Cientistas propõem modelo matemático para compreender melhor a dinâmica de interação entre microrganismos dentro do hospedeiro e da sua capacidade de transmissão. A metodologia, publicada na Frontiers in Microbiology, foi aplicada a dados de transmissão do vírus influenza e revela ser nova ferramenta para antecipar consequências da diversidade microbiana e para planear medidas de controlo de doenças.

Estimar a aptidão dos microrganismos para sobreviverem e se reproduzirem em determinadas condições (a chamada variação do fitness de microganismos), permite antecipar as suas trajetórias de infeção dentro de um hospedeiro e de transmissão entre hospedeiros. Entre duas variantes de um patógeno, quem ganha durante intervenções com medicamentos e vacinas? No domínio dos vírus perceber detalhadamente estes cenários é crucial, dado o aumento da resistência aos antivirais e de outras mudanças evolutivas. Isto é hoje possível recorrendo a modelos matemáticos, mas os atuais, na sua maioria, apenas descrevem cenários mais limitados, como o de exclusão competitiva, em que uma estirpe do mesmo vírus consegue sempre excluir outra porque tem um fitness maior.

Transmission diagram

O grupo de Modelação Matemática de Processos Biológicos do Instituto Gulbenkian de Ciência desenvolveu um modelo matemático e estatístico baseado no modelo Lotka-Volterra,  que permite ir além destes métodos. “Aplicámos esta metodologia a um conjunto de dados analisado por outros investigadores, onde se estimaram diferentes parâmetros para diferenças de aptidão entre duas variantes do vírus influenza em furões”, explica Erida Gjini, a investigadora que liderou o estudo. “Fomos mais longe e, considerando interações mais complexas entre os vírus e o papel da aleatoriedade na transmissão, mostramos que, para os mesmos dados, o nosso modelo prevê um cenário de coexistência entre estirpes virais e revela uma carga de transmissão maior” conclui a investigadora.

A vantagem deste trabalho é a sua simplicidade e generalidade: o modelo pode ser aplicado a outros cenários ecológicos de competição microbiana, permitindo explorar mais resultados da interação entre duas estirpes durante a transmissão. Este estudo foi desenvolvido no Instituto Gulbenkian de Ciência em colaboração com o programa de mestrado em Bioestatística da Faculdade de Ciências, na Universidade de Lisboa.