As geladeiras especiais por trás do COVID

Uma das grandes histórias da semana passada foi o anúncio dos resultados de ensaios clínicos que sugerem que uma nova vacina contra a COVID-19 desenvolvida através do esforço conjunto das empresas americana e alemã Pfizer e BioNTech é fortemente eficaz no fornecimento de imunidade contra o vírus. No meio do que é para muitos países o segundo pico da pandemia global, esta notícia foi recebida com entusiasmo e tornou-se objecto de muitas manobras políticas.

Embora tenhamos atualmente duas vacinas candidatas com resultados de testes muito positivos, uma das coisas mais interessantes para nós é a necessidade de manter as doses da vacina Pfizer/BioNTech extremamente frias até serem administradas. Vamos nos aprofundar nos detalhes do problema de refrigeração em questão.

Esta vacina específica deve ser refrigerada a -80 Celsius até estar pronta para uso. Isto representa um problema significativo para qualquer programa de vacinação em massa, porque embora os congeladores a -80 graus sejam um negócio garantido em termos de fabrico, não são normalmente encontrados nos cuidados de saúde comunitários. Os laboratórios e os principais hospitais podem tê-las, mas somos informados de que mesmo num país desenvolvido, os clínicos gerais encarregados de administrar a vacina tiveram até agora pouca necessidade de uma. Se isto representa um problema num local com recursos significativos, então é ampliado significativamente nas regiões menos ricas do mundo, porque para combater eficazmente uma pandemia global é imperativo que todo o planeta seja vacinado para evitar um reservatório remanescente de infecção.

Não sou biólogo, mas todas as aulas de biologia escolar ensinam os princípios básicos da vacinação para as crianças. No final do século 18, o Dr. Edward Jenner inoculou com sucesso um menino com o vírus da varíola bovina para conferir imunidade à varíola, e a partir disso desenvolveu a ciência da imunologia. É provável que todos tenhamos recebido vacinas semelhantes, que a nossa biologia do ensino secundário simplifica para nós como relações enfraquecidas ou menos potentes do alvo, e o facto de os assassinos do passado estarem agora a retroceder na memória popular é uma prova do seu sucesso.

Estas são as vacinas que os meus médicos e a sua equipa em Oxfordshire administram aos milhares, e podem proteger gerações de crianças britânicas usando apenas um frigorífico relativamente convencional. O que há de tão especial na vacina Pfizer/BioNTech? A resposta está no seu método de operação: em vez de nos expor a um patógeno, é a chamada vacina de RNA. Contém um fragmento do material genético do vírus, que uma vez administrado entra nas nossas células e desencadeia as suas respostas imunitárias ao coronavírus. O problema que nos dizem reside na fragilidade do RNA e, para evitar a sua degradação, é necessário um frigorífico extra-frio.

Como engenheiros, nossa próxima pergunta óbvia é o que torna um -80° Congelador C tão especial? Estamos em terreno mais firme no que diz respeito ao funcionamento de um frigorífico: é uma bomba de calor com radiador, válvula de expansão e condensador, através do qual um propulsor é bombeado por um compressor. O propelente de condensação causa o resfriamento do interior do refrigerador, e a energia capturada resultante é irradiada como calor para o ambiente pelo radiador. Há um limite para o nível de diferencial de temperatura que pode ser criado por tal bomba de calor, portanto os freezers de -80 graus têm dois deles em série. Eles são menos eficientes e mais caros de produzir do que a geladeira doméstica, mas sua fabricação está bem estabelecida. Disseram-nos que simplesmente não há um número suficiente deles onde seriam necessários e, portanto, é interessante pensar por um minuto sobre as implicações disso.

Poderíamos pensar que equipar todos os médicos com freezers adequados a -80 graus seria o caminho óbvio, afinal, embora eles não sejam baratos em termos domésticos (uma rápida pesquisa no Google sugere US$ 10.000 ou mais), para os governos que investem bilhões na pandemia às suas custas seria facilmente administrável. Mas o problema reside na cadeia de abastecimento: o mercado global para eles em tempos não pandémicos não é suficiente para que haja capacidade de produção para satisfazer uma enorme procura inesperada. É improvável que fábricas de refrigeradores domésticos possam ser equipadas para produzi-los a granel dentro de um prazo razoável, então a perspectiva de um novo freezer de -80 graus chegando ao consultório do meu médico parece pequena. Seria de esperar que tais dispositivos pudessem ser requisitados pelos esforços dos seus actuais proprietários, de universidades e laboratórios de investigação, mas aí reside outro problema. Estas vacinas são para injeção em pacientes e, portanto, devem ser protegidas da contaminação a todo custo. A ideia de um frigorífico acabado de sair de um laboratório de química de uma universidade, onde estudantes de doutoramento o têm utilizado para armazenar compostos organometálicos altamente tóxicos, simplesmente não é sustentável se se quiser evitar riscos graves para os pacientes.