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Modelo matemático revela o risco de infecção por SARS-CoV-2 após transplante de microbiota fecal

Em seu novo artigo disponível no bioRxiv * servidor de pré-impressão, Pesquisadores americanos da organização sem fins lucrativos OpenBiome usaram um modelo matemático para simular a utilidade de diferentes estratégias de teste para amostras fecais e mostraram que a probabilidade de liberação de uma doação de microbiota fecal com a síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2) é baixa quando várias variáveis ​​importantes são levadas em consideração.

Novo Coronavírus SARS-CoV-2 Micrografia eletrônica de varredura colorida de uma célula apoptótica (verde) fortemente infectada com partículas do vírus SARS-COV-2 (laranja), isolado de uma amostra de paciente. Imagem no NIAID Integrated Research Facility (IRF) em Fort Detrick, Maryland. Crédito:NIAID

SARS-CoV-2, um agente causador da pandemia de doença coronavírus disruptiva (COVID-19), é visto principalmente como um patógeno respiratório; Contudo, a evidência sugere que o vírus pode se replicar independentemente no intestino, aumentando a probabilidade de transmissão fecal-oral.

Isso realmente poderia ser uma questão importante com o transplante de microbiota fecal, que é o processo de transferência das fezes de um doador saudável para o intestino do paciente, a fim de restaurar o microbioma intestinal. Atualmente, esta abordagem é recomendada para infecções frequentes adquiridas em hospitais com Clostridioides difficile e é atualmente explorado como uma abordagem experimental para muitas outras condições.

Contudo, apesar do consenso de que os doadores de microbiota fetal devem ser rastreados para SARS-CoV-2, a estratégia ideal para detectar o transporte assintomático entre os doadores ainda é elusiva, enquanto a combinação de testes ainda não foi avaliada ou comparada.

Portanto, os pesquisadores do OpenBiome (ou seja, uma organização sem fins lucrativos em Massachusetts, que opera um banco público de fezes e apóia a pesquisa desenvolvida pelo microbioma humano) desenvolveu um modelo matemático de infecção por SARS-CoV-2 entre doadores de transplante fecal que simula o efeito de diversas estratégias de teste.

Quantificação do efeito do teste na redução da transmissão SARS-CoV-2

Resumidamente, esses cientistas construíram um modelo abstrato de doadores para transplante de microbiota fecal, simulando sua programação de doações, a incidência de infecção com SARS-CoV-2, bem como o curso da doença COVID-19.

Várias estratégias de triagem foram colocadas em cima dessas simulações - levando em consideração a sensibilidade e especificidade subótimas de cada teste - a fim de estimar quantas doações negativas e positivas para vírus seriam liberadas de forma adequada ou indesejada, respectivamente.

De acordo, o modelo desenvolvido apresentou dois resultados:o número de "negativos verdadeiros, "doações virais negativas liberadas, e o número de "falso negativo, "doações positivas para vírus liberadas.

Consequentemente, uma abordagem de triagem desejável liberaria muitas doações negativas para vírus e apenas um punhado ou nenhuma doação positiva para vírus; por outro lado, uma estratégia ruim destruiria desnecessariamente uma ampla gama de doações negativas para vírus ou liberaria uma infinidade de doações positivas para vírus.

"O modelo quantifica o efeito de testes mais rigorosos na redução desejável de infecções potencialmente infecciosas, doações positivas para vírus processadas em material de transplante de microbiota fecal e liberadas para uso, bem como a indesejável redução nas doações virais negativas liberadas ", os autores do estudo resumem sua abordagem metodológica.

Número de doações positivas e negativas para vírus liberadas (colunas, eixo x) em simulações (eixo y) para diferentes incidências diárias (linhas, infecções por pessoa por dia) ao usar diferentes estratégias de teste (cores). Os cotonetes são sempre em intervalos de 14 dias e a sorologia sempre em intervalos de 60 dias. Os exames de fezes são realizados em intervalos de 14 dias, Intervalos de 28 dias, ou para cada doação.

Parâmetros principais:intervalo de doação, especificidades do teste e incidência viral

O número de doações positivas e negativas para vírus liberadas diferia nas simulações e dependia da estratégia de teste e da incidência de infecção. Resumidamente, as estratégias mais sensíveis eram também as menos específicas.

"Em geral, as estratégias mais sensíveis liberaram menos doações positivas para vírus, mas também removeram doadores precocemente devido a falsos positivos e, portanto, liberaram menos doações negativas para vírus por doador, "esclareceu ainda mais os autores do estudo.

Além disso, a diferença de risco de material positivo para vírus liberado quando as estratégias mais e menos rigorosas foram comparadas foi equivalente ao efeito de uma mudança de 100 vezes na incidência diária de SARS-CoV-2.

Quando a análise de sensibilidade foi buscada, os parâmetros que foram fortemente associados aos dois resultados mencionados acima foram o intervalo de doação (ou seja, intervalo mais longo resultou em menos doações negativas para o vírus), as características dos três testes (ou seja, mais doações virais negativas liberadas com o uso de testes específicos), e incidência de SARS-CoV-2 (ou seja, maior incidência correlacionada com mais doações positivas para vírus liberadas).

Determinando o valor do modelo

A força desta análise reside em seu tratamento quantitativo de uma questão clínica candente. Ainda, todas as previsões quantitativas feitas pelo modelo devem ser vistas como diretrizes para o raciocínio clínico, em vez de previsões claras e inequívocas.

Além disso, verificar este modelo pode ser bastante desafiador, uma vez que a possibilidade de transmissão fecal-oral da SARS-CoV-2 não foi confirmada, e não existe um "padrão ouro" para a detecção desse agente viral em amostras de fezes. Também, muitas suposições no modelo podem não ser mais aplicáveis.

"Embora esses resultados sejam encorajadores, novamente alertamos que eles dependem de uma série de suposições sobre a qualidade dos testes e a epidemiologia do SARS-CoV-2 que serão aprimoradas nos próximos meses ", dizem os autores do estudo.

No entanto, o método é de fato valioso na avaliação dos riscos de transmissão nesta pandemia em curso. Além do mais, esta abordagem pode ser utilizada como um modelo para avaliar estratégias de teste para outros microrganismos patogênicos ou terapias de origem humana além do transplante de microbiota fecal.

*Notícia importante

bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, Portanto, não deve ser considerado conclusivo, orientar a prática clínica / comportamento relacionado à saúde, ou tratadas como informações estabelecidas.

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