Instituto Johns Hopkins de NanoBioTecnologia 

O Instituto de NanoBioTecnologia (INBT) da Universidade Johns Hopkins inclui uma equipe multidisciplinar excepcionalmente diversificada de professores, pesquisadores e estudantes especialistas que descobrem novos conhecimentos e criam tecnologias inovadoras na interface da nanociência, engenharia, biologia e medicina. Lançado em 15 de maio de 2006, o INBT visa revolucionar a pesquisa, promovendo um ambiente colaborativo entre engenheiros, cientistas e médicos para serem pioneiros em novas maneiras de resolver alguns dos desafios mais complexos na área da saúde e do meio ambiente. Reúne especialistas da Whiting School of Engineering, School of Medicine, Bloomberg School of Public Health, Applied Physics Lab e Krieger School of Arts and Sciences. Colaborações entre docentes de diferentes formações, bem como com a indústria, ajudam a resolver problemas na medicina, na saúde e no meio ambiente.

A pesquisa do INBT em nanociência está focada nas ciências biológicas e médicas. A nanobiotecnologia inclui o desenvolvimento de ferramentas diagnósticas e terapêuticas para a medicina e fornece soluções em nanoescala para problemas de saúde humana e ambiental. O INBT também oferece uma variedade de oportunidades educacionais para estudantes, incluindo um programa de estágio de nível de mestrado.

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  – Instituto Johns Hopkins de NanoBioTecnologia (INBT)

Entrevista:

P: Em quais países sua organização está presente?

A presença principal da INBT está nos Estados Unidos.

P: Qual é o tamanho da sua organização?

A Universidade Johns Hopkins tem mais de 23.000 funcionários. O INBT é um centro virtual composto por mais de 180 professores afiliados em vários campi da Universidade Johns Hopkins e no Laboratório de Física Aplicada. Nosso diretor, diretor associado e equipe de apoio administrativo de cinco membros estão localizados no campus Homewood da Universidade Johns Hopkins.  

P: Forneça um pequeno parágrafo descrevendo a história da sua organização.  

O INBT foi lançado em 15 de maio de 2006 com $6 milhões em financiamento da NASA e do Howard Hughes Medical Institute. O INBT também foi apoiado pelas escolas de engenharia, medicina, saúde pública e artes e ciências e é governado por um Comitê Executivo de oito membros com representantes de todas essas entidades.

P: Explique o papel da nanotecnologia no desenvolvimento da sua organização ou departamento.

A nanobiotecnologia é o foco central de todos os esforços de pesquisa, programas educacionais, divulgação pública e parcerias corporativas apoiados pelo INBT. A nanobiotecnologia é, por sua própria natureza, multidisciplinar. Nas ciências biológicas básicas, o INBT apoia pesquisas que utilizam as ferramentas da nanociência para avançar nossa compreensão da dinâmica celular e molecular. Um dos objetivos do instituto é aproveitar a força da universidade na ciência médica e na nanobiotecnologia para resolver problemas na interface da biologia e da medicina. Portanto, nas ciências clínicas, o INBT apoia pesquisas para desenvolver novos métodos de diagnóstico e terapêutica que apliquem soluções em nanoescala a problemas médicos. O INBT também promove pesquisas que promovam uma melhor compreensão do impacto potencial da nanociência e da nanobiotecnologia na saúde e no meio ambiente.

P: Quais mercados principais você atende?

Como o INBT faz parte da Universidade Johns Hopkins — uma das universidades de pesquisa mais respeitadas e conhecidas do mundo — atendemos mercados locais, regionais e internacionais. Apoiamos novas pesquisas por meio de um programa piloto e financiamos mais de duas dúzias de estudantes de pré-doutorado de diversas disciplinas que conduzem pesquisas em nanociência, biologia e medicina. Todo verão, recebemos estudantes de graduação de todo o país para um programa de experiência de pesquisa para estudantes de graduação de 10 semanas, financiado pela National Science Foundation. O INBT apoia mais de duas dúzias de estudantes de pré-doutorado de departamentos da universidade com bolsas de nanobiotecnologia financiadas pela National Science Foundation e outras fontes. Temos bolsistas de pós-doutorado apoiados por uma bolsa do National Institutes of Health que estão conduzindo pesquisas em nanotecnologia para medicina contra o câncer.

Alcançamos pessoas fora da universidade por meio de nosso site abrangente com bancos de dados pesquisáveis para pesquisas do corpo docente, um repositório de ferramentas de nanociência, um banco de dados de cursos relacionados à nanobiose e oportunidades de financiamento. Publicamos notícias sobre as atividades do INBT e o trabalho dos professores afiliados em um boletim informativo bimestral NanoBio e em vários meios de comunicação, dentro e fora do campus.   

P: Como a nanotecnologia impactou os produtos ou serviços que você fornece?

A ascensão da nanotecnologia possibilitou novos projetos de pesquisa colaborativa e em equipe e revigorou nosso currículo de Engenharia. A nanotecnologia tornou-se integrada a muitas de nossas atividades de pesquisa, currículo e interesses do corpo docente.    

P: A sua organização fez alguma contribuição significativa para a nanotecnologia? 

Alguns exemplos de pesquisas significativas originadas de laboratórios docentes afiliados ao INBT incluem:

• Jeff Wang, professor de engenharia mecânica, desenvolveu um método que utiliza pontos quânticos para detectar modificações químicas encontradas na estrutura do DNA. O reconhecimento dessas modificações pode ser um método de detecção precoce de genes que codificam proteínas cancerígenas.
• Jeff Bulte, professor de radiologia na Faculdade de Medicina, está comercializando uma terapia promissora para diabetes tipo 1. O projeto visa desenvolver microcápsulas que contenham ilhotas humanas, aglomerado de células produtoras de insulina do pâncreas, que farão parte de uma terapia celular para diabetes tipo 1.
• Pesquisadores do laboratório de David Gracias, professor de Engenharia Química e Biomolecular e bolsista do IEEE, inventaram dispositivos do tamanho de partículas de poeira que podem capturar e remover células vivas de locais de difícil acesso sem a necessidade de fios elétricos, tubos ou baterias. Em vez disso, os dispositivos são controlados por calor ou sinais bioquímicos.
• Sean Sun, professor assistente de engenharia mecânica, desenvolveu um método que usa ímãs para medir as forças rotacionais de uma única molécula envolvidas no enrolamento e desenrolamento das fibras de DNA dentro do cromossomo. A compreensão destas forças poderia ajudar os cientistas a prever a regulação genética e fornecer informações importantes sobre alvos moleculares para o desenvolvimento de medicamentos que combatem doenças.
• Peter Searson, professor de Ciência e Engenharia de Materiais, e Denis Wirtz, professor de Engenharia Química e Biomolecular, inventaram um método que poderia ser usado para ajudar a descobrir como as células cancerígenas se libertam dos tecidos vizinhos, uma “fuga” que pode espalhar o doença para outras partes do corpo.  

P: Onde você vê as aplicações da nanotecnologia liderando no futuro?  

A nanociência está a emergir como uma tecnologia facilitadora nas ciências biológicas básicas, bem como na medicina clínica. Nas ciências biológicas, a nanociência resultou em novas ferramentas e técnicas que levaram a avanços na compreensão da função e sinalização celular. Exemplos de novas técnicas incluem imagens 3D em tempo real em células vivas; imagem de molécula única; novos ensaios bioanalíticos, como microarranjos e dispositivos microfluídicos; e novos biossensores, como anticorpos marcados com pontos quânticos. Na medicina clínica, a nanociência começa a ter impacto no diagnóstico e tratamento de doenças. Durante a próxima década, a investigação na interface entre a nanociência e a medicina contribuirá provavelmente para avanços significativos na nossa compreensão da biologia celular e das doenças a nível molecular e, portanto, fornecerá um roteiro para novas estratégias diagnósticas e terapêuticas que poderão revolucionar os cuidados de saúde e a medicina.      

P: Que conselho você daria a alguém que quisesse trabalhar na sua organização dentro de 3 a 5 anos?  

Alguém interessado em estudar nanobiotecnologia ou realizar pesquisas em nanociências deve fazer os cursos mais avançados em ciência, tecnologia, engenharia e matemática disponíveis. Além disso, trabalhar ou ser voluntário em um laboratório que realiza pesquisas em biologia, química, física ou qualquer disciplina de engenharia ajudará a desenvolver as habilidades necessárias para se tornar um bom pesquisador. Os alunos aceitos nos programas do INBT na Universidade Johns Hopkins - seja para graduação ou pós-graduação - têm excelentes médias de notas, experiência em laboratório, estão focados em fazer pesquisas em um ambiente acadêmico e tomam a iniciativa de fazer perguntas a mentores e professores ou buscar ajuda de a literatura quando precisarem de mais informações.

P: Como sua organização incorpora a nanotecnologia no treinamento?   

Para ser um investigador de sucesso na interface entre a nanociência e a medicina, os futuros líderes devem ser formados para além das fronteiras disciplinares tradicionais e estar familiarizados com os desenvolvimentos da nanociência e compreender os problemas científicos e clínicos da biologia e da medicina. Este é um desafio significativo porque a maioria das universidades está configurada para uma formação disciplinar altamente especializada e está apenas começando a desenvolver estratégias para a formação interdisciplinar. Na Johns Hopkins, acreditamos que uma base disciplinar forte é crucial, especialmente em campos interdisciplinares em rápida evolução. Portanto, o INBT criou programas de treinamento pré-doutorado e pós-doutorado que constroem uma comunidade de pesquisadores além das fronteiras disciplinares tradicionais, oferecendo palestras, seminários e workshops especializados em nanociência e biologia. Os cursos dentro das disciplinas são ministrados no mais alto nível. Para garantir que a investigação é da mais elevada qualidade, os alunos contam com dois coorientadores, um nas ciências físicas/engenharia e outro nas ciências biológicas/medicina.

P: Qual indústria você acha que foi mais impactada pela nanotecnologia até agora? Por que?

A nanociência aplicada à biologia e à medicina está em sua infância. Assim, os avanços científicos estão apenas começando a ser explorados para aplicações comerciais. As aplicações atuais estão em grande parte confinadas a novas ferramentas e técnicas usadas na ciência básica.

P: Qual indústria você acha que tem o maior potencial futuro para ser impactada pela nanotecnologia? Por que?  

A interface entre a nanociência e a medicina está a emergir como uma das próximas grandes fronteiras científicas. Há uma ampla gama de setores de mercado com participação na nanobiotecnologia, incluindo produtos farmacêuticos, dispositivos médicos, instrumentação médica, fornecedores de materiais, produtos químicos, sensores, segurança interna e microeletrônica.