SÃO CARLOS/SP - Desenvolver tecnologias, buscar parcerias e atacar problemas de alta relevância, passou a ser uma das missões de grandes instituições de ensino e pesquisa em todo mundo. Além disso, essas instituições se preocupam atualmente em mostrar o que fazem não apenas para externalizar suas conquistas, mas também para compartilhar com outras que vivem as mesmas necessidades. É assim que nascem as grandes parcerias e viabilizações tecnológicas. 

A VIVATEC é uma das maiores exibições de tecnologia e desenvolvimento da Europa, uma feira que ocorreu entre os dias 11 e 14 de junho na cidade de Paris, tendo contado com a participação de mais de sessenta países e acolhendo cerca de vinte e cinco mil visitantes, com a participação de importantes organizações científicas e instituições de pesquisa.

A Universidade de São Paulo (USP) apresentou-se junto com a FAPESP em um funcional stand onde foram apresentados projetos de grandes áreas de interesse, como saúde, energia renovável, mobilidade urbana, eletrônica e sensores, e meio ambiente.  Dentre os projetos escolhidos para serem apresentados estiveram dois desenvolvidos pelo IFSC/USP e CEPOF: o primeiro, que consiste na quebra da resistência bacterina aos antibióticos e o tratamento da pneumonia resistente, utilizando ação fotodinâmica; e o segundo, consistindo no uso do mesmo princípio para evitar infecções durante o processo de intubação de pacientes em hospitais.   

A exibição desses projetos foi feita no espaço de eventos, através de protótipos que explicaram os processos, sendo que as apresentações foram realizadas em um dos auditórios da feira. As tecnologias desenvolvidas foram extremamente bem recebidas, com visitação constante no stand de autoridades, delegações estrangeiras e empresas de diversos setores, especialmente de especialistas do Instituto Pasteur de Paris.

A técnica para tratamento de pneumonia, que já foi demonstrada em experimentos in vitro, pequenos animais e porcos, segue agora para uma experimentação com ovelhas através do desenvolvimento natural de pneumonia, que está sendo feita em colaboração com a Texas A&M University dos EUA.

Em linhas gerais, a técnica usa processos amplamente estudados pelos laboratórios de biofotônica do IFSC/USP e CEPOF, que consiste na ativação de drogas, com luz, que destroem microrganismos através da geração intensa de radicais livres.  O processo começa através da inalação de uma substância fotossensível que carrega as moléculas para os pulmões, promovendo a absorção pelas colônias bacterianas. Em seguida, um sistema de lasers, desenvolvido em parceria com a empresa MMO de São Carlos através de um programa EMBRAPII, opera no infravermelho e realiza a iluminação externa no corpo, chegando dessa forma às diversas regiões infectadas, causando a eliminação parcial da infecção e promovendo a quebra da resistência aos antibióticos. Em seguida, a administração do antibiótico ajuda a eliminar totalmente a infecção.

Segundo o pesquisador responsável pela pesquisa, o docente do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Salvador Bagnato “A pesquisa é de grande relevância pois ataca um dos problemas mais sérios que temos, que é a eliminação de infecções que não respondem aos antibióticos. Já estamos realizando a eliminação das infecções de garganta com a mesma técnica, mas o desafio da pneumonia é especial por ser de alta complexidade“, explica o pesquisador.

O problema é de grande urgência e os diversos pesquisadores do CEPOF envolvidos na resolução deste problema - Vanderlei Bagnato, Cristina Kurachi, Kate Blanco e diversos alunos e pós-doutores - trabalham de forma intensa para se chegar rapidamente aos seres humanos e minimizar o crescimento dos milhares de mortes causadas pela pneumonia resistente em todo mundo. “O fato de tornarmos as bactérias susceptíveis novamente aos antibióticos é de extrema importância, pois temos, sim, excelentes antibióticos, apenas temos que eliminar os mecanismos criados pelas bactérias para não mais reagirem a eles, e isto já demonstramos” conclui Bagnato.

As propostas e novas tecnologias desenvolvidas pelo IFSC/USP e CEPOF sempre estão dentro dos grandes desafios que a ciência enfrenta hoje, para ter a relevância necessária em resolver grandes problemas.

SÃO CARLOS/SP - Pesquisadores do IFSC/USP, juntamente com colegas de outras universidades brasileiras e da A&M Texas University (EUA), desenvolveram uma nova forma de combater o mosquito Aedes aegypti, responsável pela transmissão de doenças como dengue, zika, chikungunya e febre amarela, cujo trabalho foi publicado recentemente na revista científica “Pharmaceutics”

A inovação está no uso de um ingrediente natural muito conhecido – a cúrcuma (ou curcumina, seu princípio ativo) -, que é introduzida numa microcápsula e depositada na água onde se encontram as larvas do vetor. Uma vez ingerida pelas larvas do Aedes aegypti, as microcápsulas liberam a curcumina no trato digestório da larva e, quando ativada pela luz solar, produz espécies tóxicas com capacidade de aniquilá-las de forma eficaz.

Há muitos anos, o combate ao Aedes aegypti depende do uso de inseticidas químicos e da eliminação de criadouros em águas paradas. No entanto, os mosquitos têm se tornado resistentes a muitos produtos, o que dificulta o controle das doenças.

Além disso, esses inseticidas costumam prejudicar o meio ambiente, afetando outros seres vivos que não têm relação com o mosquito.

Como a tecnologia ativada por luz funciona

A proposta dos pesquisadores foi aproveitar o poder da luz combinado com a cúrcuma, sendo que, dessa forma, desenvolveram uma espécie de “ração” feita com curcumina encapsulada (incorporada dentro de pequenas cápsulas feitas de ingredientes naturais, como amido e D-manitol), que é colocada na água onde as larvas do mosquito costumam se desenvolver. Esta espécie de ração é ingerida pela larva e distribuída ao longo do seu intestino. A exposição da curcumina à luz produz uma reação que gera radicais (de oxigênio, por exemplo) altamente reativos, ou seja, esses comprimidos liberam substâncias que provocam danos irreversíveis na parede do intestino, levando-as à morte, mas sem afetar o ambiente ou animais.

A curcumina, por si só, se autodestrói pelo mesmo processo e, por isso, não é muito estável na água e perde a eficácia rapidamente. Por isso, os cientistas protegeram o ingrediente dentro de microcápsulas, que são como pequenas bolhas feitas de amido, manitol e pectina — todos materiais seguros para o meio ambiente -, sendo que essa proteção permite que a curcumina resista mais tempo na água, seja absorvida de forma gradual e mantenha sua capacidade de agir sob a luz quando ingerida pela larva.

Quanto aos resultados obtidos nesta pesquisa, os mais importantes foram que a microcápsula se mostrou mais eficiente (chamado FCT2), tendo sido capaz de matar as larvas com uma dose muito menor do que a curcumina usada de forma simples. Essa microcápsula manteve seu efeito por até vinte e sete dias, mesmo sob exposição à luz — algo inédito nesse tipo de aplicação. Com isso, as larvas absorveram bem o produto, que se espalhou por seus corpos, como mostrado em imagens feitas com microscópios especiais, sendo que os testes também mostraram que as microcápsulas são estáveis ao calor e à luz, o que as torna ideais para uso em diferentes condições climáticas.

A importância da pesquisa

Esta tecnologia pode ser uma alternativa mais segura, eficaz e duradoura para combater as larvas do mosquito da dengue, já que ela não usa substâncias tóxicas, não contamina a água, evita o desenvolvimento de resistência nos mosquitos e pode ser usada de forma simples, apenas colocando as microcápsulas na água parada.

O estudo mostrou que é possível transformar um ingrediente natural, como a cúrcuma, em uma poderosa ferramenta no combate do vetor de doenças graves.

A união da ciência com soluções sustentáveis abre caminho para métodos de controle do mosquito que protegem a saúde das pessoas sem agredir o meio ambiente.

Esta pesquisa contou com os apoios da FAPESP e da EMBRAPII, sublinhando-se o fato de que as microcápsulas serão fabricadas por uma startup sediada em São Carlos.

Assinam este trabalho os pesquisadores: Matheus Garbuio, Larissa Marila de Souza, Lucas Danilo Dias, Jean Carlos Ferreira Machado, Natalia Mayumi Inada, Hernane da Silva Barud, Edgar Aparecido Sanches, Francisco Eduardo Gontijo Guimarães, Ana Paula da Silva, Alessandra Ramos Lima e Vanderlei Salvador Bagnato.

Confira no link o artigo científico publicado sobre esta pesquisa – https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2025/05/pharmaceutics-17-00496.pdf

DESCALVADO/SP - Um ano após ter sido implementado o “Programa Vem Saber –Módulo Descalvado” na EE José Ferreira da Silva, naquela cidade, com a duração de três anos, através da inauguração da revitalização do Auditório da Biblioteca Comunitária de Descalvado, localizada na citada escola - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/ifsc-usp-implanta-programa-vem-saber-na-cidade-de-descalvado-uma-parceria-que-envolve-varios-atores/ -, o passado dia 19 de maio do corrente ano – “Dia do Físico - ficou marcado pela inauguração do “Laboratório de Física Vem Saber USP” naquele estabelecimento de ensino. Dessa forma, toda a infraestrutura (biblioteca e escola) se consolida para disponibilizar espaços dedicados a ações direcionadas às áreas de ciência e tecnologia, bem como à própria comunidade de Descalvado.

Este projeto da Universidade de São Paulo, liderado pelo Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), iniciado há vinte e cinco anos e desde então coordenado pelo docente Prof. Dr. Antonio Carlos Hernandes, tem o foco de motivar e convidar os alunos do Ensino Médio das escolas do Estado de São Paulo a visitarem o Campus USP de São Carlos, observarem como ocorre a vida dos universitários, incentivando-os a prosseguirem seus estudos rumo ao ensino superior, numa viagem através de um processo de transformação social. Até o presente momento, já participaram deste projeto cerca de duzentos mil alunos oriundos de escolas do Estado de São Paulo. Com o “Vem Saber – Módulo Descalvado”, o programa saiu de dentro da USP pela primeira vez e começou a entrar nas escolas para um contato mais próximo, mais intimista, mas com os mesmos objetivos iniciais, sendo que a EE José Ferreira da Silva iniciou essa jornada em 2024.

Ampliação das oportunidades para alunos, professores e gestores

A inauguração do “Laboratório de Física Vem Saber – USP”, que oferece cerca de quarenta experimentos dedicados a dez temas diferentes, reafirma o compromisso assumido pelo programa através de uma parceria sólida estabelecida em 2024 não só com a EE José Ferreira da Silva, mas com um vasto grupo de atores, onde se contam a Prefeitura Municipal de Descalvado, por intermédio da Secretaria de Educação e Cultura, Diretoria de Ensino da Região de São Carlos, cujos representantes marcaram presença nesta inauguração, bem como os agentes econômicos locais.

Coube ao coordenador do programa, Prof. Antonio Carlos Hernandes, acompanhado pelo diretor da escola, Prof. Waldir Paganotto, recepcionar os convidados e, de uma forma resumida, partilhar a história do projeto e sublinhar as diversas atividades que entretanto já foram desenvolvidas com diversos grupos de estudantes, inclusive com a criação, no passado dia 7 de maio, de uma nova turma composta integralmente por meninas da primeira série do ensino médio e que desenvolverão suas atividades no novo laboratório da escola. Integradas no denominado “Projeto Atena”, financiado pelo CNPq e tendo o “Programa Vem Saber” como parceiro, as jovens alunas serão beneficiadas por este projeto que irá oferecer bolsas de estudo na modalidade de Pré-Iniciação Científica.

Sendo esta escola um centro gerador de conhecimento, cujos resultados já são visíveis, o Prof. Antonio Carlos Hernandes sublinhou que o “Programa Vem Saber” poderá, eventualmente, avançar para além dos três anos inicialmente previstos, por forma a que o projeto possa integrar as comemorações dos 195 anos da cidade de Descalvado, aniversário esse que acontecerá em 2030. “Existe o intuito do projeto implementado aqui ser um centro irradiador de conhecimento, abrangendo não só os alunos como professores e a comunidade. Descalvado é uma das poucas cidades que tem uma biblioteca muito bem organizada e agregada a uma escola, o que, certamente, beneficia a comunidade através de várias ações, e a EE José Ferreira da Silva é um exemplo, sublinhando-se aqui o fato de ela ter obtido uma das melhores posições na Competição USP de Conhecimentos e Oportunidades (CUCO)”, enfatizou Hernandes.

A presença do poder público de Descalvado e do IFSC/USP

Este evento contou com a presença de diversos convidados, entre os quais destacamos o Educador Prof. Herbert João Alexandre, que ao longo dos últimos anos tem colaborado na coordenação do “Programa Vem Saber”, a Dirigente Regional de Ensino, Profª Debora Gonzalez Costa Blanco, o diretor do Instituto de Física de São Carlos, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, o Presidente da Comissão de Cultura e Extensão do Campus USP de São Carlos, Prof. Guilherme Sipahi, e ainda uma forte presença de representantes dos órgãos legislativo e executivo de Descalvado – Drª Vanisse Gonçalves, Presidente da Câmara Municipal, que esteve acompanhada pelas vereadoras Michelli Longo e Jake Bronini, do Prefeito, Luis Guilherme Panone e da Secretária Municipal de Educação, Alessandra Paganotto.

Em seu discurso, o diretor do IFSC/USP, Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, agradeceu o empenho e o trabalho desenvolvido pelo Prof. Antonio Carlos Hernandes e sua equipe ao longo dos anos na formação de jovens alunos, tendo salientado, a esse respeito. “Hoje, o mundo é muito mais complicado do que era há vinte ou trinta anos, já que ele está completamente dependente da tecnologia. Antigamente, se faltava energia por algumas horas o impacto era muito baixo, comparativamente com os tempos atuais: se hoje faltar a energia por uma hora entramos num caos por causa da internet, que domina tudo. Assim, hoje e da mesma forma, a evolução da formação de um aluno é muito mais complexa do que era antigamente, o que exige a aplicação de novos mecanismos, de novas abordagens. A abordagem que o “Programa Vem Saber” tem usado é, por isso, extremamente eficiente, já que trata a educação de uma forma integrada para que os alunos aprendam diferentes conceitos que aliam a teoria à experimentação, através das linguagens mais importantes e que são as que geram conhecimento – artística, idioma e matemática -, sendo que este projeto traz essas linguagens”, enfatizou o docente.

No final de seu discurso, o diretor do IFSC/USP destacou que a educação é o único caminho que existe para se poder alcançar uma sociedade mais igualitária, com melhor qualidade de vida e mais inclusiva, sendo que para o orador é um grande orgulho para o IFSC/USP e para a USP poderem contribuir com este projeto na cidade de Descalvado.

SÃO CARLOS/SP - Pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) estão iniciando uma chamada de pacientes voluntários portadores de fibrose pulmonar para início de um novo tratamento à base de ultrassom com laser terapêutico, um método que se iniciou há alguns anos com os tratamentos das consequências da fibromialgia.

O que é fibrose pulmonar

A fibrose pulmonar é o resultado de um processo inflamatório crônico que leva à formação de tecido cicatricial (fibrose) nos pulmões. Esse tecido substitui o tecido saudável, tornando os pulmões menos elásticos e mais rígidos. Como resultado, a respiração se torna mais difícil porque os pulmões não conseguem se expandir e contrair como deveriam.

Diferente de infecções respiratórias comuns, a fibrose pulmonar não tem uma causa única e pode estar associada a vários fatores, como, por exemplo, doenças autoimunes, exposição a substâncias tóxicas em ambientes fechados, como poeira de sílica, amianto e mofo, infecções pulmonares de repetição, tabagismo, uso de certos medicamentos, como alguns quimioterápicos e antibióticos e ainda causas genéticas.

Os sintomas da doença são: falta de ar progressiva, que começa aos poucos e vai piorando com o tempo, tosse seca e persistente, fadiga constante e perda de peso e fraqueza, porque o corpo começa a gastar mais energia para compensar a baixa oxigenação.

A fisioterapeuta e pesquisadora do IFSC/USP, Vanessa Garcia, que será a responsável pela realização deste novo tratamento, acompanhou ao longo do tempo a ação da utilização de um equipamento desenvolvido no Instituto de Física e que auxiliou – e muito – a tratar indivíduos com sequelas pós-COVID, com resultados muito bons na melhora de parâmetros respiratórios, funcionais, regularização do sono, regeneração tecidual, redução da inflamação e alívio da dor, tendo agora aberto uma oportunidade para testar o tratamento da fibrose pulmonar.

Como funciona o tratamento

Segundo Vanessa Garcia, este tratamento é completamente indolor e bastante fácil de aplicar. “Este tratamento experimental inclui uma avaliação da parte respiratória de cada paciente através de determinados exercícios físicos, seguindo-se a aplicação do tratamento com ultrassom e laser nas palmas das mãos”, explica a fisioterapeuta.

Esta é uma chamada destinada a um grupo de apenas vinte pacientes, sem restrição de idades e que não tenham histórico oncológico e de cirurgias recentes, compreenderá dez sessões, duas vezes por semana, com uma duração total de cinco semanas, sendo que cada sessão demorará uma hora.

Informações e inscrições para este tratamento poderão ser feitas através do telefone da Unidade de Terapia Fotodinâmica (UTF) da Santa Casa de Misericórdia de São Carlos – (16) 3509-1351, sendo que os procedimentos serão realizados a partir do dia 22 de abril na Clínica de Fisioterapia instalada na UNICEP, em São Carlos.

Este estudo é supervisionado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato, com coordenação do pesquisador do mesmo Instituto, Dr. Antonio Eduardo de Aquino Jr.

O vigor e a capacidade de transformar o conhecimento em riqueza e soluções

SÃO CARLOS/SP - O envolvimento com a ciência é fundamental para o desenvolvimento da sociedade moderna. Nas ciências estão as soluções para os problemas mais relevantes de uma sociedade. Imagine o quanto o entendimento científico tem ajudado na melhoria da vida do ser humano através dos diversos tratamentos e remédios que estão sendo constantemente desenvolvidos.

A ciência é tão importante, que os atuais confrontos entre nações muitas vezes se dão pela competição científica, sendo que junto com ela vem o desenvolvimento tecnológico. Com o avanço da ciência, tudo o que cotidianamente acontece ao nosso redor passa a ter um melhor entendimento e, com o seu domínio, surgem novas formas de lidar com os problemas. É dessa forma que nascem as tecnologias, que advêm do acúmulo de conhecimento promovido pela ciência. E, quando o conhecimento atinge uma maturidade que pode se tornar em aplicação definitiva na solução de problemas, ou criando formas de se fazer mais eficientemente aquilo que fazíamos antes, nasce a tecnologia.

É natural pensarmos que aqueles que trabalharam duro no desenvolvimento de ideias para o aparecimento de novas tecnologias tenham algum direito quando tais ideias viram produtos e rendem dividendos comerciais: para garantir tais direitos é que existem as patentes.

Patente é um documento que demonstra que determinados princípios colocados juntos - e de uma forma especifica - podem gerar um novo aparelho ou equipamento, ou um procedimento inédito. Um documento de patente é como uma carta de direito aos criadores originais de um certo equipamento, ou aplicação.

O cientista que avança o conhecimento, cada vez conquistando mais e ampliando o entendimento das coisas, tem grande valor para a humanidade. Quando pessoas são capazes de usar certos conhecimentos para torná-los aplicáveis a uma situação específica, é a partir daí que cabe uma patente ou propriedade intelectual, sendo que o ambiente científico é o local propicio para a evolução de ideias e conhecimentos para patentes.

Cientistas capazes de conjugarem o avanço do conhecimento com aplicações sólidas e relevantes, são aqueles que movimentam, além do progresso da ciência, o progresso da tecnologia. O progresso tecnológico, geralmente demonstrado pelas patentes obtidas, é que de fato faz a ciência ser incorporada no dia a dia das pessoas e que acabam tendo grandes impactos econômicos e sociais. As patentes mostram o vigor e a capacidade de se transformar o conhecimento em riqueza e soluções. Certamente, dentro da USP temos diversos laboratórios e pesquisadores que conhecem este panorama e trabalham na direção de avançar o conhecimento e transformá-lo em benefícios diversos.

O Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF) do IFSC/USP é certamente um desses casos. Sua pujança e capacidade em transformar ciências em aplicações é demonstrado pelo elevado número de patentes que o grupo já depositou no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) - o guardião das patentes brasileiras. O CEPOF conquistou agora a marca de 104 patentes depositadas, o que demonstra um elevado teor de ciências, mas, mais importante, uma elevada capacidade de transformar o conhecimento gerado em produtos e riquezas.

Segundo um dos pesquisadores líderes do grupo, o Prof. DR. Vanderlei Salvador Bagnato “Nossa preocupação maior é avançar o conhecimento e produzir gente competente, mas estamos sempre em estado de alerta para aproveitar as boas ideias e o conhecimento em aplicativos uteis para a sociedade e para o fortalecimento da economia do país”. Continuando, Bagnato afirma “Não temos apenas as patentes, temos orgulho em dizer que ajudamos a colocar de mais de quarenta produtos no mercado e que hoje geram empregos e movem a economia. Somos grandes consumidores de recursos públicos para gerar conhecimento, mas somos também grandes contribuidores de geração de recursos através de nossos desenvolvimentos”, pontua o pesquisador.  Segundo o advogado de patentes, Dr. Márcio Loretti, colaborador do grupo “Estamos sempre trabalhando junto aos pesquisadores, técnicos e alunos, para poder ajudar na transformação de ideias e transformar provas de princípios em patentes”.  Marcio, se dedica grande parte do tempo a discutir e ajudar os pesquisadores com a elaboração das patentes dentro dos padrões necessários. “Ter um profissional ajudando todo o tempo nos coloca em situação melhor para alcançarmos estes números de patentes tão significativos” diz Bagnato.

As patentes giram em torno de diversos temas, sempre estando direta ou indiretamente relacionadas com a ótica e seus aplicativos.

SÃO CARLOS/SP - Pesquisadores do IFSC/USP criaram um novo protocolo com base em um novo equipamento desenvolvido no Instituto para a reabilitação de pacientes com radiculopatia lombar por hérnia discal. A pesquisa foi elaborada através de dois estudos de caso de pacientes, publicado na revista científica “Journal of Novel Physioterapies”.

Para entender melhor

A anatomia da coluna vertebral é constituída por vértebras cervicais, toráxicas, lombares, sacrais e coccígeas, existindo entre essas vértebras discos intervertebrais que têm a função de estabilizar a coluna, absorvendo todo o tipo de impactos e proporcionando a sua mobilidade. Quando acontece uma degeneração discal devido a traumas, idade avançada, má postura, sedentarismo ou movimentos repetitivos, entre outros fatores, pode ocorrer um deslocamento do material que compõe esses discos intervertebrais, provocando uma compressão das estruturas nervosas na região afetada. Essa compressão pode ser leve, transmitindo uma sensação de dor radicular que sai da raiz nervosa e percorre todo o membro inferior afetado - uma dor crônica, uma espécie de “agulhada” forte. Por outro lado, a compressão pode provocar uma situação mais grave, apresentando, além da dor crônica, sintomas neurológicos adversos como perda da funcionalidade motora, fraqueza muscular e diminuição da sensibilidade e da massa muscular.

Pacientes com radiculopatia lombar por hérnia discal são predominantemente do sexo masculino e com idades entre os 45 e 65 anos, atendendo a que a compleição física masculina é maior do que a do sexo feminino – os homens têm mais massa muscular, utilizando-a com mais frequência que as mulheres, além de, por exemplo, serem, por isso, mais susceptíveis a traumas. Convencionalmente, a fisioterapia apresenta vários métodos que trabalham para eliminar a dor e as inflamações causadas por essa condição neurológica, para que os pacientes possam, posteriormente, realizar exercícios de fortalecimento, exercícios esses que podem se prolongar (dependendo de caso para caso) por entre 20 ou 30 sessões.

Novo equipamento apresenta protocolo inovador

O novo equipamento desenvolvido pelo IFSC/USP – já patenteado -, mas ainda em formato de protótipo, apresenta de forma inovadora dois recursos fisioterápicos que visam substituir os métodos tradicionais - a estimulação elétrica funcional e o laser de baixa potência. A estimulação elétrica funcional é um recurso com base em correntes elétricas que ativam os músculos paralisados ou enfraquecidos, promovendo dessa forma o restabelecimento do movimento funcional, ou seja, recupera a parte motora e elimina a atrofia muscular, através de dois eletrodos que são posicionados nos pontos motores – onde existe a conexão entre o nervo e o músculo. Entre os eletrodos existe um dispositivo contendo quatro lasers que são organizados de forma alternada. Essa combinação acelera todo o processo de tratamento, já que ela é posicionada em todo o trajeto do nervo.

Pacientes recuperam condição física em menos de dez sessões

Com este novo equipamento, os pesquisadores do IFSC/USP avaliaram uma paciente do sexo feminino (29 anos) com diagnóstico de hérnia discal (radiculopatia) em L-5/S-1, conforme explica a Fisioterapeuta, pesquisadora do IFSC/USP e a primeira autora do artigo científico, Drª Ana Carolina Negrais Canelada. “Além de uma dor crônica manifestada pela paciente, ela apresentava um déficit motor, uma fraqueza muscular. Não conseguia fletir o quadril nem estender o joelho, o que provocava uma marcha arrastada. Durante longo tempo se submeteu a diversos processos, sem resultados positivos que dessem esperança de poder concluir sua formação em medicina. Fizemos dez sessões de trinta minutos cada, duas vezes por semana, e acompanhamos a paciente com mecanismos avaliativos destinados a nos dar a evolução do seu estado físico. Não foram precisas dez sessões do tratamento, pois muito antes desse prazo a paciente recuperou a sua qualidade de vida com uma substancial diminuição da dor crônica e a eliminação das limitações motoras”, comemora a pesquisadora, acrescentando que a paciente conseguiu concluir sua formação. “A partir de agora ela está apta a iniciar o processo de fortalecimento muscular para proteção das vértebras”, pontua Ana Carolina Canelada.

Um outro paciente apresentava somente dor (radicular) no membro superior direito, atingindo toda a extensão do braço, mas sem déficit sensitivo e motor. Nesse sentido, Ana Carolina Canelada utilizou, com o mesmo equipamento, uma outra corrente elétrica para estimular as fibras nervosas apenas para eliminar a dor, como explica a pesquisadora. “Usei esse estímulo juntamente com o laser, sendo que o objetivo foi acelerar a recuperação do paciente, algo que acabou por surgir mesmo antes das dez sessões programadas para esse tratamento. Ao final da quinta sessão apresentou uma melhora substancial na dor, tendo voltado às suas atividades diárias, sendo necessário, contudo, cumprir um calendário para a realização de exercícios de fortalecimento”, conclui a pesquisadora.

Acesse o artigo científico relativo ao primeiro paciente (estudo de caso)  - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2025/04/Canelada_primeiro-artigo.pdf  e o artigo do segundo paciente (estudo de caso) - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2025/04/Canelada_2025_segundo-artigo.pdf

Aprendizado de máquina e microscopia óptica possibilitam desenvolvimento de imunossensores ultra-sensíveis

SÃO CARLOS/SP - Pesquisadores do IFSC/USP, em colaboração com a Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e a Embrapa Instrumentação, desenvolveram uma plataforma inovadora para diagnóstico, que combina aprendizado de máquina e microscopia óptica para detectar o SARS-CoV-2 em concentrações extremamente baixas. O estudo, publicado na revista científica “ACS Sensors”, apresenta uma nova técnica de imunossensoriamento que supera os métodos convencionais em sensibilidade e especificidade, abrindo caminho para um diagnóstico mais acessível e rápido.

A pesquisa, liderada pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Jr. e sua equipe, demonstra que essa nova plataforma para diagnóstico pode identificar a presença do SARS-CoV-2 em concentrações tão baixas quanto 1 unidade formadora de placa por mililitro (PFU/mL). Essa capacidade de detecção é mil vezes mais sensível do que os sensores baseados em ressonância de plásmons localizada (LSPR) convencionais, usando a mesma tecnologia de imunossensoriamento.

Revolucionando a detecção de vírus com imagens impulsionadas por IA

Os biossensores tradicionais dependem de técnicas de medidas, que requerem equipamentos nem sempre à disposição em ambientes clínicos ou em prontos atendimentos primários. Ao aproveitar a microscopia óptica e a IA, a nova abordagem oferece uma alternativa de baixo custo com muito mais sensibilidade.

A plataforma utiliza uma rede neural convolucional (CNN -  “Convolutional Neural Networks”) conhecida como MobileNetV3_Small, juntamente com um classificador baseado no algorítmo Máquinas de Vetores de Suporte (SVM - “Support Vector Machines”), atingindo uma precisão de 91,6% e uma especificidade de 96,9% na distinção de amostras negativas. Além disso, na classificação binária, onde apenas resultados positivos e negativos foram considerados, o modelo alcançou uma impressionante precisão de 96,5%, destacando sua robustez como ferramenta diagnóstica.

Como a Tecnologia Funciona

O imunossensor é baseado em substratos de vidro com nano-ilhas de ouro (AuNI) funcionalizados com anticorpos e que visam a proteína Spike S1 do SARS-CoV-2. Quando expostos a amostras contendo o vírus, esses sensores sofrem mudanças texturais sutis, observáveis por microscopia óptica. Algoritmos de IA analisam então as imagens, detectando padrões indicativos da presença viral com precisão extraordinária.

Uma descoberta fundamental do estudo é que a textura da imagem - em vez da cor - desempenha um papel essencial na detecção do vírus. Isso sugere que o método pode ser aplicado a outras plataformas de biossensores baseadas em mecanismos de detecção por adsorção.

Implicações para diagnósticos futuros

A capacidade de detectar concentrações ultrabaixas de SARS-CoV-2 abre possibilidades para a triagem de infecções em estágio inicial e monitoramento em tempo real em ambientes clínicos e comunitários. Comparado a testes de antígeno tradicionais que possuem limites de detecção mais altos, esta nova técnica alcança uma sensibilidade comparável ao RT-PCR, o padrão ouro para diagnósticos virais.

Além disso, os pesquisadores enfatizam que a abordagem pode ser adaptada para a detecção de outros patógenos virais e biomarcadores, tornando-se uma ferramenta versátil para futuras aplicações em biossensores. Estudos em andamento exploram sua implementação com microscópios de menor ampliação e até câmeras de smartphones, o que poderá aumentar ainda mais sua acessibilidade.

Expansão da tecnologia além da COVID-19

A integração do aprendizado de máquina com a microscopia óptica oferece um caminho promissor para o desenvolvimento de dispositivos diagnósticos portáteis e de baixo custo. A equipe de pesquisa demonstrou que a plataforma pode ser implantada com recursos computacionais mínimos, tornando-a viável para uso em ambientes com recursos limitados. O modelo MobileNetV3_Small, por exemplo, processa imagens em apenas 0,18 segundos, permitindo detecção em tempo real.

Além disso, a capacidade da plataforma de diferenciar entre diferentes concentrações de partículas virais pode ser crucial para a detecção precoce, mesmo em indivíduos assintomáticos. Essa funcionalidade é essencial para o controle de doenças infecciosas e para mitigar surtos antes que eles se tornem pandêmicos.

Os pesquisadores também destacam a possibilidade de adaptação da metodologia para detectar outros patógenos, como influenza, vírus sincicial respiratório (RSV) e novas ameaças virais emergentes. Modificando a funcionalização dos substratos plasmônicos, o imunossensor pode ser ajustado para detectar biomarcadores específicos associados a diversas doenças.

Perspectivas futuras

Embora o estudo atual tenha se concentrado em microscopia óptica de alta ampliação (400X), pesquisas em andamento buscam explorar técnicas de imagem de menor ampliação, incluindo o uso de câmeras de smartphones para aplicações nos pontos de atendimento. Esse desenvolvimento pode ampliar ainda mais a acessibilidade e a relação custo-benefício, expandindo o alcance dos diagnósticos avançados além dos laboratórios especializados.

A equipe de pesquisa também está investigando arquiteturas de aprendizado profundo que possam otimizar ainda mais o desempenho da classificação. Além disso, estão sendo feitos esforços para integrar abordagens de aprendizado de máquina, combinando múltiplas técnicas de extração de características para aprimorar a robustez da detecção viral.

O pesquisador do IFSC/USP, Dr. Pedro Ramon Almeida Oiticica, primeiro autor do artigo científico, comenta esta pesquisa da seguinte forma: "Este novo estudo representa um passo significativo na democratização dos diagnósticos avançados por meio da integração de IA e microscopia. Acreditamos que políticas sólidas de apoio à ciência e tecnologia são fundamentais para que nosso país se desenvolva mais rapidamente, gerando um grande retorno para a sociedade. Temos muita satisfação em aproveitar esses recursos para desenvolver pesquisas que contribuam para a sociedade, promovendo o bem-estar e o fortalecimento científico do país. Continuaremos trabalhando para desenvolver soluções inovadoras e acessíveis na área de sensores, aplicadas em diversas frentes da biotecnologia e do diagnóstico”, finaliza o pesquisador. Este trabalho só foi possível graças ao apoio das agências de fomento à pesquisa - FAPESP, CAPES e CNPq.

Além de Pedro R. A. Oiticica, este estudo pioneiro foi conduzido por uma equipe multidisciplinar composta por: Monara Angelim, Juliana Soares, Andrey Soares, José Proença-Módena, Odemir Bruno e Osvaldo Novais de Oliveira Jr. O artigo científico pode ser conferido no link -

https://doi.org/10.1021/acssensors.4c03451

Como a resistência a antibióticos carbapenêmicos se espalha em hospital brasileiro

SÃO CARLOS/SP - Um estudo inovador liderado por pesquisadores do IFSC/USP, em parceria com o University Medical Center Utrecht (Holanda) e o Hospital Risoleta Tolentino Neves (MG), revelou que um tipo de material genético, chamado plasmídeo IncQ1, está ajudando a espalhar genes que resistem a antibióticos em um hospital brasileiro.

Publicado na prestigiada revista científica Microorganisms, o estudo alerta para o risco crescente desse fenômeno invadir e permanecer no ambiente hospitalar, o que pode dificultar o tratamento de infecções.

Os antibióticos carbapenêmicos são considerados uma das últimas opções para tratar infecções graves, mas, no entanto, muitas bactérias desenvolveram um mecanismo de defesa contra eles, chamado KPC, que torna esses antibióticos ineficazes. O estudo analisou 49 amostras de bactérias coletadas entre 2009 e 2016 em um hospital de Belo Horizonte e descobriu que 67% delas possuíam o gene bla_KPC, responsável por essa resistência. Dessas, 85% tinham o gene armazenado em uma configuração genética denominada NTE_KPC-IId diferente das normalmente encontradas no país, um pequeno pedaço de DNA que pode ser transferido facilmente entre diferentes bactérias. O grupo identificou, também, que essa configuração genética estava sendo carreada entre as diferentes bactérias do hospital através de um elemento genético conhecido como plasmídeo IncQ1.

Os pesquisadores descobriram que esse material genético pode passar de uma bactéria para outra, atingindo espécies como Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli e Enterobacter spp., sem prejudicar a sobrevivência das bactérias, significando que a resistência pode se espalhar rapidamente entre microrganismos diferentes dentro do hospital.

Uma das descobertas mais preocupantes foi a identificação de uma bactéria da espécie Enterobacter cloacae, que possuía 8 plasmídeos diferentes, sendo que quatro deles carregavam um total de 24 genes de resistência a antibióticos de diferentes classes. Além do gene de resistência ao carbapenêmico nesta bactéria, os pesquisadores ressaltam outro gene chamado mcr-9, que confere resistência à colistina – um antibiótico usado como última alternativa para tratar infecções graves. A combinação desses vinte e quatro genes de resistência dificulta ainda mais o tratamento, tornando algumas infecções praticamente intratáveis.

Os pesquisadores destacam a importância de monitorar e entender como essas bactérias resistentes se espalham para desenvolver estratégias eficazes de combate. “A presença desses plasmídeos móveis e sua capacidade de transmissão entre diferentes espécies representam um grande desafio para o controle da resistência aos antibióticos”, afirma a Profª Dra. Ilana Camargo, do Laboratório de Epidemiologia e Microbiologia Moleculares – LEMiMo - do IFSC/USP e coordenadora do estudo, que acrescenta: “Quando falamos sobre a disseminação da resistência antimicrobiana (RAM), pensamos na disseminação de uma espécie de bactéria resistente por toda a enfermaria do hospital ou UTI. No entanto, esta não é a única maneira pela qual a RAM se espalha”, explica a pesquisadora.

Neste estudo, conduzido pela Dra. Camila Boralli durante o seu Doutorado junto ao LEMiMo (ISFC-USP), ela mostrou que elementos genéticos móveis podem se esconder em várias espécies de bactérias e dificultar a percepção de que há uma disseminação. “A Dra. Boralli queria estudar diferentes ambientes genéticos carregando o gene bla_KPC em bactérias gram-negativas de um hospital em Belo Horizonte. O hospital forneceu bactérias resistentes a carbapenêmicos de 2009 a 2016, e Camila as rastreou para a presença do gene KPC, a presença de Tn4401 e clonalidade. Ela investigou apenas diferentes clones carregando NTEKPC e, para nossa surpresa, havia apenas o tipo NTEKPC-IId naquele hospital. Além disso, esse elemento estava em plasmídeos do tipo IncQ1, mostrando disseminação multiespécies. Embora ela também tenha investigado a capacidade de replicação e conjugação desses plasmídeos em diferentes espécies - cientistas, vale a pena conferir! -, a primeira mensagem que precisamos que você se lembre é que a disseminação de RAM também significa disseminação de genes. Você pode não ter apenas uma espécie se espalhando, mas um plasmídeo escondido e conjugando-se a diferentes espécies bacterianas. Neste caso, plasmídeos do tipo IncQ1 carregando NTEKPC-IId foram encontrados em várias bactérias, incluindo as linhagens clonais de alto risco K. pneumoniae ST11 e ST147”, finaliza a pesquisadora.

O estudo contou com os financiamentos da CAPES e CNPq.

Para conferir o artigo científico, acesse - https://doi.org/10.3390/microorganisms13010180

SÃO CARLOS/SP - O Espírito Santo (ES) é o estado brasileiro que apresenta uma incidência considerável de câncer de pele, isso porque uma parte significativa da população é constituída por imigrantes oriundos da Europa, principalmente alemães e pomeranos - povo de origem alemã que migrou para o Brasil no século XIX e descendentes de famílias que viviam na antiga Pomerânia, uma região que se estendia do norte da Polônia até a Alemanha -, e cujas características físicas destacam pele muito clara, por isso vulnerável aos raios solares.

Devido a esse fato, desde a década de 80 o Programa de Assistência Dermatológica e Cirúrgica (PAD) da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) está realizando mutirões em muitas regiões do Estado -principalmente no interior – com a introdução de tratamentos através de técnicas convencionais. Contudo, embora essas ações sejam extremamente importantes, o certo é que se torna fundamental realizar inicialmente um diagnóstico com o intuito de saber se as lesões na pele das pessoas atendidas são benignas ou malignas, algo que, nesse caso, se torna complicado fazer nesses mesmos mutirões, já que a forma mais tradicional de diagnóstico desses casos é através da realização de biópsias.

Com o advento e consequente aprimoramento da Inteligência Artificial (IA) os médicos que colaboram nesses plantões lançaram a ideia de criar um banco de imagens que pudesse auxiliar no diagnóstico de cada paciente. Contatado para essa finalidade, coube ao Prof. Renato Krohling, da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), a missão de desenvolver um aplicativo que pudesse albergar um banco de dados (imagens), treiná-lo e validá-lo. Resumidamente, bastaria bater uma foto da lesão através do celular e carregá-la no algoritmo do banco de dados para saber se essa lesão era benigna ou maligna. Esse banco de dados foi muito bem elaborado, já que, junto com a foto, aparecem várias outras informações, como a localização da lesão, a identificação do paciente e o seu fototipo, idade, etc.. Contudo, embora o desempenho desse algoritmo se tenha mostrado eficaz, o certo é que ela não conseguiu atingir um diagnóstico preciso, como o que é obtido por um especialista em dermatologia.

A colaboração do IFSC/USP com imagens de fluorescência

Para melhorar substancialmente o banco de dados, o Prof. Renato. Krohling pediu ajuda aos pesquisadores do Grupo de Óptica do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), atendendo a que esse grupo trabalha desde há muito tempo com a técnica de fluorescência, sendo que a partir daí se poderia criar um outro banco de imagens, desta vez de fluorescência, e que atualmente está ajudando – e muito – os médicos que participam nesse mutirão, já que dessa forma os diagnósticos se apresentam muito mais precisos.

Um trabalho publicado recentemente na revista científica “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” mostra que imagens de fluorescência obtidas com um smartphone conseguem trazer um ganho substancial em termos de precisão no diagnóstico de câncer de pele em cerca de 5%, conforme salienta o docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Sebastião Pratavieira. “Ainda não chega a 100%, mas se formos comparar com os métodos atuais de processamento de imagem, isso está no que chamamos de “estado da arte” e é um método realmente que tem futuro. O que precisamos agora é aumentar esse banco de dados, de imagens, tanto de fluorescência quanto de luz branca. Consideramos que há potencial, visto que os algoritmos de IA estão se tornando mais avançados. Então, a ideia é poder ter uma imagem de luz branca e outra de fluorescência, e agregar esses dados que, certamente, irão chegar a um resultado cada vez melhor. Se efetivarmos isso em situações similares aquela que está ocorrendo no Estado do Espírito Santo, onde principalmente no interior do Estado existe um conjunto grande de populações sem que exista um médico dermatologista experiente a todo momento, isso é relevante pois dá um auxílio enorme no diagnóstico”, sublinha o pesquisador.

O convite à participação de dermatologistas

Contudo, outra finalidade – talvez uma das mais importantes – é motivar os dermatologistas interessados em contribuir com esse banco de imagens para que se dê um apoio eficaz a um maior número de populações atingidas pelo câncer de pele, até porque o IFSC/USP disponibilizará o equipamento de fluorescência (Lince) já existente comercialmente. “Vamos obter fotos de luz branca, de fluorescência, porque o primeiro passo é aumentar esse banco de dados. E, depois, a outra questão é a parte matemática em si, já que ao existir esse banco de dados podem-se testar novas ideias de algoritmos que, por si só, podem aumentar a porcentagem de sucesso no diagnóstico desse tipo de câncer”, finaliza o pesquisador.

O citado banco de dados é aberto ao público e pode ser acessado no artigo científico publicado na “Photodiagnosis and Photodynamic Therapy” -https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1572100024004988?via%3Dihub

“Física Quântica em Ação”

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP0 vai abrir as portas dos Laboratórios de Física Moderna no próximo dia 04 de dezembro, a partir das 14h00, para todos os jovens estudantes do Ensino Médio e quaisquer outros interessados que desejem conhecer ou aprofundar seus conhecimentos nessa área do conhecimento.

No final do Século XIX ficou demonstrado que a Física conseguia explicar quase tudo, com exceção do mundo microscópico, ou seja, os átomos, que já se sabia serem muito pequenos (cerca de um milhão de vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo).

No Laboratório de Física Moderna do IFSC/USP os jovens estudantes irão conhecer - e “meter a mão na massa” - os principais experimentos que desvendaram o mundo atômico e levaram à criação da Física Quântica, experimentos esses que mostram o comportamento dos átomos, elétrons, das partículas de luz – chamadas fótons -, os raios e o laser, entre muitos outros.

Será também um “aperitivo” para se discutir como a Física Quântica revolucionou a tecnologia moderna, a eletrônica, computação, fibras óticas, a ressonância magnética na saúde e ... muito mais.

Inscreva-se, enviando um email para o Prof. Tomaz Catunda – Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

Acredite... Vão ser momentos inesquecíveis!