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Open peer-reviews on 'National Economic and Health Recovery in the Disruptive Pandemic: A Proposal for Indonesia' (Abraham, Buhaerah, Aji, Onie, & Dalimunthe, 2021; Academia Letters, Article 1345, June 2021). The full article can be accessed via https://ssrn.com/abstract=3899576 and https://doi.org/10.20935/AL1345

O vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) é o agente causador de uma doença aviária economicamente importante. No Brasil, esta doença ocasiona problemas respiratórios, renais e reprodutivos em aves de todas as idades, apesar da vacinação constante com a cepa Massachusetts H120. Esta falha na proteção conferida pela vacina é ocasionada por mutações nos nucleotídeos do gene da glicoproteína da espícula, a qual está envolvida no processo de interação comas células do hospedeiro, a neutralização e a indução de imunidade protetora. As variantes brasileiras resultantes dessa mutação genética estão presentes desde os anos 80 e este estudo teve como objetivo analisar epidemiologicamente e caracterizar molecularmente os vírus variantes existentes durante 2010-2015 e realizar uma análise bioinformática das sequências disponíveis no GenBank em um período de 40 anos. Das 453 amostras analisadas, 61,4% foram positivas para IBV e 75,9% delas foram consideradas variantes e foram detectados em aves de todas as idades, distribuídos em todas as 5 regiões do Brasil. Um fragmento de 559-566 pb foi obtido a partir de 12 isolados, onde BR-I foi a variante predominante ao contrario que apenas um isolado pertencia ao genótipo BR-II. Análise bioinformática de 40 anos de variantes do IBV brasileiros revelou uma predominância de codões com as substituições não sinónimos no primeiro terço do gene S1 e uma relação dN / dS de 0,6757, indicando que esta porção do gene estava sob selecção negativa. Além disso a previsão de pontos de de N-glicosilação mostrou que a maioria das amostras variantes BR-I (entre o 2003 e início de 2014) apresentam um ponto adicional na posição 20, enquanto as variantes mais novas não apresentam esse ponto de nglicosilação. Estes resultados sugerem que as variantes brasileiras teriam sofrido mutações provavelmente drásticas em alguns pontos do genoma, entre os anos de 1983 a 2003 e depois de atingir uma estrutura antigênica eficaz o suficiente para a invasão e replicação em seus hospedeiros, o processo de seleção mudou para seleção negativa. Infectious bronchitis virus (IBV) is the causative agent of an economically important disease of poultry. In Brazil this disease causes respiratory, renal and reproductive problems in birds of all ages, despite constant vaccination with the Massachusetts strain H120. This lack of immunological protection is known to be due the genetic variation in the spike glycoprotein of IBV, which is involved in host cell attachment, neutralization and the induction of protective immunity. Brazilian IBV variants resulting of this genetic variation are present since the 80s and this study aimed to epidemiologicaly analyze and molecularly characterize the existing variants during 2010-2015 and perform a bioinformatics analysis of the available sequences of IBV variants in a 40 year period. Of the 453 samples tested, 61.4% were positive for IBV and 75.9% of them were considered variants and were detected in birds of all ages, distributed in all five Brazilian regions. A fragment of 559-566 bp was obtained from 12 isolates, where BR-I was the predominant variant while only one isolate belonged to the BR-II genotype. Bioinformatics analysis of the sequences of 40 years of Brazilian IBV variants was performed and the ratio of non-synonymous substitutions per non-synonymous site (dn) to synonymous substitutions per synonymous site (ds) dN/dS was calculated. It revealed a predominance of codons with non-synonymous substitutions in the first third of the S1 gene and a dN/dS ratio of 0.6757, indicating that this portion of the gene was under negative selection. Additionally prediction of N-glycosilation sites showed that most of the BR-I variants (from 2003 to early 2014) present an extra site at animoacid position 20, while the newest ones lack this feature.Together these results suggest that IBV Brazilian variants had probably suffered drastic mutations in some points between the years 1983 to 2003 and after achieving an antigenic structure effective enough for invasion and replication in their hosts, the selection processes became silent.

A gestão adequada dos recursos de saúde é essencial para fornecer os cuidados ideais aos pacientes, especialmente em condições de alta pressão no sistema ou recursos limitados. O benchmarking é útil para avaliar o desempenho e a qualidade do atendimento em sistemas de saúde e para identificar pontos de melhoria. Na unidade de terapia intensiva (UTI) isto é essencial, pois nela há ocorrência de casos complexos, custos elevados e geração de conhecimento relevante para o tratamento de doenças graves. Em condições normais, a avaliação do desempenho em terapia intensiva é uma tarefa difícil, uma vez que métricas de desempenho devem levar em conta o perfil dos paciente admitidos e os aspectos organizacionais da unidade. Condições de alta pressão no sistema aumentam a variabilidade no uso de recursos e, portanto, a unidade passa desempenhar de maneira incomum. Um desses cenários é a pandemia COVID-19, que sobrecarregou os sistemas de saúde pelo mundo desde dezembro de 2019, especialmente em termos da terapia intensiva. Esta tese tem como objetivo avaliar a utilização de recursos e o desempenho dos sistemas de saúde nos cenários de pré e durante a pandemia de COVID-19. Utilizando dados de hospitais brasileiros, desenvolvemos seis estudos individuais com o objetivo de realizar benchmarking em UTIs em um período pré-pandêmico e compreender o uso de recursos e resultados da unidade durante a progressão da pandemia. Cada trabalho foi executado como um projetosde Ciência de Dados seguindo o Ciclo de Vida da Ciência de Dados, embasado pelo Design Science framework, e usando diferentes técnicas e modelagens estatísticas para analisar dados. Os principais resultados mostraram que antes da pandemia os dados de UTIs brasileiras indicavam que a avaliação das métricas de qualidade e a vigilância ativa de infecções eram atividade organizacionais associadas às unidades eficientes. Além disso, durante o período de pandemia o uso de recursos e os desfechos variaram temporal e regionalmente no Brasil. Regiões com sistemas de saúde mais vulneráveis e menor disponibilidade de recursos de UTI, tais como Norte e Nordeste, apresentaram panoramas desfavoráveis em comparação às regiões Sul e Sudeste. Este impacto no sistema de saúde brasileiro foi intensificado em um segundo surto da pandemia, mostrando aumento no uso de recursos respiratórios e mortalidade. Por fim, ao avaliar uma rede de hospitais privados com grande disponibilidade de recursos, verificamos que a mortalidade geral foi baixa, e o suporte respiratório não invasivo foi independentemente associado à redução da mortalidade. The adequate management of healthcare resources is essential to provide optimal patient care, especially under high stress/strain conditions or limited resources. Benchmarking is helpful to evaluate the performance and quality of care within these systems and provide targets for improvement. This is especially important for the intensive care units (ICUs), which deal with complex cases, high costs and provides relevant insights for treating severe diseases. Under usual conditions, assessing performance in intensive care is complex since metrics must account for the patient s case-mix and the unit s organizational settings. When high strain or stress conditions arise, the resource use increases, and the unit performs in unusual conditions. One of these settings is the COVID-19 pandemic, which has overwhelmed healthcare systems worldwide since December 2019, notably intensive care resources. This thesis aims to evaluate the use of resources and performance of healthcare systems under the perspectives of before and during the COVID-19 pandemic. Using data from Brazilian hospitals, we developed six individual studies aiming to perform ICU benchmarking in a pre-pandemic period and understand the use of ICU resources and outcomes during the progression of the pandemic. We managed each work as data science projects following the Data Science Life Cycle, under the Design Science research framework, and used different statistical approaches to analyze data. Our main results show that before the pandemic, the assessment of quality-of-care metrics and active surveillance of infections were associated with efficient ICU units. During the pandemic period, the use of resources and outcomes varied temporally and regionally in Brazil. North and Northeast, regions with more vulnerable healthcare systems, showed poor outcomes and lower availability of ICU resources than South and Southeast regions. The impact on the Brazilian healthcare system was intensified in a second pandemic surge, showing increasing use of respiratory resources and mortality. Finally, when evaluating the mortality evolution in a network of private hospitals that underwent preparedness and presented large availability of resources, the overall mortality was low and decreased over time. Noninvasive respiratory support was independently associated with a reduction in mortality. PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO

O intenso crescimento dos centros urbanos provocou aumento considerável da emissão de poluentes atmosféricos, conferindo destaque à poluição atmosférica. A qualidade do ar de uma determinada região pode ser afetada por fatores como tipos e quantidades de fontes de emissão, meteorologia e topografia, o que confere complexidade para essa área de estudo. Os principais poluentes legislados no Brasil são SO2, NO2, CO, O3 e o material particulado (MP). Dentre esses, o MP pode ser considerado como uma das mais importantes classes de poluentes devido sua composição heterogênea, que pode causar efeitos adversos à saúde e ao meio ambiente. O monitoramento dos poluentes atmosféricos para fins de fiscalização pode ser realizado utilizando métodos padronizados que incluem equipamentos capazes de determinar a concentração dos poluentes em tempo real. No Rio de Janeiro, as principais redes de monitoramento da qualidade do ar pertencem ao Instituto Estadual do Meio Ambiente (INEA) e à prefeitura do Rio de Janeiro, que dispõem de estações automáticas em diversas regiões da cidade e do estado. Entretanto, o monitoramento tradicional da poluição atmosférica demanda altos investimentos para compra e manutenção desses equipamentos, diminuindo as áreas passíveis de monitoramento. O biomonitoramento, por sua vez, que utiliza organismos vivos para avaliar mudanças ambientais, é considerado uma abordagem adequada para ampliar as áreas monitoradas e avaliar os impactos causados pela poluição. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade do ar no Rio de Janeiro através do biomonitoramento ativo utilizando Tillandsia usneoides e Tillandsia stricta como biomonitores, investigando o estresse oxidativo causado pela exposição aos metais. Considerando o efeito das fontes de emissão na qualidade do ar, buscou-se também avaliar a qualidade do ar no Rio de Janeiro durante os primeiros meses da pandemia de COVID-19, quando a mobilidade urbana foi alterada consideravelmente. Nessa avaliação foi considerada ainda a influência das condições meteorológicas por meio da comparação com dados obtidos para os mesmos períodos do ano anterior. O biomonitoramento ativo foi realizado entre julho de 2019 e novembro de 2020 em cinco locais do Rio de Janeiro com diferentes características quanto a emissão de poluentes: Ramos, Urca, Niterói, Duque de Caxias e Santa Cruz. As plantas foram removidas de um local rural e instaladas nos locais de monitoramento em julho de 2019 e coletadas em outubro de 2019, janeiro e novembro de 2020. A avaliação do estresse oxidativo foi realizada através da quantificação dos biomarcadores Metalotioneína (MT), Glutationa Reduzida (GSH), H2O2 e Peroxidação Lipídica, medida pela concentração de malondialdeído (MDA). Para avaliar a fração biodisponível dos metais presente no tecido das plantas foi realizada distribuição subcelular através do procedimento de purificação da metalotioneína, que fornece três frações nas quais os elementos foram quantificados por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), bem como a quantificação dos metais totais realizada em extratos ácidos dos tecidos das plantas. Na avaliação da qualidade do ar durante a pandemia, os dados de concentração de NO2, SO2, CO e O3 e variáveis meteorológicas foram fornecidos pelo INEA para março e abril de 2020 e usados para avaliar mudanças na qualidade do ar em comparação com o ano anterior e a contribuição das condições meteorológicas. A prefeitura do Rio de Janeiro forneceu dados de CO, O3 e PM10 e variáveis meteorológicas para o período entre março e setembro que foram usados para uma avaliação que considerou o impacto das medidas de distanciamento social na qualidade do ar através do acompanhamento desde o primeiro decreto de restrição até a abertura econômica total. Nos dois casos, os dados foram submetidos a destes estatísticos e análises temporais. O biomonitoramento da qualidade do ar indicou que os principais elementos encontrados nos biomonitores foram Fe, Na, K, Ca, Mg and Al. Elementos relacionados ao tráfego veicular, como Pb, Cr, Cu and V também foram encontrados em concentrações expressivas. A T. usneoides apresentou maiores concentrações em comparação com a T. stricta, entretanto, o enriquecimento das duas espécies em relação à amostra de referência foi similar, indicando que ambas são adequadas para o biomonitoramento. Duque de Caxias e Santa Cruz apresentaram os maiores enriquecimentos, o que pode estar relacionado com a contribuição das emissões industriais. A avaliação da distribuição subcelular dos metais demonstrou que Cr, Co, Cu, Cd, Mn, Ni, Se and Zn foram encontrados na fração termoestável da purificação da metalotioneína, o que indica que as plantas estão em processo de destoxificação desses elementos. A T. stricta apresentou maiores percentuais da fração não biodisponível, o que indica que essa espécie é mais resistente aos efeitos tóxicos causados pelos metais. Foi observado ainda que em períodos secos a absorção das plantas é menor, devido ao metabolismo ácido das crassuláceas (CAM), que favorece o controle hídrico em condições de baixa umidade mantendo as organelas responsáveis pelas trocas gasosas fechadas durante o dia, período no qual se registram maiores concentrações de poluentes. Os biomarcadores de estresse oxidativo indicaram que as duas espécies estão em condições semelhantes de estresse oxidativo, pois suas concentrações não apresentaram diferença significativa entre as espécies na maioria dos casos. As correlações entre os biomarcadores indicaram que a principal função da GSH é no sistema antioxidante, embora em alguns caso ela tenha atuado auxiliando a MT na destoxificação de metais. As correlações de H2O2 com MT e GSH indicam que a exposição de metais estimula e produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), como H2O2, cuja concentração pode ser regulada pela ação da GSH, entretanto, a correlação com MDA indica que o sistema antioxidante não está sendo eficiente na prevenção do estresse oxidativo. A avaliação da qualidade do ar durante a pandemia revelou que a redução de até 85 por cento na mobilidade urbana foi a principal responsável pela melhora da qualidade do ar, principalmente nos primeiros meses de isolamento social. Foi registrada diminuição na concentração dos poluentes primários e aumento da concentração de O3, um poluente secundário. Esse mesmo comportamento também foi registrado em outras cidades ao redor do mundo e é atribuído aos complexos processos de formação de ozônio, que dependem da concentração de alguns poluentes primários. Embora as concentrações de ozônio tenham aumentando, o índice de qualidade do ar durante a pandemia foi melhor do que em períodos com a rotina normal das cidades. A contribuição das condições meteorológicas não apresentou muita influência, uma vez que se mostrou semelhante ao mesmo período do ano anterior. A avaliação da qualidade do ar no Rio de Janeiro revelou que as emissões veiculares são as principais fontes de poluentes atmosféricos, e que a mudança no fluxo de veículos pode melhorar a qualidade do ar, embora empreendimentos industriais também apresentem expressiva contribuição. A poluição urbana pode causar desequilíbrio ambiental, uma vez que a vegetação está em constante exposição. Podese destacar ainda que o estado do Rio de Janeiro abriga importantes remanescentes de mata atlântica, o que demanda constante fiscalização visando a garantia da preservação ambiental. The intense growth of urban centers has caused a considerable increase in atmospheric pollutant emission, which can lead to human health and ecosystem risks. The air quality monitoring network in Brazil is limited, covering not even half of the states. Biomonitoring employing plants is, thus, an alternative to increase the monitored areas and still allow the ecotoxicological evaluations concerning air pollution exposure. In this sense, this study sought to evaluate the air quality of the metropolitan region of Rio de Janeiro using official atmospheric pollutant concentration data and biomonitoring efforts aiming to investigate oxidative stress in the bromeliad species used as biomonitors. During the social isolation period established as a contingency measure against the spread of the coronavirus, air quality was improved overall, although ozone concentrations increased relative to the previous year and the period preceding the lockdown. This change was attributed to an urban mobility reduction of up to 85 percent. The biomonitoring assessments indicate that the main elements taken up by the plants were those related to vehicular traffic. The correlation of these elements with oxidative stress biomarkers indicate that air pollution exposure represents a risk to local ecosystems. Tillandsia stricta and Tillandsia usneoides displayed similar behavior regarding metal accumulation, albeit presenting different detoxification processes. Although Rio de Janeiro has one of the most widespread air quality monitoring networks, studies aimed to assess the environmental air pollution impacts are required, considering that the state is home to important and endangered Atlantic Forest remnants. In additions, vehicular emission control can contribute to air pollution reduction, considering that this is one of the main pollutant sources. CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is the etiological agent of the ongoing pandemic of 2019 CoV disease (COVID-19), which is already responsible for far more deaths than were reported during the previous public health emergencies of international concern provoked by two related pathogenic coronaviruses (CoVs) from 2002 and 2012. The identification of any clinically approved drug that could be repurposed to combat COVID-19 would allow the rapid implementation of potentially life-saving procedures to complement social distancing and isolation protocols. The major protease (Mpro) of SARS-CoV-2 is considered a promising target for drug interventions, based on results from related CoVs with lopinavir (LPV) an HIV protease inhibitor, that that can inhibit the Mpro of 2002 SARS-CoV. However, limited evidence exists for other clinically approved anti-retroviral protease inhibitors that may bind more efficiently to Mpro from SARS-CoV-2 and block its replication. Of high interest is atazanavir (ATV) due to its documented bioavailability within the respiratory tract, which motivated our evaluation on its ability to impair SARS-CoV-2 replication through a series of in vitro experiments. A molecular dynamic analysis showed that ATV could dock in the active site of SARS-CoV-2 Mpro with greater strength than LPV and occupied the substrate cleft on the active side of the protease throughout the entire molecular dynamic analysis. In a cell-free protease assay, ATV was determined to block Mpro activity at a concentration of 10 μM. Next, a series of assays with in vitro models of virus infection/replications were performed using three cell types, Vero cells, a human pulmonary epithelial cell line and primary human monocytes, which confirmed that ATV could inhibit SARS-CoV-2 replication, alone or in combination with ritonavir (RTV). In addition, the virus-induced levels of IL-6 and TNF-α were reduced in the presence of these drugs, which performed better than chloroquine, a compound recognized for its anti-viral and anti-inflammatory activities. Together, our data strongly suggest that ATV and ATV/RTV should be considered among the candidate repurposed drugs undergoing clinical trials in the fight against COVID-19.