Cubatão, 19 de setembro de 2022.

Durante o último mês, foram obtidos os primeiros resultados da pesquisa de esterilização de micro-organismos expostos a radiação não ionizante de micro-ondas como fruto dos trabalhos de pesquisa do aluno de IC LabMax Bruno Gobato.

Recentemente, o aluno pesquisador Bruno Gobato Simões vem desenvolvendo suas habilidades a respeito da cultura microbiana e da análise microscópica das mesmas, com o intuito de desenvolver mecanismos que possam esterilizar e combater a ação desses microorganismos através do uso de radiação não ionizante no espectro das micro-ondas. Tais habilidades têm sido desenvolvidas a partir de uma pesquisa que está sendo feita no Laboratório Maxwell, ambiente de pesquisa localizado no Instituto Federal de São Paulo, Campus Cubatão.

Esta pesquisa propõe que o aluno realize o estudo dos efeitos de redução da concentração microbiana em culturas de Saccharomyces cerevisiae (fermento biológico) através da exposição à radiação de micro-ondas. A partir desses experimentos, se espera determinar qual é o melhor ajuste de tempo e potência para promover uma redução em torno de 99% no número de unidades formadoras de colônias (UFC). Esta técnica mostra-se útil em processos de controle microbiano, tais como desinfecção de materiais embalados, como alimentos e fármacos, pois, ao contrário das técnicas de exposição a ultravioleta e plasma a frio, não degrada a embalagem, impedindo ou minimizando, assim, a liberação de monômeros ou benzênos no material embalado, contribuindo para garantir sua qualidade.

Segue abaixo imagens e resultados preliminares obtidos com o uso de um microscópio após a análise de culturas de culturas de Saccharomyces cerevisiae, ou seja, fermento biológico, em frascos, onde, um frasco possuía apenas água e fermento, enquanto o outro possuía água, fermento e açúcar mascavo.

Na imagem acima, é possível ver a diferença entre as amostras coletadas logo após a produção da cultura e 30 horas depois da coleta das primeiras amostras.

Já essa imagem acima foi retirada com uma ampliação de 640X (ocular de 16x e uma objetiva de 40X) e se trata de uma amostra sem açúcar coletada logo após uma cultura.

Os resultados obtidos acima fazem parte da pesquisa em desenvolvimento intitulada “Combate A Covid-19 Por Esterilização Por Micro-Ondas – Estudo Dos Efeitos Da Radiação De Micro-Ondas Em Diferentes Frequências Gerada Por Antena Vivaldi Palm Tree Sobre As Células De Saccharomyces Cerevisiae”.

Laboratório Maxwell

Fundado em abril de 2016, o LabMax tem como objetivo pesquisar, desenvolver e transferir tecnologia de ponta na área de micro-ondas e eletromagnetismo aplicado de maneira a contribuir para o avanço de nossa nação.

Dr. Antonio Mendes de Oliveira Neto

Pesquisador Pleno do Laboratório Maxwell na área de processamento de sinais e imagens, Me. em Tec. dos Materiais pela UNESP.

porDr. Alexandre

Esterilização por Micro-ondas, LABMAX, LAV, Palm Tree, Redução por Micro-ondas

#LABMAX tem artigo Internacional sobre Esterilização de Bactérias por Micro-ondas publicado em Revista

Dezembro de 2016, os pesquisadores do #LABMAX aguardam ansiosos o resultado da cultura de colônia de bactérias Saccharomyces cerevisiae. Quando abrem a estufa, 72 horas depois de inseridas as placas de Petri contendo o caldo gelatinoso de triptona de soja, observam que as Placas de Controle estavam tomadas de Unidades Formadoras de Colônias, como ilustram as imagens:

Placas de Petri de Controle, com diluição log 2 e log 3 com UFC’s em destaque.

Momentos depois veio a enorme surpresa! Ficamos todos atordoados quando ao sacar da estufa as placas de cultura, cuja solução incubadora havia sido exposta a Radiação de Micro-ondas, com um número relativamente menor de UFC´s, chegando em alguns casos a taxas de 99% de redução, como ilustra a figura a seguir, onde obteve-se esse resultado com apenas 10 segundos de exposição a radiação de Micro-ondas.

Placas de Petri que receberam a Radiação de Micro-ondas durante 10 segundos. Observa-se um número menor de UFC’s do que das placas de controle, que não foram expostas a Radiação. Isso comprova a eficácia do método.

A partir destes resultados, uma série de esforços foram realizados para tentarmos entender o que realmente havia ocorrido com os micro-organismos. Destes esforços surge o primeiro a tese de que, apesar de terem suas estruturas preservadas. as bactérias sofreram uma leve alteração em seu metabolismo, pela sintetização artificial de Peróxido de Hidrogênio, através do que mais tarde entendemos ser uma espécie de Síntese por Micro-ondas.

já no início de 2017 iniciamos a produção de um artigo acadêmico com o intuito de compartilhar este feito com nossos pares e após uma série de etapas de revisão, fomos informados hoje (17) que nosso artigo havia sido aceito por um dos mais respeitados periódicos internacional de Micro-ondas, indexado, da John Wiley & Sons, Inc., editora internacional, com sede em Nova Jersey, EUA e o periódico é o: Microwave and Optical Technology Letters, que possui hoje um Impact factor na área de Engenharia Elétrica de 0.948.

Esse Trabalho só foi possível, graças a uma excelente rede de colaboração, gerida pelo LABMAX e formada por pesquisadores, nacionais e internacionais, sendo eles:

Dr. Alexandre Maniçoba de Oliveira

Laboratório Maxwell – IFSP Campus Cubatão

Dr. João Francisco Justo

Laboratório de Micro-eletrônica do PSI – EPUSP

Dr. Marcelo Bender Perotoni

UFABC

Drª Mª Raquel Manhani

IFSP Campus Suzano

Dr. Robson H. Cipriano Maniçoba

Departamento de Ciências e Tecnologia da UESB

Dr. Alexandre Jean R. Serres

Laboratório de Eletromagnetismo da UFCG

Dr. Henri Baudrand

Instituto Nacional Politécnico de Toulouse

Segue a primeira página do paper:

Para alcançarmos este feito, muito trabalho foi realizado ao longo dos últimos anos e isso se deve a parceria com estes renomados pesquisadores, a muito trabalho, paciência e determinação.

Ao longo desta pesquisa, surgiu uma hipótese: Uma vez que à radiação de micro-ondas apresentou nestes organismos, como resíduo oriundos dos efeitos não-térmicos, o Peróxido de Hidrogênio e levando em consideração que o gênero Streptococcus é incapaz de produzir a enzima catalase, responsável pela clivagem desta molécula, o mesmo é inativado e seundo Dajani et al. (1997), endocardites bacterianas são fortemente associadas a este gênero. Não obstante, inferiu-se desta forma, a possibilidade de aplicar esta técnica, de redução por micro-ondas, como tratamento auxiliar da endocardite Bacteriana. Desta hipótese, surgiu a parceria com o Laboratório de Automação para a Vida – LAV, do IFSP Campus São Paulo, chefiado pelo pesquisador Dr. Tarcísio Leão, o que deu origem a um artigo no 5º Simpósio do Coração Artificial do IFSP.

Vamos em frente, trabalhando para tornar essa tecnologia e realidade, para usufruto do povo brasileiro, verdadeiro motivo de nossas pesquisas.

Redução por Micro-ondas, Esterilização por Micro-ondas, Palm Tree, LABMAX, LAV

Dr. Alexandre

Doutor pela EPUSP, professor EBTT do IFSP, pesquisador com dezenas de artigos publicados nas áreas de educação em tecnologia e eletromagnetismo aplicado, possui um livro publicado na área de automação e atualmente é revisor de duas revistas internacionais na área de micro-ondas.

sites.google.com/site/deoliveiraacademicgen/

porDr. Alexandre

#LabMax obtem primeiros avanços em inédito tratamento de Inflamação no Coração por Micro-ondas

Endocardite Bacteriana é o nome da patologia que corresponde a inflamação interna do músculo cardíaco devido ao ataque de bactérias. O cientista Dajani et al. (1997) publicou um estudo que, além de ser uma referência sobre a prevenção de Endocardites Bacteriana, tornou-se uma recomendação da American Heart Association. Este estudo aponta que as bactérias da microbiota bucal do gênero Streptococcus estão associadas a esta patologia. Este tipo de bactéria é incapaz de processar adequadamente a molécula de Peróxido de Hidrogênio (H₂O₂), e em sua presença, é levada a morte.

Com base nesta fragilidade, uma equipe de cientistas do Laboratório Maxwell iniciou em dezembro de 2016 um estudo dos efeitos da exposição de bactérias, sensíveis a peróxido de hidrogênio, a radiação de micro-ondas.

Ao serem expostas a radiação eletromagnética no espectro de micro-ondas de 2 a 3 GHz, as bactérias morrem sem que tenha sofrido efeitos térmicos, ao contrário, morrem devido à transferência de energia na forma de efeitos eletrostáticos polares, o que promove a formação de peróxido de hidrogênio, altamente oxidante e letal para muitos micro-organismos, e mesmo por quebra de ligações químicas (SOLANKI, PRAJAPATI e JANI, 2011, KOTHARI, PATADIA e TRIVEDI, 2011; WOO, RHEE e PARK, 2000; JENG et al., 1987).

A figura da esquerda refere-se a fotografia da placa de Petri que não foi exposta a radiação, onde as unidades formadoras de colônias (UFC) são visíveis e destacam-se na cor amarela, enquanto que a fotografia da direita representa a placa de Petri com as bactérias que foram expostas a radiação de micro-ondas, praticamente esterilizada em relação a outra.

Este fenômeno foi experimentado inicialmente através do uso de Real Phantons, ou seja, bactérias cobaias reais do gênero Saccharomyces cerevisiae, sob a liderança da cientísta Drª. Maria Raquel Manhani, com a participação do Me. Sérgio Tavares, aluno do programa de doutorado em engenharia elétrica da Escola Politénica e orientado do prof. Dr. Sergio Takeo Kofuji.

Toda a exposição a radiação não ionizante foi realizada em ambiente seguro e supervisionada pelo Dr. Alexandre Maniçoba de Oliveira, com apoio dos doutores João Francisco Justo e Charles A. S. de Oliveira.

A primeira publicação desta inovadora pesquisa aplicada foi aceita para publicação e apresentação no 5° Simpósio de Dispositivos de Assistência Ventricular e Coração Artificial, evento é organizado e promovido pelas seguintes instituições:

Instituto Federal de São Paulo;
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo;
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo;
Instituto de Cardiologia do Estado de São Paulo;
e a Sociedade Latino Americana de Biomateriais e Órgãos Artificiais.

Apresentação dos resultados da pesquisa no 5º Simpósio do Coração – Dr. Alexandre Maniçoba, Msc. Antonio Marques e Dr. Eduardo Boch.

Os próximos desdobramentos da pesquisa aplicada estão relacionados ao teste da técnica de radiodesinfecção em bactérias do gênero Streptococcus de maneira a determinar sua eficiência.

Cientistas envolvidos com essa pesquisa:

Dr. Alexandre Maniçoba de Oliveira
Dra. Maria Raquel Manhani
Dr. Charles A. S. de Oliveira
Dr. Sergio Takeo Kofuji
Dr. João Francisco Justo
Me. Antônio Marques
Me. Antônio Mendes
Me. Sérgio Tavares.

Referências

Dajani, A. S., et al. “Prevention of bacterial endocarditis”, Circulation, vol. 96, n.1, pp.358-366, 1997.

Jeng, D. K., et al. “Mechanism of microwave sterilization in the dry state”, Applied and Environmental Microbiology, vol. 53, n. 9, pp. 2133-2137, 1987.

Kothari, V., Patadia, M. e Trivedi, N. “Microwave sterilized media supports better microbial growth than autoclaved media”. Research in Biotechnology, vo. 2, n. 5, pp. 63-72, 2011.

Solanki, H. K., Prajapati, V. D. e Jani, G. K. “Microwave Technology—A Potential Tool in Pharmaceutical Science”. ChemInform, vol. 42, n. 24, pp. 1754-1761, 2011.

Woo, I. S., Rhee, I. K. e Park, H. D. “Differential damage in bacterial cells by microwave radiation on the basis of cell wall structure”, Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, n. 5, pp. 2243-2247, 2000.

#LABMAX, labmax.org, Endocardite Bacteriana, Radiodesinfecção.

Dr. Alexandre

Doutor pela EPUSP, professor EBTT do IFSP, pesquisador com dezenas de artigos publicados nas áreas de educação em tecnologia e eletromagnetismo aplicado, possui um livro publicado na área de automação e atualmente é revisor de duas revistas internacionais na área de micro-ondas.

sites.google.com/site/deoliveiraacademicgen/