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El modelo matemático revela el riesgo de infección por SARS-CoV-2 después del trasplante de microbiota fecal

En su nuevo artículo disponible en el bioRxiv * servidor de preimpresión, Investigadores estadounidenses de la organización sin fines de lucro OpenBiome utilizaron un modelo matemático para simular la utilidad de diferentes estrategias de prueba para muestras fecales y demostraron que la probabilidad de liberar una donación de microbiota fecal con el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) es baja cuando se tienen en cuenta varias variables importantes.

Nuevo coronavirus SARS-CoV-2 Micrografía electrónica de barrido coloreada de una célula apoptótica (verde) muy infectada con partículas del virus SARS-COV-2 (naranja), aislado de una muestra de un paciente. Imagen del NIAID Integrated Research Facility (IRF) en Fort Detrick, Maryland. Crédito:NIAID

SARS-CoV-2, un agente causante de la pandemia de la enfermedad por coronavirus disruptivo (COVID-19), se ve principalmente como un patógeno respiratorio; sin embargo, la evidencia sugiere que el virus puede replicarse de forma independiente en el intestino, aumentando la probabilidad de transmisión fecal-oral.

De hecho, esto podría ser un problema importante con el trasplante de microbiota fecal, que es el proceso de transferir las heces de un donante sano al intestino de un paciente para restaurar el microbioma intestinal. En la actualidad, Este enfoque se recomienda para infecciones frecuentes adquiridas en el hospital con Clostridioides difficile y actualmente se explora como un enfoque experimental para muchas otras condiciones.

Sin embargo, a pesar del consenso de que los donantes de microbiota fetal deben someterse a pruebas de detección del SARS-CoV-2, la estrategia óptima para detectar el estado de portador asintomático entre donantes es aún difícil de alcanzar, mientras que la combinación de pruebas aún no se ha evaluado ni comparado.

Por eso, los investigadores de OpenBiome (es decir, una organización sin fines de lucro en Massachusetts, que opera un banco de heces público y apoya la investigación desarrollada en microbioma humano) desarrolló un modelo matemático de infección por SARS-CoV-2 entre donantes de trasplantes fecales que simula el efecto de diversas estrategias de prueba.

Cuantificación del efecto de las pruebas sobre la reducción de la transmisión del SARS-CoV-2

En breve, Estos científicos construyeron un modelo abstracto de donantes de trasplantes de microbiota fecal, simulando su calendario de donaciones, la incidencia de infección por SARS-CoV-2, así como el curso de la enfermedad COVID-19.

Varias estrategias de detección se superpusieron a estas simulaciones, teniendo en cuenta la sensibilidad y especificidad subóptimas de cada prueba, con el fin de estimar cuántas donaciones negativas y positivas para virus se liberarían de manera apropiada o indeseable. respectivamente.

Respectivamente, el modelo ideado presentó dos resultados:el número de "verdaderos negativos, "donaciones con virus negativos liberadas, y el número de "falso negativo, "Se publicaron donaciones positivas para virus.

Como consecuencia, un enfoque de detección deseable liberaría muchas donaciones negativas para virus y solo unas pocas donaciones positivas para virus o ninguna; por otra parte, una mala estrategia destruiría innecesariamente una amplia gama de donaciones con virus negativos o liberaría una gran cantidad de donaciones con virus positivos.

"El modelo cuantifica el efecto de pruebas más estrictas sobre la reducción deseable de potencialmente infecciosos, donaciones con virus positivos procesadas en material de trasplante de microbiota fecal y liberadas para su uso, así como la indeseable reducción de las donaciones con virus negativos liberadas ", los autores del estudio resumen su enfoque metodológico.

Número de donaciones positivas y negativas al virus liberadas (columnas, eje x) en simulaciones (eje y) para diferentes incidencias diarias (filas, infecciones por persona por día) cuando se utilizan diferentes estrategias de prueba (colores). Los hisopos se realizan siempre a intervalos de 14 días y la serología siempre a intervalos de 60 días. Las pruebas de heces se realizan a intervalos de 14 días, Intervalos de 28 días, o por cada donación.

Parámetros clave:intervalo de donación, pruebas específicas e incidencia viral

El número de donaciones con virus positivos y negativos liberadas difirió con respecto a las simulaciones y dependía de la estrategia de prueba y la incidencia de la infección. En breve, las estrategias más sensibles fueron también las menos específicas.

"En general, las estrategias más sensibles liberaron menos donaciones con virus positivos, pero también eliminaron a los donantes antes de tiempo debido a falsos positivos y, por lo tanto, liberaron menos donaciones con virus negativos por donante, ", aclararon aún más los autores del estudio.

Es más, la diferencia de riesgo del material viral positivo liberado cuando se compararon las estrategias más y menos estrictas fue equivalente al efecto de un cambio de 100 veces en la incidencia diaria de SARS-CoV-2.

Cuando se realizó un análisis de sensibilidad, Los parámetros que estaban fuertemente asociados con los dos resultados mencionados anteriormente fueron el intervalo de donación (es decir, intervalo más largo produjo menos donaciones negativas al virus), las características de las tres pruebas (es decir, más donaciones negativas al virus liberadas con el uso de pruebas específicas), y la incidencia de SARS-CoV-2 (es decir, mayor incidencia se correlacionó con más donaciones positivas para virus liberadas).

Determinar el valor del modelo

La fuerza de este análisis radica en su tratamiento cuantitativo de una cuestión clínica candente. Todavía, Todas las predicciones cuantitativas realizadas por el modelo deben verse como pautas para el razonamiento clínico en lugar de pronósticos claros e inequívocos.

Es más, verificar este modelo puede resultar bastante desafiante, Dado que no se ha confirmado la posibilidad de transmisión fecal-oral del SARS-CoV-2, y no existe un "estándar de oro" para detectar este agente viral en muestras de heces. También, Es posible que muchos supuestos del modelo ya no sean aplicables.

"Aunque estos resultados son alentadores, advertimos nuevamente que dependen de una serie de supuestos sobre la calidad de las pruebas y la epidemiología del SARS-CoV-2 que se perfeccionarán en los próximos meses ", dicen los autores del estudio.

Sin embargo, de hecho, el método es valioso para evaluar los riesgos de transmisión en esta pandemia en curso. Además, este enfoque puede utilizarse como modelo para evaluar estrategias de prueba para otros microorganismos patógenos o terapias derivadas de humanos más allá del trasplante de microbiota fecal.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no debe considerarse concluyente, orientar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, o tratada como información establecida.

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