Entrevistado: Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato
Coordenador do CEPIX - CEPOF - INCT - IFSC - USP e Membro do Grupo de Óptica - IFSC - USP
A ciência avança em ritmo acelerado, e algumas das descobertas mais promissoras surgem justamente quando diferentes áreas do conhecimento se encontram. Um desses encontros acontece entre a física quântica, a biologia e a medicina, dando origem a um campo fascinante: a biologia quântica. No Centro de Excelência em Ciências e Tecnologias Quânticas, recém-formado pela Universidade de São Paulo, pesquisadores já exploram como conceitos da física quântica podem ajudar a compreender melhor os processos da vida e abrir novas possibilidades para a medicina do futuro.
O Centro tem muito pesquisadores experientes e tem a participação do professor Vanderlei Bagnato IFSC, Paulo Nussenzveig - IFUSP e muitos outros. Para o Prof. Vanderlei, que também lidera importantes iniciativas científicas como o CEPOF e o INCT e atua no Instituto de Física de São Carlos da USP, essa linha de pesquisa parte de uma pergunta simples, mas profunda: será que os fenômenos quânticos desempenham um papel direto nos mecanismos fundamentais da vida?
Por muitos anos, acreditou-se que a física quântica estivesse limitada ao mundo microscópico dos átomos e moléculas, em ambientes extremamente controlados, como os laboratórios de física. Afinal, efeitos como superposição e tunelamento pareciam frágeis demais para sobreviver nas condições típicas dos organismos vivos, que são quentes, úmidos e cheios de interações complexas. No entanto, nas últimas décadas, essa visão começou a mudar.
Estudos científicos vêm mostrando que alguns processos biológicos podem, sim, explorar efeitos quânticos de forma eficiente. Um exemplo famoso é a fotossíntese. Pesquisas indicam que plantas e certas bactérias usam mecanismos quânticos para transportar energia da luz solar de maneira extremamente eficiente. Outro exemplo intrigante é a navegação de aves migratórias, que parecem perceber o campo magnético da Terra graças a processos quânticos que ocorrem em proteínas específicas de seus olhos.
Essas descobertas mostram que a natureza pode ser muito mais “quântica” do que se imaginava. E é justamente aí que entram as pesquisas desenvolvidas no Centro de Excelência. A proposta vai além de entender esses fenômenos: o objetivo é usar esse conhecimento para criar novas tecnologias com impacto direto na saúde humana.
Entre as aplicações em estudo estão novos métodos de diagnóstico médico, terapias mais precisas e o desenvolvimento de equipamentos avançados de microscopia, capazes de revelar detalhes até então invisíveis das células. Um foco especial está no estudo das membranas celulares e da mitocôndria, a estrutura responsável pela produção de energia nas células.
Segundo o professor Bagnato, a ideia é olhar para a célula como um verdadeiro sistema quântico. Com isso, seria possível aplicar técnicas sofisticadas, como a detecção de fótons individuais, para investigar processos ainda pouco compreendidos, como a expressão gênica e os sinais que controlam a divisão celular. “Esses sinalizadores moleculares provavelmente têm origem quântica. Queremos identificá-los com as mesmas ferramentas que usamos para estudar sistemas quânticos bem conhecidos, como os condensados de Bose–Einstein”, explica.
Ele destaca que, embora seja sabido que tudo no nível atômico e molecular obedece às leis da física quântica, o grande desafio agora é observar esses efeitos de forma direta e clara nos sistemas vivos. “Queremos que os fenômenos quânticos deixem de ser apenas um pano de fundo invisível e passem a ser os protagonistas das nossas observações”, afirma.
O Centro de Excelência em Ciências e Tecnologias Quânticas está sediado no CEPOF - CEPIX - IFSC - USP, um Centro de pesquisa com longa tradição no estudo de física atômica, sistemas complexos e fenômenos biológicos. Ali também se encontra o maior grupo de pesquisa em Biofotonica do país, especializado no uso da luz para investigar e tratar sistemas biológicos. Esse ambiente multidisciplinar faz do CEPOF - CEPIX - IFSC - USP um terreno fértil para ideias inovadoras e pesquisas disruptivas.
Embora a biologia quântica ainda esteja em construção e apresente muitos desafios, seu potencial é enorme. Ao unir física, biologia e tecnologia, esse campo pode revolucionar nossa compreensão da vida e abrir caminhos para uma medicina mais precisa, eficiente e personalizada. A ciência está apenas começando a explorar esse território e as expectativas são altas para o que pode surgir dessa fronteira entre o mundo quântico e o mundo vivo.
Fontes: Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato - Coordenador do CEPOF - CEPIX - INCT - IFSC - USP e membro do Grupo de Óptica - IFSC -USP; e Me. Kleber Jorge Savio Chicrala - Jornalismo Científico e Difusão Científica - CEPOF - CEPIX - INCT - Grupo de Óptica - IFSC - USP
