Relatório de estágio: Aplicações biomédicas em doenças metabólicas, infeciosas e regeneração

O presente documento reflete o trabalho de estágio realizado num laboratório multidisciplinar e multicêntrico, o Laboratório de biotecnologia Médica e Industrial (LaBMI). Este laboratório situa-se no Porto Research, Technology and Innovation Center (PORTIC) do Instituto Politécnico do Porto. O LaBMI acolhe ainda, uma start-up embrionária, a AP Factory, acompanhada e com o apoio de técnico e de gestão da STARTUP PORTO da PORTO GLOBAL HUB (PGH) mas com a mentoria científica da equipa de coordenação do LaBMI. Desta forma, parte do estágio foi realizado também na AP Factory, que utiliza parte dos laboratórios do LaBMI, sob a responsabilidade dos gestores desta start-up. Durante o estágio, foram realizadas diversas atividades de aprendizagem e em diferentes âmbitos, o que permitiu uma oportunidade ímpar de aprendizagem de métodos, técnicas e enriquecimento de conhecimento científico. Intitulou-se o relatório como “Aplicações biomédicas em doenças metabólicas, infeciosas e regeneração” e escolha da ordem dos capítulos relaciona-se com a cronologia da realização das atividades por ordem cronológica crescente. Todos os posters que surgiram dos trabalhos mencionados encontram-se em anexo no final do relatório de estágio. O Capítulo 1 intitulou-se de “Engenharia genética: produção in vitro de fatores de crescimento humanos”. Neste período de estágio, utilizou-se a recombinação genética, um processo que ocorre na ausência de mutações e que consiste na união de genes provenientes de dois genomas distintos resultando na formação de novos genótipos. A Escherichia coli (E.coli) é, normalmente, a bactéria de eleição para a realização de recombinação genética em laboratório, uma vez que a sua fisiologia e genética são bem conhecidas. As células transformadas são capazes de expressar a informação genética adquirida, como por exemplo, resistência a antibióticos e síntese de proteínas cuja informação genética é proveniente do DNA plasmídico. Assim, os plasmídeos contribuem para a diversidade genética da bactéria hospedeira, uma vez que codificam proteínas não específicas do DNA cromossómico. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar uma estratégia de produção de fatores de crescimento como proteínas recombinantes. Esta valência do estágio foi realizada no laboratório de Biologia LaBMI. O capítulo 2 intitula-se “Meios de cultura bacteriana sustentáveis” e resulta da necessidade de nas indústrias de biotecnologia reduzir o impacto dos custos da utilização de meios de cultura altamente dispendiosos, através de uma estratégia de economia circular mediante estratégias sustentáveis. Segundo a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO), os alimentos inicialmente destinados ao consumo humano, que saem da cadeia alimentar humana, são considerados perda ou desperdício alimentar. É possível reduzir a geração de resíduos com gestão sustentável e uso eficiente dos recursos naturais, mesmo por meio da prevenção, redução, reciclagem e reaproveitamento. Muitas de nossas frutas e vegetais são uma fonte natural de nutrientes, vitaminas e minerais e, portanto, as suas cascas podem ser usadas como uma fonte valiosa de meio de crescimento bacteriano. Este trabalho tem como objetivo demonstrar como certos resíduos alimentares podem ser utilizados para desenvolver um meio de crescimento bacteriano, permitindo assim o crescimento e desenvolvimento de bactérias sem quaisquer aditivos químicos. Esta valência do estágio foi realizada no laboratório de Microbiologia do LaBMI. O capítulo 3 denomina-se de “Doenças metabólicas: Diabetes, Neuropatia e NAFLD” em que as atividades de estágio se debruçaram sobre a aplicação de metodologias de análise de biomarcadores proteicos, lipídicos e glicídicos, bem como a análise de biomarcadores do stress oxidativo em diferentes patologias do espectro da síndrome metabólica como a diabetes. Estas atividades realizaram-se no âmbito dos projetos em curso dos orientadores em parceria com o i3S (Instituto de Investigação e Inovação em Saúde) e o LaBMI. Esta valência do estágio foi realizada no laboratório de Biopatologia química do LaBMI. A diabetes está associada a diversas morbilidades como a Neuropatia diabética, que é descrita como uma lesão nos nervos que ocorre devido à exposição prolongada a hiperglicemia, bem como a doença do fígado gordo não alcoólico (em inglês NAFLD) que é caracterizado pela acumulação excessiva de gordura nos hepatócitos associada ao aumento da secreção de hepatocinas (por exemplo, FGF-21). A hiperglicemia e a hiperlipidemia nestes doentes afeta diversas vias metabólicas provocando a acumulação de metabolitos tóxicos que tem como consequência a formação de espécies reativas de oxigénio (ROS), levando ao aumento do stress oxidativo e diminuição da atividade das enzimas antioxidantes. Este trabalho tem como objetivo estudar o stress oxidativo envolvido na Neuropatia Diabética e NAFLD quantificando a capacidade antioxidante total, e quantificação de FGF-21 em indivíduos com NAFLD com e sem diabetes. Finalmente no capítulo 4 foi realizado no âmbito da bolsa de investigação (BI) obtida durante o período de estágio, com o intuito de contribuir para o diagnóstico do novo coronavírus pandémico causador da COVID-19. Esta componente do estágio foi realizada nas instalações do LaBMI, em particular na Unidade de Diagnóstico Molecular e no laboratório de Virologia e no laboratório de Biologia Molecular. Em Wuhan, China, em dezembro de 2019 foi reportada a presença de um caso de pneumologia com etiologia desconhecida, mais trade identificada pela Organização Mundial de Saúde (WHO) como doença do coronavírus 2019 (COVID-19) provocada por infeção pelo vírus SARS-CoV-2. Devido ao rápido aumento de caos positivos e mortes, num curto período de tempo, a COVID-19 foi declarada pela WHO como uma pandemia. Globalmente, desse o início da pandemia até dia 10 de setembro de 2021, a COVID-19 provocou 46 028 82 mortes e 223 022 538 casos positivos. A identificação do RNA viral, nos possíveis infetados com SARS-CoV-2, é possível após isolamento e deteção dos ácidos nucleicos virais por RT-PCR em tempo real. Este capítulo tem como objetivo evidenciar os diferentes métodos de extração de RNA viral, identificação e diagnóstico do SARS-CoV-2