UTPRIMERS - Phytocare

Quem somos.

A UTPrimers é uma Equipe de Competição de Biologia Sintética da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) do Câmpus Ponta Grossa, a equipe consiste em um projeto de extensão e uma entidade sem fins lucrativos. O projeto agrupa alunos de diversos cursos da universidade. A sede da UTPrimers encontra-se na R. Doutor Washington Subtil Chueire, 330 - Jardim Carvalho, Ponta Grossa - PR, 84017-220.

Objetivo da equipe.

        O nosso foco principal é participar da maior competição de biologia sintética do mundo: o iGEM (International Genetically Engineered Machine), sediado em Paris, na França e responsável por unir estudantes e universidades de todo o mundo. O iGEM foi criado em 2003 pelo MIT e, anualmente, promove o encontro de equipes de universidades de todo o mundo, que apresentam seus projetos de Biologia sintética com foco em mudar a sociedade e o mundo.

A UTPrimers possui como objetivos:

I – divulgar o movimento científico tanto na comunidade acadêmica quanto industrial;

II - promover a participação dos membros desta associação em eventos de caráter científico;

III - fomentar o planejamento e organização de projetos e eventos que propaguem o conhecimento acerca da biologia sintética para a população em geral;

IV - estimular a integração da comunidade externa com a Universidade.

Organização da UTPrimers.

        A equipe é dividida em diretorias, sendo elas: Capitania, Diretoria de Recursos Humanos, Diretoria de Marketing, Diretoria de Finanças e Diretoria de Pesquisa. Atualmente somos em 14 alunos participantes, dos cursos de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia e Ciências Biológicas. Além disso, somos orientados pela professora  Sabrina Ávila Rodrigues, que faz parte do departamento de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da UTFPR.

           Cada diretoria tem seu papel para que possamos ir para a competição. Nós alunos somos divididos nessas diretorias como Diretores e Assessores. Para entrar na UTPrimers é preciso passar por um Processo Seletivo referente a Diretoria na qual a pessoa queira ingressar

A nossa pesquisa.

PHYTOCARE- E.coli com capacidade Fotoprotetora 

Devido aos riscos relacionados à exposição da pele ao Sol, existe uma grande demanda social por protetores solares que atuem na proteção contra queimaduras, fotoenvelhecimento e câncer do tipo melanoma. Atualmente, contudo, a maioria desses produtos representa um grande risco para a saúde humana e o equilíbrio ambiental devido à presença do hidrocarboneto oxibenzona em sua composição química, responsável por absorver as radiações UVA e UVB emitidas pelo Sol. Devido ao uso difundido desses bloqueadores na sociedade e sua capacidade de bioacumulação, existe uma ampla contaminação dos recursos hídricos através da oxibenzona, responsável por potencializar o branqueamento e morte dos corais e pela intoxicação de peixes em um processo que afeta à saúde desses animais e propicia a entrada da oxibenzona na cadeia alimentar de comunidades próximas aos oceanos. Quanto à saude humana, a absorção da oxibenzona pela pele é responsável pela indução de dermatites, alterações em hormônios sexuais masculinos e, potencialmente, pelo aumento da proliferação de células cancerígenas. Diante disso, objetivamos substituir os protetores solares convencionais por uma alternativa sustentável denominada Phytocare. 

Vamos engenheirar bactérias E.coli imobilizadas em um gel PEG com o intuito de produzir os carotenoides incolores fitoeno e fitoflueno, responsáveis por substituir a oxibenzona na medida em que absorvem, respectivamente, as radiações UVB e UVA. Desse modo, com a produção intracelular desses compostos, o chassi irá funcionar como um bloqueador dos raios solares. Considerando que a E.coli não possui a maquinária celular necessária para a biossíntese carotenogênica, iremos utilizar técnicas de biologia sintética para expressar um sistema operon no sistema biobrick capaz de produzir as enzimas necessárias para que obtenhamos nossos carotenoides de interesse. Visando melhorar a aplicabilidade do projeto, trabalharemos com dois sistemas de controle gênico: o primeiro responsável por ativar o operon somente na presença da luz solar e em contato com a pele e o segundo sendo um repressor da rota a jusante dos nossos produtos, impedindo a geração de outros carotenoides que não executam a função desejada ou que alterariam as características do phytocare, responsável por substituir a oxibenzona na proteção da pele pela absorção dos raios UVA e UVB. 

PHYTOCARE- E. coli with the photoprotective capability 

Due to the risks related to sun exposure to the skin, there is a great social demand for sunscreen which acts in the protection against burns, photoaging, and melanoma cancer. Although, nowadays most of these products represent a considerable risk to humankind and the environmental balance because of the presence of the hydrocarbon named oxybenzone inside of its formula, responsible for absorbing UVA and UVB radiation emitted by the sun. Considering the widespread use of those sun blockers by the society and its capability of bioaccumulation, there is wide contamination of water resources through oxybenzone guilty of whitening and death of corals and poison fishes by a process that affects the health of those animals and provides the entry of oxybenzone in the food chain of those who lives and feeds from communities close to the ocean. As for human health, the absorption of oxybenzone via the skin is held responsible for the induction of dermatitis, male sex hormones alteration, and, potentially, the increase of cancer cells. Facing all those information we aimed for the substitution of the conventional sunscreen for a sustainable alternative called Phytocare    

By engineering the immobilized E. coli bacteria contained in a PEG gel with the intent to produce the colorless carotenoids phytoene and phytofluene responsible for replacing the oxybenzone since it has the capability of absorbing UVA and UVB. Thus with the intracellular production of those compounds, the chassis will work as a sunlight blocker. Considering that E. coli does not possess the necessary cellular machinery for carotenogenic biosynthesis, we will use synthetic biology techniques to express an operon system in a biobrick structure to produce the necessary enzyme to obtain the desired carotenoids. Aiming to improve the applicability of our project we will be working with two systems of genetic control. The first will be responsible for activating the operon only in the presence of light and skin contact; the second would be a suppressor of the downstream route of our product preventing the generation of others carotenoids that do not perform in an undesired way or change the Phytocare characteristics.