E se pudéssemos diagnosticar infecções em minutos, e não em dias? | Dr. Neciah Dorh | TEDxBristol

A resistência a antibióticos é um problema global. Estima-se que até 2050 infecções por superbactérias irão matar mais que câncer. Mas e se pudéssemos reduzir o período para o diagnóstico da infecção de dias para minutos? Será que isso poderia ajudar a diminuir o abuso nas prescrições de antibióticos e promover um tratamento mais rápido e eficaz?

É exatamente o que o Dr. Neciah Dorh e sua equipe multidisciplinar de engenheiros, cientistas de dados e microbiologistas estão tentando fazer. O objetivo deles é criar um diagnóstico intuitivo, acessível e rápido para que profissionais de saúde possam aplicá-lo. O ponto de partida deles: Infecções do Trato Urinário. As ITUs são a segunda maior causa de prescrição de antibióticos na rede de cuidados primários do Reino Unido, na qual muitos idosos regularmente passam por tratamentos ineficientes com antibióticos, levando-os, frequentemente, às consultas médicas ou à hospitalização.
A palestra TEDx de Neciah explora como a tecnologia baseada em fluorescência identifica e enumerar a infecção bacteriana em menos de 15 minutos.
Natural de Santa Lúcia, Neciah vive há dez anos em Bristol, Reino Unido, e tornou-se um membro aclamado do campo científico da tecnologia da saúde. Bacharel e doutor em Engenharia Elétrica e Eletrônica pela Universidade de Bristol, suas pesquisas com a detecção fluorescente nova se tornaram a base de sua empresa, a FluoretiQ limited.
Sua equipe pioneira trabalha com a interação entre química, microbiologia e engenharia para criar a próxima geração de diagnósticos inovadores.

Esta palestra foi dada em um evento TEDx, que usa o formato de conferência TED, mas é organizado de forma independente por uma comunidade local. Para saber mais, visite http://ted.com/tedx

Todo ano,

700 mil pessoas são mortas
por superbactérias.

Para colocar em perspectiva,

isso é mais do que as populações
das cidades de Bristol e Bath juntas.

Além disso, em aproximadamente 30 anos,

estima-se que esse número cresça
para 10 milhões de pessoas por ano,

o que significa que superbactérias
podem matar mais pessoas do que o câncer.

Muitos aqui já ouviram
o termo superbactéria

por aí em algum momento das nossas vidas.

Porém, vamos parar para pensar um pouco
a que estamos nos referindo,

como chegamos aqui

e, mais importante,

como vamos sair dessa crise?

Então, o que é uma superbactéria?

Superbactéria é o nome dado
a um grupo particular de bactérias,

também conhecido como uma cepa,

que não pode ser tratado
com a maioria dos antibióticos

disponíveis ou em uso hoje em dia.

Elas são um inimigo formidável
quando consideramos o fato

de que muitas pessoas não teriam vivido
para ver seu 60º aniversário

antes da descoberta da penicilina
e de outras classes de antibióticos.

Levante a mão quem já teve
que tomar algum antibiótico.

Obrigado.

Então, você estará familiarizado
com o processo que descreverei em seguida.

Provavelmente, tudo começou
quando não estava se sentindo muito bem:

uma tosse persistente, uma febre,

ou, talvez, aquela sensação
de ardência ao urinar.

(Risos)

Tendo aguentado isso
o final de semana inteiro,

você finalmente toma coragem
de ir ao seu médico.

Após verificar os seus sintomas,

você recebe uma receita
para antibióticos e escuta:

"Volte depois da terceira dose,
se persistirem os seus sintomas".

Bem, sou engenheiro,
então amo meus fluxogramas.

E eles realmente me ajudam
a entender o que está acontecendo.

Então, tomei a liberdade
de criar este pequeno esquema.

Etapa um: começa a infecção bacteriana.

Etapa dois: desenvolvem-se
os sinais e sintomas.

Etapa três: a pessoa vai
à procura de um médico.

Etapa quatro: é dada
a receita do antibiótico.

E etapa cinco: após três doses,

checar se os sintomas estão melhorando.

Se estiverem, continue.

Senão, peça um exame
para determinar a causa da doença,

e, então, retorne à etapa três.

Olha só, eu tenho o máximo respeito
pelos nossos amigos médicos,

mas esse sistema está fundamentalmente
falho, por uma série de razões.

Primeiramente, ele encoraja
o seu médico a iniciar o tratamento

antes de ter toda a informação.

Em segundo lugar,

cada vez que fechamos esse ciclo,

na verdade nós estamos
matando todas as bactérias

que não conseguem se defender
contra um determinado antibiótico,

deixando para trás um grupo homogêneo
de bactérias que conseguem.

Na realidade, estamos ajudando o inimigo
a peneirar os soldados que não servem.

Agora, estamos nesse dilema,
porque, ainda hoje,

um dos métodos mais comuns usados
para identificar bactérias

envolve coletar uma amostra
de urina, muco ou sangue,

e cultivar sob várias condições
para nos ajudar a montar a identidade.

Pense nisso como um processo
de eliminação realizado em laboratório.

Assim que as bactérias são identificadas,

nós, então, usamos outro processo

para determinar qual antibiótico
está mais propenso a funcionar.

O problema é que isso leva tempo,

dois dias ou mais,

e, em casos extremos,

as pessoas acabam morrendo
antes de os médicos acharem as respostas.

Entretanto, nosso sistema é:
tratamento primeiro, diagnóstico depois.

Então, como sairemos disso?

Na verdade, seria muito melhor

se, primeiro, pudéssemos entender
a causa da sua doença,

e, somente depois, selecionar
o antibiótico adequado.

Além de curar o indivíduo mais rápido,
conteríamos o aumento das superbactérias.

Mas, para isso, precisaríamos
de um teste mais rápido.

Quando digo rápido, é rápido mesmo!

Por volta de 20 minutos ou menos;

o mesmo tempo que você tem
com seu médico ou farmacêutico.

Mas precisaria ser acessível também;

o suficiente para que países
em desenvolvimento

pudessem fazer a transição.

E, por fim, precisaria ser fácil de usar;

tão fácil quanto checar sua temperatura.

É exatamente nisso que eu
e minha equipe estamos trabalhando

por mais de dois anos.

Estamos desenvolvendo uma técnica baseada
em detecção mediada por receptor.

Nós a chamamos pela sigla GMS,
e é mais simples do que parece.

Para muitas bactérias, o primeiro passo
para infectarem um indivíduo

é se fixar nas células do corpo dele,

usando um sistema de gancho e argolas

que é similar àquele que aprendemos
a gostar no Velcro.

(Risos)

O gancho ou receptores, nesse caso,
seriam proteínas especificas,

na superfície da bactéria,

e as alças seriam moléculas específicas
na superfície das células do nosso corpo.

O que criamos foi um material
de baixo custo que emite luz

e que se modelam como argolas;

vamos chamá-lo de sondas.

Quando misturamos nossas sondas
com uma amostra, por exemplo, de urina,

elas se fixam nas bactérias como Velcro.

E, ao medir a luz emitidas por elas,

podemos calcular o número
de bactérias presentes na amostra.

O processo final será,
por si só, muito simples.

Pegue um pouco de urina,
adicione-a em um cartucho especial.

Então, coloque esse cartucho
em nosso detector particular de bactérias.

O cartucho irá misturar
a urina com nossas sondas

antes de separar as bactérias
e medir a luz emitida.

Essa última etapa nos permitirá
determinar se há bactérias presentes,

quais tipos e quantas,

tudo isso em 15 minutos.

De dois dias para 15 minutos.

Como na maioria dos avanços científicos,

a jornada é cheia de obstáculos
e, às vezes, frustrações.

Irei compartilhar algumas aqui.

Um dos primeiros desafios foi:
como desenvolver uma sonda

que, efetivamente, imitasse
as células do nosso corpo?

A equipe de pesquisadores
da Universidade de Bristol

levou meses fazendo experimentos

para encontrar o método correto

e ter o tipo e quantidade exatas
de argolas para imitar a célula.

Ou seja, isso não é como fazer
panqueca de qualquer jeito.

O que fazemos é o tipo de desafio
para ganhadores do MasterChef.

(Risos)

Nosso segundo desafio foi encontrar
um método de detecção

que fosse de baixo custo e ainda eficiente
o bastante para detectar as sondas

unidas às bactérias.

Para isso, nos voltamos para uma técnica
bem consolidada baseada em fluorescência.

Fluorescência é um fenômeno

no qual um material absorve luz
ao ser estimulado por esta,

e reemite a luz com uma cor diferente.

Como uma técnica de detecção,

pegamos uma cor específica da luz,

apontamos essa cor no material criado,
e observamos a cor que é refletida,

isso nos diz qual a cor presente.

Assim, uma vez que temos as sondas,
elas se fixam nas bactérias exatas,

e podemos detectá-las.

Trabalho concluído, certo?

Na verdade, ainda não.

A maioria dos alimentos que comemos

são quebrados em materiais que emitem luz
que terminam na nossa urina.

Assim, bebidas energéticas,
suplementos vitamínicos,

suplementos para gravidez,

e tudo isso junto
pode levar a falsos positivos.

Em outras palavras, fica difícil para nós

separarmos o joio do trigo.

Então, diferenciar nossas sondas
dos resquícios de sua última bebida

é extremamente importante

para garantir que não reportemos
a presença de bactérias

mesmo quando não há nenhuma.

Exatamente nesse ponto foi que a pesquisa
mudou de forma interessante,

porque lidar com isso significava
estar mais familiarizado com nossas sondas

assim como estar
familiarizado com a urina.

Realizamos muitos experimentos
observando nossas sondas

quando estimuladas
com cores diferentes de luz.

Particularmente, estávamos interessados
na quantidade de luz verde emitida

para cada tipo de luz
que estimulávamos em nossas sondas.

Esse era o perfil de nossas sondas,

e isso não poderia mudar.

Assim, qualquer variação nisso
poderia nos dizer

que haveria outra coisa
misturada na amostra,

de maneira semelhante, por exemplo,
quando misturada com urina.

Pela medição dessa mudança, podemos
corrigir ativamente a interferência

de qualquer outra coisa
que esteja presente na urina.

Então, em resumo,
as sondas acham as bactérias,

e a fluorescência acha as sondas.

Estamos ainda nos estágios
iniciais da nossa jornada,

mas levamos nosso protótipo inicial
para um laboratório de hospital

no qual testamos a presença
de "E. coli" na urina humana.

GMS detectou a presença de urina
sem nenhum falso positivo,

e reportou a ausência de E.coli
na urina em 63% dos casos.

Finalmente,

ao colocar três medidas em paralelo,

conseguimos uma média de tempo
por teste de apenas quatro minutos.

Isto, certamente, não é
o fim da história para nós.

Estamos desenvolvendo outras argolas
para apontar outras bactérias nocivas,

e objetivamos testar e melhorar
o sistema mais algumas vezes

antes que ele chegue ao seu médico.

Uma vez que fizermos isso,

nosso diagnóstico rápido e eficiente

junto com um uso melhor de antibióticos
e o engajamento contínuo do público,

poderemos, finalmente,
virar o jogo a nosso favor

e, finalmente, vencermos
as superbactérias de uma vez por todas.

Obrigado.

(Aplausos)