TRABALHO CIENTÍFICO E PESQUISA
EBOOKS DE CIÊNCIAS PUBLICADOS
From what we know, the human eye is anything but simple. Though it may look like nothing more than merely a white sphere with a central coloured ring at its anterior that encircles a small dark opening, that is just the tip of the iceberg. Within this hollow, 6-cubic-centimetre globe is over two million interacting parts that work to ensure light is gathered and processed into visual information as smoothly as possible. Its enormous complexity relative to its small size is the reason that the eye is considered the second most complex organ in the human body after the brain. This gorgeous, highly resilient organ can adjust accordingly to changing conditions and environments within a matter of milliseconds. The human eye is incredibly productive, working nonstop to manipulate the laws of physics by altering the trajectories and angles of incoming electromagnetic radiation, initiating biochemical pathways in our retinae to form visual details that biologically make sense. The fact that light entering our eyes from all different directions and distances is focused and projected onto our retinae as a clear, 2D image, and then information from that 2D image is used in our brain to construct 3D images that allow us to perceive the world in three dimensions is truly a work of genius by nature. Even the muscles that surround the bulb of the eye and regulate its movements are the swiftest and most powerful muscles in the human body relative to their function. Just like how the eye is the window to the outside world, this book is a window into the anatomical structures that form this biological powerhouse of energy-converting cells that help us discern vision.
Muitos estudos de pesquisa demonstraram que a hipermetilação do DNA está ligada ao desenvolvimento de carcinomas de células renais de células claras (ccRCC) pelo silenciamento transcricional de importantes genes supressores de tumor conhecidos como Von Hippel-Lindau (VHL). Os resultados desses estudos me levaram a fazer a pergunta: “agentes hipometilantes poderiam ser usados para desmetilar as marcas H3K4me1 hipermetiladas dos genes supressores de tumor VHL para reativar a atividade transcricional desses genes?”. É sobre esta questão que assenta toda esta proposta. Seguindo uma abordagem guiada que envolve métodos de teste como MeDIP, RT-qPCR e Western Blotting para descobrir os mecanismos moleculares precisos pelos quais os agentes hipometilantes reativam os genes VHL, esta proposta simulada do NIH Grant serve essencialmente como um modelo para áreas potenciais de pesquisa neste tópico e abordagens que podem ser tomadas para determinar a eficácia dos agentes hipometilantes na supressão do desenvolvimento e progressão do ccRCC. Se bem-sucedida, esta técnica terapêutica de base epigenética poderia ser a primeira cura plausível para estágios avançados da malignidade.
Você já parou para refletir sobre o que explica a imensa diversidade biológica que pode ser vista na Terra? Ou você já se perguntou por que certos organismos sobrevivem e transmitem seus genes para a próxima geração, enquanto outros não? Essas questões podem ser abordadas pela evolução, um fenômeno natural aparentemente sutil, mas poderoso, que afetou quase todas as espécies que já existiram ao longo da história evolutiva da Terra e está constantemente em jogo em todos os ecossistemas do planeta. A evolução não é uma força única, mas sim uma aglomeração de forças – principalmente mutações genéticas, Seleção Natural e Seleção Artificial – que impulsionam a mudança nas espécies. Cada uma dessas forças é essencialmente baseada na ciência por trás da herança dos genes e como os genótipos de um organismo determinam suas características fenotípicas. Ao longo da história evolutiva da Terra, a Seleção Natural influenciou diretamente a sobrevivência diferencial e a reprodução dos organismos como resultado de mudanças no DNA devido a mutações, favorecendo características particulares em detrimento de outras, o que resultou na sobrevivência de certas espécies e na morte de outras . Embora a maior parte da evolução seja e tenha sido influenciada por forças naturais, o desenvolvimento de técnicas de edição de genes e engenharia genética (como CRISPR) por humanos está nos concedendo o poder de influenciar artificialmente a evolução das espécies. Através da Seleção Artificial, podemos modificar ou criar novos genes para aumentar a frequência de características desejáveis em organismos para atender às nossas necessidades – ou possivelmente até resolver a atual crise de extinção. Se você está interessado em aprender mais sobre os mecanismos por trás das mutações genéticas ou os processos subjacentes à Seleção Natural e Artificial, ou se está simplesmente procurando expandir seu conhecimento sobre a Evolução, este livro cobre tudo!
As proteínas são moléculas biológicas verdadeiramente maravilhosas que constroem quase todos os componentes celulares de todas as células de todos os organismos vivos que existem no planeta Terra. Eles são os produtos finais do Dogma Central da Biologia Molecular e são sintetizados como resultado dos complexos processos de Transcrição e Tradução. As proteínas vêm em uma variedade de formas e tamanhos, o que lhes permite realizar uma infinidade de funções nos corpos dos organismos, desde enviar sinais químicos entre as células até catalisar reações químicas. Essa variedade em estrutura e função, em última análise, decorre da sequência fundamental e do arranjo dos aminoácidos, os monômeros das proteínas. Embora o DNA – a molécula vital que serve como base para a maior parte da vida na Terra – seja necessário para fabricar proteínas nas células, a proteína em si veio antes do DNA na linha do tempo evolutiva da vida na Terra. Conseqüentemente, o DNA e, portanto, a vida, não pode existir sem proteína. Este livro explora o fascinante mundo das proteínas, incluindo como elas são sintetizadas, seus níveis estruturais e as diferentes funções que desempenham para manter os organismos funcionando de maneira ideal.
Nosso mundo está enfrentando uma crise de energia como nenhuma outra, pois a população global continua a crescer a uma taxa sem precedentes e a produção de energia não renovável está se tornando cada vez mais insustentável. Consequentemente, a necessidade de gerar energia limpa, sustentável e renovável é mais crucial do que nunca – algo que pode ser alcançado com o desenvolvimento de usinas de fusão nuclear comercial e economicamente viáveis. Esta é exatamente a razão pela qual a empresa General Fusion foi construída - para permitir a implementação da geração de eletricidade usando energia de fusão em escala industrial. Este livro mergulha no método exclusivo que a General Fusion está desenvolvendo para mostrar e aprimorar sua tecnologia, a visão final da empresa, seu processo de geração de eletricidade e muito mais! Como potencial candidato para revolucionar a indústria global de energia, definitivamente vale a pena aprender sobre a General Fusion (especialmente para aqueles que estão dispostos a adquirir alguma visão sobre como um sol artificial pode ser construído aqui na Terra).
Você já se perguntou o que torna as drogas tão especiais? Ou você já refletiu sobre o incrível número de vidas que os medicamentos salvaram apenas no último século? As maravilhas da química e da biologia permitiram aos farmacologistas desenvolver tratamentos contra algumas das formas mais letais de infecções bacterianas, virais, fúngicas e parasitárias, desde a descoberta da penicilina (o primeiro antibiótico) por Alexander Fleming em 1928 para tratar a meningite estreptocócica até a rápido desenvolvimento de antivirais contra SARS-CoV-2 para acabar com a pandemia de COVID-19, o mundo da farmacologia se desenvolveu rapidamente nos últimos 100 anos. Este livro serve como um guia para iniciantes em farmacologia, incluindo como as drogas são classificadas e nomeadas, como nossos corpos afetam as drogas quando as consumimos e como as drogas nos afetam quando ingeridas.
Existem algumas técnicas terapêuticas verdadeiramente inovadoras em andamento que podem transformar o futuro da medicina, e uma delas é o anti-VEGF. Esta terapia antiangiogênica pode curar uma variedade de cânceres e doenças da retina que antes eram incuráveis usando biomoléculas que podem suprimir as vias de sinalização do VEGF, evitando assim a metástase em cânceres e a cegueira irreversível em doenças da retina. Desde o advento do século 21, vários tratamentos com anticorpos monoclonais anti-VEGF - como Bevacizumab, Ranibizumab e Aflibercept - e outra forma de tratamento conhecida como Inibidores de Tirosina Quinase - como Sunitinib, Sorafenib e Pazopanib - foram desenvolvidos e distribuídos, no entanto, mais pesquisas e experimentos são necessários para aumentar a eficácia desses tratamentos. Este manual médico informativo primeiro explica o papel que o VEGF desempenha na proliferação do câncer e na progressão da doença retiniana antes de explicar os tratamentos anti-VEGF comuns, bem como seus mecanismos de ação no nível molecular, usando explicações e diagramas compreensíveis que qualquer pessoa - seja um estudante que deseja aprender mais sobre novas inovações médicas, um aspirante a cientista médico ou um médico qualificado - pode entender. O manual também se destina a fornecer uma referência abrangente para pesquisadores médicos que desejam escrever artigos médicos sobre tratamentos anti-VEGF e, portanto, é altamente recomendado para esses indivíduos.
O universo está cheio de maravilhas naturais imperceptíveis que não podem ser explicadas com apenas algumas fórmulas ou leis físicas, e a energia escura não é exceção. Este livro fornece uma visão dessa força poderosa e invisível que está forçando o cosmos a se expandir a uma taxa cada vez maior - incluindo sua descoberta, o que sabemos sobre ela, sua influência no universo, as partículas teóricas de que pode ser composto, equações que podem explicar a força e muito mais. Se você é um aspirante a astrofísico, um geek da astronomia que está procurando aprender mais sobre o universo, ou está apenas procurando viajar para o cosmos através de um livro, Dark Energy 101 é perfeito para você!
TRABALHO CIENTÍFICO E PESQUISA
The Role of Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) in Tumour Angiogenesis and Anti-Angiogenic Therapeutic Methods to Treat Cancer and Various Retinal Diseases
Abstract
Tumour cells have a high oxygen and nutrient demand, and thus require a constant blood supply to survive and proliferate. As a result, they secrete abnormally high amounts of a cytokine called Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) to stimulate the formation of new blood vessels from pre-existing ones - a process known as angiogenesis – to acquire an adequate blood supply. This process involves a signalling pathway that begins with VEGF molecules binding to VEGF Receptors (VEGFR) on vascular endothelial cells in blood vessels, which leads to conformational changes in the receptors, then intracellular signal transduction by second messengers, and finally, the activation of the gene that is responsible for blood vessel growth. This vasculature that forms around malignant tumours not only allows for the expansion of the tumour tissue, but, even more concerningly, can lead to metastasis. Therefore, tumour angiogenesis plays a crucial role in the spread of cancer throughout the body, which could kill a patient within months. However, the special characteristics of the molecular mechanisms underlying this signalling pathway offer unique therapeutic opportunities, which is why many scientists today are researching and developing potential treatments to inhibit tumour angiogenesis by targeting certain checkpoints in the pathway. By inhibiting malignant tumour cells from receiving an adequate blood supply, it will be possible to prevent further cancer growth, proliferation, and metastasis from occurring. This same angiogenic pathway can alsoresult in ocular angiogenesis, which is responsible for the cause and progression of many retinal diseases, in which high vascular permeability is particularly an issue of concern.
The Use of Hypomethylating Agents as a Therapeutic Against DNA Hypermethylation in ccRCC
Abstract
Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is driven in large part by an epigenetic mechanism: hypermethylation of CpG islands in promoter and enhancer regions silences the Von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene, removing a critical brake on tumor growth. This proposal investigates whether hypomethylating agents can reverse that silencing and serve as a viable therapeutic for ccRCC. Specific Aim 1 examines the precise molecular mechanisms by which these agents demethylate H3K4me1 marks at VHL enhancer regions, using Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP) to map where and how much demethylation occurs. This aim also tests whether hypomethylating agents can reactivate WIF-1, a Wnt pathway antagonist, to suppress the overactive Wnt signaling that drives proliferation and migration in renal cancer cells, with RT-qPCR used to quantify changes in gene expression and Western blotting used to compare tumor suppressor and oncogene protein output. A notable complication is that these agents appear to simultaneously reactivate select oncogenes (Interleukin-8, G250, CYTIP, and HLA-G), and this proposal aims to understand why, with the goal of eventually designing agents that act selectively on VHL without these off-target effects. Specific Aim 2 evaluates the physiological impact of hypomethylating agents on kidney function in ccRCC patients, tracking glomerular filtration rate, electrolyte balance, and blood pressure, and comparing prognostic outcomes against a placebo control group. Since no epigenetic-based therapeutic currently exists for renal cell carcinoma, and advanced-stage disease still lacks an effective cure, this work could open a new treatment pathway for a cancer that accounts for roughly 4% of adult malignancies worldwide, while also laying groundwork for epigenetic therapies in other cancers.
INFOGRÁFICOS E DIAGRAMAS CIENTÍFICOS PARA BAIXAR
VÍDEOS/ANIMAÇÕES CIENTÍFICAS
Como funciona a vacina de mRNA para COVID-19
As 4 etapas para intubação endotraqueal demonstradas e explicadas em 20 segundos
O processo de tipagem sanguínea demonstrado e explicado em 5 etapas
Animação resumida de vacina de mRNA de 1 minuto para COVID-19
Past and Future of the Universe Through the Lens of Dark Energy
SCIENTIFIC PRESENTATIONS
RELATÓRIOS DE LABORATÓRIO
Articles on Innovation Hub
Innovation Hub is an international youth-led science magazine and online platform publishing scientific articles written by high school students, based out of Warsaw, Poland. I've written two articles for them, both in their Biology section: "VEGF's Role in Tumour Angiogenesis and Novel Anti-Angiogenic Drugs to Treat Cancer & Retinal Disease" and "The Differences Between Male & Female Bodies in Humans".