Tema de Nobel de Química e Medicina, biofísica molecular atrai

130 alunos do Brasil e exterior para evento na USP

Curso do Instituto de Física da Universidade de São Paulo atrai inscrições de estudantes de pós-graduação e jovens cientistas de 8 Estados e 24 países

Depois do feriado do dia 12 de outubro, mais de 130 jovens brasileiros de 8 Estados e 24 países vão passar duas semanas discutindo biofísica molecular, tema que já rendeu no ano passado um prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia. Neste ano, o assunto também levou o Nobel de Química. São alunos de pós-graduação e jovens pesquisadores de áreas como Física, Biologia, Química, Biomedicina, Bioquímica, Neurociência e Biocomputação. Ao todo, serão 133 estudantes.

Os temas vão ser discutidos durante o curso São Paulo Advanced School of Science on Biophysical Methods to Study Biomolecular Interactions, que acontece entre os dias 16 e 27 de outubro no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP).

Serão dez dias mergulhados em questões que tratam de temas como criomicroscopia, que rendeu o Nobel de Química neste ano. Trata-se de uma técnica bastante nova que vem sendo usada na determinação da estrutura de proteínas de membrana, por exemplo.

“A aplicação prática disso é melhorar o conhecimento de estrutura e função de biomoléculas inseridas em membranas biológicas sem a necessidade de cristalização, muitas vezes difícil e não factível. O melhor entendimento da relação estrutura versus função tem potencial impacto na área de saúde e de prevenção.  Então, quem sabe, podemos ter no curso hoje um eventual candidato a uma grande descoberta e a um prêmio Nobel no futuro”, disse a professora Rosangela Itri, coordenadora do curso.

O curso recebeu mais de 300 pedidos de inscrição, o que surpreendeu os organizadores. Com a procura, o número de vagas oferecidas (50 para o Brasil e 50 para o exterior) teve que ser ampliado. Os estudantes selecionados estão desenvolvendo projetos de pós-graduação ou são pós-doutores em áreas relacionadas à biofísica.

São alunos trabalhando com aplicações de técnicas de espalhamento, ressonância paramagnética eletrônica e nuclear magnética no estudo da conformação de proteínas e interação de proteínas, peptídeos e fármacos com membranas celulares, por exemplo.  Eles fazem parte de universidades do Brasil e do Canadá, EUA, Cuba, México, Colômbia, Peru, Uruguai, Argentina, Chile, Austrália, África do Sul, Índia, Portugal, Espanha, França, Itália, Alemanha, Suécia, Holanda, Armênia, Bulgária, Hungria, Escócia e Inglaterra.

Durante o curso, eles terão estágios experimentais, aulas práticas, ministradas em laboratórios do IF e também do Instituto de Química da USP, e aulas teóricas. “Além do conhecimento, um fator importante na pesquisa é a troca de conhecimento, razão pela qual estão previstos vários momentos em que os participantes vão interagir entre si e com os palestrantes de renome na área”, apontou Rosangela Itri.

Entre os palestrantes internacionais, os alunos poderão ouvir, por exemplo, Angela Gronenborn, da Escola de Medicina da Universidade de Pittsburgh, nos Estados Unidos, que estuda o vírus HIV.

Há outros palestrantes, como Yaakov Levy, do Instituto Weizmann de Ciência (Israel), Manuel Pietro, da Universidade de Lisboa (Portugal), Anthony Watts e Christina Redfield (Universidade de Oxford, Reino Unido), Bonnie Wallace e Robert Janes (Universidade de Londres, Reino Unido), Jose Maria Caraso (Centro Nacional de Biotecnologia, Espanha) e Nuno Santos (Universidade de Lisboa, Portugal).

No grupo de palestrantes brasileiros estão, além da professora Rosangela Itri, José Luiz Lopes, Leandro R.S. Barbosa e Kaline Coutinho, do IF-USP. Do Instituto de Química da USP participa o professor Roberto Salinas e, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da USP de Ribeirão Preto, Antonio Jose da Costa Filho. Também integram a programação Eneida de Paula e Lígia Nunes de Morais Ribeiro, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

O curso é apoiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) por meio da modalidade Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA) e tem o objetivo de propiciar aos alunos conhecimento sobre técnicas biofísicas usadas para estudar interações biomoleculares.

Desde 2010, a Fundação já contabiliza apoio a cerca de 60 eventos nessa modalidade. Além da realização do evento, a Fundação apoia os estudantes, que tem os custos de participação no curso, como com transporte e hospedagem, pagos pela Fundação. 

Mais informações: http://espca.fapesp.br/inicial/

Gerência de Comunicação da FAPESP / Assessoria de Comunicação

Fernando Cunha / cunha@fapesp.br / 11 3838 4151

João Carlos da Silva / jsilva@fapesp.br / 11 3838 4381

Assessoria de Comunicação do Instituto de Física/USP

José Clóvis de Medeiros Lima / noticias@if.usp.br / 11 3091 6965

Da Assessoria de Comunicação do IFUSP:

Um Pouco de Física do Cotidiano

Se o ar quente sobe, por que é frio nas montanhas e quente no litoral?

Autor: Prof. Otaviano Helene (IFUSP) - Livraria da Física

O livro escrito pelo Prof. Otaviano Helene está entre os 10 finalistas do Jabuti de 2017, na categoria Ciências da Natureza, Meio Ambiente e Matemática.

O resultado final sai no dia 30.10.2017

A lista com todas as indicações está aqui
http://premiojabuti.com.br/apuracao/f1/

        Breve resumo do livro:

Este livro procura a física existente em vários fenômenos comuns do nosso dia a dia, buscando respostas a perguntas que podemos fazer ao observar as coisas que acontecem à nossa volta. Afinal, como já está em seu subtítulo, se o ar quente sobe, por que não é quente nas montanhas e frio no litoral?

Muitas outras questões do mesmo tipo são discutidas no livro. Por exemplo, por que as ondas sempre chegam “de frente” nas praias, independentemente do lado para o qual elas são voltadas? Qual a diferença entre um tsunami e uma onda comum? E por que areia molhada é, usualmente, mais escura que areia seca?

Ou, ainda, o que o tamanho dos átomos pode nos dizer sobre as tão saborosas massas folhadas e o que a física pode nos ensinar sobre o desempenho dos atletas?

Essas e outras dezenas de questões são examinadas neste livro. Talvez elas sirvam para que as pessoas – e os estudantes em especial – apreciem melhor os fenômenos do nosso dia a dia e que a apreciação destes motive o interesse pelas ciências em geral e pela física em particular.

Serviço:

Livro: “Um pouco da física do cotidiano - se o ar quente sobre por que é frio nas montanhas e quente no litoral? ”

Prof. Dr. Otaviano Helene – IFUSP

E-mail: otaviano@if.usp.br

Editora:  Livraria da Física

Rua do Matão, Travessa R, nº. 187 – Cidade Universitária – S. Paulo - SP 

Da Assessoria de Comunicação do Instituto de Física da USP:

Pesquisadores do Brasil e dos EUA fazem descoberta importante na área de física de materiais supercondutores

Artigo publicado por físicos da Universidade de São Paulo e da San Diego State University, Califórnia, EUA, propõe uma nova interpretação para a origem da supercondutividade do monoboreto de Nióbio.

O elemento químico Nióbio, um metal de transição, está localizado na família 5-B da tabela periódica. Seu símbolo químico é Nb e seu número atômico é 41. Devido ao seu alto ponto de fusão é denominado de refratário e utilizado em diversas ligas metálicas para aplicações em altas temperaturas. Além dessas propriedades, o Nb apresenta propriedades ditas supercondutoras abaixo de ~ 9.2 K, ou seja, a de apresentar estado de resistência elétrica nula e, portanto, de conduzir corrente elétrica sem perdas. Muitas ligas e compostos metálicos de Nb, como NbTi e Nb₃Sn, são utilizados na fabricação de boninas supercondutoras para a produção de altos campos magnéticos, bobinas essas utilizadas desde o final da década de 50 do século passado.

O estudo aqui em perspectiva foi publicado em 08/09/2017 na revista Physical Review Materials – Phys. Rev. Materials, nova publicação da APS (American Physical Society), uma das associações de física mais importantes do mundo, e propõe que a fase cristalográfica do monoboreto de Nióbio, NbB, ao contrário do pressuposto e assumido por mais de 65 anos, não apresenta propriedades supercondutoras abaixo de aproximadamente 8,5 K. Os resultados experimentais obtidos pelos autores sugerem que a origem da supercondutividade observada em amostras de NbB está relacionada a uma outra fase cristalográfica, rica em Nb e provavelmente com composição Nb_0.98B_0.02, ou seja, essencialmente Nb puro. Essa fase supercondutora é observada precipitar nos chamados contornos de grãos das amostras estudadas pelos investigadores.

De acordo com a pesquisa, a supercondutividade, investigada em mais de 20 amostras de materiais com composições químicas próximas de NbB, não é oriunda desta fase e sim do metal Nb, mas com pequenas substituições de B na sua rede cristalina. O estudo também demonstrou, via diversas caracterizações estruturais, microestruturais, magnéticas, de transporte eletrônico e térmico, que a magnitude da temperatura crítica supercondutora dos materiais produzidos, similar a 9 K, é muito próxima daquela observada no elemento Nb (de ~ 9.2 K). Além desse conjunto consistente de resultados experimentais, os autores se valeram de um modelo físico para inferir que a propriedade supercondutora nos espécimes estudados seria relacionada a uma solução sólida rica em Nb com estequiometria próxima de Nb_0.98B_0.02 e não da fase NbB.

Segundo o professor Renato de Figueiredo Jardim, docente do Instituto de Física da USP, orientador da pesquisa que originou a dissertação de mestrado do aluno Fábio Santos Alves Abud (Supercondutividade na solução sólida (Nb_1-xZr_x)B, defendida em 19/08/2016) que serviu de base para o artigo científico, “a procura por novos materiais supercondutores experimentou um grande avanço a partir dos anos 40 do século passado e um dos pesquisadores importantes na descoberta desses novos materiais foi o Prof. Berndt Matthias. O seu grupo de pesquisa foi responsável pela descoberta de centenas de novos materiais supercondutores e ele uma liderança científica na área”. Ainda, segundo o professor Renato Jardim, “um dos materiais descoberto no ano de 1951 no grupo do Prof. Matthias foi o NbB (nióbio-boro), supostamente com temperatura crítica supercondutora de ~ 8,5 K. Esse material foi aquele com a maior temperatura crítica supercondutora nos chamados monoboretos de metais de transição. A fase NbB é citada como exemplo de supercondutor em livros e textos clássicos de física da matéria condensada, como as primeiras edições do “Introduction to Solid State Physics” de Charles Kittel. Adicionalmente, esses materiais a base de boro (boretos) estão sendo bastante estudados no momento, primariamente devido a descoberta no início da década passada de supercondutividade abaixo de ~ 38 K no MgB₂.

A pesquisa foi financiada pelas agências de fomento FAPESP (Proc. No. 2013/07296-2, No. 2014/12401-2, e No. 2014/19245-6) e CNPq (Proc. No. 444712/2014-3 e No. 306006/2015-4 ).

O artigo “Absence of superconductivity in NbB ” está em anexo e ficará disponível no site da revista Physical Review Materials (https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevMaterials.1.044803).

Assinam o artigo:

F. Abud e R. F. Jardim, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, L. E. Correa, I. R. Souza Filho e A. J. S. Machado, da Escola de Engenharia de Lorena, da Universidade de São Paulo, e M. S. Torikachvili, do Departamento de Física, da San Diego State University, California, USA.

Contato para informações:

Prof. Renato de Figueiredo Jardim

Instituto de Física, Universidade de São Paulo

São Paulo, Brazil

Tel: 55-11- 3091-6896 ou 55-11- 3091-7091

55-12- 3159-5005 ou 3159-5007 (EEL-USP-Lorena)

E-mail: rjardim@if.usp.br

A Física Médica e a importância da profissão

Para falarmos dessa profissão tão importante para a área da física, mas também, para a área da saúde é fundamental pontuar historicamente alguns acontecimentos.

Leonardo da Vinci pode ser considerado um dos pioneiros da Física Médica devido aos seus estudos, no século XVI, acerca da biomecânica e da locomoção humanas, do movimento do coração e do fluxo sanguíneo no sistema cardiovascular.

Os conhecimentos da óptica possibilitaram a invenção do microscópio, que por sua vez possibilitou aos médicos uma melhor compreensão sobre anatomia e histologia, bem como a descoberta e o estudo de microorganismos no século XVII.

A descoberta dos raios X pelo alemão Wilhelm Conrad Röntgen, em 1895, é um marco na Física que continua a exercer um grande impacto na Medicina. Além de render-lhe o primeiro Prêmio Nobel de Física, o trabalho de Röntgen abriu caminhos para estudos que renderiam também o Prêmio Nobel a Antoine Henri Becquerel, Pierre e Marie Curie, pelas observações e interpretações das emissões de partículas provenientes de materiais radioativos (radioatividade). Em 1908, por formular hipóteses sobre substâncias radioativas, Ernest Rutherford foi laureado com o Nobel de Química.

Além desses, muitos outros cientistas receberam o Prêmio Nobel pelos seus trabalhos com a radioatividade. A utilização da substância rádio no tratamento de câncer de pele foi introduzida logo após a sua descoberta. Rapidamente evidenciaram-se os perigos de seu uso não controlado das substâncias radioativas, pois foram causa mortis e de doenças em pacientes tratados, e em alguns desses cientistas pioneiros. A partir dessa constatação, as primeiras organizações internacionais responsáveis pelas recomendações de proteção radiológica foram criadas.

A utilização de raios X e radioatividade no diagnóstico e na terapia foram responsáveis pela introdução de profissionais físicos no meio hospitalar, incorporando o aspecto interdisciplinar dessa nova área. O físico e matemático suíço Theophil Friedrich Christen doutorou-se em Medicina em 1905. Christen realizou treinamento médico e visitou importantes hospitais na Inglaterra e nos EUA. Ao retornar a Berna, criou uma clínica médica onde se dedicou principalmente à recém-criada área de Radiologia e preparou-se para o exame de habilitação em Fisioterapia. Em 1908, diante da Faculdade de Medicina de Berna defendeu uma tese não convencional para a época na área de Física Médica intitulada "A clareza das chapas médicas como problema de absorção" (Die Deutlichkeit des Röntgenbildes als Absorptionsproblem).

Nessa época, mais precisamente em 1913, o físico William Duane iniciou um trabalho sobre o uso de fontes de radônio para o tratamento de câncer num hospital em Boston. No mesmo ano, outro físico, Sydney Russ, começou a trabalhar com o mesmo problema no Middlesex Hospital em Londres. Gioacchino Failla, em Nova York, em 1915, com o objetivo de empregar radiações em procedimentos terapêuticos, iniciou a construção de geradores de radônio. Dessa forma, podemos afirmar que há um século estava criada a Física Médica.

O caráter interdisciplinar entre a Física e a Medicina pode ser destacado nos prêmios Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1979, divididos entre o Físico Allan Cormack e o engenheiro Godfrey Hounsfield pelo desenvolvimento da Tomografia Computadorizada, e pelo prêmio de 2003, compartilhado entre o físico Peter Mansfield e pelo químico Paul Lauterbur devido aos seus trabalhos no desenvolvimento da técnica de imagens por ressonância magnética.

Na década de 1950, médicos e profissionais de Física Médica já atuavam em conjunto. Nas décadas de 1960 e 1970, foram criadas legislações estabelecendo a atuação desse profissional em algumas áreas médicas, como radioterapia e Medicina nuclear. No Brasil, a área de Física Médica foi estruturada com a criação da Associação Brasileira de Física Médica (ABFM), em 1969. O nascimento desta Associação teve forte influência de profissionais da Universidade de São Paulo, tendo sua concepção ocorrida em uma reunião no Centro de Medicina Nuclear da Faculdade de Medicina da USP. Esta Associação tem um importante papel de liderança na Física Médica da América Latina, é associada à Associación Latino Americana de Física Médica (ALFIM) e à International Organization of Medical Physics (IOMP) e é muito respeitada internacionalmente.

Atualmente, o profissional físico médico atua principalmente nas áreas de radiologia diagnóstica e intervencionista, medicina nuclear, radioterapia, radiocirurgia, proteção radiológica, metrologia das radiações, biomagnetismo, radiobiologia, processamento de sinais e imagens biomédicas.

Apesar de o surgimento da Física Médica estar associado ao uso da radiação ionizante, essa área do conhecimento não mais se restringe a esse tipo de radiação. Assim, o crescente campo de atuação e contribuição dos profissionais da área de Física Médica é uma natural consequência do rápido avanço da ciência e da tecnologia, que tem trazido grande impacto nas condutas e nos procedimentos médicos e da saúde populacional. Como exemplo, podemos citar a biofotônica em que se tem constatado intenso avanço e desenvolvimento de novas técnicas de diagnóstico e terapia.

Esse ramo da Física é essencialmente multidisciplinar — pois trabalha com conhecimentos e técnicas básicas específicas da junção da Física, Biologia e Medicina — abrangendo hoje uma ampla área de atuação. O físico médico aplica os conhecimentos físicos em múltiplas técnicas terapêuticas, proporcionando fundamentação e bases teóricas para as modernas tecnologias aplicadas na área médica, ao mesmo tempo em que estabelece e avalia critérios de utilização segura e eficaz dos agentes físicos na área de saúde.

Os físicos médicos também participam, integrados e em sinergia com outros profissionais, da elaboração das bases necessárias de medição de variáveis biomédicas, desde calibração de equipamentos e monitoração de controle de radiação até controle de qualidade nos equipamentos empregados na área da saúde.

A FÍSICA MÉDICA NO BRASIL E NO IFUSP

A Física Médica no Brasil iniciou-se em 1969 através do curso de Física das Radiações na graduação do Bacharelado em Física, no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP). Na época, devido à falta de laboratórios especializados e de equipamentos próprios, alguns hospitais cederam seus equipamentos bem como suas instalações físicas.

O Instituto de Física da USP possui grande experiência na formação de pessoal de nível superior nas áreas associadas à Física Médica. Pelo Laboratório de Dosimetria e pelo grupo de Biofísica e Física Médica deste Instituto, sob a liderança das profas. Cecil Robilotta, Emico Okuno, Marília Teixeira da Cruz e Elisabeth Yoshimura, já foram formados mais de 30 mestres e cerca de 15 doutores em áreas correlatas à da Física Médica. Além disso, professores deste grupo costumam ministrar disciplinas que fomentam a formação de profissionais nesta área, como a Física das Radiações, Física do Corpo Humano, Efeitos Biológicos das Radiações Ionizantes e Não-ionizantes, entre outras.

Além da formação de profissionais, o Grupo de Dosimetria das Radiações e Física Médica do IFUSP desenvolve pesquisas aplicadas a diferentes áreas de fronteira na Física Médica. Entre elas, destaca-se:

• Desenvolvimento de materiais dosimétricos;
• Técnicas de dosimetria aplicada à tomografia computadorizada e à mamografia;
• Espectrometria de raios X aplicadas ao diagnóstico por imagens;
• Desenvolvimento de materiais radiologicamente equivalentes para aplicações em proteção radiológica;
• Técnicas de controle de qualidade e dosimetria aplicadas em modalidades de diagnóstico por imagens;

Mais informações sobre o Grupo de Dosimetria das Radiações e Física Médica do IFUSP:

Laboratório de Dosimetria da Radiação

Docente Responsável: 

Elisabeth Mateus Yoshimura (Coordenadora), Ana Regina Blak, Paulo Roberto Costa e Emico Okuno

Email: 

e.yoshimura@dfn.if.usp.br; anablak@if.usp.br;  pcosta@if.usp.br  e emico.okuno@dfn.if.usp.br

Telefones: 

3091.6991/ 3091.6849/ 3091.7005