Estudo da biologia,​ história natural e ecologia de organismos produtores de toxinas, incluindo os mecanismos genéticos ligados à origem e evolução da diversidade dos venenos.

Estudos do mecanismo de ação de toxinas produzidas por micro-organismos e obtenção de anticorpos contra essas toxinas para seu uso como terapia e diagnóstico.

Caracterização da estrutura molecular, biossíntese e genômica das toxinas,  possibilitando a identificação de motivos estruturais importantes e caracterização da interação das mesmas com seus alvos fisiológicos.

Estudos dos efeitos das diferentes toxinas na fisiologia animal, associados ou não a sua patologia, e o conhecimento sobre os mecanismos de ação dessas moléculas nos diferentes sistemas biológicos.

Estudo dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos nos envenenamentos humanos por toxinas animais e microbianas visando o aprimoramento do diagnóstico e da terapia.

Utilização de venenos e secreções animais como ferramentas farmacológicas e/ou para descoberta de novas moléculas com possível ação terapêutica, passando por processos de desenvolvimento, ensaios pré-clínicos e depósito de patentes. 

Esta linha de pesquisa contempla o estudo das propriedades biotecnológicas e farmacêuticas de moléculas derivadas de toxinas ou cujo desenvolvimento tenha se originado do estudo de toxinas, ainda que modificações posteriores tenham reduzido sua relação estrutural direta com as moléculas de origem, incluindo o desenvolvimento e o aprimoramento de fármacos derivados dessas moléculas. Abrange também estudos em parasitologia, incluindo a biologia de parasitos e vetores de doenças, suas interações com os hospedeiros, a prospecção e a avaliação de produtos naturais ou sintéticos com atividade antiparasitária, e o desenvolvimento de protótipos farmacêuticos, ferramentas biotecnológicas e estratégias de diagnóstico, prevenção, tratamento ou controle das doenças parasitárias e de seus vetores. Inclui ainda o desenvolvimento, o aprimoramento e a avaliação de vacinas e plataformas vacinais dirigidas a toxinas, toxóides ou parasitos, bem como de estratégias vacinais destinadas ao bloqueio da transmissão de doenças parasitárias. Em saúde animal, compreende pesquisas com animais soroproductores voltadas ao aprimoramento da produção de antissoros, dos esquemas de imunização e do bem-estar animal.  Por fim, a linha abrange investigações em História da Saúde Pública e em Zoologia Médica, relacionadas aos campos de atuação do programa.