Em meio a uma pandemia, os alunos treinam para a próxima

Os pesquisadores se uniram para encontrar maneiras virtuais seguras de ensinar os princípios da microbiologia e da epidemiologia.

De Katherine J. Wu

  • 21 de janeiro de 2021
  • Capa: Os alunos da Preparação para a Academia Militar de Sarasota “resgataram” um aluno doente para fazer a triagem como parte do programa Operação Surto da escola.Crédito…Becky Morris

Em uma tarde fria de novembro, Teresa Bautista se aventurou no Parque Van Cortlandt, no Bronx, em busca de fezes. Não demorou muito para a Sra. Bautista, para seu desgosto, seus sapatos brancos Puma – encontrar algum sucesso sério.

Salpicado por toda a grama do parque estava o brilho esverdeado de fezes de ganso, que a Sra. Bautista ansiosamente esfregou e girou em um tubo de produtos químicos. “Esta foi minha primeira vez cavando cocô”, disse ela. “Foi muito divertido.”

A Sra. Bautista estava atrás de mais do que apenas excrementos de pássaros. Preenchendo nele, ela esperava, havia enxames de vírus infecciosos prontos para revelar seus segredos genéticos e, talvez, ajudar jovens cientistas como ela a impedir futuras pandemias.

Nos próximos meses, a Sra. Bautista e quatro outros alunos do ensino médio da área de Nova York continuarão a coletar amostras de pássaros da cidade como parte do programa Virus Hunters, patrocinado pela organização científica sem fins lucrativos BioBus. Seu objetivo é catalogar os vírus da gripe que muitas vezes se escondem nas aves urbanas, alguns dos quais podem ter o potencial de um dia entrar em humanos.

O programa de vigilância, que foi desenvolvido em parceria com virologistas da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, é um dos vários esforços de extensão que surgiram nos últimos anos para equipar jovens cientistas com experiência prática na preparação para surtos – uma busca que tem só ganhou urgência desde que o novo coronavírus começou a se espalhar pelo globo.

Por muitos meses, a Covid-19 continuará fechando escolas e frustrando as tentativas de se reunir. As mudanças forçaram educadores e pesquisadores a mudar suas táticas de ensino. Mas vários grupos enfrentaram o desafio de frente, não apenas resistindo aos inconvenientes da pandemia, mas transformando-os em oportunidades de crescimento científico.

Em Cambridge, Massachusetts, uma equipe de biólogos computacionais projetou uma simulação de surto que pressagiou assustadoramente a disseminação furtiva do coronavírus e agora está lutando contra a disseminação do Covid-19 em tempo real. Em Tucson, Arizona, um imunologista liderou um esforço para incluir cientistas jovens e pouco representados nas pesquisas de microbiologia, mesmo enquanto a pandemia continua.

E em Nova York, onde Bautista alimenta seu amor pela virologia, os efeitos desses esforços já estão começando a tomar forma. Aquela viagem para buscar alimentos no Parque Van Cortlandt, ela disse, não foi apenas sua primeira experiência com amostras de fezes: “Foi a primeira vez que realmente me senti como uma cientista”.

Vírus da mesma pena

O programa Virus Hunters nasceu de uma colaboração entre a BioBus, um centro de reabilitação de vida selvagem chamado Wild Bird Fund e um grupo de pesquisadores liderado pelo virologista do Monte Sinai Florian Krammer. 

Os vírus da gripe são patógenos bastante cosmopolitas, capazes de atingir uma ampla variedade de animais, incluindo pássaros, e alterar seu material genético ao longo do caminho. Apenas alguns desses vírus representam uma possível ameaça às pessoas, disse o Dr. Krammer. Mas quais? Os pesquisadores não saberão a menos que verifiquem.

“Há muito pouca informação sobre a influenza circulando em pássaros na cidade de Nova York”, disse Krammer. “Eu queria saber o que há no meu quintal. ”

O projeto recebeu financiamento no início de 2020, disse Christine Marizzi, cientista-chefe da BioBus. Semanas depois, o coronavírus começou a golpear a nação e a equipe foi forçada a mudar seus planos. Mas o Dr. Marizzi, que há muito se especializou em pesquisas baseadas na comunidade, não se intimidou. Pelo restante do ano letivo, a equipe treinará seus caçadores de vírus por meio de uma combinação de aulas virtuais, trabalho de laboratório a distância e mascarado e coleta de amostras em campo.

É uma distração bem-vinda para a Sra. Bautista, que, como muitos outros alunos, teve que mudar para o ensino remoto em sua escola na primavera. “Quando a pandemia atingiu, eu me senti realmente desamparada”, disse ela. “Senti que não podia fazer nada. Portanto, este programa é realmente especial para mim. ”

Escola de surto

Mil milhas ao sul, os alunos da Sarasota Military Academy Prep, uma escola charter em Sarasota, Flórida, também tiveram que fazer algumas mudanças drásticas desde que o coronavírus atingiu o continente nos Estados Unidos. 

Mas alguns deles podem ter entrado em 2020 um pouco mais preparados do que o resto, porque haviam experimentado uma epidemia quase idêntica poucas semanas antes.

Esses eram os formandos da Operação Outbreak, um programa de extensão projetado por pesquisadores que, nos últimos anos, simulou uma epidemia viral anual no campus da escola. Liderado por Todd Brown, diretor de extensão da comunidade da Sarasota Military Academy Prep, o programa começou como um empreendimento de baixa tecnologia que usava adesivos para imitar a propagação de uma doença viral. Com a orientação de uma equipe de pesquisadores liderada por Pardis Sabeti, um biólogo computacional da Universidade de Harvard, o programa rapidamente se transformou em um aplicativo de smartphone que poderia enviar um vírus virtual de aluno para aluno com um sinal Bluetooth.

A iteração mais recente da Operação Outbreak de Sarasota foi surpreendente em sua presciência. Realizada em dezembro de 2019, poucas semanas antes de o novo coronavírus começar seu alvoroço em todo o mundo, a simulação centrou-se em um patógeno viral que se movia rápida e silenciosamente entre as pessoas, causando ondas de sintomas semelhantes aos da gripe.

Os alunos em cada simulação, divididos em funções no governo, saúde pública, medicina, militar e mídia, tiveram que lutar para se adaptar e trabalhar juntos.

Bradford Walker, um júnior na academia, disse que se sentia “muito confiante” ao entrar na simulação como aluno da oitava série em 2017. “Eu estava tipo, ‘Vamos resolver isso juntos, sem problemas.’”

Mas no momento em que a epidemia começou, “tudo se tornou uma bagunça”, disse Walker. O pânico se seguiu; protestos eclodiram; Tiros de armas Nerf foram disparados. O pessoal da mídia perseguiu e importunou o Sr. Walker, que estava agindo como um funcionário do governo. “Era uma reminiscência da vida real”, disse ele.

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Cercado por uma verdadeira pandemia, o Sr. Walker muitas vezes se lembra de seus dias de Operação Surto. O programa deu a ele uma ideia do que um verdadeiro surto viral pode trazer, disse ele. Mas ele está nervoso com o quão despreparado o mundo estava para o coronavírus.

“O coronavírus é um alerta”, disse ele. “Temos que estar prontos para esse tipo de coisa. ”

A Operação Outbreak estava programada para realizar vários cursos presenciais em 2020, até que uma verdadeira pandemia interviu. Mas a Dra. Sabeti e seus colegas têm criado ferramentas, currículos e jogos online que podem levar as lições de seu programa a qualquer pessoa que as queira.

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Depois de alguns detalhes cuidadosos, a equipe também conseguiu criar um punhado de simulações de surto presenciais em campi de faculdades e escolas secundárias, usando uma versão atualizada de seu aplicativo para smartphone. Uma simulação, executada no fim de semana de Halloween na Universidade Colorado Mesa, acompanhou um grupo de mais de 350 alunos enquanto eles se misturavam durante suas rotinas normais. Sem surpresa, um aumento nas interações alimentou a disseminação do vírus fictício – a mesma dinâmica que estava causando surtos de Covid-19 no campus naquele mesmo semestre.

O aplicativo Operation Outbreak desde então se tornou mais sofisticado. Como parte das simulações, os usuários agora podem alternar suas epidemias para incluir testes de diagnóstico, máscaras, vacinas e outras ferramentas de saúde pública que reduzem e monitoram a propagação da infecção. Eventualmente, escolas e outras organizações podem ser capazes de usar as simulações como guias enquanto se preparam para reabrir para negócios.

“Além de ser uma ferramenta educacional, é uma ferramenta para obter dados do mundo real”, disse o Dr. Sabeti. “É um exercício de preparação de equipes de saúde pública. ”

Expandindo o alcance da ciência

No Arizona, o microbiologista Michael DL Johnson também aproveitou o pivô para o aprendizado virtual gerado pela pandemia. No verão passado, ele liderou um esforço para matricular 250 alunos de origens pouco representadas no Programa Nacional de Pesquisa de Graduação de Verão, ou NSURP, combinando-os com mais de 150 mentores com experiência em microbiologia.

Todos os projetos eram remotos. Mas, disse Johnson, esse obstáculo provavelmente também criou oportunidades para alunos que, de outra forma, poderiam ter sido excluídos da ciência por causa de restrições geográficas ou socioeconômicas. E mentores que tinham conjuntos de dados antigos por aí, ou projetos altamente computacionais que precisavam de um par de mãos extra, viram-se associados a novos colaboradores ansiosos.

“A pandemia nos fez adaptar”, disse Johnson. “Estamos aprendendo que existem maneiras melhores de fazer isso. ”

Alguns alunos do NSURP ainda tiveram a oportunidade de entender melhor o coronavírus que havia transtornado seus verões. Emy Armanus, agora caloura na Universidade da Califórnia, Irvine, fez parceria com Suhana Chattopadhyay, pesquisadora de saúde ambiental da Escola de Saúde Pública da Universidade de Maryland, e passou o verão investigando como o uso de produtos de nicotina pode piorar os casos de Covid -19.

“Definitivamente, fiquei mais informado sobre a pandemia”, disse Armanus, que está interessada em seguir carreira em medicina. “Este programa foi uma ótima maneira de me descobrir. ”

A pandemia alterou quase todos os aspectos da vida diária. Mas o Dr. Marizzi, da BioBus, disse que os alunos ainda devem se sentir capacitados para se engajar no discurso científico – algo que precisa urgentemente de uma nova geração de vozes diversificadas e entusiasmadas.

Para Bautista, a virologista em ascensão em Nova York, o programa Virus Hunters deve deixar uma impressão duradoura. Ela já aprendeu o básico de como os vírus se infiltram nos hospedeiros e como extrair material genético intacto das células – e, é claro, nunca mais usar sapatos brancos em uma pesquisa de campo.

Katherine J. Wu é uma repórter que cobre ciência e saúde. Ela tem um Ph.D. em microbiologia e imunobiologia pela Harvard University.@KatherineJWu

Uma versão deste artigo foi publicada em 26 de janeiro de 2021, Seção D , página 3 da edição de Nova York com o título: Em meio a esta pandemia, os alunos estão treinando para impedir a próxima . Reimpressões do pedido | Artigo de hoje | Se inscrever

 

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