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OBJECTIVOS

A Unidade de Investigação e Desenvolvimento “Química-Física Molecular” da Universidade de Coimbra (QFM-UC) é um grupo multidisciplinar e inter-departamental (com sede no Departamento de Química da FCTUC).

A QFM-UC é responsável pelo Laboratório de Espectroscopia Vibracional em Sistemas Biológicos da Univ. de Coimbra (VIBIMA), infraestrutura de excelência na área da espectroscopia vibracional óptica. Adicionalmente, as técnicas vibracionais não-ópticas (difusão de neutrões) estão também asseguradas através de uma longa e estreita colaboração com o Rutherford Appleton Laboratory (UK). A equipa possui uma vasta e reconhecida experiência no estudo de sistemas biológicos e farmacologicamente relevantes, nomeadamente na sua caracterização estrutural e conformacional. A interligação entre os métodos fisico-químicos e de biologia molecular permite correlacionar a estrutura química com a actividade biológica, assegurando ainda o acesso a amostras biológicas e o seu correcto manuseamento. A actividade científica da QFM-UC desenvolve-se em dois grandes domínios: “Estrutura Molecular versus Actividade Biológica” e “Estrutura Molecular versus Educação, História & Filosofia/Ciências”.

“Estrutura Molecular versus Actividade Biológica”


Monitorizar moléculas e interações moleculares em células/tecidos tem inquestionável interesse em Química Medicinal e Ciência Alimentar. A microespectroscopia vibracional, acoplada a métodos teóricos, é uma abordagem poderosa e ultrassensível para atingir este objectivo. A investigação na QFM-UC centra-se no estudo multidisciplinar de compostos biologicamente relevantes, desde o nível molecular até ao seu papel dentro da célula e impacto metabólico. É dada particular ênfase ao estabelecimento de relações estrutura/conformação vs actividade/mecanismo de acção. (i) Compostos polinucleares de poliaminas com Pd(II) e Pt(II), uma das principais áreas de investigação da Unidade, devido à sua interacção específica com o ADN que leva a um aumento do efeito anticancerígeno relativamente aos fármacos de platina actualmente em uso. Aplicação de técnicas de espectroscopia vibracional de ponta a amostras heterogéneas como células e tecidos, permitindo obter importantes informações tais como a biodistribuição e biodisponibilidade de um fármaco após a sua administração, ou a resposta celular ao tratamento (perfis farmacocinético e farmacodinâmico). Pretende-se ainda estabelecer uma correlação histopatológica entre os espectros vibracionais e as patologias celulares com vista a desenvolver uma ferramenta de diagnóstico in situ rigorosa, rápida e minimamente invasiva. A parceria com o centro de cálculo Milipeia da Universidade de Coimbra permite caracterizar os adutos fármaco-ADN mais prováveis, mediante simulações de dinâmica molecular. Este tipo de cálculos permite o estudo de sistemas em larga escala e uma mimetização mais correcta do modelo celular (oligonucleotídeo de ADN/complexo metálico/solvente/contra-iões). O estudo estende-se ainda à competição pelo princípio activo, a nível celular, nomeadamente a reacção dos complexos de Pt(II) e Pd(II) com a glutationa (um dos mecanismos responsáveis pela resistência adquirida à quimioterapia). (ii) Fitoquímicos presentes na alimentação (e.g. flavonóides, componentes do azeite) tendo em vista o seu potencial antioxidante e quimiopreventivo. (iii) Valorização de produtos agro-alimentares através da encapsulação de extractos de Plantas Aromáticas e Medicinais (PAM) – caracterização fisico-química, toxicológica e biológica por espectroscopia de Raman e por análise de fase na difusão de luz (PALS). A toxicidade destes extractos é ainda avaliada in vitro e in vivo (e.g. análise do efeito ao nível da bioenergética mitocondrial e da indução de apoptose). Estes novos compostos serão adicionados a produtos alimentares tradicionais, tendo em vista a sua comercialização (após análise sensorial). (iv) Ciclodextrinas (CDs) metiladas e não metiladas incluídas em micelas inversas de microemulsões água-em-óleo, com vista à determinação do comportamento das CDs neste ambiente aquoso confinado – estudo por espectroscopia vibracional e por dispersão de neutrões. (v) Impacto metabólico induzido por agentes anticancerígenos contendo Pt(II) e Pd(II), através de experiências de análise metabonómica por RMN (colaboração com Univ Aveiro). A correlação das alterações metabólicas com as condições de exposição ao fármaco possibilita a detecção de biomarcadores relativos à sua toxicidade, permitindo assim a optimização de esquemas terapêuticos. (vi) Investigação dos mecanismos de carcinogénese induzida por Cr(VI), numa vertente de toxicidade ocupacional e ambiental.

“Estrutura Molecular versus Educação, História & Filosofia/Ciências”

(i) Desenvolvimento histórico e social de trabalho científico realizado por alguns químicos portugueses relevantes (ii) Ensino para promover aprendizagem baseada em problemas, orientado por princípios de educação para a sustentabilidade, em contextos educativos de ciências. Beneficiando das competências do grupo, o trabalho de investigação explorará inter-relações Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS), incluindo avanços científico-tecnológicos relevantes para a compreensão de problemas da vida real e da aprendizagem das ciências. Estes são cruciais para desenvolver investigação tendo em vista a promoção de aprendizagens significativas dos alunos em ciências/química, literacia científica e competências chave para aprendizagem ao longo da vida.
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