NAPI Bioinformática

A demanda principal é análises genéticas em crianças e adolescentes infectados por SARS-CoV-2.

Áreas prioritárias:
• Agricultura e agronegócios.
• Biotecnologia e Saúde.
• Sociedade, Educação e Economia.

Solução técnica proposta:
- Fortalecer e promover:
• Formação de RH (Apoio PPGs).
• Desenvolvimento C&T em Bioinfo.
• Academia + Indústria.
• Agro, Saúde e BioEvo.
- Infraestrutura HPC e apoio estratégico grupos/ linhas de pesquisas em Bioinfo.
- Impacto para a sociedade paranaense:
• Riqueza
• Inovação

Resultados esperados:
• Estudar a variabilidade genética de crianças com COVID-19 grave ou Síndrome Inflamatória Multissistêmica Pediátrica (SIM-P).
• Sequenciar e analisar o exoma completo de 192 amostras de crianças e adolescentes infectados por SARS-CoV-2.

Instituições parceiras:
• Universidade Estadual de Ponta Grossa UEPG
• Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR
• Universidade Federal do Paraná UFPR
• Universidade Estadual do Centro Oeste do Paraná
• Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná IDR-PR
• Universidade Estadual de Londrina UEL
• Instituto de Tecnologia do Paraná Tecpar
• Instituto Carlos Chagas ICC/ Fiocruz-PR
• Fundação Osvaldo Cruz Fiocruz
• Empresa brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA-Soja e EMBRAPA-Café
• Center dor Development of Advanced Computing, India C-DAC

Fomento:
• Total R$ 2.060.875,00
-UEPG R$ 1.119.700,00
-UTFPR R$ 941.175,00
• Bolsas: 22 (IC até Pósdoc)
• Valor custeio R$ 1.710.875,00
• Valor capital R$ 350.000,00

Link para o grupo na plataforma iAraucaria e contato com facilitadores:
https://www.iaraucaria.pr.gov.br/itl/#/home/groups/timeline?58a47feb=17

Link da apresentação:
https://www.youtube.com/live/L7MwgMpH-ng?feature=share

Justificativa:
Para a realização deste projeto, uniram-se pesquisadores e instituições parceiras do NAPI Bioinformática tais como Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Tais pesquisadores atuarão na extração de DNA, e sequenciamento e análise do exoma no intuito de identificar similaridades e diferenças de polimorfismos de DNA presentes nos grupos de pacientes pediátricos selecionados. Diferentes áreas do conhecimento serão abordadas, sendo elas: medicina, biologia molecular, genômica, bioinformática e computação. Para viabilizar este projeto, foi firmado um acordo de parceria com a empresa Illumina que concedeu desconto de 40% nos reagentes necessários para o sequenciamento do exoma das amostras. Assim, utilizaremos o equipamento Novaseq que aguarda instalação no Instituto Carlos Chagas (ICC/Fiocruz-PR) para o sequenciamento do exoma das amostras deste projeto. Em termos computacionais, utilizaremos o parque computacional do ICC/Fiocruz-PR e UTFPR para armazenamento e processamento dos dados. Para a realização deste projeto, solicita-se R$ 350.000,00 para a aquisição de insumos para extração do DNA e sequenciamento do exoma. Pelo exposto, acreditamos que este projeto trará um avanço significativo na estruturação do NAPI Bioinformática, uma vez que estes pesquisadores terão acesso aos exomas e poderão auxiliar no melhor entendimento das doenças causadas pelo SARS-CoV-2 ao utilizar diferentes abordagens de análise dos dados. A busca para compreender a variabilidade genética do vírus SARS-CoV-2 e a investigação de polimorfismos no genoma de pacientes acometidos por COVID-19 tornaram-se o objeto de estudo de pesquisas mundiais [1,2]. Estudos apontam que variações genéticas dos pacientes podem ser determinantes na severidade da doença [1]. Em análises recentes de exoma de pacientes infectados pelo SARS-CoV-2, foi possível listar genes responsáveis pela modulação e suscetibilidade ao COVID-19 [3]. Por exemplo, foi elucidado que o SARS-CoV-2 utiliza o receptor da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) e a serina protease transmembrana (TMPRSS2 e TMPRSS4) para infectar células pulmonares humanas. Entretanto, variabilidades genéticas de pacientes podem contribuir para diferenças na taxa de infecção e/ou gravidade de COVID-19 [1,2,4,5]. Estudos recentes também mostraram que variantes em outros genes, tais como SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6, XCR1, IL6, CTSL, ABO, FURIN, OAS1, OAS2, OAS3, TYK2, DPP9, IFNAR2 e genes da família HLA também foram associados na resposta à infecção por SARS-CoV-2 [6-9]. A COVID-19 e SIM-P podem acometer pacientes pediátricos e alguns estudos já foram realizados [10-12]. Tais estudos evidenciaram a necessidade de aprofundamento de análises moleculares para o melhor entendimento dessas enfermidades. Como a frequência das variantes genéticas podem variar de acordo com a localização geográfica [13], este projeto visa investigar as bases genéticas associadas aos diferentes desfechos clínicos provocados pela COVID-19 usando dados de exoma que serão produzidos no nosso grupo a partir de amostras pediátricas.

Resumo:
O NAPI Bioinformática congrega diferentes instituições paranaenses de ensino e pesquisa e é esperado que os pesquisadores envolvidos colaborem nas mais diferentes áreas do conhecimento para formar recursos humanos e buscar o melhor entendimento de problemas relevantes em termos científicos. Neste sentido, a pandemia de COVID-19 mudou a rotina mundial nos últimos 2 anos. A pandemia de COVID-19 foi causada pelo novo coronavírus Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) que já vitimou mais de 5 milhões de pessoas em todo o planeta, sendo grande parte dessas vítimas fatais, adultos e idosos. O NAPI Bioinformática fez um esforço de integração de sua equipe de pesquisadores para contribuir para o melhor entendimento das nuances de severidade das doenças causadas pelo SARS-CoV-2. Entre as crianças e adolescentes, a infecção pelo SARSCoV-2 é assintomática ou provoca sintomas leves na maioria dos casos. No entanto, em casos raros, os pacientes pediátricos podem ser afetados gravemente e apresentar manifestações clínicas diferentes dos adultos, podendo manifestar um quadro de inflamação multissistêmica, conhecido como Síndrome Inflamatória Multissistêmica Pediátrica (SIM-P), com sinais clínicos de febre alta persistente, manifestações gastrointestinais exuberantes (dor abdominal intensa, diarréia e vômitos), conjuntivite não purulenta, exantema polimórfico, edema de mãos e pés, mucosite oral, linfadenopatia generalizada, hepatoesplenomegalia, serosite (pleurite, pericardite e ascite), irritabilidade, cefaleia, alteração de nível de consciência, podendo ainda, em alguns casos, complicar com choque (hipotensão arterial, taquicardia e distúrbio de perfusão). Estudos têm relatado cada vez mais a grande influência da variabilidade genética perante a resposta do paciente frente à infecção pelo SARS-CoV-2, de tal forma que tais descobertas possam contribuir para futuros tratamentos e condutas que sejam mais personalizados, baseados no genótipo apresentado pelo paciente. Atualmente, já temos armazenadas amostras de pacientes pediátricos com quadro confirmado de COVID-19 leve (194 amostras), COVID-19 grave (22 amostras) ou SIM-P (23 amostras). Estas amostras compreendem crianças de 5 meses de idade a 18 anos incompletos. Este projeto de pesquisa visa o sequenciamento e análise do exoma a partir de DNA extraído do swab nasal ou saliva utilizado no diagnóstico de COVID-19 ou SIM-P, sendo aprovado pelos Comitês de Ética em Pesquisa competentes. Uma vez que grande maioria das amostras já se encontram armazenadas, esperamos que em 12 meses o sequenciamento e análise do exoma de 192 amostras de crianças estejam finalizadas e pelo menos um manuscrito descrevendo os resultados deste projeto tenha sido redigido para ser submetido para publicação em periódico internacional.

Projetos envolvidos

NAPI Bioinformática

PI 11/2021 - NAPI Bioinformática 2021-2024

Valor total: R$ 1.751.100,00

UEPG Bioinformática

PI 07/2019

Valor total: R$ 62.400,00

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