ABORDAGEM MULTIÔMICA E DIAGNÓSTICOS MOLECULARES RÁPIDOS PARA ESTUDO DE INTERAÇÃO HOSPEDEIRO-PATÓGENO EM DOENÇAS SOCIALMENTE DETERMINADAS

Resumo As Doenças Socialmente Determinadas (DSDs) constituem um grave problema de saúde pública no Brasil, especialmente em populações vulneráveis e em situação de pobreza, cujas condições sociais e econômicas influenciam diretamente a exposição, o diagnóstico e o tratamento dessas enfermidades. Elas são diversas e estão amparadas por programas sociais como o “Programa Brasil Saudável” e também estabelecidas pela Organização Mundial da Saúde. Essas doenças, causadas por agentes infecciosos diversos, geram elevado impacto social, incluindo morbidade, incapacidades, estigma e redução da qualidade de vida, além de repercussões econômicas significativas para indivíduos e comunidades. A dificuldade no acesso a diagnósticos precoces, rápidos e precisos contribui para a cronicidade e piora dos quadros clínicos, em grande parte devido às limitações estruturais, financeiras e sociais enfrentadas por essas populações. Neste contexto, o presente projeto visa utilizar tecnologias multiômicas para o estudo da interação entre patógeno-hospedeiro, além de padronizar e validar métodos moleculares avançados, que apresentam alta sensibilidade e especificidade, e sejam acessíveis. A pesquisa utilizará amostras biológicas diversas (sangue, urina, saliva, fezes e biópsias), que serão integradas a dados clínicos e sociodemográficos para melhor compreensão da epidemiologia e da interação hospedeiro-patógeno. Serão utilizados dados genômicos, transcriptômicos e metagenômicos, aliados a análises farmacogenômicas e de microbioma, para identificar biomarcadores de diagnóstico, prognóstico e resposta terapêutica. As amostras biológicas serão processadas com protocolos padronizados e métodos moleculares de alta sensibilidade, incluindo qPCR, LAMP, NGS e bioinformática avançada. O conhecimento gerado permitirá o desenvolvimento e validação de uma plataforma diagnóstica modular, sensível e de baixo custo, com potencial de implementação em áreas endêmicas e de difícil acesso, contribuindo para o monitoramento epidemiológico, a medicina de precisão e a melhoria do manejo clínico dessas doenças. 1. INTRODUÇÃO O bem-estar social descreve a condição de plenitude individual e coletiva, na qual as necessidades básicas são atendidas, permitindo o progresso em comunidade e a garantia de direitos pelo Estado (GURGEL & JUSTEN, 2021). Entretanto, este bem-estar é moldado pelas condições socioeconômicas, onde a desigualdade favorece a exposição a riscos à saúde. Desta relação, emerge o conceito de Doenças Socialmente Determinadas (DSDs), enfermidades cuja distribuição segue padrões de estratificação social, econômica e política (BARRETO, 2017; WHO, 2025a). Estas doenças estão associadas à perda significativa de anos de vida ajustados por incapacidade (DALYs), resultando em limitações físicas, invalidez e perpetuação de ciclos de pobreza. Regiões como a América do Sul e a África Subsaariana são fortemente impactadas, configurando uma crise persistente de saúde pública (LIN et al., 2022). No Brasil, as DSDs causaram mais de 59 mil mortes entre 2017 e 2021, motivando a criação do programa “Brasil Saudável: Unir para Cuidar”. Este programa abrange doenças de relevância pública como tuberculose, hanseníase, malária, doença de Chagas, sífilis, hepatites virais, HIV/HTLV e arboviroses, muitas das quais classificadas como Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs) pela OMS (BRASIL, 2025; WHO, 2025b). A persistência destas infecções e a dificuldade de erradicação estão ligadas ao diagnóstico tardio e às barreiras de acesso aos serviços de saúde. O diagnóstico precoce e preciso é crucial, mas enfrenta obstáculos logísticos e infraestruturais. Neste cenário, a biologia molecular e as ciências ômicas oferecem soluções promissoras. O entendimento dos mecanismos biológicos da interação hospedeiro-patógeno permite monitorar resistência, virulência e identificar biomarcadores para diagnósticos mais rápidos. 2. JUSTIFICATIVA As DSDs afetam majoritariamente populações de baixa renda e em vulnerabilidade social, refletindo uma negligência histórica em investimentos para pesquisa e desenvolvimento de novas terapias e diagnósticos (GARCIA, 2011). A falta de atratividade econômica destas doenças resulta em escassez de ferramentas eficazes para o manejo clínico, levando a diagnósticos tardios, incapacidades permanentes e alto custo social. A justificativa para este estudo reside na necessidade urgente de compreender a interação hospedeiro-patógeno em um nível molecular profundo, algo que os métodos convencionais não alcançam. As lacunas sobre suscetibilidade genética, mecanismos de resistência medicamentosa e rotas de virulência impedem o avanço no controle dessas enfermidades. As ciências ômicas (genômica, transcriptômica e farmacogenômica) surgem como ferramentas estratégicas para preencher esse vácuo, permitindo uma caracterização biológica abrangente. A identificação de biomarcadores moleculares robustos possibilitará não apenas prognósticos mais precisos, mas também o desenvolvimento de tecnologias diagnósticas disruptivas, como testes rápidos baseados em LAMP e LFA. Estas tecnologias têm potencial de democratizar o acesso ao diagnóstico de alta precisão em regiões remotas da Amazônia e do Brasil, reduzindo a morbidade e mortalidade. Além do benefício individual direto — como o início precoce do tratamento —, o projeto possui forte impacto coletivo ao fortalecer a vigilância epidemiológica, permitindo o rastreamento de surtos e a formulação de políticas públicas baseadas em evidências genômicas. 3. OBJETIVOS O objetivo geral deste projeto é aplicar uma abordagem multiômica para elucidar os mecanismos moleculares da interação hospedeiro-patógeno em DSDs e DTNs (incluindo Tuberculose, Hanseníase, Malária, Chagas, Arboviroses, ISTs e Micoses Profundas) na população brasileira. O conhecimento gerado será utilizado para desenvolver e validar uma plataforma de diagnósticos moleculares sensíveis e acessíveis, com potencial de implementação em áreas endêmicas. Para atingir este propósito, foram estabelecidos objetivos específicos que compreendem: (i) a caracterização clínica, epidemiológica e sociodemográfica da população de estudo; (ii) o mapeamento do perfil genômico de suscetibilidade do hospedeiro e da diversidade genômica dos patógenos, focando em marcadores de virulência e resistência; (iii) a investigação do perfil multiômico (transcriptoma/proteoma) da interação durante a infecção e após intervenção terapêutica; (iv) a correlação destes perfis com variáveis clínicas para identificação de fatores de risco; (v) a padronização de ensaios de qPCR e o desenvolvimento de testes rápidos (LAMP/LFA) para diagnóstico point-of-care; (vi) a validação comparativa destas novas tecnologias frente aos métodos convencionais; (vii) a avaliação da eficácia diagnóstica em diferentes matrizes biológicas (sangue, saliva, urina); e (viii) a realização de estudos farmacogenômicos para identificar preditores de resposta terapêutica e toxicidade medicamentosa. 4. METODOLOGIA 4.1. Caracterização do Estudo e Aspectos Éticos O projeto apresenta um delineamento misto, integrando aspectos observacionais e intervencionais, com abordagens quantitativa e qualitativa, em fases transversal e longitudinal. O estudo, previsto para o período de 2025 a 2035, visa a caracterização multiômica e o acompanhamento clínico de indivíduos com DSDs. A pesquisa respeita integralmente a Resolução nº 466/2012 do CNS e foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa do ICS/UFPA (Parecer nº 7.986.250). Todos os participantes assinarão o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE), sendo garantido o sigilo, anonimato e a custódia segura das amostras e dados. 4.2. Desenho Amostral e População Serão incluídos voluntários com diagnóstico confirmado de DSDs/DTNs e seus contatos, além de um grupo controle, conforme diretrizes do "Programa Brasil Saudável". Estima-se a inclusão de até 500 participantes por doença-alvo. Os critérios de inclusão abrangem indivíduos maiores de 18 anos com diagnóstico clínico/laboratorial confirmado ou contatos assintomáticos. Serão excluídos casos sem confirmação diagnóstica ou com amostras biológicas inadequadas. 4.3. Coleta e Processamento de Amostras As coletas ocorrerão na Atenção Primária e hospitais de referência. Serão obtidas amostras de sangue periférico, urina, fezes, saliva e biópsias lesionais. O sangue e tecidos destinados à biologia molecular serão preservados em DNA/RNA Shield® (Zymo Research) e armazenados a -80 °C. A extração de ácidos nucleicos (DNA/RNA) utilizará kits comerciais específicos (ex: Monarch, QIAamp, Norgen) ou métodos baseados em Trizol, dependendo da matriz. A qualidade e concentração serão rigorosamente aferidas por espectrofotometria (NanoDrop) e fluorometria (Qubit), com validação de integridade em TapeStation para amostras destinadas ao sequenciamento. 4.4. Procedimentos de Biologia Molecular e Desenvolvimento Diagnóstico Serão empregadas técnicas de PCR Convencional, Multiplex, RT-PCR e qPCR para detecção e quantificação de patógenos, utilizando primers desenhados e validados in silico. O projeto focará no desenvolvimento de testes rápidos baseados na técnica LAMP (Amplificação Isotérmica Mediada por Loop), com primers desenhados via PrimerExplorer. Os produtos de amplificação LAMP serão integrados a sistemas de leitura visual por Lateral Flow Assay (LFA) para criação de testes point-of-care. 4.5. Sequenciamento de Nova Geração (NGS) A abordagem multiômica utilizará plataformas Illumina NovaSeq e Oxford Nanopore PromethION. As estratégias incluem: (i) Sequenciamento do Genoma Completo (WGS) do hospedeiro e do patógeno para detecção de variantes (SNPs/InDels) e filogenia; (ii) Transcriptômica (RNA-Seq) para análise de expressão gênica global e identificação de RNAs regulatórios (miRNAs, lncRNAs); e (iii) Sequenciamento Mitocondrial. Adicionalmente, será realizado sequenciamento farmacogenômico em genes candidatos para avaliar a resposta terapêutica. 4.6. Bioinformática, Estatística e Análise Integrativa As análises in silico seguirão um fluxo estruturado: - Processamento de Dados: Pipelines em Shell Script/Python realizarão o controle de qualidade e alinhamento das sequências contra genomas de referência (GRCh38 e específicos do patógeno). - Análise Funcional e Estrutural: Identificação de Genes Diferencialmente Expressos (DEGs) e enriquecimento de vias metabólicas (GO/KEGG). Serão aplicadas técnicas de modelagem proteica e docking molecular para prever interações entre proteínas-alvo e fármacos, validando potenciais alvos terapêuticos. - Análise Estatística: Conduzida no ambiente RStudio, incluirá correlações, modelos multivariados e curvas ROC/AUC para validação de biomarcadores, com correção de p-valor (Benjamini–Hochberg) para significância estatística. 4.7. Validação Experimental Os resultados obtidos via NGS e bioinformática serão validados experimentalmente por RT-qPCR e, quando necessário, por ensaios funcionais in vitro (cultura de patógenos e testes de sensibilidade), assegurando a robustez e aplicabilidade clínica dos achados.