INCT 2014: fluidos complexos

Resumo

O projeto do INCT-FCx congrega profissionais das áreas de Física, Química, Biologia, Farmácia, Medicina, Engenharia Biomédica e Matemática, em torno de problemas que demandam um enfoque multidisciplinar na área dos fluidos complexos. Visamos gerar conhecimentos de fronteira, disseminá-los no ambiente acadêmico e divulgá-los à sociedade para compreender as interações moleculares que produzem o comportamento complexo de cristais líquidos e estruturas supramoleculares de interesse bioquímico e biológico. Estes avanços científicos devem, também, permitir uma série de aplicações descritas resumidamente abaixo. A equipe de pesquisadores é composta de setenta e seis doutores das diferentes disciplinas das Ciências da Terra e da Vida e da Matemática, originários das regiões sudeste, sul, centro-oeste e nordeste do Brasil. Esta equipe inclui grupos de pesquisadores experimentais e teóricos de reconhecida competência na área dos fluidos complexos e destacados colaboradores e consultores do exterior nas áreas do projeto. Vinte e uma instituições de ensino e pesquisa, de onze estados brasileiros e o Distrito Federal compõem a rede de grupos de pesquisa envolvidos no projeto. No desenvolvimento dos projetos propostos serão utilizadas diferentes técnicas experimentais como, por exemplo, as de óptica linear e não-linear, ressonância magnética nuclear difração e espalhamento de raios X. entre outras. Todas as linhas de investigação propostas terão a colaboração ativa de membros da equipe especialistas em simulações computacionais e com grande experiência teórica. Os objetos de estudo deste projeto são sistemas multicomponentes autoagregados em equilíbrio termodinâmico, tais como cristais líquidos, coloides magnéticos, micelas, complexos surfactantes-proteínas e lipoproteínas humanas de alta e baixa densidade. Também serão estudados sistemas fora do equilíbrio termodinâmico, como lipossomas e vesículas e emulsões. Uma parte do nosso interesse foca sistemas modelo, em condições controladas, que visam obter informações sobre as relações estrutura/função biológica e a dinâmica interfacial. Serão investigadas as lipoproteínas de baixa e alta densidade. No caso das lipoproteínas humanas, visamos compreender processos oxidativos e implicações na aterosclerose. Fragmentos peptídicos da apolipoproteína B humana serão estudados visando a produção de ferramentas de imunização à doença aterosclerótica. Uma outra linha investigativa relacionada à aterosclerose, propomos a produção de emulsões de partículas formadas por lipídeos e colesterol, com dimensões nanométricas e estrutura similar à LDL. As propriedades dessas nano emulsões serão investigadas por meio de diferentes técnicas experimentais para a sua utilização como vetores de drogas para o tratamento de certos tipos de cânceres, arteriosclerose e leishmaniose. Objetivamos o estudo fundamental de propriedades de membranas-modelo, como permeabilidade, elasticidade e propriedades conformacionais. Uma meta significativa é disponibilizar uma metodologia de análise do plasma humano, por meio da ressonância magnética nuclear, que forneça diretamente o perfil das lipoproteínas plasmáticas. Os experimentos envolvendo sistemas biológicos serão planejados em conjunto com matemáticos especialistas em estatísticas populacionais. Dessa forma os resultados poderão ser extrapolados para populações maiores com significância estatística. Visamos desenvolver um método de deconvolução do espectro de ressonância magnética (1H) que quantifique as diferentes classes e subclasses das lipoproteínas humanas plasmáticas. Esse tipo de análise poderá impactar o diagnóstico e tratamento da aterosclerose no país. A pesquisa também visa a síntese e caracterização de novas nanopartículas e coloides magnéticos com aplicações tecnológicas e biomédicas (vetores de droga, hipertermia e contraste para imagens por ressonância magnética). Esta linha de investigação deve levar à definição de metodologias de produção de nanopartículas magnéticas e coloides com potencial uso industrial e médico, podendo ser transferidas ao setor produtivo. No que se refere à síntese de novos coloides magnéticos, alguns deles biocompatíveis, objetivamos que o país tenha capacidade de síntese e caracterização desses ferrofluidos. Isso viabilizará tanto sua aplicação nas diferentes áreas como também na sua produção em larga escala, visando suprir o mercado nacional. O estudo de cristais líquidos e estruturas supramoleculares visa utilizar técnicas experimentais físicas e químicas para caracterizar e compreender as interações moleculares que produzem o comportamento complexo de cristais líquidos e estruturas supramoleculares, algumas de interesse bioquímico e biológico. Em particular serão investigadas propriedades de molhagem de substratos com cristais líquidos bem como filmes liquido cristalinos suspensos. No aspecto do ensino realizaremos escolas periódicas para estudantes de graduação e pós-graduação e fomentaremos a criação de disciplinas (graduação e pós-graduação) em universidades. Na extensão atuaremos junto ao ensino médio, ministrando cursos de atualização anuais para professores nos temas da saúde, estrutura da matéria e tecnologias relacionadas ao tema do projeto ([...] matéria, novos materiais, água e fluidos biológicos e seu impacto na sociedade e na saúde do homem). Realizaremos atividades, divulgação junto ao público através de exposições anuais em locais de grande circulação de pessoas (estações centrais de metrô e demais locais de grande afluxo de pessoas). (AU)