Uso da espectroscopia por infravermelho no diagnóstico da COVID-19

Resumo: No início de 2020, uma nova cepa de coronavírus denominada SARS-CoV-2 tornou-se um grande problema de saúde em todo o mundo. A partir de um surto epidêmico em Wuhan-China no final de 2019, tornou-se rapidamente uma pandemia com sérias consequências sanitárias e socioeconômicas no mundo inteiro. O SARS-CoV-2, diferentemente de outros vírus respiratórios, exibe um alto grau de disseminação, infectando rapidamente um grande número de pessoas. Cada caso positivo, se não contido, espalha-se facilmente para 2-3 pessoas. Alguns países, como a Coréia do Sul, que conseguiram controlar o surto da doença, denominada COVID-19, identificaram três aspectos principais para tal sucesso: (1) prevenção - por meio de boas práticas de limpeza e isolamento de possíveis casos; (2) testagem ampla- para identificar precocemente e isolar indivíduos infectados; e (3) tratamento rápido e eficiente dos casos com complicações. No futuro a expectativa é que se tenha a vacina, mas é provável que, passado o surto epidêmico, a COVID-19 se transforme numa endemia, a exemplo de outras viroses respiratórias. De fato, a testagem é fundamental para se identificar pessoas infectadas notadamente nas regiões de maior risco. Isso permite o isolamento inteligente de áreas sem afetar a dinâmica de um país inteiro, e a alocação de recursos para combater estrategicamente a doença (equipamento de suporte ventilatório, EPIs, medicamentos e equipe médica etc).
Os principais desafios dos testes diagnósticos são o alto custo e o tempo para o resultado. O teste diagnóstico considerado padrão-ouro para a COVID-19, o RT-PCR, custa cerca de R$ 200-300 por teste (setor privado) e leva cerca de 24-48 h para dar o resultado, o que dificulta a testagem ampla e a identificação precoce de casos. Além disso, RT-PCR, mesmo sendo padrão-ouro, tem sensibilidade em torno de 63% quando o material de orofaringe é coletado entre o 3o ao 7o de sintomas, diminuindo para 45% depois do 15º dia. Algumas empresas estão desenvolvendo testes rápidos e de baixo custo, baseados na detecção de anticorpos, mas continuam a ter desempenho sofrível pela baixa especificidade, criando assim viés estatístico que dificulta a adoção de políticas de saúde pública adequadas. Ademais os testes de detecção de anticorpos possuem uma janela diagnóstica demasiada tardia (somente após o 10º dia de infecção) sendo assim pouco eficientes na triagem de casos, o que é essencial para conter a transmissão viral de pessoa-a-pessoa.
A espectroscopia de infravermelho (IR) é uma técnica analítica rápida, de baixo custo, sem reagentes, não invasiva e não destrutiva, capaz de gerar um espectro de impressões digitais de materiais biológicos. A luz infravermelha interage com as estruturas moleculares das principais biomoléculas contidas na amostra, como os ácidos nucleicos, gerando um sinal quantitativo para a informação do RNA viral. Outras biomoléculas - proteínas, lipídios e carboidratos - também podem ser identificadas, tornando possível detectar fragmentos virais. Além disso, o teste é passivo de automação, de modo que os diagnósticos podem ser realizados quase instantaneamente e o modelo de diagnóstico preditivo pode ser facilmente atualizado para mutação viral ou outras cepas.
Neste projeto, propomos testar a técnica de IR para detectar amostras positivas para a SARS-CoV-2 em swab orofaringe de pacientes atendidos em ambulatórios ou internados com suspeita de COVID-19. O teste é extremamente rápido, gerando um espectro em, aproximadamente 1-2 minutos, o qual, submetido a leitura automatizada, fornece de imediato o resultado. O custo estimado para este teste no Brasil seria de, aproximadamente, R$ 10. A grande vantagem seria a rapidez do resultado.

Data de início: 01/05/2020
Prazo (meses): 96

Participantes:

Papel	Nome
Aluno Mestrado	AMANDA MOTTA DE BORTOLI
Coordenador	VALERIO GARRONE BARAUNA
Pesquisador	LEONARDO DOS SANTOS
Pesquisador	JOSE GERALDO MILL