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A Cidade On (São Carlos, SP)

Método permite diagnosticar covid-19 em 20 minutos

Publicado em 16 agosto 2020

Sistema usa algoritmos de Inteligência Artificial e pode identificar os indivíduos com maior risco de desenvolver complicações, como insuficiência respiratória

Pesquisadores brasileiros descobriram um método que permite diagnosticar a covid-19 em cerca de 20 minutos. Com baixo custo e sem a necessidade de reagentes importados, o sistema usa algoritmos de IA (Inteligência Artificial) capazes de detectar a doença no sangue do paciente.

Segundo os autores, o método também pode identificar, entre os casos confirmados, os indivíduos com maior risco de desenvolver complicações, como insuficiência respiratória. A técnica foi descrita pelos especialistas em um artigo divulgado na plataforma medRxiv, ainda sem revisão por pares.

O projeto é apoiado pela FAPESP e envolve pesquisadores da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) e da USP (Universidade de São Paulo), além de colaboradores no Amazonas. Os cientistas já iniciaram o processo de certificação do estudo junto à Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária).

Enquanto a maioria dos testes laboratoriais analisa no sangue os níveis de algumas poucas substâncias, o sistema computacional desenvolvido é capaz de olhar, ao mesmo tempo, para milhares de variáveis e extrair interconexões diretas e cruzadas entre elas: por exemplo, quais substâncias estão aumentadas e quais estão diminuídas em indivíduos com uma determinada doença.

A metodologia passou por testes, que diferenciaram as amostras positivas e negativas com um acerto de mais de 90%. Já os testes feitos para diferenciar casos graves e leves tiveram acerto em torno de 82%.

Conforme afirmou Anderson Rocha, do Instituto de Computação (IC) da Unicamp, o algoritmo desenvolvido é capaz de incorporar conhecimento na medida em que faz a análise novas amostras, o que tende a se refletir em uma melhora no desempenho com o passar do tempo. "Se hoje ele tem uma taxa de acerto em torno de 90%, é provável que acerte ainda mais quando chegar a milhares de pacientes analisados", afirma o pesquisador.

De acordo com o coordenador da pesquisa e professor da Unicamp Rodrigo Ramos Catharino, o exame, quando em operação, poderia custar em torno de R$ 40 por amostra, quase metade do preço do RT-PCR, método considerado padrão-ouro para diagnóstico da covid-19.

METODOLOGIA

O trabalho vem sendo desenvolvido no Laboratório Innovare de Biomarcadores, durante o doutorado de Jeany Delafiori, e integra uma linha de pesquisa que combina técnicas de metabolômica e aprendizado de máquina para buscar marcadores capazes de auxiliar o diagnóstico de doenças como zika, dengue hemorrágica, fibrose cística, diabetes e outros distúrbios metabólicos.

O grupo trabalha em parceria com o Laboratório de Inferência em Dados Complexos do Instituto de Computação (IC) da Unicamp, coordenado pelo professor Anderson Rocha e conta com a participação de seu colaborador Luiz Claudio Navarro.

O projeto contou com a participação de 728 pacientes sendo 369 com diagnóstico de covid-19 confirmado clinicamente e por RT-PCR. As amostras de indivíduos não infectados foram usadas para comparação, como uma espécie de grupo controle.

"No caso de alguns pacientes que desenvolveram complicações e precisaram ser internados, foi coletada uma segunda amostra de sangue. De modo geral, entre os casos confirmados, havia indivíduos com sintomas leves e graves", conta Delafiori.

Todas as amostras foram analisadas em um equipamento conhecido como espectrômetro de massas, capaz de discriminar as substâncias presentes em fluidos corporais. Como explicam os pesquisadores, esse conjunto de moléculas encontrado no plasma sanguíneo retrata os diversos processos metabólicos ativos no organismo.

Parte das amostras foi então usada pela equipe do IC-Unicamp para ensinar um método de inteligência artificial a reconhecer padrões de metabólitos encontrados nos casos positivos e nos negativos, bem como diferenciar os padrões dos casos leves e graves. A outra parte foi usada em um teste cego, cujo objetivo foi avaliar o acerto final da análise feita pelo sistema.

A equipe do IC-Unicamp também criou um software para automatizar todo o processo de análise e gerar, no final, um relatório que informa para o médico se o paciente tem a covid-19 e se apresenta risco de complicações.

"Esses biomarcadores preditores de evolução da doença podem, por exemplo, ajudar o médico da assistência básica a decidir se o paciente que testar positivo pode ser mantido em isolamento domiciliar ou se deve ser transferido para um centro de maior complexidade", comenta Rinaldo Focaccia Siciliano, médico assistente da Divisão de Moléstias Infecciosas e Parasitárias do Hospital das Clínicas e da Unidade de Controle de Infecção Hospitalar do Instituto do Coração, um dos coautores do artigo.

Na avaliação de Catharino, coordenador da pesquisa, a metodologia poderia ser aplicada em qualquer laboratório público ou privado equipado com um espectrômetro de massas. Enquanto protocolam o registro na Anvisa, os pesquisadores pretendem aumentar ainda mais a diversidade das amostras analisadas no contexto da pesquisa para melhorar a performance do sistema. (Com informações de Karina Toledo/Agência Fapesp)

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