Sistem de monitorizare a patogenilor din apele reziduale pentru amenințări epidemiologice

Apele reziduale pot fi folosite pentru a prezice amenințările epidemiologice

Apele reziduale pot oferi informații valoroase despre populația care le produce, de la consumul de droguri până la virușii prezenți. În timpul pandemiei, numeroase proiecte au analizat apele reziduale pentru a urmări evoluția coronavirusului. După alerta de sănătate publică internațională decretată de OMS pentru mpox vara trecută, Ministerul Sănătății din Spania și-a propus să stabilească o monitorizare sistematică pentru a detecta amenințările epidemiologice. Departamentul finalizează licitația proiectului, dar acesta nu va fi operațional până peste un an.

Santiago González, subdirectorul de Sănătate Ambientală din cadrul Ministerului Sănătății, a declarat pentru Джерело новини că licitația va fi gata în două luni. «Este un contract de supraveghere epidemiologică a apelor reziduale pentru a înțelege cum circulă virușii în populații prin măsurarea evoluției acestui tip de ape», a explicat el. O provocare, a adăugat el, va fi procesarea tuturor datelor colectate, prin intermediul inteligenței artificiale și Big Data, pentru a trage concluzii. În așteptarea publicării detaliilor licitației, González a menționat că monitorizarea nu se va limita la viruși (cum ar fi poliomielita, gripa, SARS-CoV-2 sau mpox), ci sistemul poate fi utilizat pentru a analiza stupefiantele și alte substanțe prezente în apă. Astfel de sisteme pot alerta chiar și asupra rezistenței bacteriilor la medicamente, una dintre cele mai mari probleme de sănătate publică pentru autoritățile sanitare.

Santiago González, subdirectorul de Sănătate Ambientală din cadrul Ministerului Sănătății. Jaime Villanueva

Instrumentul completează sistemele de supraveghere clinică și poate fi util pentru a alerta asupra prezenței agenților patogeni într-o populație chiar înainte ca pacienții să prezinte simptome. Un exemplu menționat de mai mulți experți este cel al gripei aviare, care este considerată una dintre posibilele cauze ale următoarei pandemii. În Europa, aceasta este limitată la păsările sălbatice, dar în Statele Unite problema afectează fermele, atât de vaci, cât și de păsări, ceea ce afectează deja producția de carne și ouă. Un sistem de monitorizare a apelor reziduale, precum cel pe care îl va implementa Ministerul Sănătății, ar putea servi la alertarea autorităților cu privire la faptul că acest virus a ajuns în anumite zone, cum se răspândește, ce variante circulă, astfel încât ar putea fi localizat înainte ca animalele să îl manifeste în masă, ceea ce ar permite luarea unor măsuri de prevenire mai rapide.

Gloria Sánchez, de la Institutul de Agrochimie și Tehnologie Alimentară (IATA-CSIC), exemplifică modul în care, în cazul coronavirusului, mai ales în perioadele în care abia erau disponibile teste, apele reziduale au anticipat creșterea incidenței bolii înainte ca spitalele să fie copleșite. «Îți permite să vezi vârfurile sau să analizezi dacă apare o variantă nouă care ar putea fi mai virulentă sau are un model special». IATA a lucrat, de exemplu, în regiunea Murcia, din cauza preocupărilor fermierilor că apa cu care udau legumele ar putea fi contaminată cu virusul și că acest lucru ar putea provoca infecții prin intermediul alimentelor, înainte de a se cunoaște exact principalele căi de transmitere a COVID, care sunt aeriene. Walter Randazzo, care lucrează și el la institut, reamintește că s-a verificat că contaminarea era «practic inexistentă», dar au verificat că înainte de tratarea apelor exista prezența virusului. Sistemul, prin urmare, nu este deloc nou. Există diverse proiecte în desfășurare ale comunităților autonome, ale municipalităților și ale universităților, iar în timpul COVID, Ministerul Sănătății coordona deja unul la nivel național. Există, de asemenea, o rețea internațională pentru detectarea poliovirusului: din familia celor care au cauzat poliomielita, o boală extrem de periculoasă care este pe cale de a fi eradicată, dar care încă rezistă să dispară în țări precum Pakistan sau Afganistan, unde este încă endemică, și care amenință să se extindă în Occident din cauza scăderii acoperirii vaccinale. Noutatea acum este că vor fi monitorizați mai mulți agenți patogeni (nu doar coronavirusul), într-o rețea națională în timp real, într-un proiect pe termen lung: licitația inițială va fi de cinci ani, ceea ce nu împiedică continuarea acesteia ulterior.

Cum sunt analizate apele

Laboratoarele care analizează aceste ape dispun deja de o serie de metode rafinate pentru a detecta viruși specifici sau pentru a stabili profiluri mai largi ale ceea ce circulă în populație. Rosina Gironès, șefa Laboratorului de Viruși Contaminanți din Apă și Alimente al Universității din Barcelona, ​​explică faptul că «cu doar 100 de mililitri de apă reziduală se pot obține foarte multe informații dacă particulele virale sunt bine concentrate și se aplică tehnici sensibile, cum ar fi PCR cantitativ». Prin această metodologie, sunt amplificate regiuni specifice ale genomului viral care permit confirmarea prezenței unui virus cunoscut, precum și detectarea posibilelor variante.

Există două posibilități: căutarea unui agent patogen specific (sau a mai multora), care este mai simplă, sau o secvențiere în bloc, care poate dezvălui prezența mai multor agenți patogeni și care este o tehnică mai puțin sensibilă. Această abordare, explică Gironès, poate localiza prezența a zeci de viruși diferiți, atât umani, cât și animali. «În fecalele noastre pot fi sute dintre ei, dar majoritatea nu ne afectează. Cu tehnicile adecvate, putem profila cele de interes sanitar, am putea selecta cele de vertebrate și le-am exclude pe altele, cum ar fi cele vegetale [care sunt multe] sau bacteriofagii [care infectează bacteriile]», detaliază ea. Pentru aceasta, există sisteme de îmbogățire selectivă, cu sonde concepute pentru a captura doar familiile virale relevante, ceea ce mărește sensibilitatea fără a fi nevoie să se aplice aceste tehnici tuturor probelor în mod obișnuit.

Echipamentele necesare pot varia de la mici centrifuge de masă până la sisteme automatizate sub presiune și permit lucrul cu volume foarte diferite, de la ape uzate până la mostre din râuri, zone umede sau apă de îmbăiere. «Cel mai important lucru este să fie clar ce cauți și să aplici tehnica adecvată», insistă Gironès. Scopul nu mai este doar monitorizarea bolilor umane, ci și a virușilor animali care ar putea face saltul de specie. Pe lângă gripa aviară, care este probabil cea mai îngrijorătoare, sunt în vizor și arbovirusurile transmise de țânțari. Unele, precum febra Nilului, dengue, chikungunya, sunt din ce în ce mai prezente la latitudini unde nu proliferau înainte, iar apele uzate pot fi un bun indicator de alertă.