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quinta-feira, 3 de janeiro de 2019

Pesquisa sobre prognóstico de câncer de boca vence prêmio Fleury de Inovação

Artigo científico foi elaborado em colaboração com pesquisadores do ICMC 

A pesquisa abre caminho para aperfeiçoar as decisões de tratamentos para pacientes com câncer de boca

Uma professora e um doutorando do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, fazem parte de um grupo de pesquisadores reconhecidos durante o 4º Prêmio de Inovação do Grupo Fleury (PIF). O trabalho desenvolvido pela equipe conquistou tanto a preferência do júri técnico quanto a maioria dos votos populares na categoria “artigo científico”.

Coordenado por pesquisadoras do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), situado em Campinas, o artigo Combining discovery and targeted proteomics reveals a prognostic signature in oral câncer foi originalmente publicado na revista Nature Communications, em setembro, e contou com a contribuição da professora Rosane Minghim e do doutorando Henry Heberle, ambos do ICMC. 

“O estudo descobriu uma assinatura de prognóstico para câncer de boca, por meio de exames clínicos e de imagens, que apresenta um grande potencial de orientar os profissionais da saúde a superarem as limitações do prognóstico realizado atualmente, assim como permite guiar as estratégias de tratamento personalizadas para pacientes com câncer de boca e, com isso, reduzir recorrências e metástases cervicais do câncer”, explica a primeira autora do trabalho, a pesquisadora Carolina Moretto Carnielli, do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio-CNPEM).

Ao contribuir para identificar, quantificar e compreender a relação entre abundância de proteínas, progressão de tumores e tratamentos, a pesquisa conseguiu abrir caminho para aperfeiçoar as decisões de tratamentos relacionados a esse tipo de câncer. Essa decisão é um grande desafio para os profissionais de saúde, levando em conta que as respostas aos tratamentos convencionais apresentam uma variação muito grande. Para se ter uma ideia, as taxas de recorrência dos tumores podem variar entre 18 e 76% entre pacientes. Estudos mostram que, a cada ano, são diagnosticados cerca de 300 mil novos casos da doença em todo o mundo, período em que se registra também uma taxa de mortalidade de 145 mil pacientes. 

Além da participação do ICMC, o projeto contou, ainda, com a contribuição de pesquisadores do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo (ICESP), da Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), do Instituto de Computação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), da Faculdade de Odontologia da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Unioeste), entre outras instituições nacionais e internacionais, e recebeu apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

De acordo com a coordenadora do projeto, Adriana Paes Leme, pesquisadora do LNBio-CNPEM, estudos futuros pretendem ser desenvolvidos para compreender os mecanismos de ação das proteínas distribuídas pelas diferentes áreas do tumor. 

A cerimônia de premiação do IV Prêmio de Inovação do Grupo Fleury aconteceu dia 21 de novembro de 2018, em São Paulo.


Texto: Assessoria de Comunicação do ICMC com informações da Assessoria de Comunicação do CNPEM e da Assessoria de Imprensa do Grupo Fleury 


Mais informações 
Assista à reportagem da EPTV sobre a pesquisa: 
Compreenda mais detalhes sobre o estudo: 
Acesse o artigo original: 

terça-feira, 8 de março de 2016

A luta contra o câncer: o papel dos estatísticos no início dos ensaios clínicos

Quando uma substância chega à fase dos testes com humanos, é preciso tomar uma decisão que impactará todo o ensaio clínico: o método estatístico a ser empregado na busca pela dosagem segura
Rogatko esteve no Brasil durante o 4° Workshop de Métodos Estatísticos e Probabilísticos 

Nos profundos olhos azuis do bioestatístico André Rogatko, paira uma dose de frustração. Esse brasileiro participa da luta contra o câncer desde 1985 e hoje é diretor de Bioestatística e Bioinformática no centro de pesquisa do Cedars-Sinai Samuel Oschin Comprehensive Cancer Institute, localizado em Los Angeles, nos Estados Unidos, onde começou a trabalhar em 2008. Sua batalha é travada no campo dos métodos estatísticos usados no início dos ensaios clínicos com uma nova substância, a qual tenha demonstrado anteriormente, em testes em laboratório in vitro e com animais, que poderá ter algum efeito no combate ao câncer. Esse primeiro passo é bastante crítico porque é quando a substância passa a ser utilizada pela primeira vez nos seres humanos, uma fase que determinará qual dose deverá ser administrada aos pacientes nas próximas etapas dos testes.

“Mas não adianta eu demonstrar, estatisticamente, que um método é melhor do que o outro para ele ser adotado. Esse universo de pesquisa é complexo, a indústria farmacêutica gasta milhões de dólares nesses estudos e há aspectos culturais, sociais, burocráticos e éticos que devem ser considerados”, pondera Rogatko, enquanto toma uma água em um dos intervalos do 4° Workshop de Métodos Estatísticos e Probabilísticos, em São Carlos. A convite dos organizadores do evento – promovido pelo Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, em parceira com a Universidade de São Carlos (UFSCar) –, o especialista veio ao país especialmente para ministrar um minicurso explicando como funciona o método estatístico que desenvolveu em parceira com outros três pesquisadores e está disponível na internet (https://biostatistics.csmc.edu/ewoc). Chamado de Escalation With Overdose Control (EWOC), o método foi empregado na fase 1 de diversos ensaios clínicos, alguns deles realizados pela Novartis, uma das maiores indústrias farmacêuticas do mundo, e já foi utilizado em mais de 20 ensaios clínicos publicados.

Nesse método, é fornecida uma dose inicial da substância que está sendo pesquisada para os pacientes e a decisão em relação ao aumento ou à diminuição da dose que será administrada aos próximos pacientes dependerá dos resultados observados nos primeiros participantes dos testes. Esses resultados são obtidos por meio de exames, que identificam a evolução da doença, e por meio da observação dos possíveis efeitos colaterais, que são classificados em níveis de toxicidade, de acordo com o estabelecido pelos órgãos reguladores. Dessa forma, a dose vai sendo adaptada ao longo do processo, a partir das informações estatísticas que são inseridas no modelo. “Nosso desafio nesses testes é encontrar qual é a maior dose tolerável ou a dose de segurança. O ideal é nunca fornecermos aos pacientes doses muito distantes desse valor. Porque com uma dose superior corremos o risco de aparecer toxicidades ou até ocorrer mortes. Por outro lado, se o valor for muito menor, o tratamento poderá não ter qualquer efeito terapêutico”, explica o pesquisador. 

Realizado pelo ICMC e pela UFSCar, Workshop reuniu 73 participantes

Um novo ponto de vista – A questão é que Rogatko construiu um método adaptativo para encontrar a maior dose tolerável – estatisticamente, ele emprega a chamada Inferência Bayesiana –, rompendo com o modelo mais tradicional utilizado na fase 1 dos testes clínicos, chamado de método Modified Fibonacci Up and Down ou simplesmente 3+3. Grosso modo, o método tradicional apenas fornece a dose inicial para um número pequeno de pacientes e analisam-se os resultados. Quando a toxicidade é baixa, prosseguem-se os testes com mais pacientes, aumentando-se a dose no percentual pré-estabelecido durante o início dos testes. No momento em que os pacientes começam a apresentar algum nível mais preocupante de toxicidade (algo como 2 e 3 em uma tabela que vai até 5), a dose de segurança é estabelecida como sendo a imediatamente anterior. 

“O problema é a pouca precisão desse método tradicional: um número reduzido de pacientes é tratado com a dose de segurança que foi determinada. Alguns especialistas argumentam que tudo será resolvido na fase 2, quando mais pacientes passarão a participar dos testes. Mas há um erro lógico aí: você já parou de procurar a dose e ela pode estar errada”, defende o pesquisador. 

De fato, se a dose encontrada for muito alta, rapidamente o equívoco será constatado: os próximos pacientes sentirão as consequências e logo os testes cessarão. É provável que a substância seja considerada muito tóxica e a pesquisa não prossiga. Por outro lado, se a dose encontrada for muito baixa, a possível dedução é que o medicamento é ineficaz. Analisando sob o ponto de vista de Rogatko, compreendemos que, na verdade, essas duas conclusões são precipitadas, nascidas de um mero erro conceitual.

Ex-aluno USP: Rogatko formou-se em Ciências Biológicas, depois fez mestrado 
e doutorado na área de genética e estatística na USP

Comparar é preciso – De acordo com o bioestatístico, existem atualmente cerca de 771 medicamentos para tratar o câncer em desenvolvimento nos Estados Unidos e cerca de 2,8 mil ensaios clínicos na fase 1 sendo realizados no país (veja mais). Os pacientes selecionados para participar dessa fase têm um perfil bem definido: são aqueles que não apresentaram qualquer melhora usando os tratamentos já disponíveis e têm a esperança de obter a cura engajando-se nas pesquisas com as novas substâncias. No entanto, um estudo publicado no The New England Journal of Medicine em 2005 (Risks and Benefits of Phase 1 Oncology Trials, 1991 through 2002) demonstrou que apenas 10% desses pacientes conquistaram algum benefício participando dos testes.

O pesquisador brasileiro garante que mais pacientes poderão ser beneficiados se o método EWOC for utilizado: “Realizamos simulações comparando o método tradicional com o EWOC: no tradicional, apenas 35% dos pacientes que participam dos testes são tratados com doses ótimas, ou seja, próximas à maior dose tolerável estabelecida. No EWOC, esse índice chega a 55%” (leia o artigo). 

Apesar dos bons resultados apresentados, o EWOC ainda é utilizado na fase 1 de um percentual muito reduzido de ensaios clínicos. Movido pelo desafio de investigar cientificamente a questão, Rogatko analisou os métodos estatísticos empregados nessa fase que foram registrados entre 1991 e 2006 no banco de dados Science Citation Index. Descobriu que apenas 3 dos 1.235 trabalhos encontrados empregavam o EWOC, como pode ser visto no artigo Translation of Innovative Designs Into Phase I Trials, publicado no Journal of Clinical Oncology em novembro de 2007. É como se o pesquisador comprovasse, por meio de evidências, que sua frustração tem respaldo científico.

Ele explica que o número de pacientes necessários para realizar a fase 1 dos estudos clínicos é relativamente pequeno quando se usa o método tradicional. Considerando-se que o custo de ter um participante nesse tipo de teste é muito alto, é economicamente positivo reduzir esse número. “Mas se a precisão da estimativa da dose ficar comprometida, não vale a pena ter mais pacientes para assegurar uma maior exatidão?”, questiona o pesquisador. Como é esperado de um profissional que lida todo momento com o universo das probabilidades, ele pondera: “Temos uma prova absoluta de que o EWOC é sempre melhor do que o método tradicional? Claro que não, porque seria preciso desenharmos infinitos cenários.”

Evento contou com duas sessões de apresentação de pôsteres

Aprendizado valioso – Na opinião do professor Mário de Castro, do ICMC, a experiência de assistir a um minicurso como o que foi ministrado por Rogatko é extremamente valiosa para os estudantes de pós-graduação do Programa Interinstitucional de Pós-Graduação em Estatística (PIPGEs), principal público-alvo do 4° Workshop de Métodos Estatísticos e Probabilísticos. “Rogatko mostrou que a estatística tem muito a contribuir na busca por encontrarmos soluções para problemas relevantes do mundo real, tal como o câncer. Ele explica claramente a possibilidade de aplicarmos as metodologias estatísticas nesse campo, desde as mais simples até as mais sofisticadas”, conta Castro.

Para a professora Vera Tomazella, do Departamento de Estatística da UFSCar, quando os pós-graduandos têm contato com as pesquisas que estão sendo realizadas atualmente, há um impacto nos estudos que realizarão no futuro. “O efeito é justamente esse: ao saber o que está acontecendo no Brasil e fora do Brasil, nossos alunos percebem que estão no lugar certo e que a gente está trazendo um conhecimento extra para eles”, diz Vera, que também é presidente da Associação Brasileira de Estatística (ABE). 

A professora Juliana Cobre, do ICMC, acrescenta: “Ao ver como é o trabalho de Rogatko, os estudantes aprendem que um estatístico nunca trabalhará sozinho se optar por atuar nesse campo de pesquisa. Ele precisará estabelecer uma estreita parceria com os demais profissionais da área médica”.

O 4° Workshop de Métodos Estatísticos e Probabilísticos aconteceu entre os dias 1 e 3 de fevereiro e reuniu 73 participantes. O evento faz parte do Programa de Verão em Estatística e tem como objetivo principal difundir novos resultados no campo da estatística, probabilidade e de suas aplicações, com o intuito de estimular a troca de experiências entre os participantes. Além do minicurso de Rogatko, houve 11 palestras e duas sessões de pôsteres.

Texto e fotos: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação ICMC/USP

Mais informações
Assessoria de Comunicação do ICMC: (16) 3373.9666
E-mail: comunica@icmc.usp.br

quinta-feira, 15 de outubro de 2015

Gerando inovação nas pequenas empresas

Ex-alunos do ICMC receberão recursos da FAPESP para desenvolver projetos de pesquisa na área médica e agrícola

Um dos projetos propõe a criação de um sistema para auxiliar os médicos no tratamento radioterápico

Contribuir para aprimorar o tratamento radioterápico oferecido a pacientes com câncer e auxiliar pequenos produtores de tomate a reduzir o uso de fungicidas. Esses dois problemas serão enfrentados por pesquisadores que usarão a tecnologia de forma inovadora em pequenas empresas depois de frequentarem os laboratórios do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

Os projetos de pesquisa por eles propostos foram selecionados no 2º ciclo de 2015 do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). O PIPE financia até R$ 1,2 milhão por projeto, não prevê contrapartida da empresa, mas exige que o pesquisador principal esteja vinculado à empresa.

“Queremos auxiliar os médicos, possibilitando aumentar a precisão e aperfeiçoar o processo de tratamento em radioterapia nos hospitais públicos e privados do Brasil”, revela o pesquisador Diego de Carvalho, coordenador do projeto SIPRAD: Sistema de Planejamento Radioterápico e um dos fundadores da empresa i-Medsys, sediada em Ribeirão Preto. 

Carvalho formou-se em Sistemas de Informação no ICMC em 2005 e concluiu seu mestrado no Instituto em 2008. “Na área de ciências exatas, acredito que não tenha outro lugar no Brasil que seja tão interessante para o fomento tecnológico quanto São Carlos”, conta o ex-aluno. Ele morou na cidade durante 10 anos e trabalhou em várias empresas são-carlenses de base tecnológica. “Em São Carlos, não importa onde você está, as pessoas estão sempre falando sobre novas tecnologias, novos projetos e o estado da arte das áreas de pesquisa”. Segundo levantamento realizado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) publicada pela revista Inovação, São Carlos está entre as dez cidades brasileiras que possuem o maior potencial inovador.

Para Carvalho, foi o ambiente da cidade e do ICMC que estimularam sua veia empreendedora. “A computação é uma atividade transformadora. Quando o estudante começa a ver alguns processos industriais, ele passa a enxergar soluções. E os professores do ICMC sempre foram muito acessíveis. Se um estudante batesse na porta do especialista e perguntasse se dava para resolver certo problema, ele sempre indicava um livro e dava algumas ideias de possíveis caminhos para seguir”, completa o ex-aluno.

Antes mesmo de finalizar seu mestrado no Instituto, em 2008, Carvalho criou a DFIORI Informática e, em 2010, já teve um projeto contemplado por um programa da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). Logo depois, uniu-se a outro ex-aluno do ICMC, José Antonio Camacho Guerrero, para criar sua vertente na área médica, a i-Medsys. Juntos, eles desenvolveram um sistema de arquivamento e distribuição de imagens para hospitais chamado LyriaPacs, que foi implantado há mais de 4 anos no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) da USP e já ajudou a economizar US$ 10 milhões.

Agora, com o projeto aprovado no PIPE, a ideia é implementar um módulo adicional ao LyriaPacs, voltado especificamente para o tratamento em radioterapia. Para isso, os pesquisadores da área de tecnologia da informação contarão com o apoio de médicos da FMRP para criar softwares capazes de ajudar nos sistemas de planejamento radioterápico. “Utilizando esses sistemas, é possível definir de forma mais precisa as regiões que precisam receber a radiação, evitando que ela incida em estruturas sadias, além de encontrar a melhor distribuição dos campos de tratamento e da dose prescrita”, explica Carvalho.
Diego participou da cerimônia em que a FAPESP anunciou os projetos selecionados 
De olho no tomate – A engenheira agrônoma Adimara Colturato nunca tinha atuado na área de computação antes de realizar seu pós-doutorado no ICMC. Ao desenvolver um estudo sobre a utilização dos veículos aéreos não tripulados (VANTs) para a detecção precoce de doenças em plantações de eucaliptos, começou a vislumbrar quanto a tecnologia poderia beneficiar os agricultores. 

No final de 2014, quando estava finalizando seu pós-doutorado, surgiu uma ideia inovadora: usar sensores nas plantações de tomate para captar dados de temperatura, umidade e molhamento. Esses dados, por sua vez, poderiam ser enviados para os aparelhos celulares dos produtores e, através de um aplicativo, eles conseguiriam identificar se há o risco da lavoura ser atacada por uma das doenças mais temidas nesse tipo de cultivo, a requeima. Caso as condições informadas pelo aplicativo demonstrassem que havia risco, o agricultor poderia pulverizar um fungicida. 

“A intenção é auxiliar os pequenos produtores na tomada de decisão sobre o melhor momento para começar o controle da doença, evitando assim pulverizações desnecessárias”, explica Adimara. Ela conta que, dessa forma, o sistema reduz os custos de produção, os riscos de poluição ambiental e a ocorrência de epidemias severas. 

A requeima é uma das doenças mais destrutivas do tomateiro

De acordo com a pesquisadora, a utilização desses sistemas de previsão ainda é restrita ao mundo acadêmico e, muitas vezes, para obter essas informações, o produtor precisa acessar sites estrangeiros: “Geralmente, são utilizados dados de estações meteorológicas distantes de onde a plantação de tomate está localizada, os quais podem ser divergentes das condições ali presentes”. Para desenvolver o projeto, Adimara estabeleceu uma parceria com a empresa Circuitar, sediada em São Carlos.

“Os projetos aprovados devem ter potencial de retorno comercial, aumentar a competitividade da empresa e estimular a criação de uma cultura de inovação permanente”, disse o diretor científico da FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz, durante o anúncio dos projetos aprovados no 2º ciclo de 2015 do PIPE, em cerimônia realizada no último dia 8 de outubro na sede da Fundação. A 4ª chamada do PIPE está com o edital aberto e o prazo para a apresentação de propostas encerra-se em 27 de novembro.

Texto: Denise Casatti – Assessoria de Comunicação do ICMC/USP

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