Comparação de métodos de identificação de imunoglobulinas para diagnóstico de toxoplasmose

Abstract

O Toxoplasma gondii é um protozoário de grande abrangência, causador da toxoplasmose. Possui grande impacto na saúde pública, pois é preocupante em pacientes Imunodeprimidos, com distúrbios psiquiátricos e principalmente em gestantes, podendo causar sequelas irreversíveis para o feto ou causar aborto. A epidemiologia da toxoplasmose apresenta seroprevalências diversificadas, dependendo de hábitos alimentares e da qualidade da água. A interpretação da sorologia é importante para que os possíveis danos da infecção sejam sanados. Os diferentes métodos de diagnóstico da toxoplasmose existentes no mercado possuem sensibilidade e especificidade variáveis, sendo da responsabilidade dos profissionais de saúde a escolha do melhor método. No entanto, a busca por métodos mais eficazes e com melhor resposta, sendo também economicamente mais viáveis. Assim, esta pesquisa teve como objetivo principal a utilização de duas técnicas espectroscópicas (Raman e FTIR - Fourier Transform infrared) para a detecção de anticorpos antitoxoplasmose no sangue de pacientes, por comparação com o método tradicional de ECLIA (eletroquimioluminescência). Além da comparação dos métodos foi também efetuado um perfil epidemiológico da população de modo a identificar os fatores que são responsáveis pela distribuição da doença na região estudada. Foi também realizado um estudo económico de comparação dos testes. Um total de 400 amostras foram coletadas em um laboratório de análises clínicas da cidade de Natal (Brasil) e estas foram preparadas para posterior análise nos aparelhos e o resultado dicotômico (ausência/presença das imunoglobulinas) foi analisado por estatística multivariada. Nestas metodologias foram obtidos espectros específicos, baseados em mudanças nas bandas através da transformação das moléculas para ambos os anticorpos (IgG/IgM). Foram utilizados métodos estatísticos para avaliar a sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo e negativo, índice Kappa, curva ROC, regressão logística binária e verossimilhança positiva e negativa, além da relação custo - efetividade dos métodos espectrofotométricos testados, por comparação com o ECLIA. Analisando os resultados da epidemiologia verificou-se que as variáveis faixa etária, sexo e conhecimento da doença são fatores de risco para a presença de IgG. A curva ROC estimada para o modelo foi de 0,614, indicando que o modelo prediz corretamente o resultado para IgG em 61,4% dos casos. O perfil sorológico, pela medição do ECLIA, dos pacientes analisados permitiu identificar suscetibilidade ao T. gondii de 35%. As amostras detentoras da IgG obtiveram a frequência de 65%. A partir dos resultados dos espectros produzidos por Raman e FTIR, gerou-se um resultado dicotômico (Positivo/Negativo) para as amostras onde foram realizadas as análises estatísticas. Encontraram diferenças espectrais em faixas específicas, evidenciando mudanças estruturais nas moléculas presentes nas amostras, utilizando ambos os métodos. Com relação a detecção de IgG, o Raman apresentou resultado satisfatório em todas as variáveis estatísticas (IC 95%). O desempenho na detecção de IgM apresentou bom resultado na variável especificidade e Valor Preditivo Negativo (VPN). O FTIR apresentou desempenho abaixo do Raman tanto na detecção de IgG, quanto na de IgM. A avaliação econômica das técnicas identificou o Raman como a técnica de melhor custo efetividade, por conta de sua sensibilidade na detecção de IgG e IgM e melhor custo minimização, ou seja, o custo sem levar em consideração o valor efetivo da técnica (custos e detecção de IgG/IgM). De um modo global, os resultados demonstram que a espectroscopia Raman tem maior potencial de ser aplicado in vitro para classificar as imunoglobulinas de interesse, possuindo vantagens em relação ao FTIR. O Raman pode ser usado para complementar ou substituir o teste ECLIA, tornando-se uma ferramenta clínica importante e mais económica que permite atuar na triagem sorológica da população com relação a toxoplasmose.

Toxoplasma gondii is a large protozoan, which causes toxoplasmosis. It has a great impact on public health, specially in immunosuppressed patients, patients with psychiatric disorders, and in pregnant women that may cause irreversible sequelae to the fetus or cause abortion. The epidemiology of toxoplasmosis presents diverse seroprevalences, depending, for instances, on dietary habits and water quality. Interpretation of serology is important, so that possible damage from infection is remedied. The different methods of diagnosis of toxoplasmosis in the market have variable sensitivity and specificity, and health professionals are responsible for choosing the most appropriate method. However, the search for more effective methods, with better response, being also economically viable. Thus, the main objective of this research was the use of two spectroscopic techniques (Raman and FTIR - Fourier transform infrared) for the detection of antitoxoplasmosis antibodies in the blood of patients, by comparison with the traditional method of ECLIA (electrochemiluminescence). In addition to the comparison of the methods, an epidemiological profile of the population was also carried out in order to identify the factors that are responsible for the distribution of the disease in the studied region. An economic study comparing the tests was also carried out. A total of 400 samples were collected in a clinical laboratory in the city of Natal, Brazil, and these were prepared for later analysis by the different methods and the dichotomous result (absence / presence of immunoglobulins) was analyzed by multivariate statistics. In these methodologies specific spectra were obtained, based on changes in the bands through the transformation of the molecules for both antibodies (IgG/IgM). Statistical methods were used to evaluate the sensitivity, specificity, positive and negative predictive value, Kappa index, ROC curve, binary logistic regression and positive and negative likelihood, as well as the cost - effectiveness of the spectrophotometric methods tested, in comparison with ECLIA. Analyzing the results of epidemiology, it was verified that the variables age, sex and knowledge of the disease are risk factors for the presence of IgG. The estimated ROC curve for the model was 0.614, indicating that the model correctly predicts the IgG result in 61.4% of the cases. The serological profile, through the ECLIA measurement, of the patients analyzed allowed the identification of susceptibility to T. gondii of 35%. IgG samples had a frequency of 65%. From the results of the spectra produced by Raman and FTIR, a dichotomous result (Positive / Negative) was generated for the samples where the statistical analyzes were performed. It were found spectral differences in specific bands, evidencing structural changes in the molecules present in the samples, using both methods. Regarding IgG detection, Raman presented satisfactory results in all statistical variables (95% CI). The performance in the detection of IgM showed good results in the variable specificity and Negative Predictive Value (NPV). FTIR presented lower performance in compared to Raman in the detection of both IgG and IgM. The economic evaluation of the techniques identified Raman as the most cost-effective technique, due to its sensitivity in the detection of IgG and IgM and better cost minimization, that is, the cost without taking into account the effective value of the technique (costs and detection IgG / IgM). In conclusion, the results demonstrate that Raman spectroscopy has a greater potential to be applied in vitro to classify the immunoglobulins of interest, having advantages over FTIR. Raman can be used to supplement or replace the ECLIA test, making it an important and cost-effective clinical tool that allows the population to perform serological screening for toxoplasmosis.