The Institute for Health and Bioeconomy (i4HB)is a strategic partnership between 3 leading research units: iBB- Institute for Bioengineering and Biosciences (IST, Universidade de Lisboa), UCIBIO- Applied Biomolecular Sciences Unit (NOVA University of Lisbon & University of Porto), and INESC-MN(Institute for System Engineering and Computers - Microsystems and Nanotechnologies - a nonprofit R&D Institute); anchored in strong scientific and technological competences in Health and Bioeconomy, and committed to make a difference and leverage National and International policies in these emergent priority areas. i4HB vision is aligned with three strategic objectives: (1) promote and secure scientific employment by actively supporting excellent advanced training of human resources (HRs) and by fostering the attraction and retention of talent in Portugal; (2) prioritize internationalization of R&D and exploitation activities through the increase and diversification of international and private funding sources; (3) reinforce excellence and impact in R&D through strategic, strong collaborations and partnerships with the private sector, public or private institutions, in a continuous support of public policies. To meet these objectives, i4HB implementation plan defined three action axes – Human Resources, Institutions and Activities. The i4HB HRs strategy aims at strengthening and securing highly-qualified staff by offering 25 new positions in areas aligned with the 4 Thematic Lines: Platforms for Drug Development and Discovery(TL1); Advanced Diagnostics and Therapies(TL2); Human Health and Environmental Safety(TL3) andBioresources Valorization and Bioproducts Production(TL4).Careers at i4HB are managed by a Careers Board, with strong Institutional commitment and vision to promote excellence and defined career plans. Recruitment will adopt transparent, fair, international and competitive hiring schemes, merit based. To attract and retain talent, three main actions are envisaged: (i) seed money; (ii) career planning, coaching and training; (iii) incentives to external funding application. Afocused effort will be implemented to increase research funds from private and International sources, and promote technology transfer and valorisation. Cooperation with Industry will be fostered through already-established trustful contacts and key partners. The vision, objectives and implementation plan of i4HB will put it in the national and international forefront of science. O Instituto para a Saúde e Bioeconomia (i4HB) é uma parceria estratégica entre 3 UI líderes: iBB- Instituto de Bioengenharia e Biociências (IST, Universidade de Lisboa), UCIBIO- Unidade de Ciências Biomoleculares Aplicadas (NOVA Universidade de Lisboa e Universidade do Porto) e INESC-MN (Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores - Microssistemas e Nanotecnologias - instituto sem fins lucrativos); ancorada em fortes competências científicas e tecnológicas em Saúde e Bioeconomia, e comprometida em fazer a diferença e alavancar políticas Nacionais e Internacionais nessas áreas prioritárias emergentes. A visão do i4HB está alinhada com três objetivos estratégicos: (1) promover e garantir o emprego científico, apoiando ativamente a formação avançada de recursos humanos (RH) de excelência e fomentando a atração e retenção de talentos em Portugal; (2) priorizar a internacionalização das atividades de P&D e exploração por meio do aumento e diversificação das fontes de financiamento internacionais e privadas; (3) reforçar a excelência e o impacto em P&D por meio de fortes colaborações e parcerias estratégicas com o setor privado, instituições públicas, em um apoio contínuo às políticas públicas. Para cumprir estes objetivos, o plano de implementação do i4HB definiu três eixos de ação - Recursos Humanos, Instituições e Atividades. A estratégia de RH do i4HB visa o fortalecimento e a captação de quadros altamente qualificados, com a oferta de 25 novos cargos em áreas alinhadas às 4 Linhas Temáticas: Plataformas para Desenvolvimento e Descoberta de Medicamentos (TL1); Diagnósticos e terapias avançadas (TL2); Saúde Humana e Segurança Ambiental (TL3) e Valorização de Bio-recursos e Produção de Bioprodutos (TL4). As carreiras na i4HB são geridas por um Conselho de Carreiras, com compromisso Institucional e visão para promover a excelência e planos de carreira. O recrutamento adotará esquemas de contratação transparentes, justos, internacionais e competitivos, com base no mérito. Para atrair e reter talentos, estão previstas três ações principais: (i) capital inicial; (ii) planeamento de carreira e coaching ; (iii) incentivos à aplicação de financiamento externo. Esforço focado será implementado para aumentar os fundos de fontes privadas e internacionais, e promover a transferência e valorização de tecnologia. A cooperação com a indústria será fomentada por meio de contatos chave. A visão, os objetivos e o plano de implementação colocarão o i4HB na vanguarda.

Modern societies, both of developed and underdeveloped countries, are facing new challenges as consequence of the globalization, the expanding economic growth and the increase in world population. Appropriate responses must be undertaken to preserve the sustainability of the planet, by developing alternate energy sources, new functional materials, efficient remediation methods and large-scale processes that should be cheaper and harmless to the environment. The present project aims to give real contributions in that direction. Porous materials, either natural or artificial, have been used for a long time in storage, separation and catalytic technologies. The most used materials in the past have been essentially of inorganic nature as for example clays, zeolites and carbon-based materials. Some crystalline organic materials have also emerged in the last few decades with some advantages in terms of structure and synthesis. Recently, dipeptide crystals, made from the same naturally occurring amino acids as proteins, have shown high density of uniform single-sized nanopores with very low tortuosity. Two important characteristics of these crystals make them promising materials for storage or selective separation purposes even at large-scale usage. Firstly, their structure is flexible, as opposed to quite rigid structures of typical inorganic materials. Secondly, they are intrinsically non-toxic, biocompatible and recyclable, thus being harmless to environment. In the last decade, multiple studies have been carried out which indicate that gas permeability and selectivity of these crystals might depend on the diameter and relaxation of the inner pores. However, evidences or suggestions of the dynamics of these processes at the molecular level have not been advanced so far. In addition, some observed properties are not yet fully understood as for instance a few cases of preferential adsorption or the unexpected rate of gas flow through dipeptide channels, significantly higher than predictions by the Knudsen model. The main goal of the project is to design new dipeptide crystals with potential to be used as gas reservoir and/or as molecular sieves for gases with high energetic and environmental impact. The project is based on a close collaboration, already established, between an experimental and a computational research groups. The former is responsible for the synthesis of the crystals and for the experimental essays of gas flow and storage. The latter is responsible for the computer modelling and molecular simulations that will create the basis for the interpretation of the results at the molecular level. The interdisciplinary collaboration between both teams will create synergies that enable the interpretation of the phenomena, the proper tuning of desired crystal properties and, finally, the rational design of new dipeptides with lower environmental impact. As sociedades modernas enfrentam atualmente novos desafios como consequência da globalização, do rápido crescimento económico e do aumento exponencial da população mundial. A tomada de medidas adequadas para preservar a sustentabilidade do planeta vai ganhando cada vez maior importância na agenda política das nações, nomeadamente o desenvolvimento de fontes de energia alternativa, de novos materiais funcionais, de eficientes métodos de remediação e de processos industriais com menor custo associado e menos agressivos para o ambiente. Este projeto pretende dar um contributo nesse sentido. Os materiais porosos, quer de origem natural quer artificial, têm sido usados desde há muito tempo em processos de armazenagem, de separação e de catálise, sendo os de natureza inorgânica os mais comuns como por exemplo argilas, zeólitos e materiais de carbono. Contudo, substâncias cristalinas de base orgânica surgiram nas últimas décadas com vantagens em termos de estrutura e síntese. Recentemente, cristais de dipéptidos, i.e. dímeros formados por aminoácidos naturais, mostraram possuir uma elevada densidade de nanoporos muito uniformes e de baixa tortuosidade que os torna bastante promissores em aplicações tecnológicas de armazenamento e separação seletiva. Por outro lado, estas substâncias são intrinsecamente não-tóxicas, biocompatíveis e recicláveis, sendo, portanto, inócuas para o ambiente. Na última década muitos estudos foram realizados com estes materiais, indicando que a sua permeabilidade e seletividade a gases pode depender do diâmetro e relaxação dos nanoporos. Contudo, evidências experimentais ou sugestões da dinâmica dos processos de difusão a nível molecular não foram ainda reportadas, havendo mesmo algumas propriedades que carecem de explicação fenomenológica. Entre elas destacam-se alguns casos de adsorção preferencial e de inesperado fluxo através de nanoporos, significativamente mais elevado do que previsões com base no modelo de Knudsen. Este projeto baseia-se na conceção de novas estruturas cristalinas de dipéptidos com potencial para atuarem como contentores e/ou peneiros moleculares para uma variedade de gases com importante impacto energético e ambiental. O projeto assenta na colaboração estreita, e já em curso, entre uma equipa experimental e uma computacional. A primeira ficará responsável pela síntese e caracterização estrutural de cristais de dipéptidos e pelos ensaios laboratoriais de fluxo e armazenamento de gases no seu interior poroso. A segunda equipa ficará responsável pela modelação computacional que permitirá reproduzir e interpretar os resultados experimentais ao nível molecular com base na descrição das interações não covalentes que se estabelecem. Esta racionalização dos resultados permitirá conceber novos sistemas moleculares com propriedades específicas desejadas que serão posteriormente testados laboratorialmente pela equipa experimental, aprofundando-se, assim, sinergias interdisciplinares.

Osteosarcoma is the most common bone cancer. Despite the advance brought by chemotherapy, the therapy of recurrent, metastatic osteosarcoma hasn?t seen significant advances for decades. With this problem in view, the project?s primordial project goal is to test and develop new agents against osteosarcoma to be administered with the classical therapeutic agents. In the past, it has been observed that fisetin, a flavonoid with bone protective properties, significantly inhibited osteosarcoma cell proliferation in vitro. The project?s premise is therefore that fisetin derivatives (FDs) could represent interesting candidates against tumor progression, invasiveness and metastasis in osteosarcoma. For this, the UA (University of Aveiro) partners will be committed to design, synthesize, and characterize novel fisetin derivatives suitable for high-throughput screening of anti-proliferative and antimigratory effects in osteosarcoma 2D cultures, as performed by the REQUIMTE (Network for Chemistry and Technology) group. In a first stage, purchased FDs will be screened by the REQUIMTE group to prevent the delayed identification of bioactive compounds. In parallel, the 3D culture methods already implemented for one cell line will be optimized for two cell lines - HOS (non-invasive, weakly metastatic) and daughter cell line 143B (highly invasive and metastatic). The use of spheroids (in vitro microtumors) by the REQUIMTE group will guarantee that all assays will yield results more similar to an in vivo situation compared to 2D format. In addition, to increase the impact of findings, four FDs will be selected and the effects will be investigated also in mixtures with low-dose doxorubicin, the classical drug against osteosarcoma. Cellular processes and parameters related to metastasis will be studied in osteosarcoma spheroids in vitro in the presence of FDs, viz. cell cycle progression, apoptosis induction, COX-2 activity and expression under inflammatory-like conditions, cell motility and invasion. These activities will run in parallel to ensure the rapid identification of the candidate most suitable for in vivo testing. From the evaluation of FD effects, one FD will be chosen for application in a spontaneous metastasis model in immunocompromised mice. The in vivo model will recapitulate all aspects of osteosarcoma development and is expected to generate high-impact, useful information concerning the inhibition of tumorigenesis and metastasis formation by the chosen FD. O osteossarcoma é o cancro ósseo mais comum. Apesar dos avanços proporcionados pela quimioterapia, a terapia do osteossarcoma recorrente e metastático não vislumbra progressos significativos há décadas. Considerando o problema, o objetivo principal do projeto consiste em testar e desenvolver novos agentes contra o osteossarcoma, a ser administrados em conjunto com agentes quimioterápicos convencionais. Anteriormente, observou-se que a fisetina, um flavonóide protetor ósseo, inibira significativamente a proliferação de células de osteossarcoma in vitro. Consequentemente, a premissa do projeto é a de que os derivados da fisetina (Fisetin derivatives: FDs) podem ser candidatos de interesse contra a progressão tumoral, a invasividade e a metastização no osteossarcoma. Por conseguinte, os parceiros da UA (Universidade de Aveiro) empenhar-se-ão no desenho, síntese e caracterização de novos FDs adequados para triagem de elevada capacidade de efeitos anti-proliferativos e anti-migratórios em culturas em 2D de osteossarcoma, levada a cabo pelo grupo REQUIMTE (Rede de Química e Tecnologia). Numa fase inicial, os FDs comprados serão triados pelo grupo REQUIMTE por forma a prevenir a identificação tardia de compostos bioativos. Paralelamente, as culturas em 3D estabelecidas para outras linhas serão otimizadas para a linha celular HOS (não invasiva, fracamente metastática) e para a linha celular filha 143B (altamente invasiva e metastática). O uso de esferoides (microtumores in vitro) pelo grupo REQUIMTE garantirá que todos os ensaios produzirão resultados mais próximos de um cenário in vivo, quando comparados a um formato em 2D. Com vista a aumentar o impacto das descobertas, quatro FDs serão selecionados e os seus efeitos investigados também em mistura com dose baixa de doxorrubicina, o quimioterápico clássico contra o osteossarcoma. Processos celulares e parâmetros relacionados com a metástase serão estudados em esferoides de osteossarcoma in vitro, na presença de FDs, ex: progressão do ciclo celular, indução de apoptose, atividade e expressão de COX-2 sob condições simuladoras de inflamação, migração e invasão celular. Estas atividades decorrerão em paralelo para assegurar a rápida identificação do candidato mais adequado para teste in vivo. A partir da avaliação dos efeitos dos FDs, será escolhido um deles para aplicação em modelo de metástase espontânea em ratinhos imunocomprometidos. O modelo in vivo recapitulará todos os aspetos do desenvolvimento do osteossarcoma e prevê-se que origine informação útil de alto impacto relativamente à inibição de tumorigénese e da formação de metástases pelo FD selecionado.