O INCT-TM tem como prioridade o desenvolvimento de novos tratamentos e melhor entendimento das bases  fisiopatológicas de doenças com alto impacto na saúde pública, tais como: transtornos do humor,  esquizofrenia, transtornos de ansiedade e câncer. Por exemplo, alguns estudos realizados com o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) mostraram importantes alterações nas concentrações deste  biomarcadorem distintas populações psiquiátricas (transtorno bipolar, depressão maior e esquizofrenia). A identificação deste marcador biológico levou ao desenvolvimento de novos alvos terapêuticos, "os derivados  dos NANTs", compostos com potencial perfil neurogênico e promissores parao tratamento de doenças  mentais graves. Entre as principais linhas de investigação desenvolvidas pelo nosso centro citamos:

1. Estudos envolvendo a avaliação de marcadores biológicos como potenciais mediadores da resposta terapêutica eprogressão das doenças psiquiátricas.

2. Estudos in vitro envolvendo a padronização de um protocolo de diferenciação de células de neuroblastoma humano SH-SY5Y em neurônios dopaminérgicos.

3. Desenvolvimento de um kit de Quantificação de Biomarcador para Câncer de Pulmão de Não Pequenas Células.

4. Desenvolvimento de modelos animais que visam elucidar os mecanismos neuroquímicos  envolvidos nafisiopatologia dos transtornos psiquiátricos e desenvolvimento de novosalvos terapêuticos.

5. Síntese, desenvolvimento e estudo das propriedades terapêuticas dos derivados do cannabidiol (derivados da plantacannabis sativa).

6. Síntese, caracterização e estudo das propriedades terapêuticas de uma molécula modificada da tianeptina (fármaco antidepressivo) chamda de "NANTs".

7. Ensaios clínicos randomizados que  visam investigar a eficácia e tolerabilidade de novas estratégiasterapêuticas (por exemplo: nitroprussiato  de sódio e tianeptina) para indivíduos portadores de doenças mentais graves.