o seu projeto no BIOPOLIS-CIBIO.

Depois de os cientistas descodificarem os genomas dos cucos, encontraram algo estranho: “as fêmeas cinzentas e hepáticas têm um perfil genético comum, tão semelhantes como qualquer vizinho. No entanto, quando olhamos para os cromossomas sexuais, vimos que, no cromossoma W, que é um cromossoma específico das fêmeas de aves, eram tão diferentes que parecia que estávamos a olhar para duas espécies distintas”, explica a investigadora.

Será que as outras espécies de cuco poderiam ajudar a resolver esta questão? Os investigadores focaram-se, de seguida, no cuco-oriental, uma espécie asiática na qual as fêmeas também por vezes são da variante hepática. Quando consideraram a informação genética das duas espécies, a história das fêmeas hepáticas tornou-se mais clara: “Reconstruímos a árvore evolutiva destes cucos e descobrimos que, ao contrário do resto do genoma, no cromossoma W o parentesco é maior consoante a cor da fêmea. Ou seja, uma fêmea de cuco-canoro hepática tem um W mais semelhante ao de uma fêmea hepática de cuco-oriental, do que o da fêmea cinzenta da mesma espécie” acrescenta, por sua vez, Pedro Andrade, também investigador no BIOPOLIS-CIBIO e coautor do artigo. “Para chegar ao fundo da questão, testamos se esta partilha de variação ocorria devido ao acaso, por hibridação, ou se a variação era tão antiga que precedia as espécies atuais”.

“E os nossos dados sugerem que esta variação é efetivamente muito antiga. A mutação original ocorreu provavelmente há cerca de um milhão de anos, antes do aparecimento do cuco-canoro e do cuco-oriental atuais, e tem sido passada geração após geração à medida que as espécies evoluíram”, explica Cristiana Marques.

De acordo com a equipa, este é um excelente exemplo de como, por vezes, diferentes variedades da mesma característica podem ser vantajosas, em contraponto à visão mais clássica da evolução na qual uma variante se sobrepõe às outras e leva a mudanças nas populações ao longo do tempo.

Segundo Miguel Carneiro, “os resultados demonstram como é que variação restrita a um sexo pode ser determinada pelos cromossomas sexuais, o que à primeira vista parece intuitivo, mas que surpreendentemente até agora tinha sido difícil de demonstrar”.

Para os cucos, manter duas formas diferentes numa população poderá impedir os hospedeiros dos ninhos de aprenderem a distinguir as fêmeas das aves de rapina que mimetizam, salvaguardando a espécie.

Neste momento prosseguem esforços para demonstrar se estas cores têm facilitado o estilo de vida parasítico dos cucos ao longo da sua evolução. Universidade do Porto - Portugal