25 Setembro 2020

Como compreender melhor o que faz um vírus vencer na transmissão?

Cientistas propõem modelo matemático para antecipar como um microrganismo se transmite entre hospedeiros, que poderá servir como ferramenta para planear medidas de controlo de doenças.

Erida Gjini © Instituto Gulbenkian de Ciência

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.

 

Ler artigo

 

Ler Comunicado de Imprensa