PPGIES - Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade

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Navegando PPGIES - Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade por Assunto "bactérias"

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    Bacterioclorina encapsulada em lipossoma: inativação de células tumorais utilizando terapia fotodinâmica
    (2025-05-19) Pereira, Priscila Romero Mazzini
    A Terapia Fotodinâmica (TFD) existe há mais de 100 anos, mas somente em 2023, foi incorporada no SUS (Sistema Único de Saúde), como uma alternativa para câncer de pele, por ser um método eficiente para reduzir efeitos colaterais sistêmicos da terapia utilizada atualmente para tratamento do câncer. A TFD envolve luz e componentes não tóxicos como o fotossensibilizador (FS) e oxigênio que quando combinados induzem efeitos celulares e teciduais. O FS é uma molécula fotossensível que, ao atingir a célula-alvo ou tecido, é ativado por uma fonte de luz com comprimento de onda específico, que irá excitar o FS, gerando espécies reativas de oxigênio que causam danos às células cancerosas, induzindo à morte celular. O uso de FS que absorve em comprimento de onda mais longo, como a bacterioclorina (Bcl), tem potencial para atingir maiores profundidades no tecido, ampliando o espectro de tratamento da TFD. Para potencializar a ação desta Bcl foi realizada uma formulação lipossomal (FL). Essa FL possui vantagens como a capacidade de melhorar a solubilidade, a estabilidade e a biodisponibilidade de princípios ativos, como FS, além de permitir a liberação controlada e direcionada dos fármacos no corpo. Com objetivo de desenvolver uma formulação de nanopartícula capaz de otimizar a utilização da Bcl, reduzindo a quantidade necessária para induzir a morte celular, foi realizada a comparação entre a atividade fotodinâmica da bacterioclorina na sua forma livre e em formulação lipossomal, avaliando sua eficiência e seu potencial terapêutico in vitro. Assim, a bactéria que contém o precursor da Bcl foi cultivada, centrifugada e depois, foi realizada a extração e transesterificação para obter a Bcl, o qual foi caracterizada e comparada à literatura. Foi desenvolvida uma FL por hidratação de filme. Os dados de absorbância, de sobrevivência celular, obtidos por MTT, foram normalizados e os tratamentos foram analisados pelo teste ANOVA, pelo programa GraphPad Prism, com intervalo de confiança de 95%, seguido de teste de Tukey para comparar as variáveis. Conclui-se que a FL superou a forma livre da Bcl em eficiência em todas as linhagens testadas. Comparando MRC-5 e MIA PaCa-2, a potência lipossomal do FS foi 392 vezes maior em MIA PaCa-2, com IC50 de 2 nM, e 34 vezes maior em MRC-5, com IC50 de 1 nM, em relação ao FS livre. Além disso, a FL demonstrou proteger a Bcl da fotodegradação, contribuindo para seu desempenho superior. Contudo, A TFD já é uma alternativa viável às terapias convencionais e está em processo de consolidação na prática clínica, destacando-se pela baixa toxicidade sistêmica a longo prazo e pela ausência de resistência medicamentosa. Esse estudo mostra-se como um avanço na questão sustentável no Brasil e no mundo, pois contempla os objetivos 3 e 12 dos ODS, em voga atualmente. Resumen La Terapia Fotodinámica (TFD) existe desde hace más de 100 años, pero recién en 2023 fue incorporada al SUS (Sistema Unificado de Salud), como alternativa para el cáncer de piel, por ser um método eficiente para reducir los efectos secundarios sistémicos de la terapia actualmente utilizada para tratar el câncer. La TFD implica la utilización de luz y componentes no tóxicos, como el fotosensibilizador (FS) y el oxígeno, que, al combinarse, inducen efectos celulares y tisulares. El FS es una molécula fotosensible que, al llegar a la célula o tejido objetivo, es activada por una fuente de luz con una longitud de onda específica, que excitará el FS, generando especies reactivas de oxígeno que causan daño a las células cancerosas, induciendo la muerte del celular. El uso de FS que absorbe en longitudes de onda más largas, como la bacterioclorina (Bcl), tiene el potencial de alcanzar mayores profundidades en el tejido, ampliando el espectro de tratamiento de la TFD. Para mejorar la eficacia de este Bcl, hemos desarrollado una formulación liposomal (FL). Esta FL ofrece importantes beneficios, entre ellos, una mayor solubilidad, una mayor estabilidad y una biodisponibilidad superior de los principios activos como el FS. Además, facilita el control preciso y la liberación dirigida de medicamentos dentro del organismo, lo que garantiza que los tratamientos sean eficaces e impactantes. Con el objetivo de desarrollar una formulación de nanopartículas que optimizara el uso de Bcl y redujera la cantidad necesaria para inducir la muerte celular, se comparó la actividad fotodinámica de la bacterioclorina en su forma libre y en formulación liposomal, evaluando su eficiencia y potencial terapéutico in vitro. Por lo tanto, la bacteria que contenía el precursor Bcl fue cultivada, centrifugada y luego se realizó extracción y transesterificación para obtener Bcl, que fue caracterizado y comparado con la literatura. Se desarrolló un FL por hidratación de película. Los datos de absorbância, supervivencia celular, obtenidos por MTT fueron normalizados y los tratamentos fueron analizados mediante el programa GraphPad Prism, utilizando la prueba ANOVA, con um intervalo de confianza del 95%, seguido de la prueba de Tukey para comparar las variables. Em conclusión, FL superó a la forma libre de Bcl en términos de eficacia en todas las cepas ensayadas. Al comparar MRC-5 y MIA PaCa-2, la potencia liposomal del FS fue 392 veces mayor en MIA PaCa-2, con un IC50 de 2 nM, y 34 veces mayor en MRC-5, con un IC50 de 1 nM, en comparación con el SL libre. Además, se demostró que FL protege a Bcl de la fotodegradación, lo que contribuye a su mayor rendimiento. La TFD es ya una alternativa viable a las terapias convencionales y está em proceso de consolidación en la práctica clínica, ya que destaca por su baja toxicidad sistémica a largo plazo y por la ausencia de resistencia a los fármacos. Por lo tanto, el estudio es un avance en la cuestión sostenible en Brasil y en el mundo, según los objetivos 3 y 12 de los ODS, actualmente em boga.
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    Fontes microbianas alternativas no pré-tratamento do bagaço da cana-de-açúcar para obtenção de biogás
    (2026-01-06) Bernal, Suzan Prado Fernandes
    O aumento da demanda por energias renováveis e a necessidade de reduzir emissões de gases de efeito estufa impulsionam o desenvolvimento de alternativas sustentáveis aos combustíveis fósseis. Neste contexto, o biogás se destaca como fonte estratégica de energia limpa. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de um consórcio microbiano composto por fungos filamentosos de solo de serrapilheira e bactérias do intestino de cupins no pré-tratamento de bagaço de cana-de-açúcar, visando otimizar a produção de biogás. Foram isolados 40 fungos filamentosos e 9 bactérias do intestino de cupins. A identificação e caracterização taxonômica polifásica, combinando análises morfológicas, moleculares e filogenéticas, permitiu confirmar a diversidade dos isolados e selecionar aqueles com maior potencial lignocelulolítico. Entre os fungos, destacaram-se espécies dos gêneros Aspergillus (A. versicolor BR14, com produção de 716,96 U L⁻¹ de Mnp) e Talaromyces mycothecae SC6.3 (64,24 U mL⁻¹ de xilanase). Entre as bactérias, sobressaíram Rossellomorea marisflavi CPM2 (1.737,27 U L⁻¹ de MnP), Priestia megaterium CPM18 (1.863,79 U L⁻¹ de LiP) e Bacillus subtilis CPM6 (12,67 U mL⁻¹ de celulase). Na etapa de digestão anaeróbica, o pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar com bactérias (BCA+B) apresentou maior produção de biogás (544,10 mL⁻¹; 66,95 LN/kg SV), representando incremento de 26,7% em relação ao controle. Conclui-se que a integração de micro-organismos de habitats distintos, identificados e selecionados por taxonomia polifásica, representa uma estratégia inovadora para reduzir a recalcitrância da biomassa, aumentar a disponibilidade de açúcares fermentáveis e elevar a eficiência da digestão anaeróbica. O impacto da pesquisa reside na proposição de um método sustentável que valoriza resíduos agroindustriais, reduz custos com pré-tratamentos químicos e contribui para mitigação das emissões de gases de efeito estufa. As implicações práticas incluem a aplicação em biorrefinarias e usinas de biogás, fortalecendo a bioeconomia, a gestão de resíduos e a matriz energética renovável no Brasil e em escala global. Resumen El aumento de la demanda de energías renovables y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero impulsan el desarrollo de alternativas sostenibles a los combustibles fósiles. En este contexto, el biogás se destaca como una fuente estratégica de energía limpia. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el potencial de un consorcio microbiano compuesto por hongos filamentosos del suelo de hojarasca y bacterias del intestino de termitas en el pretratamiento del bagazo de caña de azúcar, con el fin de optimizar la producción de biogás. Se aislaron 40 hongos filamentosos y 9 bacterias del intestino de termitas. La identificación y caracterización taxonómica polifásica, combinando análisis morfológicos, moleculares y filogenéticos, permitió confirmar la diversidad de los aislados y seleccionar aquellos con mayor potencial lignocelulolítico. Entre los hongos, se destacaron especies de los géneros Aspergillus (A. versicolor BR14, con producción de 716,96 U L⁻¹ de MnP) y Talaromyces mycothecae SC6.3 (64,24 U mL⁻¹ de xilanasa). Entre las bacterias, sobresalieron Rossellomorea marisflavi CPM2 (1.737,27 U L⁻¹ de MnP), Priestia megaterium CPM18 (1.863,79 U L⁻¹ de LiP) y Bacillus subtilis CPM6 (12,67 U mL⁻¹ de celulasa). En la etapa de digestión anaerobia, el pretratamiento del bagazo de caña de azúcar con bacterias (BCA+B) presentó mayor producción de biogás (544,10 mL⁻¹; 66,95 LN/kg SV), representando un incremento del 26,7% en relación con el control. Se concluye que la integración de microorganismos de hábitats distintos, identificados y seleccionados por taxonomía polifásica, representa una estrategia innovadora para reducir la recalcitrancia de la biomasa, aumentar la disponibilidad de azúcares fermentables y elevar la eficiencia de la digestión anaerobia. El impacto de la investigación reside en la proposición de un método sostenible que valoriza los residuos agroindustriales, reduce costos con pretratamientos químicos y contribuye a la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero. Las implicaciones prácticas incluyen la aplicación en biorrefinerías y plantas de biogás, fortaleciendo la bioeconomía, la gestión de residuos y la matriz energética renovable en Brasil y a escala global.