Coronavírus

25/06/2020 | domtotal.com

UFMG propõe testagem em massa da população através de método matemático

O Dom Total conversou com o professor do Departamento de Matemática do Instituto de Ciências Exatas (ICEx) da UFMG e coordenador da Força-tarefa de modelagem da Covid-19, Ricardo Takahashi

Método permite que a capacidade de testes por realizados por dia chegue a 70 mil
Método permite que a capacidade de testes por realizados por dia chegue a 70 mil (Bertrand Guay/AFP)

Giulliana Santos*

A Força-Tarefa de Modelagem da Covid-19 da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveu um método de testagem em grupo do novo coronavírus rápido e barato. O novo modelo de testagem pretende acabar ou pelo menos diminuir a subnotificação de casos de Covid-19 em Belo Horizonte e Minas Gerais.

A estratégia, segundo o professor Ricardo Takahashi, coordenador da força-tarefa, consiste em realizar uma única análise laboratorial para um grupo de 30 pessoas. Assim, as amostras nasais do grupo inteiro serão misturadas e testadas. Se o resultado der positivo para o novo coronavírus, todas as 30 amostras individuais serão novamente testadas para descobrir qual (ou quais) dos indivíduos estão infectados.

O método é uma adaptação da testagem em grupo (group testing) realizado pela primeira vez durante a Segunda Guerra Mundial pelo Exército dos Estados Unidos, que precisava testar seus soldados para sífilis.

Atualmente, um exame para diagnosticar o novo coronavírus custa entre 50 a R$ 100. A testagem em massa diminuiria esse valor, que poderia chegar a R$ 4. O método permite também que a capacidade de testes realizados por dia chegue a 70 mil.

O professor do Departamento de Matemática do Instituto de Ciências Exatas (ICEx) da UFMG e coordenador da Força-tarefa de modelagem da Covid-19, Ricardo Takahashi, conversou com o Dom Total sobre o método desenvolvido pela UFMG de testagem rápida e barata do novo coronavírus.

Esse método foi criado em 1943 nos EUA. Como foi a utilização dele naquela época?

A primeira utilização do método de "testagem em grupo" foi no contexto da 2ª Guerra Mundial. O exército americano precisava fazer o teste de detecção da sífilis na tropa. Com a testagem em grupo, foi possível uma grande economia de recursos.

O problema estava colocado assim: para se testar uma pessoa para a infecção pela sífilis, colhia-se uma amostra do sangue dessa pessoa. Acrescentava-se, a essa amostra de sangue, uma porção do reagente que, na presença da bactéria, iria produzir uma reação, e na ausência dela, não reagiria. Observando a reação, se fazia o diagnóstico. No entanto, o reagente era caro e escasso, o que dificultava a realização de testes em um grande número de pessoas.

A solução era simples: as amostras de sangue coletadas de um grupo de pessoas eram misturadas em um único volume. O reagente era então utilizado para testar a presença da bactéria neste volume. É claro que, se a bactéria existisse em pelo menos uma das amostras de sangue, ela estaria presente também nesse volume contendo várias amostras, e o teste então teria resultado positivo. Parte do sangue coletado dos indivíduos teria sido reservado, sem ser misturado às outras amostras, para permitir que, nesse caso, fosse então realizado o teste em cada uma das amostras individuais, para descobrir qual (ou quais) dos indivíduos teriam a infecção.

Essa técnica torna-se vantajosa quando a maioria dos grupos de amostras dão resultado negativo, fazendo com que um único teste seja suficiente para descartar a infecção de um grande número de pessoas. Assim, o tamanho dos "grupos" deve ser calculado de maneira a minimizar o número esperado de testes necessários para testar a população em questão.

O que muda na utilização desse método para testar o novo coronavírus? Como ele será adaptado?

O princípio básico é o mesmo. Mudam vários detalhes que são específicos de cada caso: Em vez de amostra de sangue, trata-se de amostra de material de coleta nasal. Em vez do reagente para detectar sífilis, trata-se do reagente para detectar o SARS-CoV-2 (o vírus que causa a Covid-19). O processamento, neste caso, é em uma máquina que faz o processamento do RT-PCR, o que é um pouco mais complicado que um teste sorológico como o da sífilis.

A adaptação envolve essencialmente duas questões: (1) verificar que o princípio funciona, no contexto do tipo de amostra, do tipo de reagente e do tipo de equipamento a ser utilizado e, caso tudo funcione, (2) verificar qual é o tamanho máximo dos grupos de amostras que pode ser empregado sem que o teste perca sua sensibilidade. Nós partimos de um estudo preliminar, realizado por um laboratório em Israel, que verificou que o teste funciona adequadamente para amostras de tamanho até 32.

Na UFMG, o experimento foi reproduzido, e foi verificado que o teste detecta corretamente a presença do vírus exceto nos casos de amostras com carga viral muito baixa, já no limiar da detectabilidade. Após nossos estudos, foram publicados resultados obtidos por um grupo do hospital universitário de Stanford que chegam a conclusões parecidas, de que o teste pode ser aplicado dessa forma para grupos de tamanho até 30 amostras.

Qual a eficácia desse tipo de testagem?

Pelo que se conhece até agora, a eficácia parece muito semelhante à do teste RT-PCR usual, realizado individualmente. Seria de se esperar alguma perda de sensibilidade nos casos de grandes grupos de amostras, uma vez que uma amostra positiva poderia ficar diluída em um grande número de amostras negativas. No entanto, não parece haver perda significativa da sensibilidade para grupos de tamanho até 30 e amostras contendo carga viral normalmente detectável.

Além da rapidez do teste, outra vantagem é o preço mais barato. O que possibilita esse baixo custo?

A redução do custo decorre do fato de que a maioria da população, mesmo durante uma epidemia, não se encontra contaminada. No caso da Covid-19, se ocorrer uma incidência muito elevada da doença em Belo Horizonte, isso significará que estarão infectados ao mesmo tempo talvez 1% ou 2% das pessoas. Assim, mesmo nesse cenário, quando se consideram grupos por exemplo de dez pessoas, a probabilidade de pelo menos uma delas estar contaminada é relativamente baixa. Isso significa que a testagem em grupo irá produzir diagnóstico "negativo" para a maioria dos grupos, ou seja, um único teste será suficiente para diagnosticar dez pessoas, dispensando a necessidade de testar cada um dos indivíduos. Nos poucos casos em que a testagem em grupo der resultado positivo, será necessário testar um por um dos indivíduos. Nesses casos, para diagnosticar dez pessoas, terá sido necessário utilizar onze testes (um para o grupo e dez para os testes individuais). Em média, serão feitos muito menos testes do que seria necessário em um cenário de testagem individual.

Qual o problema com a subnotificação?

A "subnotificação" significa não conhecermos parte dos casos de Covid-19. Há dois problemas decorrentes dela. Primeiro, se as autoridades não têm ideia do número de casos que estão acontecendo, irão tomar medidas erradas. Isso, em certa medida, está acontecendo agora: várias autoridades dizem estar monitorando a "ocupação dos leitos de UTI" para saber se a doença está ou não sob controle. O problema com isso é que, entre o momento em que uma pessoa se expõe ao vírus e começa a ter algum sintoma e o momento em que essa pessoa tem seu quadro agravado a ponto de necessitar internação em UTI, tipicamente decorrem mais de 10 dias. As pessoas que hoje estão sendo internadas começaram a ter sintomas 10 dias atrás. As que estão começando a ter sintomas hoje são as que poderão ser internadas daqui a 10 dias. A ocupação de leitos hoje não reflete o quadro da epidemia hoje. Como a epidemia está crescendo, a partir do dia em que os leitos estiverem todos ocupados a demanda continuará a crescer, com pessoas já infectadas que evoluirão para quadros graves, e já não haverá nada a fazer. Seria possível ter uma ideia mais clara do que estaria previsto acontecer se existisse uma testagem dos casos ainda na fase de "sintomas leves", o que não é o caso hoje em Minas.

Em segundo lugar, a testagem não tem apenas o objetivo de "ficar sabendo" quantos casos existem. Na verdade, a única forma de se elaborar medidas de "prevenção ativa" é por meio da testagem: se um indivíduo tiver diagnóstico positivo, deve-se orientá-lo sobre como fazer um isolamento (em casa ou em ambiente hospitalar) para evitar contaminar outras pessoas, e deve-se ainda procurar os "contatos óbvios" desse indivíduo, ou seja, as pessoas que moram na mesma residência e as pessoas que compartilham o mesmo ambiente de trabalho, para que estas pessoas também sejam testadas. Esse tipo de ação pode ter importante papel no controle da epidemia, e vem sendo utilizado em todos os países que têm tido algum sucesso em processos de "reabertura". Sem que se faça isso, é duvidoso que o controle da epidemia no médio prazo seja sustentável.

A UFMG recebeu materiais para testagem recentemente. Quando estes testes começarão a ser feitos?

A UFMG já está fazendo testes dentro do esquema "usual", sobre material coletado apenas de pacientes internados, e está preparada para iniciar a testagem também de pessoas com "sintomas leves", por meio da "testagem em grupo", assim que as autoridades competentes considerarem adequado.

*Estagiária sob supervisão do jornalista Pablo Pires Fernandes.


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