Corona: Matematizando o Tratamento

Na Alemanha, o atendimento de pacientes acometidos pela Covid-19 foi equacionado em 6 importantes raízes, conseguindo salvar 50% dos pacientes de alto risco de morte e que no Brasil certamente chegam a óbito. Esses pacientes nem sempre são obesos, apresentam multimorbidade ou de idade avançada.¹

Os doentes chegam a um centro terciário (usualmente, hospital das clínicas numa universidade) com baixa taxa de oxigenação do sangue, mas resistente à reversão apesar de intubado e oxigenado.²

A educação médica na Alemanha privilegia a formação científica, porquanto os profissionais médicos formados naquele país, em sua atividade clínica, elegem a aplicação da lógica matemática, em detrimento da empírica. No caso específico, após equacionalizado o tratamento de pacientes graves e gravíssimos, a lógica matemática aplicada à Medicina indicou, com enorme sucesso, 6 raízes, que se deixam monitorar com ferramentas matemáticas e com muita propriedade, por sistemas lineares e/ou equações diferenciais:

1. Transporte em Caixa de Vidro Branca de Neve³

O transporte do paciente até o hospital (ou transferência) é um momento de extrema importância, pois pode infectar o patrimônio mais valioso e oneroso do sistema de saúde pública de que se dispõe, nomeadamente o staff de atendimento médico-hospitalar, bem como seus assistentes. Se os profissionais da área de saúde forem, em grande parte, infectados, não há como evitar mortes em massa, dado que o atendimento médico-hospitalar sobeja inviável.

Para solucionar essa equabilidade, os alemães se utilizam de uma caixa denominada Schneewittchensarg (Caixa de Vidro Branca de Neve). Ela possibilita o transporte do paciente com enorme segurança e fora de perigo de que membros do staff de saúde sejam contagiados.

O equipamento, também conhecido como Epishuttle ou Epigard⁴, lembra um pouco o caixão de vidro de Branca de Neve. Mas a caixa de transporte é um produto de alta tecnologia. Fechado hermeticamente por uma tampa transparente, os pacientes podem ser transportados com a segurança de uma enfermaria de isolamento. Tripulações de aeronaves-ambulância e helicópteros estão protegidas contra infecções.

Por meio de aberturas circulares e herméticas, a equipe médica e socorristas podem cuidar e monitorar os pacientes durante o transporte. Também é possível conectar um ventilador mecânico de terapia intensiva.

Monitoramento: sistema de equações diferenciais.

2. Posição decúbito ventral

A ventilação mecânica em decúbito ventral (posição de bruços) é altamente recomendada em pacientes adultos. Preconiza-se ventilação mecânica em decúbito ventral por 12 a 16 horas por dia. Nessa posição, o paciente deve ser bem acolchoada para que ele obtenha o mínimo possível de pontos de pressão, sem feridas no rosto, por exemplo, dado que fica deitado por muitas horas.

Posição decúbito ventral é a terapia mais importante para um doente com Covid grave. Sem ela, secreção se acumula na parte de trás dos pulmões e a inflamação desenvolve-se com muita rapidez. Com esse procedimento, a parte dorsal dos pulmões é ventilada, possibilitando uma melhor recuperação em curto espaço de tempo.

Monitoramento: sistema linear.

3. Ventilação Mecânica

Pacientes com baixo valores de saturação de oxigênio arterial, tão logo hospitalizados, são entubados, assistidos por respiradores e submetidos a coma induzido. Mas nem sempre esses procedimentos colhem os resultados almejados. Isso, geralmente se deve a um envolvimento inflamatório de área dos pulmões, não raro bem superior a 80%. Com esse nível de comprometimento, os pulmões se tornam incapazes de produzir a oxigenação do sangue arterial.

Assim, a medida terapêutica não contribui para a melhora da oxigenação dos tecidos do corpo, pois os pulmões, devido à grave extensão da inflamação em nível de tecido pulmonar, impede a permuta gasosa (oxigênio contra gás carbônico) fundamental para a manutenção da vida. Com isso se faz necessário uma outra raiz que possa solver essa eventual situação.

Monitoramento: sistema linear.

4. Oxigenação por Membrana Extracorpórea

Como visto, a Ventilação Mecânica por si só não é suficiente para muitos pacientes gravemente enfermos; eles morreriam se não houvesse a possibilidade de conectá-los a um pulmão artificial e às condições de manejo na unidade de terapia intensiva.

A equação é simples: sem tecido pulmonar disponível para a permuta gasosa, resta impossível o transporte de O₂ para todo o organismo. Dessa forma, surge a necessidade da oxigenação do sangue arterial de forma extracorporal.⁵

Isso implica no uso da oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO⁶, Extracorporeal membrane oxygenation), que é um componente importante dos algoritmos clínicos no tratamento da insuficiência pulmonar aguda grave (SDRA), principal ocorrência em pacientes acometidos pelo novo coronavírus. Os estudos observacionais demonstram o valor desse equipamento no tratamento da SDRA. O ECMO substitui a atividade pulmonar com a integração de bombas de sangue e ‘pulmões’ de membrana artificial (oxigenadores) em pacientes com hipóxia grave, como “último recurso”.^{7 8 9 10}

A oxigenação por membrana extracorpórea (ECMO) é uma técnica de terapia intensiva na qual uma máquina assume parcialmente a função respiratória do paciente. O equipamento usa uma bomba para fazer o sangue circular através de um pulmão artificial para o processo de oxigenação extracorporal, após o quê retorna à corrente sanguínea de um doente grave. Eles são usados ​​em pacientes cujos pulmões estão gravemente danificados (SDRA ) e não permitem mais as trocas gasosas a ponto de garantir a função respiratória.¹¹

Na chamada primeira onda, os alemães observaram que cada terceiro paciente de UTI precisou de um equipamento ECMO para ter alguma chance de sobrevida.

Monitoramento: sistema de equações diferenciais.

5. Cortisona

Nos casos de infecção grave ou mesmo com risco de vida, além das medidas intensivas usuais, o tratamento com drogas semelhantes à cortisona, salva cerca de 87 em cada 1000 pessoas com Covid 19 crítica. Esta estimativa é assegurada com base em sete estudos com um total de cerca de 1700 participantes. Quanto mais grave a doença, maior o benefício. ^{12 13 14}

O uso de Remdesivir, um medicamento antiviral é considerado com enorme restrições e incertezas. Parece ter uma vantagem, especialmente quando administrado logo após o início da oxigenoterapia. Um “tratamento de sobreposição” com Remdesivir e glicocorticóides também é usado. Atualmente, suspeita-se que o Remdesivir funcione melhor no início da infecção, quando o vírus se multiplica, pois bloqueia a “máquina copiadora” do vírus. Algumas clínicas abandonaram o uso de Remdesivir por inépcia do medicamento no tratamento.

No estudo randomizado com 1.062 pacientes, 541 indivíduos receberam Remdesivir e 521 receberam placebo. A administração de Remdesivir reduziu o tempo de recuperação em comparação com a administração de placebo. O efeito foi maior em pacientes dependentes de oxigênio que não necessitaram de qualquer forma de ventilação; nenhum efeito positivo foi observado no subgrupo com ventilação mecânica. ^{15 16}

Monitoramento: sistema de equações diferenciais.

6. Vacinação Passiva

Com a recente evolução da chamada vertente inglesa do Covid-19, a Alemanha inclinou-se à ascensão dos anticorpos monoclonais, adotando de imediato a aplicação da novel e eficiente conquista da ciência no combate ao coronavírus. Essa variante do vírus possui uma particularidade altamente contagiosa e extremamente letal. O Governo alemão adquiriu 200 mil doses por 400 milhões de euros, correspondente ao vultoso preço de 2 mil euros (cerca de R$ 13 mil) por dose, para atender a vítimas do coronavírus de alto risco.^{17 18}

O tratamento com soro de convalescentes, proposto há mais de 130 anos por Emil von Behring e Kitasato Shibasaburō, é utilizado desde o acometimento do ex-presidente Donald Trump, como alternativa para o tratamento de pacientes com SARS-CoV-2. Os anticorpos monoclonais, produto biotecnológico, podem neutralizar patógenos ao uso do sistema imunológico do próprio corpo e impedir que infectem outras células. Demonstraram ser eficazes em estudos clínicos em pacientes com doença inicial. Porém, sua produção é engenhosa e lenta. Por demais, as mutações podem causar ineficácia, exigindo o desenvolvimento de novas matrizes. Os melhores resultados foram obtidos em pacientes com alta carga viral que ainda não desenvolveram seus próprios anticorpos.^{19 20 21}

Os vírus possuem em sua superfície as chamadas proteínas spike (forma circular em laranja, na figura) que possibilitam o acoplamento do virus com a célula humana, através do qual há a transferência de material genético para reprodução do vírus no interior da célula hospedeira.

Os anticorpos monoclonais têm a capacidade de neurtralizar as proteinas spike do virus. [Antikörper = Anticorpo]

Com a neutralização das proteínas spike, o vírus perde as condições de acoplar a célula do hospedeiro, interrompendo a ação viral no corpo.

Em princípio, eles são mais úteis nos primeiros dias de uma infecção, quando o sistema imunológico ainda não está produzindo seus próprios anticorpos. A partir da aplicação dessa biotecnologia, constatou-se que a administração precoce de plasma convalescente de alto risco contra SARS-CoV-2 em idosos com infecção moderada reduziu a progressão de Covid-19.^{22 23}

Monitoramento: sistema de equações diferenciais.

Evidentemente, há a possibilidade de utilização de outras ferramentas matemáticas para o monitoramento dessas raízes, conforme a complexidade do caso. Mas dificilmente haverá de existir matematização tão precisa e eficiente como a adotada pelos alemães para vencer esta terrível pandemia.

Scientia omnia vincit.

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O projeto Jovem Pesquisador se desenvolve com Laboratório Virtual, aos sábados, das 8 as 12 horas, na plataforma Google Meeting. Podem se inscrever jovens alunos do Ensino Médio e estudantes universitários. Professores do Ensino Médio e Superior podem participar do projeto como preparação para a atividade de orientadores de pesquisas.

Inscrição: https://forms.gle/EPa8rajipnHkNy7i7

Informação: academiacearensedematematica@gmail.com

1https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(20)30316-7/fulltext Consulta

2https://www.aerzteblatt.de/treffer?mode=s&wo=1041&typ=16&aid=216919&s=ECMO

3Schneewittchensarg

4https://www.aerotelegraph.com/epiguard-epishuttle-isolation-virus-transport-ausgefeilte-isolier-liegen-erleben-aufschwung-durch-corona

5https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/115099/COVID-19-Weniger-als-die-Haelfte-der-beatmeten-Patienten-hat-ueberlebt

6Extracorporeal Membrane Oxygenation

7Kopp, R., Henzler, D., Dembinski, R. et al. Extrakorporale Membranoxygenierung beim akuten Lungenversagen. Anaesthesist 53, 168–174 (2004). https://doi.org/10.1007/s00101-003-0643-3

8https://www.researchgate.net/publication/263522264_ECMO_Therapie_in_einem_nichtuniversitaren_Zentrumsspital

9https://www.researchgate.net/publication/342995057_ECMO_als_Therapie_des_schweren_Lungenversagens_bei_COVID-19

10https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32287627/

11https://www.aerzteblatt.de/treffer?mode=s&wo=1041&typ=1&nid=120028&s=ECMO

12https://www.hcm-magazin.de/behandlung-von-corona-patienten-mit-cortison-zeigt-erfolge/150/33820/405746

13https://www.aerztezeitung.de/Podcasts/Kortison-Lebensrettende-Praeparate-bei-schwerer-COVID-19-412649.html

14https://www.aerzteblatt.de/treffer?mode=s&wo=1041&typ=16&aid=217226&s=corona&s=therapie

15https://www.aerzteblatt.de/treffer?mode=s&wo=1041&typ=16&aid=217226&s=corona&s=therapie

16https://www.aerzteblatt.de/treffer?mode=s&wo=1041&typ=1&nid=119305&s=ECMO

17https://www.dw.com/pt-br/alemanha-vai-usar-novo-rem%C3%A9dio-contra-covid-19/a-56329665

18https://www.dw.com/de/corona-deutschland-antik%C3%B6rper-jens-spahn/a-56330140

19https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/120427/SARS-CoV-2-Antikoerper-erzielt-primaerpraeventive-Wirkung-bei-Bewohnern-und-Mitarbeitern-von-Pflegeheimen

20https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/117138/COVID-19-Zweiter-Hersteller-meldet-Wirkung-von-Antikoerper-Praeparaten-bei-ambulanten-Patienten

21https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/120150/Studie-Multivalente-Nanobodies-neutralisieren-SARS-CoV-2-effektiver

22https://www.aerzteblatt.de/nachrichten/112572/SARS-CoV-2-Monoklonaler-Antikoerper-blockiert-Eintritt-in-die-Zelle

23https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2033700