Marcos Roberto Lourenzoni

Pós-doutorado

Formação complementar

Idiomas

Áreas de atuação

Participação em eventos

Participação em bancas

Orientou

Produções bibliográficas

• DE QUEIROZ, ALICE SOARES ; PEREIRA, LIANDRA ÉLLEN COELHO ; DE AQUINO, ANA VIRGÍNIA FROTA GUIMARÃES ; BEZERRA, MARCUS RAFAEL LOBO ; FURTADO, GILVAN PESSOA ; Lourenzoni, Marcos Roberto . Linker-dependent modulation of anti-CD22 scFv antibody stability and avidity: Combined structural and experimental insights. INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES , v. 320, p. 145831, 2025.

• LIMA, ANA JULIA FERREIRA ; HAJDU, KARINA LOBO ; ABDO, LUIZA ; BATISTA-SILVA, LEONARDO RIBEIRO ; DE OLIVEIRA ANDRADE, CLARA ; CORREIA, EDUARDO MANNARINO ; ARAGÃO, EMMANUEL ARTHUR ALBUQUERQUE ; BONAMINO, MARTÍN HERNÁN ; Lourenzoni, Marcos Roberto . In silico and in vivo analysis reveal impact of c-Myc tag in FMC63 scFv-CD19 protein interface and CAR-T cell efficacy. COMPUTATIONAL AND STRUCTURAL BIOTECHNOLOGY JOURNAL , v. 23, p. 2375-2387, 2024.

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• MACHADO, MICHELE PROCÓPIO ; DOS SANTOS, MATHEUS HENRIQUE ; GUIMARÃES, JÚLIA GARCIA ; DE CAMPOS, GABRIELA YAMAZAKI ; OLIVEIRA BRITO, PATRÍCIA KELLEN MARTINS ; FERREIRA, CAMILLY MELO GARCIA ; REZENDE, CAROLINE PATINI ; FROTA, NATÁLIA FERNANDES ; SOARES, SANDRO GOMES ; KUMARESAN, PAPPANAICKEN R. ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; DA SILVA, THIAGO APARECIDO . GXMR-CAR containing distinct GXM-specific single-chain variable fragment (scFv) mediated the cell activation against Cryptococcus spp. And had difference in the strength of tonic signaling. Bioengineered , v. 14, p. 2281059, 2023.

• CARNEIRO, LARA APARECIDA BUFFONI DE CAMPOS ; FUZO, CARLOS ALESSANDRO ; MELEIRO, LUANA PARRAS ; CARLI, SIBELI ; BARRETO, MATHEUS QUINTANA ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA ; WARD, Richard John . Selective xyloglucan oligosaccharide hydrolysis by a GH31 α-xylosidase from Escherichia coli. CARBOHYDRATE POLYMERS , v. 284, p. 119150, 2022.

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• VALENTIM SILVA, JOÃO RAFAEL ; DE BARROS, NEUZA BIGUINATI ; ARAGÃO MACEDO, SHARON ROSE ; FERREIRA, AMÁLIA DOS SANTOS ; MOREIRA DILL, LEANDRO SOARES ; ZANCHI, FERNANDO BERTON ; DO NASCIMENTO, JOHNNY RAMOS ; FERNANDES DO NASCIMENTO, FLÁVIA RAQUEL ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; DE AZEVEDO CALDERON, LEONARDO ; SOARES, ANDREIMAR MARTINS ; NICOLETE, ROBERTO . A natural cell-penetrating nanopeptide combined with pentavalent antimonial as experimental therapy against cutaneous leishmaniasis. EXPERIMENTAL PARASITOLOGY , v. 217, p. 107934, 2020.

• VIEIRA NETO, ANTONIO EUFRÁSIO ; DE SOUSA, FELIPE DOMINGOS ; PEREIRA, HUMBERTO D'MUNIZ ; MORENO, FREDERICO BRUNO MENDES BATISTA ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; GRANGEIRO, THALLES BARBOSA ; MONTEIRO MOREIRA, ANA CRISTINA DE OLIVEIRA ; MOREIRA, RENATO DE AZEVEDO . New structural insights into anomeric carbohydrate recognition by frutalin: an α-d-galactose-binding lectin from breadfruit seeds. BIOCHEMICAL JOURNAL , v. 476, p. 101-113, 2019.

• DE SOUSA, FELIPE DOMINGOS ; VASCONSELOS, PEDRINHA DIÓGENES ; DA SILVA, AYRLES FERNANDA BRANDÃO ; MOTA, ERIKA FREITAS ; DA ROCHA TOMÉ, ADRIANA ; MENDES, FRANCISCO ROGÊNIO DA SILVA ; GOMES, ANIDA MARIA MORAES ; ABRAHAM, DAVID J. ; SHIWEN, XU ; OWEN, JAMES S. ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; CAMPOS, ADRIANA ROLIM ; MOREIRA, RENATO DE AZEVEDO ; MONTEIRO-MOREIRA, ANA CRISTINA DE OLIVEIRA . Hydrogel and membrane scaffold formulations of Frutalin (breadfruit lectin) within a polysaccharide galactomannan matrix have potential for wound healing. INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES , v. 121, p. 429-442, 2019.

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• SOUSA, FELIPE DOMINGOS ; DA SILVA, BRUNO BEZERRA ; FURTADO, GILVAN PESSOA ; CARNEIRO, IGOR DE SA ; LOBO, MARINA DUARTE PINTO ; GUAN, YIWEI ; GUO, JINGXU ; COKER, ALUN R ; Lourenzoni, Marcos Roberto ; GUEDES, MARIA IZABEL FLORINDO ; OWEN, JAMES S ; ABRAHAM, DAVID J. ; MONTEIRO-MOREIRA, ANA CRISTINA DE OLIVEIRA ; MOREIRA, RENATO DE AZEVEDO . Frutapin, a lectin from Artocarpus incisa (breadfruit): cloning, expression and molecular insights.. BIOSCIENCE REPORTS , v. 37, p. BSR20170969-14, 2017.

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• Ribeiro, L. F. ; Furtado, G. P. ; LOURENZONI, M. R. ; Murakami, M. T. ; Ward, R. J. . Bifunctional Enzymes created by Rational Design show Catalytic Synergism against Complex Lignocellulosic Substrates. In: Annual Symposium of the Biochemiscal Society - Frontiers in biological catalysis, 2012, Cambridge. Annual Symposium of the Biochemiscal Society - Frontiers in biological catalysis, 2012. p. 3264.

• COLONELLO-FRATTINI, N. ; Mendonça, E. ; Romano, L. H. ; Pavezzi, F. ; Lellis, A. ; ANTONIAZI-PEREIRA, S. ; LOURENZONI, M. R. ; Ward, R. J. . Expressão Constitutiva de xilanases em Pichia pastoris. In: ENZITEC 2012 X Seminário Brasileiro de Technologia Enzimática, 2012, Blumenau. ENZITEC 2012 X Seminário Brasileiro de Technologia Enzimática, 2012. p. 99.

• COLONELLO-FRATTINI, N. ; Mendonça, E. ; Romano, L. H. ; Pavezzi, F. ; Lellis, A. ; ANTONIAZI-PEREIRA, S. ; LOURENZONI, M. R. ; Ward, R. J. . Uso de Resíduo Agroindustrial para Produção de Xilanase A de Bacillus subtilis. In: ENZITEC 2012 X Seminário Brasileiro de Technologia Enzimática, 2012, Blumenau. ENZITEC 2012 X Seminário Brasileiro de Technologia Enzimática, 2012. p. 100.

• Ribeiro, L. F. ; Furtado, G. P. ; LOURENZONI, M. R. ; Ward, R. J. . Rational Design and Molecular Caracterization of Novel Bifunctional Enzymes with Potential Applications in Biotechnology. In: Livro de resumos de 9th International Symposium on Biocatalysis, 2009, Berna. Livro de resumos de 9th International Symposium on Biocatalysis, 2009. p. 293.

• Lourenzoni, M.R. ; Ward, R. J. ; Pizzolato, E. ; VIEIRA, Davi Serradella ; Junior AC . Desenvolvimento de uma função de aptidão de algoritmo genetic a partir de simulações de dinâmica molecular de enzimas termofilicas. In: XV Symposia Brasileira de Química Teórica, 2009, Poços de Caldas. XV Symposia Brasileira de Química Teórica, 2009. p. 267.

• FREITAS, Mônica S. ; Almeida F. C. L. ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; Bianconi M. L. ; P, Valente A. ; L., Silva J. . The structural characterization of interaction between Ebola fusion peptide and lipid membranes. In: XXXV Reunião Anual da SBBq, 2006, Águas de Lindóia. XXXV Reunião Anual da SBBq, 2006.

• VIEIRA, Davi Serradella ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÈVE, Léo . INVESTIGATION OF STABILITY AND FLEXIBILITY OF A MESOPHILIC XYLANASE FROM BACILLUS CIRCULANS VIA MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION. THE ROLE OF HYDROGEN BONDS.. In: XXXV Reunião Anual da SBBq, 2006, Águas de Lindóia. XXXV Reunião Anual da SBBq, 2006.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; MURAKAMI, Mario ; DEGRÈVE, Léo ; Arni, R. K. . The dimeric structures of the Lys49 phospholipase A2, a comparative study by molecular dynamic.. In: XXXV Reunião Anual da SBBq, 2006, Águas de Lindóia. XXXV Reunião Anual da SBBq.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; CASELI, Luciano ; WARD, Richard John ; DEGRÈVE, Léo . Action mechanism of bactericidal peptides derived from Myotoxin II. In: XXXIV Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Bioquimica e Biologia Molecular - SSBq, 2005, Águas de Lindoia.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; VIEIRA, Davi Serradela ; DEGRÈVE, Léo ; WARD, Richard John ; RULLER, Roberto . MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF THE BACILLUS SUBTILIS & XYLANASE AND SOME MUTANTS.. In: XXXIV Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Bioquimica e Biologia Molecular - SSBq, 2005, Águas de Lindoia. XXXIV Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Bioquimica e Biologia Molecular - SSBq, 2005.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; CASELI, Luciano ; ZANIQUELE, Maria Elizabete Darbello ; DEGRÉVE, Léo . Interaction of a cationic peptide in phospholipid Langmuir monolayers. In: 15 th International Surfactants In Solution Symposium, 2004, Fortaleza. Livro de resumos do 15 th International Surfactants In Solution Symposium, 2004.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÈVE, Léo . Determinação de Ligações de Hidrogênio em Biomoléculas. In: Congresso Latinoamericano de Química - 27a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2004, Salvador, 2004.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; CASELI, Luciano ; ZANIQUELE, Maria Elizabete Darbello ; DEGRÈVE, Léo . Adsortion Mechanism of Cationic Peptides with Antigenic Activity on Biomembrane Model Systems. In: XXXIII Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Bioquimica e Biologia Molecular - SSBq, 2004, Caxambu, 2004.

• DEGRÈVE, Léo ; LOURENZONI, Marcos Roberto . Can the protein structure and activity be approached by intramolecular interaction energies? A molecular dynamics application to the Bothrops Asper myotoxin II.. In: Europhysics Conference on Computational Physics 2004, 2004, Genova, Italia. Europhysics Conference abstracts, 2004. v. 28D. p. 139-140.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . A comparative study of the (lys49 and Asp-49) phospholipase A2 structures by molecular dynamics simulations.. In: XXXII Reunião Anual do SBBq, 2003, Caxambu, 2003.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÈVE, Léo ; WARD, Richard John . Um estudo comparativo da interação de peptídeos com modelos de membrana utilizando simulação molecular e dicroísmo circular.. In: XVIII Reunião anual da federação de sociedades de biologia experimental, 2003, Curitiba, 2003.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÉVE, Léo . Interaction of cationic peptides with SDS micelles. In: V Ibero American Congress of Biophysics XXVIII e Congresso da Sociedade Brasileiro de Biofísica, 2003, Rio de Janeiro. Livro de Resumos. V Ibero American Congress of Biophysics XXVIII e Congresso da Sociedade Brasileiro de Biofísica, 2003.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo ; WARD, Richard John . A comparative study of the structures of phospholipases A2 isolated from, Bothrops asper, Bothrops jararacussu and one mutant (Tyr117-Trp), by molecular dynamics simulation.. In: XXXI Reunião Anual do SBBq, 2002, Caxambu, 2002.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÉVE, Léo ; WARD, Richard John . Interação de peptídeos antimicrobiais com um modelo simples de membrana. Um estudo via simulação Molecular.. In: XVII Reunião anual da federação de sociedades de biologia experimental, 2002, Salvador, 2002.

• LOURENÇO, Ricardo Vessecchi ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Estudo da estrutura de solvatação do aminoácido treonina. In: XI Simpósio Brasileiro de Química Teórica, 2001, Caxambu, 2001.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; WARD, Richard John ; DEGREVE, Léo . Diferenças Estruturais entre miotoxina II e Bothropstoxina I. In: XI Simpósio Brasileiro de Química Teórica, 2001, Caxambu, 2001.

• LOURENÇO, Ricardo Vessecchi ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Estruturas de solvatação do grupo lateral de lisinas presentes em um peptídeo derivado da região 115-129 da miotoxina II. In: XI Simpósio Brasileiro de Química Teórica, 2001, Caxambu, 2001.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Influência da reorientação rotacional de resíduos de triptofano e tirosina na estrutura secundária e terciária de peptídeos que possuem atividades bactericidas.. In: XI ENCONTRO REGIONAL DE QUÍMICA DA SBQ, 2001, caxambu, 2001.

• BRANCALEONI, Gustavo Henrique ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Hidratação dos aminoácidos serina e cisteína. In: XI ENCONTRO REGIONAL DE QUÍMICA DA SBQ, 2001, Caxambu, 2001.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÉVE, Léo ; WARD, Richard John . Identification of the structures of two peptides derived from sequence 115-129 of myotoxin II by molecular dynamics. In: XXXII Reunião Anual SSBq, 2001, CAXAMBU, 2001.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÉVE, Léo . The tyrosine hidropathy. In: IV Congresso de Biofísica do Cone Sul 2000, 2000, Campinas, 2000.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . A study of the flexibility of the phenylalanina in aqueous solutions. In: IV Congresso de Biofísica do Cone Sul 2000, 2000, Campinas, 2000.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; BRANCALEONI, Gustavo Henrique ; DEGREVE, Léo . A hidratação dos aminoácidos tirosina e fenilalanina. In: XXVI Comgresso Internacional de Químico Teóricos de Expressão Latina, 2000, Caxambu, 2000.

• VIEIRA, Davi Serradella ; LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGRÉVE, Léo . Pares iônicos em solução aquosa concentrada de KCl. In: XXVI Comgresso Internacional de Químico Teóricos de Expressão Latina, 2000, Caxambu, 2000.

• LOURENZONI, Marcos Roberto . Simulação molecular de líquidos homogêneos. In: 6o Simpósio de Iniciação Científica da Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas, 1998, Ribeirão Preto, 1998.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Solvatação de íons monoatômicos dos Grupos IIA, VIIIA, Quarto Período. In: 5o Simpósio de Iniciação Científica da Universidade de São Paulo, 1997, São Paulo, 1997.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; DEGREVE, Léo . Estrutura de hidratação dos íons Ca2+ e Ni2+. In: IX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE QUÍMICA TEÓRICA, 1997, CAXAMBU, 1997.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; FELÍCIO, José Roberto D de . Crescimentos de Domínios em Modelos de Mecânica Estatística a T = 0.. In: IV SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - EXATAS. IV SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA EM CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA COMPUTAÇÃO., 1996, SÃO CARLOS, 1996.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; SKAF, Munir S . Propriedades Estruturais de misturas de Água-Metanol ao redor de um soluto Diatômico I.. In: XI ENCONTRO REGIONAL DE QUÍMICA DA SBQ, 1995, ARARAQUARA, 1995.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; SKAF, Munir S . Propriedades estruturais de misturas de água-metanol ao redor de um soluto diatômico II. In: Propriedades Estruturais de Misturas de Água-Metanol ao Redor de um Soluto Diatômico II, 1995, Caxambu MG, 1995.

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; SKAFF, Munir S . Propriedades estruturais de misturas de água-metanol ao redor de um soluto diatômico III.. In: III SIMPÓSIO DE CIÊNCIAS EXATAS DA USP - ÁREA DE EXATAS - III SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA EM CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA COMPUTAÇÃO, 1995, SÃO CARLOS, 1995.

• Lourenzoni, M.R. . Desenvolvimento de enzimas personalizadas para aplicações industriais - PersoZyme. 2014. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• LOURENZONI, Marcos Roberto ; WARD, Richard John . Desenvolvimento de enzimas personalizadas para a produção de celulose 2006 (Plano de Negócios).

Outras produções

Projetos de pesquisa

• 2024 - Atual

  REFERENT TEACHER: CHAIR OF EXCELLENCE IN IMMUNOLOGY AND IMMUNOTHERAPY INSTITUT PASTEUR- FIOCRUZ 2023-2024, Descrição: Reference Teacher: Marcos Roberto Lourenzoni FIOCRUZ-CECátedra de Excelência ocupado por Dr. Martín Hernán Bonamino FIOCRUZ-RJ and Brazilian National Cancer Institute (INCA), mediante edital A Cátedra de Excelência faz parte da cooperação histórica entre a Fiocruz e o Instituto Pasteur, como demonstrado pelos vários acordos bilaterais e multilaterais que ligam as duas instituições, e o desejo de ambos os parceiros de criar o Centro Pasteur - Fiocruz de Imunologia e Imunoterapia no escritório da Fiocruz Ceará, localizado no município de Eusébio.O programa, baseado na reciprocidade entre as duas instituições, prevê a hospedagem de um pesquisador no site da Fiocruz Ceará, para realizar um projeto científico específico em linha com a estratégia científica do Centro Pasteur - Fiocruz.A Cátedra de Excelência em Imunologia e Imunoterapia apoiará, portanto, o estabelecimentodo Centro Pasteur - Fiocruz, em particular por meio do desenvolvimento de cooperações de excelência pré-existentes e emergentes entre as equipes de pesquisa de cada instituição parceira. Observação: para efeitos de esclarecimento não há o papel de coordenação, mas sim de Pesquisador de Referência na instituição Fiocruz-CE, para conseguir registrar atividade como projeto, foi salvo como coordenador (opção disponível).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Martin Hernan Bonamino - Integrante.

• 2023 - Atual

  Desenvolvimento de Ferramenta Computacional para Humanização de Anticorpos, Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Especialização: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / ALICE QUEIROZ - Integrante / amanda silveira - Integrante / Elias de Almeida Sombra Neto - Integrante / Matheus Coelho Batista - Integrante.

• 2020 - 2023

  MODELO PREDITIVO PARA ANÁLISE CLÍNICA E MOLECULAR DE MORTALIDADE, COMPLICAÇÕES TROMBÓTICAS, PULMONARES E RENAIS EM PACIENTES INFECTADOS POR SARS-COV-2., Descrição: Os pacientes infectados por SARS-CoV-2 apresentam um quadro clínico diverso. Uma das preocupações correntes é a correta escolha do tratamento mais efetivo e a sobrecarga do sistema de saúde, uma vez que ainda não existem terapias voltadas para biomarcadores específicos e que os pacientes que evoluem para quadros mais graves da doença necessitam de internação hospitalar e de ventilação mecânica por períodos prolongados. Pesquisas que busquem e unam biomarcadores e parâmetros clínicos e que a partir disso possam predizer desfechos e orientar tratamento são extremamente necessárias. Trazemos um projeto multidisciplinar, que utiliza conhecimentos das áreas de Medicina e Computação, dividido em duas frentes: 1)Biologia e Medicina na identificação de biomarcadores; 2)Computação com foco no desenvolvimento de soluções para uso imediato, trazendo predição de desfechos de pacientes. O SARS-CoV-2 é reconhecido pelo pela resposta imune inata como um padrão de PAMP (padrão molecular associado ao patógeno), levando à ativação de receptores do tipo Toll-Like, os quais ativam duas cascatas produtoras de citocinas inflamatórias: Myd88 dependente e a Myd88 independente/TRIF, que ativam os genes Reguladores de Interferon (IRF). Quando ativados, estes genes podem predispor a uma tempestade de citocinas com altos níveis de NF#954;B, IL-6, IL-1 e TNF-#945; que irão induzir a transcrição do agente antifibrinolítico PAI-1 (inibidor do ativador de plasminogênio-1), inibindo a trombólise. Esse estado pode levar à hipercoagulabilidade, o que tem sido bastante encontrado em casos graves de COVID-19, por meio da detecção de elevados valores de d-dímero. Além de biomarcadores, é de extrema importância a análise de parâmetros clínicos capazes de predizer a evolução de uma paciente infectado com SARS-CoV-2. Há atualmente diversos parâmetros clínicos capazes de prever a evolução e a mortalidade de pacientes em UTI. Será usada a tecnologia de Aprendizado de Máquina para predizer desfechos de pacientes em conjunto com biomarcadores. Espera-se predizer o prognóstico, o desfecho clínico e o melhor fármaco para um determinado paciente, possibilitando uma conduta médica de precisão.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Ronald Feitosa Pinheiro - Coordenador.

• 2017 - Atual

  Determinantes estruturais que levam ao aumento da atividade da L-asparaginase humana., Descrição: O tipo mais comum de câncer infantil é a Leucemia Linfoide Aguda (LLA), que constitui, aproximadamente, um terço de todas as neoplasias malignas em crianças. Dentre os casos registrados, a LLA acomete com maior frequência pessoas com até 10 anos de idade, mas a maioria dos óbitos ocorre em adultos. Isso deve-se às particularidades da própria doença nessas faixas etárias e ao tipo de tratamento, visto que o organismo das crianças, muitas vezes, pode lidar melhor do que o dos adultos com um tratamento mais agressivo. A substituição de L-asparaginases bacterianas por uma homóloga de seres humanos poderia mostrar-se como uma solução para os efeitos adversos causados pelas drogas atualmente em circulação. Isso pode ser corroborado por recentes estudos estruturais e bioquímicos que caracterizaram a L-asparaginase humana 3 (hASNase3) e identificaram nela a presença de atividade L-asparaginásica. Estudos de uma outra L-asparaginase humana, nomeada hASNase1, mostraram-na como possuindo características alostéricas muito similares as de sua homóloga em E. coli (EcASNase1), além de possuir sequência de elevada similaridade (47% de identidade) a desse homólogo. Modelar a hASNase1 para obter a estrutura tridimensional, submetê-la à simulação molecular e fazer uma comparação com as estruturas de L-asparaginase de E. coli, inferindo as diferenças estruturais de equilíbrio as diferenças de atividades entre elas. Submeter a hASNase1 a ciclos de Evolução Dirigida para realçar a atividade em relação ao substrato natural. Design racional da hASNase1 para aumentar a afinidade e estabilidade estrutural para aplicação como biofármaco.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Gilvan Furtado - Integrante / Nilson Zanchin - Integrante / Bia Ripardo - Integrante.

• 2015 - 2018

  Desenvolvimento de software para gestão de qualidade nos serviços de Reabilitação em neuropediatra e estimulação precoce ., Descrição: O enfrentamento aos danos causados as infecções por Zika vírus na gestação e a redução da mortalidade nas doenças cardíacas crônicas motivam o projeto. Evidenciar quais os tipos de vulnerabilidades existentes nos processos de Reabilitação em neuropediatra e estimulação precoce e em Unidades de Transplante Cardíaco no Estado do Ceará . - Desenvolver uma ferramenta a ser utilizada para aplicar metodologia de análise das vulnerabilidades encontradas nos processos em questão. - Determinar um escore para sugerir a prioridade dos problemas. - Calcular o risco para as principais falhas, levando-se em consideração a frequência de ocorrência, grau de severidade e a probabilidade de detecção. - Expor prováveis causas das principais falhas encontradas. - Propor ações corretivas, na tentativa de prevenir que essas vulnerabilidades gerem dano ao paciente. - Construção de software que torne rápido e sistematizado a aplicação da metodologia em outros serviços.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: / Mestrado profissional: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Henrique Jorge Maia Costa - Integrante / Roberto Wagner Júnior Freire de Freitas - Integrante / RAPHAEL TREVIZANI ROQUE DE OLIVEIRA - Integrante.

• 2002 - 2005

  Estudo, por simulação molecular, de proteínas com interesse farmacológico. Fapesp - Proc. 02/02970-2, Descrição: Utilização de técnicas de simulação molecular para o entendimento da estrutura-função de proteínas.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Léo Degrève - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

• 1999 - 2002

  Estudos de líquidos complexos por simulação molecular. Fapesp, Proc. 99/10349-1, Descrição: Estudos de soluções iônicas por Dinâmica Molecular e Monte Carlo.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Léo Degrève - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Bolsa.

• 1997 - 1999

  Propriedades configuracionais e termodinâmicas de líquidos não homogêneos Fapesp, Proc. 94/4451-4, Descrição: Utilização de Dinâmica Molecular e Monte Carlo no estudo de soluções iônicas.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Léo Degrève - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

Projetos de desenvolvimento

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante.Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante.Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante.Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante.Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante.Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, do minianticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah®, da Novartis, e Yescarta®, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah®, da Novartis, e Yescarta®, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah®, da Novartis, e Yescarta®, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah, da Novartis, e Yescarta, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2020 - Atual

  Predição de desfechos na internação de pacientes com COVID-19 usando dados clínicos retrospectivos., Descrição: A COVID-19 causa infecções respiratórias e outras complicações, sabe-se que 1 em cada 5 pessoas fica gravemente doente e não há remédio para tratamento. Idosos e pessoas com problemas médicos subjacentes têm maior risco de desenvolver doenças graves. Ausência de remédio e doenças pré existentes aumentam as variações clínicas e tratamento. Usaremos algoritmos de machine learning para aprender com dados clínicos, a serem coletados, para encontrar padrões e usá-los para predição de gravidade e desfecho. Parceiros foram prospectados para ceder os dados clínicos: Secretária de Saúde do Ceará, Complexo Hospitalar Dr. Clementino Fraga (CHCF), em João Pessoa-PB (referência na PB em COVID-19), Hospital São Camilo e Hoispital São José em Fortaleza-CE. Dados de testes de função pulmonar, realizados através de espirometria em pacientes recuperados de COVID- 19, após 6 meses, serão também coletados no CHCF. Eles serão usados em estudos do impacto da doença na função pulmonar em pacientes com quadros graves e moderados.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Henrique Jorge Maia Costa - Integrante / Roberto Wagner Júnior Freire de Freitas - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante / Fábio Miyajima - Integrante / GRAZIELA JONES DE OLIVEIRA - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah, da Novartis, e Yescarta, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2020 - Atual

  Predição de desfechos na internação de pacientes com COVID-19 usando dados clínicos retrospectivos., Descrição: A COVID-19 causa infecções respiratórias e outras complicações, sabe-se que 1 em cada 5 pessoas fica gravemente doente e não há remédio para tratamento. Idosos e pessoas com problemas médicos subjacentes têm maior risco de desenvolver doenças graves. Ausência de remédio e doenças pré existentes aumentam as variações clínicas e tratamento. Usaremos algoritmos de machine learning para aprender com dados clínicos, a serem coletados, para encontrar padrões e usá-los para predição de gravidade e desfecho. Parceiros foram prospectados para ceder os dados clínicos: Secretária de Saúde do Ceará, Complexo Hospitalar Dr. Clementino Fraga (CHCF), em João Pessoa-PB (referência na PB em COVID-19), Hospital São Camilo e Hoispital São José em Fortaleza-CE. Dados de testes de função pulmonar, realizados através de espirometria em pacientes recuperados de COVID- 19, após 6 meses, serão também coletados no CHCF. Eles serão usados em estudos do impacto da doença na função pulmonar em pacientes com quadros graves e moderados.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Henrique Jorge Maia Costa - Integrante / Roberto Wagner Júnior Freire de Freitas - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante / Fábio Miyajima - Integrante / GRAZIELA JONES DE OLIVEIRA - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  2 Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segunda linha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como os anticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demanda significativa por medicamentos para casos que não respondem aos protocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapias celulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendo células autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (de doador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapia gênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentam um receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativar esse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz de inibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T). As duas terapias aprovadas são Kymriah, da Novartis, e Yescarta, da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017, respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpo murino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em alta concentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptores encontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs já utilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapia baseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se o desenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento de anticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares, que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com os diferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20 passará por processo de evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fab ou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmento do CD20. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado e não corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para uso em CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para o CD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta de simulação computacional para a evolução, in silico, de fragmentos de anticorpos, Descrição: As técnicas de simulação, incluindo Algoritmo Evolutivo e simulação de Dinâmica Molecular Molecular (MD), serão usadas para avaliar as informações de interações proteína-proteína no contexto de interação antígeno-anticorpo. A ferramenta é gerenciada por um algoritmo evolutivo que cria minianticorpos variantes, representados como estruturas 3D a serem avaliadas quanto às interações com um antígeno específico. As avaliações dos minianticorpos serão feitas depois de MDs com o antígeno, utilizando uma análise de flexibilidade da proteína, ligações de hidrogênio intra e intermoleculares e outros. Gerações de variantes (minianticorpos evoluídos) serão obtidas de acordo com o fenótipo desejado, por exemplo: afinidade, especificidade, termotolerância, humanização, etc. Esta abordagem, in silico, será ligada a uma abordagem da evolução in vitro, utilizando bibliotecas de apresentação de fagos geradas e, posteriormente, por evolução dirigida.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Alison de Sousa Rebouças - Integrante / Marcela Helena Gambim Fonseca - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Unidade de Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2024 - Atual

  Desenvolvimento de CAR-T anti-CD22 usando engenharia de scFvs, Descrição: O uso de células CAR-T (CAR-T cells) é uma estratégia de imunoterapia com resultados promissores contra neoplasias linfoproliferativas. Aproteína de membrana CD22, presente em linfócitos B, vêm sendo alvo para esse tipo de imunoterapia. Algumas moléculas de anticorpos foramdesenvolvidas contra este alvo, mas nenhuma terapia celular até o momento foi aprovada. Estruturalmente, a molécula de CD22 possui 7 domínios(D1 a D7) extracelulares, sendo o D1 o mais distal à membrana, e D7 o mais próximo da membrana celular. Estudos recentes mostram queanticorpos que reconhecem regiões mais distais geram menor atividade efetora e mais efeitos adversos. Além disso, os domínios distais (D1 a D5)são altamente glicosilados, o que pode mascarar os epítopos reconhecidos pelos anticorpos monoclonais e pelas células CAR-T. Nesse sentido, oobjetivo deste projeto é descobrir, e posteriormente avaliar a atividade no formato CAR, de novos fragmentos de anticorpos do tipo scFv anti-CD22,utilizando a abordagem de phage display. Como alvo, serão usados os domínios proximais de membrana D6 e D7 do CD22. Como estes domíniostêm suas posições de glicosilação bem definidas (N574 e N634), uma versão mutada (N574A/N634A) será gerada por mutagênese sítio-dirigida, afim de obter clones de scFv que reconhecem CD22 independente de glicosilação e, dessa forma, estudar o papel da glicosilação na eficáciaterapêutica de células CAR-T. O desenvolvimento de novos scFvs anti-CD22 será, também, a partir do estudo da afinidade de variantes scFvscontra o CD22 gerados num processo de bioinformática já estabelecida pelo grupo. Variantes de scFv, com maior afinidade in silico, serãopropostas e caracterizadas. Os mais promissores serão clonadas em estruturas de CARs para posterior expressão em linfócitos T, seguindo oprotocolo já estabelecido pelo grupo, de geração e validação de novos CARs. As células CAR-T geradas serão avaliadas quanto ao seu perfil deativação, expansão, exaustão e quanto ao seu potencial terapêutico em modelos de reconhecimento e lise tumoral in vitro e in vivo. O domínio doprocesso produtivo, combinando a descoberta e engenharia de anticorpos e fragmentos scFv e a conversão e testagem em formato CAR-T, éessencial para o desenvolvimento de terapias inovadoras com propriedades terapêuticas melhoradas, permitindo a modulação do efeito terapêuticodesta imunoterapia. O domínio dessa tecnologia de vanguarda, por cientistas brasileiros, ajudará na sustentabilidade do SUS.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Especialização: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Ana Virginia Guimarâes - Integrante / Axel Jhonantam Oliveira Lima - Integrante / ALICE QUEIROZ - Integrante / Jucilene Pereira Sousa - Integrante., Financiador(es): Fundação para o Desenvolvimento Científicio e Tecnológico em Saúde - Auxílio financeiro.

• 2023 - Atual

  DESENVOLVIMENTO DE INGREDIENTES FARMACÊUTICOS ATIVOS (IFAS) USADOS COMO REMÉDIO PARA TRATAMENTO DE PACIENTES COM COVID-19, Descrição: A Covid-19, doença respiratória causada pelo vírus SARS-CoV-2, foi descrita em dezembro de 2019 após os primeiros registros na cidade de Wuhan na China e desde então, tem sido considerada uma das principais crises de saúde pública global da história. Até o presente momento não há ainda uma droga efetiva e específica contra o SARS-CoV-2, que possa serutilizado no tratamento. Devido às altas taxas de transmissão e dispersão desse vírus, o número de pessoas infectadas em todo mundo já se aproxima de 200 milhões, gerando casos de agravamentos e óbitos em decorrência desta doença. Assim, é urgente a necessidade de um tratamento eficaz, eficiente e seguro contra o COVID-19. Nesse cenário, o uso de anticorposmonoclonais com ação neutralizante contra o vírus, surge como uma promissora ferramenta de tratamento, uma vez que elestêm a capacidade de se ligar a algum epítopo viral e impedir ou atrapalhar a interação deste com o receptor na célula do hospedeiro. Esta proposta propõe o desenvolvimento de uma plataforma de prospecção de anticorpos monoclonais neutralizantes contra o vírus SARS-CoV-2. A prospecção será feita a partir do repertório de linfócitos B presente em indivíduosjá vacinados contra o vírus e/ou de indivíduos não vacinados, mas infectados com SARS-CoV-2 e que apresentaram produção de anticorpos ou seja, em ambos os casos, que tiveram resposta sorológica positiva. Espera-se obter anticorpos neutralizantes, protótipos de Ingrediente Farmacêutico Ativo (IFA), com potencial para formulação de medicamentos usados no tratamento de pessoas com COVID-19.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Técnico de nível médio: (1) Graduação: (1) / Especialização: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Gilvan Furtado - Integrante / Maisa Pessoa Pinheiro - Integrante.

• 2020 - 2023

  Predição de desfechos na internação de pacientes com COVID-19 usando dados clínicos retrospectivos., Descrição: A COVID-19 causa infecções respiratórias e outras complicações, sabe-se que 1 em cada 5 pessoas fica gravemente doente e não há remédio para tratamento. Idosos e pessoas com problemas médicos subjacentes têm maior risco de desenvolver doenças graves. Ausência de remédio e doenças pré existentes aumentam as variações clínicas e tratamento. Usaremos algoritmos de machine learning para aprender com dados clínicos, a serem coletados, para encontrar padrões e usá-los para predição de gravidade e desfecho. Parceiros foram prospectados para ceder os dados clínicos: Secretária de Saúde do Ceará,Complexo Hospitalar Dr. Clementino Fraga (CHCF), em João Pessoa-PB (referência na PB em COVID-19), Hospital São Camilo e Hoispital São José em Fortaleza-CE. Dados de testes de função pulmonar, realizados através de espirometria em pacientes recuperados de COVID- 19, após 6 meses, serão também coletados no CHCF. Eles serão usados em estudos do impacto da doença na função pulmonar em pacientes com quadros graves e moderados.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Henrique Jorge Maia Costa - Integrante / Roberto Wagner Júnior Freire de Freitas - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante / Fábio Miyajima - Integrante / GRAZIELA JONES DE OLIVEIRA - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Auxílio financeiro.

• 2019 - Atual

  EPIDEMIA: Desenvolvimento de jogo eletrônico (game) para educação de jovens e informação de adultos em relação à importância das vacinas., Descrição: Projeto vinculado ao edital Ideias Inovadoras da Fiocruz; Desenvolvimento de "jogo de administração de recursos" onde o(a) jogador(a) administra a população de diferentes cidades brasileiras a fim de evitar que ondas de doenças possam infectar ou matar esta população. Desenvolvido para dispositivos móveis e como cunho estratégico com interesses educativos, se encaixa na necessidade real de conscientização sobre a importância da vacina para evitar epidêmicas reais à população brasileira. Os recentes movimentos anti-vacinas e o excesso de informações falsas e sem crivo científico (fenômeno atualmente conhecido como fake news), disseminadas principalmente nas redes sociais, tornam-se algo extremamente prejudicial no combate a muitas epidemias. O enredo inicial do jogo se dá com o jogador como um cientista assistente que trabalha com um personagem conhecido da Fiocruz, ajudando no diagnóstico e escolha de vacinas. Também terá atuação num Hospital, sendo recebido por outro personagem da Fiocruz, que vai atuar no combate das doenças ao tratar personagens com algum tipo de infecção. Ainda há o acompanhamento do apoio dos postos de vacinação, onde personagens saudáveis serão imunizados. A intenção do game, além de servir como uma diversão desafiadora, é educar e de fazer divulgação científica, trazendo o público para uma realidade do trabalho dos cientistas brasileiros.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Izequiel Noroes - Integrante / Raphael Monticello - Integrante., Financiador(es): Fundação Oswaldo Cruz - Ceará (CE) - Auxílio financeiro.

• 2014 - Atual

  Desenvolvimento de ferramenta computacional para engendrar anticorpos monoclonais e fragmentos para CAR-T cell, Descrição: Projeto vinculado ao edital Geração do conhecimento - Fiocruz; Há uma grande diversidade de medicamentos, de primeira ou segundalinha, usados no tratamento de diversos tipos de câncer, como osanticorpos monoclonais (mAbs). Contudo, ainda há uma demandasignificativa por medicamentos para casos que não respondem aosprotocolos padrões e que resultam na recidiva da doença. As terapiascelulares e gênicas vêm sendo usados nessa perspectiva, envolvendocélulas autólogas (do próprio paciente) ou células alogeneicas (dedoador parente ou não). Recentemente, o FDA aprovou a terapiagênica baseada no uso de linfócitos T transformados, que apresentamum receptor quimérico capaz de reconhecer o alvo tumoral e ativaresse linfócito de forma a obter uma resposta imune efetiva, capaz deinibir e eliminar as células tumorais (técnica conhecida como CAR-T).As duas terapias aprovadas são Kymriah, da Novartis, e Yescarta,da Kite Pharma, aprovadas em agosto e outubro de 2017,respectivamente, que se baseiam em um fragmento de anticorpomurino do tipo scFv contra o receptor CD19, expresso em altaconcentração em linfócitos B neoplásicos. Outros receptoresencontram-se em estudo, boa parte deles baseada em mAbs jáutilizados em terapias antitumorais. O desenvolvimento de uma terapiabaseada em CAR possui três principais áreas de atuação: destaca-se odesenvolvimento do sistema, que envolve a seleção do fragmento deanticorpo usado como receptor; a escolha dos motivos intracelulares,que ativarão a célula; o desenho da molécula quimérica com osdiferentes segmentos. Nesse projeto, anti-CD20, anti-CD19 e anti-CD22 passará por processode evolução, por Phage Display, usando bibliotecas de fragmentos Fabou scFvs humanos, que serão selecionados contra um fragmentos proteicos dos antígenos. Embora o processo traga bons resultados, um fragmento somente é usado enão corresponde ao CD20 completo, e a proposição de scFvs para usoem CAR fica limitada, não tendo a completude de resposta para oCD20 completo. Para driblar essa dificuldade experimental, propõe-se utilizar resultados dos ciclos de evolução por phage, usando sequenciamento NGS para acessar informações de frequências de resíduos em todas as posições de um scFv. Os dados serão usados num Algoritmo Genético, que incluirá uma Função de Aptidão criada para avaliar a interação scFv-CD20 completo e outros. A interação mAb-antígeno será avaliada através de trajetórias atômicas de simulações de Dinâmica Molecular. Espera-se, com essa abordagem, que integra dados experimentais e teóricos, dentro uma estratégia evolutiva, propor scFvs com bons resultados para aplicação em CARs e, consequentemente, um novo produto ou serviço associado.. , Situação: Em andamento; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Mathias Coelho Batista - Integrante / Cassio Pinheiro Oliveira - Integrante., Financiador(es): FUNDAÇÃO OSWALDO CRUZ - CEARÁ - Auxílio financeiro.

• 2009 - 2011

  DESENVOLVIMENTO DE ENZIMAS PARA BIOREFINARIA DE BIOMASSA: PRODUÇÃO DE XILANASE RECOMBINANTE TERMOESTÁVEL POR CULTURA SUBMERSA DE Pichia pastoris ., Descrição: A VERDARTIS, representada pelo seu sócio-diretor Dr. Marcos Roberto Lourenzoni coordena projetos em bionformática e biotecnologia. A VERDARTIS possui uma plataforma de desenvolvimento de enzimas através da utilização da Bioprospecção, Bioinfomática Estrutural (Simulação Molecular) e Engenharia Molecular (técnicas de biologia molecular) e Bioprocessos, que permitem a otimização das propriedades catalíticas das enzimas. Essa plataforma que utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, de domínio exclusivo da VERDARTIS, é capaz de criar uma enzima personalizada para um determinado processo industrial, esse serviço é denominado PersoZyme. Através do PersoZyme uma enzima protótipo foi desenvolvida, o produto Lightzyme: Enzimas personalizadas criadas por evolução dirigida para o biobranqueamento de celulose. O PersoZyme também é capaz de produzir enzimas para transformar biomassa em açúcares fermentáveis para produção de etanol. O projeto tem os objetivos de: 1) aumentar a produção da xilanase recombinante a partir de um sistema de expressão em levedura (Pichia pastoris). A região codificadora de um mutante da endoxilanase A da família G/11 do Bacillus subtilis gerado previamente por evolução dirigida será clonada no vetor de expressão pPIC9kf1-, e expressada em Pichia pastoris. 2) Desenvolver um processo robusto de engenharia de produção para a xilanase recombinante, a partir de elevadas densidades celulares em fermentações submersas produzidas por Pichia pastoris visando seu uso no processo de biobranqueamento de celulose. O processo fermentativo será realizado através de dois métodos: cultivo em shaker e em fermentador de bancada. É proposto a operação do biorreator em modo batelada alimentada para a produção de enzima em cultivos com alta densidade celular. 3) Determinar as condições ótimas do bioprocesso para a sua produção, visando futuramente a produção em escala piloto com fermentador de 100 litros. Espera-se com esse projeto reduzir o custo de produção de enzimas.. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Mariana Oliveira Ribeiro - Integrante / Raquel Rinke - Integrante / Simone Aparecida Antoniazi Pereira - Integrante / Elenira Henrique Miranda Mendonça - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  PERSOZYME - ENZIMAS PERSONALIZADAS CRIADAS POR EVOLUCAO DIRIGIDA PARA USO NO BIOBRANQUEAMENTO DA POLPA DE CELULOSE, Descrição: As enzimas têm sido utilizadas em processos industriais para aumentar a especificidade e eficiência de processos, melhorar a pureza do produto e reduzir os gastos com compostos químicos. Sabe-se que mais de 500 tipos de enzimas garantem 50 aplicações biotecnológicas, e estima-se que o mercado mundial de enzimas faturou, somente no ano de 2005, 3,7 bilhões de dólares. O maior segmento (com 65% do mercado) é composto de enzimas com aplicações nas industrias de detergentes, processamento de amido, têxtil, couro, celulose e papel, cosméticos e de medicamentos. As xilanases são enzimas que têm sido usadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive no biobranqueamento da celulose durante o processamento de madeira na industria de papel e celulose. O Brasil ocupa a 7a posição no "ranking" mundial de produção de celulose, e as exportações deste produto atingiram US$ 3,4 bilhões no ano 2005. Devido à competição internacional intensa, as empresas atuando neste setor estão continuamente procurando alternativas para reduzir os gastos operacionais, e as xilanases têm se mostradas promissoras na busca de melhorias na eficiência da produção. A VERDARTIS possui uma enzima protótipo, xilanase, que foi engendrada para otimizar as suas propriedades catalíticas no processo de biobranqueamento da polpa de madeira. Este sistema utiliza um conjunto de técnicas inovadoras, que mimetiza no laboratório o processo de seleção natural Darwiniano, portanto tem sido denominada evolução dirigida. O desenvolvimento de enzimas por evolução dirigida, personalizadas e adaptáveis aos processos vigentes de branqueamento de celulose, é um serviço denominado PersoZyme, e a xilanase, resultante deste processo é chamado LightZyme. A proposta atual tem como objetivo converter o protótipo PersoZyme em um sistema eficiente de produção de enzimas personalizadas, que será validado através da produção de enzimas em escala piloto. Ao fim dessa fase de desenvolvimento, o desafio de inserir a enzima desenvo. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Viviane Calixto - Integrante / Renata Shimocomaqui - Integrante / Leila Spínola - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2010

  ?ARTIZIMA- Evolução in silico de enzimas para biorefinarias: um incremento na produção de bioetanol?, Descrição: As enzimas desempenham um papel central na biotecnologia, pois são utilizadas em diversos processos industriais, aumentando a especificidade e eficiência de processos, melhorarando a pureza do produto e induzindo a redução dos impactos ambientais com a redução do consumo de compostos químicos. As xilanases e as lacases são enzimas que têm sido utilizadas em muitas aplicações biotecnológicas, inclusive em biorefinaria no processamento da celulose branqueada. Enzimas têm sido desenvolvidas para atuarem como um coquetel na hidrólise enzimática de lignocelulósicos, promovendo sua hidrólise a açúcares fermentáveis para produção de bioetanol. O Prof. Dr. Richard John Ward, da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto, utilizou técnicas de engenharia molecular para aumentar a temperatura ótima da enzimas xilanases e lacases, vislumbrando seu uso no processo de biobranqueamento da polpa de madeira em altas temperaturas. A tecnologia, desenvolvida no laboratório do Dr. Ward, utiliza técnicas avançadas de engenharia de proteínas, permitindo a otimização das propriedades catalíticas da xilanase em altas temperaturas. Esse sistema, que inclui a Evolução Dirigida (ED), mimetiza em laboratório o processo de seleção natural Darwiniano. Repetições sucessivas de ED foram usadas para melhorar a enzima e alcançar as propriedades catalíticas nas condições desejadas, por exemplo, num processo, 23 enzimas xilanases foram selecionadas. Dessa forma, o projeto visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional que avaliará os determinantes de estabilidade estrutural em varias temperaturas de uma enzima. O conhecimento adquirido, através das análises das trajetórias de simulações de Dinâmica Molecular, será traduzido em uma função matemática (função de fitness), que será usada num algoritmo evolutivo capaz de propor, de forma automatizada, novas mutações em enzimas termofílicas. As indicações de mutação, provenientes de mutantes selecionado. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Coordenador / Samuel Reghim Silva - Integrante / Tatiana Freitas Lopes - Integrante / Ricardo Rius - Integrante / Arnaldo Candido Junior - Integrante / Leal, Eduardo - Integrante / Jeny Rachid Cursino dos Santos - Integrante / Luiz Carlos Büttner Mostaço-Guidolin - Integrante / Ninive Aguiar Colonello Frattine - Integrante / Andréia Vieira do Nascimento - Integrante / Diogo Porfirio de Castro Vieira - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2008

  AbEvo (Antibodies Evolution), fase I e II. Sistema inteligente para o desenho de anticorpos baseado na estrutura do antígeno, Descrição: O projeto iniciou em 2005 sob a coordenação de Humberto D´ Muniz, em 2006 o projeto não estava vinculado a nenhuma agencia de fomento, sendo que eu atuei na empresa continuando o seu desenvolvimento e efetuando pesquisa em fosfolipase( o antígeno de interesse para o projeto) tendo um publicação em colaboração sobre o tema. Em 2007 o projeto fase II, passou a ser vinculado a FAPESP, onde atuei coordenando a equipe de boinformática (desenvolvimento de software) e o Dr. Oscar Ramos, foi o coordenador do projeto junto a FAPESP, sendo responsável também pela parte de desenvolvimento de antivcorpos in vivo, em colaboração com o Butanta. O projeto AbEvo tem como intuito o desenvolvimento de um sistema automatizado e confiável para a otimização de anticorpos, baseando-se na estrutura do antígeno. Pretende-se assim, aumentar o escopo de tecnologias disponíveis para o desenvolvimento de anticorpos utilizando de recursos de bioinformática incluindo técnicas de predição de estruturas, interações proteína-proteína, mecânica molecular, dinâmica molecular e algoritmos evolutivos. Os métodos atuais de desenvolvimento de anticorpos são experimentais e, portanto, eliminam grande parte das incertezas de métodos preditivos. Contudo, os métodos experimentais, por vezes, não proporcionam os resultados esperados. Incluem-se nesses casos, o desenvolvimento de anticorpos contra antígenos pouco imunogênicos e casos onde se deseja uma característica específica para o anticorpo a ser desenvolvido, como: a) o reconhecimento de epítopo específico; b) o reconhecimento cruzado de proteínas homólogas; c) o reconhecimento de apenas uma proteína específica dentre um grupo de homólogas, e; d) aumento da afinidade de um anticorpo experimentalmente selecionado. O sistema AbEvo é concebido para fornecer uma alternativa nesses casos. Em entrevista com pesquisadores brasileiros, altamente especializados para o desenvolvimento de anticorpos, levantou-se que cerca de 10% dos projetos de desenvolvimento de an. , Situação: Concluído; Natureza: Desenvolvimento. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (3) . , Integrantes: Marcos Roberto Lourenzoni - Integrante / Humberto D´ Muniz - Integrante / Nelkis Medina - Integrante / Oscar Ramos - Coordenador / Paulo Sérgio Monzani - Integrante / Bruno Feres de Souza - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

Prêmios