A matemática está ajudando a resolver questões humanas, como o controle de epidemias da zika, dengue e chikungunya. Por meio de equações, foi possível calcular a magnitude da epidemia da zika nas Américas e a estimativa da disseminação internacional a partir do Brasil, segundo a professora Shweta Bansal, do Departamento de Biologia da Universidade de Georgetown, nos Estados Unidos.
Especialista em biologia matemática, Shweta esteve no Rio de Janeiro, em São Paulo e no Recife nesta semana, a convite da Missão Diplomática dos Estados Unidos no Brasil, para apresentações sobre conhecimento científico, entre eles, como modelos matemáticos são aplicados na epidemiologia para a prevenção de doenças infecciosas.
“Os modelos matemáticos nos permitem realizar a análise de cenários, considerando o impacto de diferentes estratégias na disseminação de uma infecção. Por exemplo, usando um modelo matemático, podemos perguntar: crianças ou adultos devem ser vacinados primeiro durante um surto? Ou quantas escolas precisamos fechar para diminuir a propagação de uma doença?”, diz.
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O uso da matemática no combate de doenças apresenta ainda outras vantagens. A cientista explica que equações podem ser desenvolvidas de forma rápida e barata quando há um surto e, além disso, não implicam questões éticas como pode haver em um experimento.
Uma das constatações que os números confirmam é a de que o a infestação de Aedes aegypti é uma ameaça global. “Dado o potencial de transmissão deste mosquito, ele representa uma clara ameaça”, diz.
“Ameaças de futuros surtos de arbovírus incluem o mosquito Aedes albopictus, que tem um alcance ainda mais amplo que o Aedes aegypti e tremenda mobilidade entre os homens”, completa. Leia a entrevista a seguir:
Desde quando a matemática é aplicada em saúde pública e como é aplicada?
A matemática tem sido usada para problemas de saúde pública desde os anos 1.700, quando Daniel Bernoulli utilizou um modelo matemático para entender a vacinação contra varíola. Houve progressos significativos no desenvolvimento desse campo nos últimos dois séculos com histórias bem-sucedidas em relação a uma série de problemas, por exemplo, infecções crônicas como o HIV, doenças da infância, como o sarampo e doenças infecciosas emergentes, como o ebola.
Como a matemática é utilizada para entender a transmissão de doenças?
O campo da saúde pública geralmente se depara com problemas complexos na intersecção entre biologia, comportamento social e economia. A saúde pública também é um campo no qual os experimentos tradicionais são logisticamente ou eticamente inviáveis. Neste contexto, a epidemiologia matemática fornece uma metodologia para entender virtualmente sistemas complexos. O desenvolvimento de um modelo matemático começa com uma questão de política de saúde pública e então integra a compreensão científica atual da doença e do hospedeiro para construir um modelo. O modelo é uma representação abstrata do mundo real que inclui tantos detalhes quantos forem necessários para responder à questão política. Depois que um modelo foi validado, ajustado aos dados e analisado, ele pode nos permitir gerar novos insights científicos e recomendações sobre a política de saúde pública. A análise de um modelo pode acontecer por meio da resolução de equações usando lápis e papel ou utilizando computadores de alta performance.
Como são desenvolvidos os modelos matemáticos para o controle de epidemias?
Um importante uso de modelos matemáticos é o desenho de estratégias de controle como vacinação, aplicação de antivirais ou fechamento de escolas. Os modelos nos permitem realizar a análise de cenários, mas considerando o impacto de diferentes estratégias na disseminação de uma infecção. Por exemplo, usando um modelo matemático, podemos perguntar: crianças ou adultos devem ser vacinados primeiro durante um surto? Quanto um antiviral deve ser eficaz para controlar um surto? Ou quantas escolas precisamos fechar para diminuir a propagação de uma doença?
Qual a vantagem da matemática para o controle de epidemias?
Modelos matemáticos podem ser desenvolvidos de forma rápida e barata quando há um surto. Também não há preocupações éticas como pode haver em um ensaio clínico ou outro experimento.
Qual foi a grande descoberta que a matemática trouxe em relação à zika, dengue e chikungunya?
As abordagens do modelo matemático para o surto de zika incluíram a compreensão da disseminação e magnitude da epidemia nas Américas, a estimativa da disseminação internacional a partir do Brasil e a projeção de risco para futuros surtos de zika com a síndrome congênita. Vários estudos também se concentraram no uso de modelos anteriores de dengue para entender como as condições climáticas afetam a disseminação do zika. Ainda existem algumas lacunas na compreensão do zika, incluindo infecção assintomática, imunidade coletiva e questões em relação às notificações de zika.
É possível prever quando haverá uma nova epidemia de zika e qual será sua extensão?
O surgimento de uma nova doença é o resultado de muitos fatores complexos e não é fácil de prever. A melhor forma de se preparar para o próximo surto de uma doença emergente é investir na vigilância de doenças infecciosas. Essa vigilância é feita a partir do relato de casos incomuns da doença da Secretaria de Saúde local e hospitais que são notificados em níveis nacionais e internacionais. Essa vigilância pode ser complementada pelo uso de dados digitais, como mídias sociais e mídia de notícias.
Diferentemente da dengue e da chikungunya, a zika pode ser transmitida sexualmente e permanece no sêmen por até seis meses. Como controlar essa transmissão?
Existem pesquisas promissoras em andamento para a vacina contra a zika. Assim que uma vacina eficaz contra a doença esteja disponível, este será o melhor método para controlar a transmissão. Enquanto isso, mudanças comportamentais são a melhor forma de evitar a transmissão da zika. Isso inclui o uso de preservativos, tanto masculinos quanto femininos, se você estiver viajando ou tiver viajado para áreas com casos ativos de zika, e evitar viajar para áreas com surto ativo de zika.
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A infestação de Aedes aegypti é uma ameaça global?
O mosquito Aedes é capaz de disseminar várias infecções perigosas, incluindo zika, chikungunya e dengue. O alcance do Aedes aegypti vem crescendo rapidamente e no momento inclui todos os continentes. Dado o potencial de transmissão deste mosquito, ele representa uma clara ameaça. Isso torna os métodos preventivos em andamento, como o World Mosquito Program (Programa Mundial de Mosquitos), ainda mais importantes. Ameaças de futuros surtos de arbovírus incluem o mosquito Aedes albopictus, que tem um alcance ainda mais amplo que o Aedes aegypti, e tremenda mobilidade entre os homens.
Você sabe indentificar quais doenças esses mosquitos transmitem?
O Aedes egypti transmite dengue, zika e chikungunya, no momento, no Brasil. É preto com listras brancas, que na verdade são escamas, e dispõe de um desenho no tórax que lembra uma lira (instrumento musical). Voa baixo e por isso costuma picar pés e tornozelos, principalmente no início da manhã e final da tarde, quando a temperatura está mais amena. Próprio de áreas tropicais, não resiste a baixas temperaturas. Sua principal fonte de alimentação é o sangue humano. É um mosquito urbano que se prolifera em áreas com grande continente populacional