Centro de Química de Coimbra (CQC)

Na área de Colóides destacamos o estudo das interações entre iões metálicos, tensoactivos e polímeros em solução aquosa, o controle e aferição das propriedades como o início da auto-agregação, os tipos de agregados formados e o comportamento reológico. Considerando aplicações farmacológicas e o desenvolvimento de sensores luminescentes e dispositivos optoelectrónicos, são realizados estudos de RMN em combinação com outras técnicas, como estudos de luminescência e estudos teóricos. Novas fibras, nanopartículas e novos espessantes poliméricos estão a ser projetados e preparados com base numa maior compreensão do equilíbrio entre as interações hidrofílicas (frequentemente eletrostáticas) e hidrofóbicas.

Desenvolvem-se novos materiais poliméricos, incluindo polímeros funcionalizados à base de celulose, polímeros com propriedades condutores e luminescentes, e bio-hidrogéis para libertação de fármacos e remediação de água. Estes estudos são complementados pela análise de propriedades de transporte, envolvendo inter-, intra- e difusão térmica, de sistemas multicomponente em solução aquosa e através de polímeros. São considerados biomoléculas e polieletrólitos, materiais avançados envolvendo CO2 supercrítico e estruturas supramoleculares. O grupo também se dedica fortemente à química computacional fazendo uso de diferentes abordagens, com o objetivo principal de relacionar a teoria com a experiência.

Estudam-se espécies excitadas e processos de decaimento. Equipamentos de última geração para absorção transiente em fs-ns e fluorescência resolvida do tempo em fs-UC, ps e ns, permitem uma gama ampla de estudos. Os tópicos investigados incluem estudos fundamentais envolvendo processos fotofísicos e aplicações práticas. Entre outros tópicos de investigação, estudam-se interações hospedeiro-hóspede, sensores químicos macromoleculares, e ligantes diversos, com o objetivo final de inibir a telomerase do DNA em células cancerosas.

Este laboratório desenvolve processos de síntese de fármacos, nomeadamente fotossensibilizadores e potenciais antibióticos para inativar vírus e bactérias por terapia fotodinâmica. Sintetiza também radiofármacos e novas entidades químicas para imagiologia médica com técnicas de fluxo contínuo. Os seus interesses de síntese química medicinal com transposição industrial sustentável, centram-se na preparação de catalisadores para transformação de CO e CO2 em moléculas com potencial atividade biológica e para fotodegradação de antibióticos no ambiente. Foi aqui que se descobriu o primeiro fotossensibilizador autorizado para ensaios clínicos em Portugal – redaporfin – desenvolvido pela spin-off Luzitin SA.

Neste laboratório estuda-se fotoquímica, fotobiologia e foto-medicina, procurando entender como a luz interage com moléculas, materiais e tecidos. Paralelamente desenvolvem-se e testam-se modelos para o entendimento e previsão dos fenómenos subsequentes à absorção de luz, abrangendo uma grande diversidade de processos, que vão da reatividade de moléculas às respostas do sistema imunitário, e da entrega de fármacos à terapia génica. Neste laboratório nasceu uma nova tecnologia – piezoporação – que é comercializada no mercado da cosmética pela spin-off LaserLeap SA. Para além de aplicações na área médica, o grupo incentiva investigação fundamental diversificada, cobrindo áreas tão diversificadas como a teoria de reações química elementares ou as causas das alterações climáticas

O LCBM desenvolve atividade de investigação e formação de recursos humanos na área da espectroscopia molecular. É um laboratório de referência em espectroscopia de infravermelho com isolamento em matrizes criogénicas e em espectroscopia de Raman. Dispõe ainda de equipamento topo de gama para realização de estudos de espectroscopia de infravermelho resolvida no tempo. Tópicos de interesse do LCBM incluem: fotoquímica e intermediários reativos, química induzida por excitação vibracional, efeito de túnel em química orgânica, polimorfismo, análise química de meteoritos e materiais geológicos, e métodos de reconhecimento de padrões baseados em espectroscopia para diagnóstico auxiliar em biomedicina.

O LTQES desenvolve atividade de investigação e formação de recursos humanos nas áreas da termodinâmica e química do estado sólido. O laboratório usa uma aproximação multidisciplinar recorrendo a métodos de análise térmica, espectroscópicos e computacionais na investigação fundamental e aplicada de formas sólidas de compostos orgânicos. Os tópicos de interesse centram-se no estudo termodinâmico e estrutural de polimorfos e de sólidos multicomponente de activos farmacêuticos, destacando-se o efeito do solvente na cristalização selectiva de polimorfos, a racionalização da formação de mesofases, e a investigação de co-cristais e co-amorfos com potencial para incremento do desempenho biofarmacêutico.

Este grupo centra-se no estudo das interacções de iões metálicos com sistemas biológicos relativamente ao seu papel essencial e aos efeitos tóxicos, bem como ao desenvolvimento de fármacos para terapia e diagnóstico. Os estudos têm-se centrado na investigação do papel dos elementos metálicos essenciais, nos alvos e mecanismos dos elementos tóxicos, no desenvolvimento de medicamentos com base de metais para terapia, diagnósticos e agentes multimodais de teragnóstico. As metodologias seguidas baseiam-se principalmente na caracterização de agentes com base de metais, utilizando técnicas espectroscópicas (UV-vis, fluorescência, EPR, relaxometria e RMN), complementadas com estudos in vitro, ex vivo e in vivo.

Os principais objetivos deste grupo são RMN e IRM biomédico, incluindo o desenvolvimento e caracterização de agentes de contraste para IRM e imagem molecular multimodal, incluindo nanossistemas de teragnóstico. A investigação prossegue em forte colaboração com o grupo de Química Bioinorgânica, e mais recentemente com o grupo de Biomembranas para o desenvolvimento de agentes de contraste com maior disponibilidade no cérebro. O grupo tem experiência de longo prazo e reconhecimento mundial no desenvolvimento dos fundamentos de RMN e aplicações desta técnica na área da química biológica.

O objectivo principal do grupo é compreender as regras que governam a permeabilidade através de biomembranas e sua função como barreiras biológicas. Isso inclui estudos sobre bicamadas lipídicas e sobre as interacções de lipídios e moléculas anfifílicas com proteínas membranares. Os conhecimentos são aplicados na previsão e controlo da fármacocinética de agentes ativos, nomeadamente a sua disponibilidade em tecidos protegidos por endotélios contínuos como o cérebro. A homeostase de lípidos é outra área de interesse, que inclui o desenvolvimento de agentes farmacêuticos e ingredientes alimentares com propriedades hipocolesterolémicas. As metodologias empregues são principalmente biofísicas, incluindo abordagens experimentais e computacionais.

As actividades de investigação do grupo estão fundadas em competências de longa data em estrutura, estabilidade e “folding” de proteínas, e à interacções proteína/ligante, usando uma ampla gama de abordagens experimentais e computacionais. O principal foco de investigação tem sido o estudo dos mecanismos moleculares de amiloidose e a descoberta e desenvolvimento de terapêuticas à base de pequenas moléculas. Essa investigação levou à criação de uma spinoff biotecnológica (BSIM Therapeutics). Mais recentemente, o grupo tem também focado a sua atenção na identificação e validação de alvos biológicos nas áreas de neuroinflamação e antivirais.