Esta proposta  enquadra-se nas Linhas de Ação 2.2,   L.A. 2.4. e L.A. 2.5. e complementa  o projeto do Polo de Inovação de Oeiras no qual está prevista a aquisição de equipamento a utilizar neste projeto
Os planos de prospeção, vigilância e controlo de doenças infeciosas de plantas e de animais, dependem de um suporte laboratorial fiável e eficiente. O diagnóstico microbiológico fitossanitário e veterinário convencional, além de moroso, baseia-se na suspeita clínica de organismos alvo, restringindo a menos de 1% a capacidade de avaliação da diversidade microbiana da amostra, com identificação apenas dos microrganismos cultiváveis ou prevalentes, quando é reconhecida a vastidão de outros agentes fastidiosos, não cultiváveis ou ainda desconhecidos. Uma abordagem assente num diagnóstico/monotorização hierárquico, consoante o grau de risco do sistema, e nas novas metodologias de sequenciação (NGS), como a sequenciação de metagenomas e de genoma completo microbiano (WGS) e análise bioinformática, alargam a capacidade de deteção e identificação de agentes patogénicos.
Com estas metodologias o paradigma do diagnóstico laboratorial na saúde animal e na sanidade vegetal alterar-se-á, produzindo informação abrangente do microbioma presente nas matrizes ambientais e biológicas representativas da complexidade das interações Homem-Animal-Ambiente nos sistemas de produção do prado ao prato. A identificação precoce de risco de uma ou mais doenças e o seu controle, poderá ser avaliada de forma integrada, com redução de impactos na sanidade vegetal, saúde animal, saúde pública e ambiente. 
Assim, esta proposta está alinhada com os objetivos operacionais O.O.2.1. (Reduzir a incidência de doenças das plantas e dos animais com impacto na saúde e bem-estar da população humana e no ambiente) e O.O.2.2. (impulsionar a adaptação da produção animal e vegetal às ameaças emergentes). 
A caracterização do microbioma de matrizes selecionadas, permitirá fazer uma análise comparativa da diversidade microbiana (diversidade e abundância de espécies) nos microbiomas dos ambientes Homem-Animal-Ambiente e fornecerá informação acerca do potencial epidémico de aumento de virulência dos microorganismos patogénicos para o Homem e do fluxo de microrganismos e genes de virulência entre microbiomas. O conhecimento científico gerado permitirá tomadas de decisão visando a redução da sua emergência de acordo com o objetivo operacional O.O.2.4. Para harmonização desta metodologia será feita em paralelo a abordagem microbiológica clássica por métodos de referência (“gold standard”) e WGS de estirpe/isolados.
A informação obtida pela análise das sequências metagenómicas/genómicas será utilizada para a construção de uma base de dados (data warehouse) que permitirá desenvolver a análise bioinformática e bioestatística da informação biológica e inferir padrões e/ou associações, por exemplo entre a diversidade microbiana e funcional de virulência nas diferentes amostras. Estes dados genómicos, após análise e integração com meta-data relevantes numa plataforma informática permitirão, no futuro, a sinalização de risco e o desencadear de um sistema de alerta ‘Uma Só Saúde’, e constituirá uma base científica para, em situação de crise epidemiológica, ajudar a dar respostas coordenadas mais rápidas, precisas e robustas.  
Os resultados alcançados serão divulgados nas comunidades técnico-científicas, educativa (ensino secundário), associações de produtores, associações de consumidores, empresários do ramo alimentar e publico em geral, promovendo a educação para ‘Uma Só Saúde’ (O.O.2.3).

 

Cerca de 75% das infeções emergentes que afetam o Homem têm origem nos animais (de companhia, selvagens, ou de produção) e em sistemas de produção agroflorestal, sendo zoonóticos aproximadamente 60% de todos os agentes patogénicos dos humanos, demonstrando a estreita interligação entre a saúde pública, saúde animal e agroambiental. O aumento de zoonoses e de outras doenças emergentes, como a SARS, a Gripe Aviária H5N1 e a COVID-19, bem como o surgimento do Fogo Bacteriano, do Greening ou de focos Xylella fastidiosa que afetam culturas vegetais, são exemplos recentes de como doenças e desequilíbrios nos sistemas de produção podem evoluir para grandes surtos ou pandemias, com impactos tremendos na sustentabilidade das cadeias produtivas e com reflexos na economia mundial. Também a identificação de agentes potencialmente patogénicos para hospedeiros anteriormente não habituais, quebrando a tradicional barreira de espécie, constitui um desafio acrescido para a Saúde Global. Uma vez que o controlo de problemas emergentes, nomeadamente zoonoses, envolve vários setores da sociedade, a abordagem mais adequada é a de “Uma Só Saúde” na qual a saúde publica, animal e agroambiental estão interligadas. 
A identificação dos pontos críticos dos vários sistemas e interfaces de produção de alimentos e a monitorização dos mesmos, através da deteção precoce de agentes potencialmente patogénicos e zoonóticos, permitirá uma resposta rápida e uma eficaz implementação de medidas de controlo, reduzindo significativamente o potencial impacto socioeconómico e na saúde pública e promovendo, em última instância, a sustentabilidade da produção. Assim, são necessários métodos de diagnóstico robustos, rápidos e abrangentes associados a programas de vigilância de alerta precoce. Estes programas assentam em informação disponibilizada em bases de dados, relativos à presença, prevalência e dinâmica de agentes microbianos com potencial patogénico, representativos das complexas relações entre o Homem-Animal-Ambiente. A utilização de uma abordagem harmonizada baseada nas novas metodologias de sequenciação de alto débito (NGS) e análise bioinformática de dados em larga escala (big data), permite a avaliação de todos os genomas de uma dada comunidade microbiana (microbioma), representativa de determinado ambiente e matriz. A utilização da informação gerada por estas metodologias genómicas, permitirá uma abordagem transversal, fundamental para a implementação futura de um Plano Estratégico Nacional de Zoonoses, facilitador da identificação de reservatórios de agentes zoonóticos e emergentes, bem como das cadeias de transmissão em fase pré-diagnóstico, permitindo o alerta precoce de doenças emergentes ou de desequilíbrios inesperados de problemas considerados endémicos. Os meta-data relativos aos agentes potencialmente zoonóticos ou emergentes e respetivos reservatórios/hospedeiros, coletados numa plataforma, permitirão estabelecer padrões, cuja dinâmica definirá o risco de doença, possibilitando desencadear, atempadamente, uma investigação integrada dirigida à prevenção ou mitigação de eventuais surtos. Seguindo a abordagem Uma Só Saúde, esta será a base para no futuro ser possível integrar a sinalização, partilha e análise de dados entre todos os setores com responsabilidade em doenças emergentes e zoonóticas e a avaliação, gestão e comunicação de risco. Esta abordagem permitirá uma resposta precoce, com redução da morbilidade e mortalidade, bem como o controlo e minimização de impactos, e sustentabilidade das cadeias de valor e dos sistemas animais e agroflorestais. Neste projeto participarão profissionais dos setores de saúde humana, saúde animal e sanidade vegetal, de diferentes disciplinas como a epidemiologia, virologia, bacteriologia, entomologia, micologia e outras. A avaliação intersectorial dos riscos identificados fundamentará uma tomada robusta de decisões.

TAREFAS
T 1: Mapear em Portugal sistemas de produção agropecuária e outros que constituam reservatórios de agentes zoonóticos e emergentes não rastreados pelos planos de vigilância oficiais; 
Identificação dos sistemas de produção alvo de estudo e realizar a referenciação geográfica das áreas de estudo e respetivas matrizes analíticas através de dados obtidos de inquéritos, pesquisa bibliográfica e sistemas de notificação nacionais e internacionais;
Responsáveis/Parceiros: INIAV, INSA, FCUL 
T 2: Seleção das matrizes, épocas e metodologia de colheita de amostras: 
Definição da metodologia e épocas de colheita mais adequadas às matrizes relevantes de cada sistema de produção numa determinada área.
i) Sanidade Vegetal: Em cada sistema de produção hortofrutícola pode-se incluir solos, raízes, águas superficiais, sementes, plantas cultivadas e espontâneas e insetos (pragas, polinizadores).
Responsáveis/Parceiros: INIAV, COTHN, Vitacress, Eurobatata, Novo Sol Plantas.
ii) Animais silváticos: dejetos, cadáveres
Responsáveis/Parceiros: INIAV, FENCAÇA, Associação Aldeia (RIAS)
iii) Animais domésticos e de produção: Dejetos, Efluentes de explorações, resíduos de matadouro, 
Responsáveis/Parceiros: INIAV, VSO - VALORIZAÇÃO DE SUBPRODUTOS ORGÂNICOS LDA (Simão Marçal), LUSIAVES; 
iv) Homem: Resíduos hospitalares, Resíduos Escolares, fezes humanas
Responsáveis/Parceiros: INSA, médicos de saúde pública,  INIAV


ii) Animais domésticos e silváticos: dejetos, cadáveres
Responsáveis/Parceiros:, INIAV
 iii) Animais/Homem: Efluentes de explorações, resíduos de matadouro, 
Responsáveis/Parceiros: médicos veterinários
iv) Homem: Resíduos hospitalares, Hospitais, fezes humanas
Responsáveis/Parceiros: médicos de saúde pública, INSA

T3 – Isolamento de agentes patogénicos zoonóticos e emergentes por métodos de referência
a partir das matrizes (ambientais, vegetais e animais) recolhidas numa área geográfica selecionada, com recurso a métodos de microbiologia clássica “gold standard” 
Responsáveis/Parceiros: INIAV

T4 - Caracterização genotípica dos isolados por WGS 
Análise de sequências genómicas (WGS) dos agentes patogénicos isolados e aplicação de metodologias de biologia molecular, como determinação de SNPs e tipificação por MLST.
Responsáveis/parceiros: INIAV, FCUL

T5- Identificação de agentes patogénicos zoonóticos e emergentes por NGS e análise metagenómica
 Identificação de microrganismos patogénicos zoonóticos e avaliação do seu potencial de transmissão entre os vários ambientes, em particular através da cadeia alimentar. A caracterização genómica do potencial epidémico dos fatores de virulência (risco de conversão de organismos comensais ou mutualistas em agentes patogénicos) também será efetuada

Responsáveis/Parceiros: INIAV,  FCUL

T6- Criação de uma base de dados integrada com meta-data relativos a agentes zoonóticos e emergentes identificados nas amostras
  Plataforma informática integrativa com dados relativos à natureza das amostras, georreferenciação, identificação e caracterização do microbioma dessas amostras e com dados de microrganismos, selecionados de acordo com a sua relevância na emergência/reemergência de surtos zoonóticos, e de organismos fitopatogénicos prioritários.
Responsáveis/Parceiros: INIAV, INSA, DTU, FCUL
 
T7- Análise de Risco zoonótico e fitossanitário emergentes 
 Os dados de genómica microbiana e metagenómica serão associados a dados epidemiológicos para aplicação de métodos de análise de risco e atribuição de potenciais fontes de infeção. Sistemas preditivos serão concebidos para identificação do potencial zoonótico e de disseminação.
Responsáveis/Parceiros: INIAV, DTU, FCUL

T8- Divulgação, sensibilização e disseminação
Elaboração de website do projeto, realização de reuniões e workshops e ações de sensibilização e divulgação ao longo do projeto de acordo com milestones definidas.
Responsáveis/Parceiros: Todos.

As tarefas T5, T6 e T7 contarão com a colaboração do DTU (National Food Institute, Technical University of Denmark) como consultor científico na área de análise de risco zoonótico com base em dados metagenómicos.