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INOVAÇÃO

Uma plataforma para detectar e rastrear o coronavírus Sars-CoV-2

Projeto de equipe brasileira é premiado em desafio Hackathon para contribuir no combate contra a Covid-19

Aplicativo desenvolvido em resposta a desafio propõe forma de monitorar casos de Covid-19

Léo Ramos Chaves

Imagine um aplicativo de celular que consegue ler um teste – como aqueles de farmácia para detectar gravidez – e, além de indicar se é positivo ou negativo, mapear o caso e conectar-se diretamente à agência de saúde local, gerando dados georreferenciados e permitindo o monitoramento. Foi o que o grupo liderado pelo farmacologista Ives Charlie-Silva, pesquisador em estágio de pós-doutorado no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), imaginou: e em apenas 24 horas desenvolveram o aplicativo funcional, garantindo a terceira colocação entre mais de 600 concorrentes de 40 países.

A ação rápida se deu em resposta ao desafio Hackathon virtual global Covid-19, organizado pelo Ministério dos Transportes, Comunicações e Alta Tecnologia do Azerbaijão, em conjunto com o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (Pnud), entre os dias 10 e 12 de abril. “Os organizadores entraram em contato comigo e me convidaram para participar”, conta Charlie-Silva, que foi finalista no Hackathon da Finlândia em 2018 e no Desafio Pfizer de Inovação no mesmo ano. Com esse currículo, não precisou passar pela seleção para participar. Posto o desafio de apresentar uma ideia inovadora para combater a Covid-19, o pesquisador arregaçou as mangas.

“Eu tinha 48 horas para montar uma equipe e fazer tudo”, conta ele, que logo começou a reunir (virtualmente) pessoas com expertises diferentes e trocar ideias. A ideia maturou e, em 24 horas, deu origem ao aplicativo programado, desenvolvido por Ilo Rivero, professor de internet das coisas na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC-Minas). Apesar de pensado para Covid-19, o sistema pode ser útil para gerir qualquer teste cromatográfico realizado mundo afora. Bastaria aos fabricantes de testes acrescentar o código QR reconhecido pelo aplicativo, caso tivessem interesse em utilizar o sistema.

Para usar o aplicativo – que precisaria ser finalizado antes de estar disponível ao público –, é necessário cadastrar-se e ativar o mecanismo de geolocalização. Além de ler o código, o sistema reconhece o resultado (positivo ou negativo) por meio de inteligência artificial e visão computacional, e notifica a agência de saúde local. “Queríamos algo mais eficiente do que é feito no Brasil, onde o Ministério da Saúde telefona para as pessoas perguntando se têm sintomas”, afirma Charlie-Silva. “Conseguimos rastrear a pessoa testada por 14 dias, de maneira a mapear o deslocamento e o risco potencial de contágio, desde que ela mantenha a geolocalização ligada e não apague o aplicativo.”

Divulgação Código QR, em teste com anticorpos produzidos por zebrafish, é identificado pelo aplicativoDivulgação

Esse sistema foi o produto principal pensado para o Hackathon por ser inovador, mas a equipe também idealizou um teste para detectar anticorpos com base no zebrafish (Danio rerio), também conhecido como peixe paulistinha. O ICB mantém uma criação desses peixes como plataforma de pesquisa e nesse contexto se dá o trabalho principal de Charlie-Silva, com toxicologia e identificação de novas substâncias com atividade farmacológica, no laboratório da farmacologista Leticia Lotufo.

Os primeiros testes foram realizados no biotério de zebrafish da Faculdade de Medicina da USP (FM-USP). O grupo injetou em fêmeas do zebrafish uma proteína do coronavírus Sars-CoV-2 cedido pela química Cristiane Carvalho, do ICB-USP. Quase metade das fêmeas morreu em consequência da injeção da proteína, uma reação inflamatória que o farmacologista Thiago Cunha, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), está tentando entender. Uma semana depois as sobreviventes se reproduziram e os pesquisadores obtiveram um extrato dos ovos contendo os anticorpos produzidos pelas mães.

“Já se usa ovo de galinha para a extração de anticorpos desde os anos 1940”, lembra Charlie-Silva. É o sistema mais comum para a produção de vacinas. Mas, em relação aos peixes, as galinhas ocupam mais espaço, comem mais, exigem a injeção de maiores doses da proteína usada como antígeno, demoram mais para produzir anticorpos e para se reproduzir. “Na ponta do lápis avaliamos que o zebrafish é uma plataforma viável e mais barata para esse uso”, afirma. Inseridos em tiras de papel-filtro, esses anticorpos reagem com o vírus presente em secreções do corpo de pessoas infectadas e produzem o resultado do teste na forma de listras: uma para negativo, duas para positivo.

Equipe

Coordenação
Ives Charlie-Silva (ICB-USP)
Desenvolvimento do aplicativo
Ilo Rivero (PUC-Minas)
Isolamento do vírus
Cristiane Carvalho (ICB-USP), German Sogro (ICB-USP), Edson Durigon (ICB-USP) e Shaker Chuck Farah (IQ-USP)
Experimentos
Roger Chammas (diretor do biotério central da FM-USP), Luciani Carvalho (coordenadora do núcleo Multiusuários de Zebrafish da FM-USP), Bianca Helena Ventura Fernandes (biotério central FM-USP ‒ Unidade Zebrafish), Juliana Moreira Mendonça Gomes (ICB-USP)
Validação
Marco Belo (Unesp Jaboticabal), Leticia Pontes (ICB-USP), Camila Gasque Bomfim (ICB-USP), Íris Todeschini (ICB-USP), Natália Feitosa (UFRJ), Ana Paula Barbosa (Fiocruz), Natalia Bueno (IQ-USP), Edgar Llontop (IQ-USP) e Gabriel Umaji Oka (IQ-USP)

O grupo saiu da competição com a ideia do teste formada, mas só há cerca de duas semanas terminaram o processo de validação do sistema. “Estamos no processo de avaliar o resultado com amostras de plasma, saliva e escarro de pacientes positivos para ver o que funciona melhor”, explica Charlie-Silva. Essa parte conta com a parceria da bióloga Natália Feitosa, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Os resultados são promissores, mas para que o teste e o aplicativo se tornem realidade eles precisam sair da universidade. Por enquanto, o grupo conta com o apoio da Microsoft na infraestrutura de nuvem Azure, utilizada para armazenar os dados da aplicação, executar os algoritmos de inteligência artificial por meio de serviços cognitivos e ajudar no acompanhamento dos casos.

Para completar o produto, Rivero tem trabalhado na infraestrutura de nuvem e nos algoritmos de inteligência artificial necessários para realizar a captura e o armazenamento das informações e permitir a disponibilização dos dados para entidades públicas. Também está desenvolvendo o algoritmo para garantir a segurança dos dados via blockchain.

“O aplicativo está pronto e pode ser amplamente utilizado”, diz o médico Roger Chammas, da FM-USP. “O teste rápido com anticorpos de zebrafish é algo a mais, que está ainda distante; a primeira fase de implementação está pronta.” Charlie-Silva acrescenta que é preciso fabricá-lo. “Não temos capacidade produtiva, conseguiríamos fazer por volta de cinco testes”, calcula. Assim, ele procura caminhos para a sua concretização em parcerias com instituições e empresas.

Para o imunologista Alessandro dos Santos Farias, professor na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e coordenador da Frente de Diagnósticos da Força Tarefa Unicamp contra a Covid-19, as duas frentes são promissoras. “O zebrafish pode produzir anticorpos de forma robusta e viável, a um custo muito menor do que camundongos, por exemplo”, calcula. “Vale muito a pena desenvolver esse teste, mas não sei se vai ser possível aplicá-lo para Covid-19 nesta pandemia.” Isso porque esse tipo de desenvolvimento exige várias etapas, com uma série de validações, e isso leva tempo. “O aplicativo também seria excelente como estratégia governamental para identificar áreas com maior concentração de casos e pensar ações adaptadas a cada local”, imagina. Exemplos seriam instituir restrições à circulação em bairros específicos, ou deslocar profissionais de saúde para cidades mais necessitadas. Mas no Brasil poderia haver resistência ao monitoramento individual, ele ressalva, embora tenha sido uma estratégia muito bem-sucedida em países como Cingapura e China.

Projeto
Efeitos de fármacos marinhos em células ZFL (nº 19/19939-1); Modalidade Bolsa de Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Leticia Veras Costa Lotufo (USP); Bolsista Ives Charlie da Silva; Investimento R$ 178.060,36.

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