Estamos sempre de olhos bem abertos para as possibilidades que se apresentam pela convergência e integração de diferentes tecnologias, métodos e abordagens. A área de bioengenharia é rica em diversidade de problemas e também de soluções.
Nosso trabalho consiste em identificar e resolver problemas, ou pelo menos encaminhá-los na direção correta, em áreas da biomedicina e da biotecnologia que podem se beneficiar dos conhecimentos e fundamentos da engenharia de química ou de processos.
Encontramos nos materiais que podem ser utilizados para esses fins, os biomateriais, uma ampla gama de possibilidades para a substituição de tecidos e de órgãos. Mesmo modelos simples em hidrogéis para cultura 3D pode-se realizar experimentos que fornecem informações muitas vezes mais precisas do que em modelos animais.
Estamos interessados no desenvolvimento de novos materiais que possam ser biointegrados, isto é, que possam servir como material de implante como substituto de tecidos e/ou de órgãos, ou como material de suporte à vida, fazendo às vezes de tecido ou órgão artificial.
Temos utilizado intensivamente hidrogéis de nanocellulose bacteriana para diversos fins, especialmente como scaffold para produtos de engenharia tecidual.
Combinações de células com biomateriais, por exemplo células-tronco ou mesenquimais em geral, podem resultar em boas plataformas para estudos de engenharia tecidual e de medicina regenerativa.
Quando a construção é realizada com scaffolds apropriados, células tumorais podem crescer em ambiente 3D como tumoróides que mimetizam diferentes estágios do desenvolvimento de vários tipos de câncer, entre eles melanoma e câncer de mama. Nosso grupo está interessado em desenvolver e aplicar essas construções para melhor entender mecanismos e processos tumorais in vitro e in vivo.
Os avanços no conhecimento de sinalizações intra e intercelulares permite agora a combinação de vias metabólicas reconstruídas a partir do genoma sequenciado, como em estudos de engenharia metabólica, e processos de regulação da expressão de grande conjunto de genes.
Os recentes avanços nas técnicas de edição genômica como, por exemplo, com a utilização de ferramentas CRISPR-Cas9 permite agora a realização de manipulações de genomas como um todo, ou pelo menos de múltiplos alvos de forma programada e perfeitamente dirigida. Isto permite a realização do que conceituamos como engenharia genômica há mais de quinze anos. Finalmente é possível agora o domínio praticamente completo da edição e editoração genômica de microrganismos e de organismos superiores.
Os fundamentos da engenharia química são igualmente aplicáveis a processos químicos e a bioprocessos em geral. Nosso grupo trabalha com modelos rigorosos para a simulação dinâmica de processos de interesse industrial..
O uso indiscriminado de nanomateriais têm despertado preocupações quanto a sua segurança, tanto na fabricação quanto no uso e manuseio. Em particular, estamos interessados em investigar como nanopartículas alteram a fisiologia celular e promove ou desencadeia processos citotóxicos em bactérias e células animais.
© Luismar Porto