A las pocas semanas de llegar al escenario mundial, el SARS-CoV-2 ha logrado rodear el mundo, dejando la enfermedad, la mortalidad y la devastación económica a su paso. Uno de los principales desafíos que enfrentan las autoridades sanitarias y la comunidad médica han sido las pruebas.para el virus evasivo en una escala suficientemente completa.
Se está desarrollando y refinando un nuevo enfoque para monitorear el nuevo coronavirus así como otros patógenos y agentes químicos peligrosos. Conocido como epidemiología basada en aguas residuales WBE, el método extrae muestras de aguas residuales en busca de pistas vitales sobre la salud humana.potencialmente puede identificar niveles de infección por coronavirus a escala local y global.
En última instancia, WBE promete un monitoreo casi en tiempo real de brotes de enfermedades, microbios resistentes, niveles de consumo de drogas o indicadores de salud de diabetes, obesidad y otras enfermedades.
En un nuevo estudio, los investigadores de ASU Rolf Halden y Olga Hart analizan lo que se puede y no se puede medir al rastrear el SARS-CoV-2 en las aguas residuales, y destacan las ventajas económicas del nuevo enfoque sobre las pruebas de enfermedades convencionales y la vigilancia epidemiológica.
"Nuestros resultados muestran que la dependencia exclusiva de las pruebas de los individuos es demasiado lenta, prohibitiva y, en la mayoría de los lugares, poco práctica, dada nuestra capacidad de prueba actual", dice Halden. "Sin embargo, cuando está precedida por la detección de aguas residuales en toda la población,la tarea se vuelve menos desalentadora y más manejable "
Hart es el autor principal del nuevo estudio e investigador en el Centro de Biodiseño para la Ingeniería de la Salud. Halden, quien dirige el centro, también es profesor de ingeniería en la Escuela de Ingeniería Sostenible de Fulton y el Medio Ambiente Construido y autor delLibro 2020 Medio ambiente.
Su investigación aparece en la edición actual de la revista Ciencia del medio ambiente total .
Un litro de agua, un océano de información
La epidemiología basada en aguas residuales tiene el potencial de romper el estancamiento de las pruebas de coronavirus en muchos países desarrollados como los EE. UU., Pero también podría ser una herramienta invaluable para recopilar datos de salud en regiones empobrecidas que probablemente serán las más afectadas por la pandemia.
Actualmente, EE. UU. Cuenta con la mayor red nacional e internacional de WBE y repositorio de muestras, conocido como el Observatorio de Salud Humana HHO en ASU. Recientemente, el SARS-CoV-2 se agregó a una gama de indicadores de salud sujetos a un seguimiento continuo porHHO desde mayo de 2008.
Seguimiento de una amenaza letal
La técnica de Halden cuenta con una alta sensibilidad, con el potencial de detectar la firma de un solo individuo infectado entre 100 y 2 millones de personas. Para lograr esto, las muestras de aguas residuales se analizan para detectar la presencia de fragmentos de ácido nucleico del virus SARS-CoV-2Los genomas de ARN se amplifican a través de un proceso conocido como PCR cuantitativa de transcriptasa inversa RT qPCR.
La estrategia WBE implica primero transcribir ARN de coronavirus en ADN complementario ADNc mediante la enzima transcriptasa inversa, luego amplificar el ADN resultante para mejorar la detección de la señal. Se utilizan técnicas de secuenciación para confirmar la presencia viral en muestras de aguas residuales.
"Podemos monitorear de una vez toda una comunidad para detectar la presencia del nuevo coronavirus", dijo Hart. "Sin embargo, existen compensaciones. Para obtener los mejores resultados y evitar la pérdida de información, queremos medir cerca de puntos críticos de virus y tomartener en cuenta la temperatura y la dilución de las aguas residuales al estimar el número de casos infectados ".
En el estudio actual, los investigadores modelaron muestras de aguas residuales en Tempe, Arizona, para la presencia del virus SARS-CoV-2. Su trabajo se basa en el análisis computacional y el modelado, y las proyecciones de puntos críticos epidémicos pasados, presentes y futuros.
La investigación indica que se debe llevar a cabo una calibración cuidadosa para garantizar la precisión de los datos, que es extremadamente sensible a las variables clave, incluida la temperatura estacional, el tiempo promedio de viaje dentro de las alcantarillas, las tasas de degradación de los biomarcadores, la demografía comunitaria y el uso de agua por personaUn documento complementario de Halden y Hart examina los efectos de estas variables en los resultados de WBE con gran detalle.
Las estimaciones basadas en datos europeos y norteamericanos sugieren que cada persona infectada con SARS-CoV-2 excretará millones, si no miles de millones de genomas virales en las aguas residuales por día. Esto se traduce en entre 0.15 y 141.5 millones de genomas virales por litro de aguas residuales generadas.
Con la ayuda de RT qPCR, los investigadores deberían poder detectar el nuevo coronavirus con alta sensibilidad, requiriendo el monitoreo de aproximadamente 1 de cada 114 personas en el peor de los casos y solo 1 caso positivo entre 2 millones de personas no infectadas bajocondiciones óptimas
Además de reducir la transmisión y la mortalidad como resultado de la infección por SARS-CoV-2, los datos mejorados de toda la población proporcionan otros beneficios sociales. Al identificar puntos críticos virales, los investigadores podrán dirigir mejor los recursos para proteger a las poblaciones vulnerables a través de medidas de distanciamiento social,al tiempo que alivia las restricciones en las regiones libres de virus, minimizando la interrupción económica y social.
Para lograr eso, Halden y su equipo han creado OneWaterOneHealth, un proyecto sin fines de lucro de la Fundación ASU que busca llevar las pruebas COVID-19 a quienes actualmente no pueden permitírselo.
Halden dijo que si este enfoque se aplicara en los EE. UU., Aproximadamente el 70% de la población podría someterse a detección de SARS-CoV-2 a través del monitoreo de las 15,014 plantas de tratamiento de aguas residuales del país a un costo estimado de reactivos químicos de $ 225,000 USD.
Se podría lograr una vigilancia más precisa utilizando WBE para identificar puntos críticos regionales o globales para el virus, y luego aplicando pruebas específicas de individuos utilizando métodos clínicos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Original escrito por Richard Harth. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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