Manoel Luis Pereira da Silva Costa

1. Diferenciação Muscular, focando no Citoesqueleto e na Adesão em Danio rerio

Objetivo: Como o papel principal do músculo é a contração, a sua fisiologia fica evidente na sua estrutura. Portanto, uma das melhores maneiras de se estudar a diferenciação é estudar o citoesqueleto e a adesão celular. O modelo tradicional para se estudar esses aspectos da biologia celular são as culturas de células, mas por sua própria natureza o modelo in vitro é uma simplificação em termos de sinais moleculares e de estrutura. Para compensar essas limitações usamos o modelo do embrião de peixe-zebra. A clareza óptica do embrião permite o estudo da miogênese in situ e in vivo, com nível de detalhes geralmente só encontrado em modelos de cultura. Fomos pioneiros no uso do peixe-zebra no Brasil, e precisamos montar no Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ um biotério (com verbas da Faperj). Publicamos um artigo descrevendo nossa experiência nessa montagem (Adv Zool Res 2012). Inicialmente, descrevemos o citoesqueleto (Mech Dev 2002). Depois publicamos artigos sobe adesão e citoesqueleto (Braz J Med Biol Res 2003, e Cell Motil Cytoskel 2008). Publicamos tambem um artigo sobre a estrutura do músculo de peixe-zebra adulto (Histol Histopat 2009). Uma vez caracterizada ao nível sub-celular o citoesqueleto e a adesão na miogênese no peixe-zebra, buscamos interferir no processo normal de diferenciação, e estudar o papel do colesterol. Usamos a droga simvastatina para inibir a síntese de colesterol, e observamos efeitos estruturais e fisiológicos (J Histochem Cytochem 2015 e Exp Biol Med 2016). Também estudamos o papel da flotilina no desenvolvimento (Biol Cell 2017). Temos apoio do CNPq, FUJB e FAPERJ. Nós temos reagentes e equipamentos para análise estrutural de células (microscópio óptico e sistema de vídeo e aquisição e processamento de imagens), bioquímica de proteínas (eletroforese e western blot) e biologia molecular (centrífugas, eletroforese). Nesse projeto participam alunos de graduação da UFRJ e de pós-graduação no Programa de Ciências Morfológicas da UFRJ..

2. Aquisição e processamento de imagens

Objetivo: Nesta linha buscamos desenvolver metodologias de aquisição e análise de imagens. Além de atender a nossa própria necessidade experimental, buscamos ajudar outros pesquisadores através de colaborações e treinamentos. Nessa linha, colaboramos por exemplo com 1) o Prof. Hiss Martins Ferreira ajudando a montar o sistema de imagem e com o processamento na depressão alastrante, que foi concluido com a colaboração de Renato Rozental (Proc Natl Acad Sci USA. 2012), 2) com o Prof Milton Costa sobre processamento de imagem no esvaziamento gástrico (Comput Methods Programs Biomed. 2001), 3) com o Prof Borojevic no imageamento (Cell Tissue Res. 2001 e Biochem Cell Biol. 2001), 4) com a Profa Mermelstein em várias formas de aquisição e processamento de imagem de culturas de células (vários artigos) e 5) com o Prof Coutinho, também com aquisição e processamento de imagens dinâmicas de esponjas (PlosOne. 2017). Para este trabalho, temos desenvolvido protocolos e macros, apresentados na forma de artigos, conferências e cursos no Programa de Pós-graduação em Ciências Morfológicas da UFRJ. Recentemente submetemos artigo sobre uma macro de medida de miotubos e relação núcleo/citoplasma que está sendo analisada na revista Comput Methods Programs Biomed. Montamos um sistema de microscopia óptica de fase, DIC, polarização e fluorescência, um sistema de confocal a disco e temos computador especializado e tela 4K e 3D para processamento de imagem.

3. Ensino de biologia celular e produção de material didático

Objetivo: Usar as potencialidades da imagem e da computação para gerar produtos que auxiliem no ensino de Biologia. Nessa linha, produzimos vários softwares e montamos um site (http://www.histo.ufrj.br/LIB/) com um Banco de Imagens de Histologia. Recebemos financiamento da Faperj para atualização desse Banco de Imagens. Também estudamos sobre o ensino de biologia celular, tendo publicado artigo na revista internacional de editorial restrito Cell Biology International sobre o assunto (Mermelstein C, Costa ML. Analysis of undergraduate cell biology contents in Brazilian public universities. Cell Biol Int. 2017 Apr;41(4):361-368. doi:10.1002/cbin.10720.) e dado conferências na USP e na Academia Brasileira de Ciências.

4. Pesquisa bibliométrica sobre artigos científicos

Objetivo: Nessa linha usamos a análise de publicações científicas para estudar desde o uso da microscopia em diferentes áreas da pesquisa (Reigoto AM, Andrade SA, Seixas MCRR, Costa ML, Mermelstein C. A comparative study on the use of microscopy in pharmacology and cell biology research. PLoS One. 2021 Jan 22;16(1):e0245795. doi: 10.1371/journal.pone.0245795.), as diferenças de vocabulário entre a área básica de biologia celular e a área aplicada da medicina (Azevedo S, Seixas MR, Jurberg AD, Mermelstein C, Costa ML. Do medicine and cell biology talk to each other? A study of vocabulary similarities between fields. Braz J Med Biol Res. 2021 Oct 18;54(12):e11728. doi: 10.1590/1414-431X2021e11728.), até as funções de uma proteína (Gomes G, Seixas MR, Azevedo S, Audi K, Jurberg AD, Mermelstein C, Costa ML. What does desmin do: A bibliometric assessment of the functions of the muscle intermediate filament. Exp Biol Med (Maywood). 2022 Apr;247(7):538-550. doi: 10.1177/15353702221075035. Epub 2022 Feb 7.). A metodologia inclui a extração de dados de databases como Pubmed, Dimensions, EuropePMC e WebOfScience, sua análise por programas como VosViewer e Wordle e o desenvolvimento de rotinas e planilhas automatizadas.