Erik Jepsen
Chei de luat masa
- Testarea apelor uzate pentru COVID-19 este un mod eficient de urmărire a potențialelor focare.
- Datorită unei metode îmbunătățite, acest tip de supraveghere se poate face mai rapid, mai eficient și mai ieftin.
- Îmbunătățirea procesului permite testarea zilnică a zecilor de probe din canalizare și stații de epurare, mai degrabă decât o mână.
- Testarea rapidă a apelor uzate poate fi, de asemenea, utilizată pentru detectarea și urmărirea altor focare virale în viitor.
La începutul pandemiei, oamenii de știință s-au orientat către apele uzate ca sistem de avertizare pentru focarele de COVID-19. Testarea probelor de ape uzate pentru prezența virusului s-a dovedit utilă în identificarea unei clădiri sau zone în care COVID-19 este deja prezent, chiar dacă purtătorii sunt asimptomatici. Metoda a fost implementată peste tot de la colegii până la comunitățile locale.
Dar această metodă are un defect semnificativ: viteza sa. Acum, o echipă de la Facultatea de Medicină a Universității din California din San Diego (UCSD) a găsit o modalitate de a accelera procesul de detectare și de a furniza date exacte mai rapid.
Procesul inițial a fost lent, deoarece probele de apă uzată sau de canalizare sunt diluate și trebuie concentrate, ceea ce face mulți pași și folosește o mulțime de resurse, spune Smruthi Karthikeyan, dr., Inginer de mediu și cercetător postdoctoral la UCSD School of Medicine, spune Verywell. Karthikeyan este autorul principal al unui raport al procesului publicat luna aceasta în jurnalmSystems.
Accelerarea procesului
Spre deosebire de un tampon nazal, care preia un mic eșantion de mucus, o probă de apă uzată dintr-o stație de canalizare sau de epurare este diluată după ce a fost strecurată în jurul valorii de tot ce a căzut în canalizare.
Probele de apă uzată trebuie concentrate astfel încât SARS-CoV-2, virusul care provoacă COVID-19, dacă este prezent, să fie mai ușor de găsit. Dar a fost nevoie de o metodă mai rapidă pentru a concentra aceste probe și pentru a găsi ARN din virus. Cercetătorii au fost interesați în mod specific să găsească o metodă care să poată fi realizată simultan pe mai multe eșantioane și să poată oferi rezultate exacte în aceeași zi.
Pentru a accelera procesul, Karthikeyan și echipa ei au apelat la o asistență robotică pe care o avea deja în laboratorul ei. Înainte de a începe pandemia, cercetările sale s-au concentrat asupra microbiomului intestinal, un domeniu de studiu care implică și examinarea probelor de canalizare. Prin modificarea acestui sistem, au reușit să extragă rapid ARN din probele de apă uzată și să efectueze o reacție în lanț a polimerazei (PCR) pentru a căuta gene semnate ale COVID-19.
În sistemele utilizate anterior pentru supravegherea apelor uzate, probele de apă au fost concentrate folosind metode de filtrare sau precipitare, ceea ce a necesitat timp și multe resurse pentru efectuarea testelor.
În schimb, acest sistem cu randament ridicat folosește margele magnetice care se leagă preferențial de biți de virus, explică Karthikeyan. Procesorul robot preia apoi mărgelele folosind un cap magnetic, lăsând tot restul în urmă.
„În acest fel, selectați doar virusul și nu ridicați toate gunoiul”, spune ea. „Vă crește șansele de a găsi virusul chiar și într-un sistem diluat.” Probele concentrate sunt apoi testate pentru trei ținte genetice diferite pe genomul COVID-19 utilizând testarea PCR.
Ce este screeningul de mare viteză?
Screeningul cu randament ridicat folosește echipamente automate pentru a testa rapid mii până la milioane de probe pentru activitatea biologică la nivel de organism, celular, cale sau molecular.
Sistemul îmbunătățit crește foarte mult viteza de testare.
„[Anterior] nu puteam face mai mult de 10 eșantioane într-o zi. Mi-a trebuit ore întregi să fac același lucru ”, spune Karthikeyan. „Cu aceasta, putem face 120 de eșantioane în 4,5 ore de la primirea eșantionului până la detectarea efectivă a PCR.”
Acest proces are avantajul suplimentar de a fi mai ieftin, deoarece necesită mai puține resurse și mai puține persoane pentru a efectua testarea, adaugă ea. Testarea se poate face pe probe de apă uzată de până la 10 mililitri în volum.
Precizia rezultatelor cu această metodă este, de asemenea, ridicată. Testarea rapidă le permite cercetătorilor să prezică ce se va întâmpla cu răspândirea COVID-19 cu o săptămână în avans, cu o precizie bună și cu trei săptămâni în avans, cu o precizie corectă, potrivit unei declarații a UCSD School of Medicine.
Ce înseamnă asta pentru tine
Supravegherea apelor uzate pentru COVID-19 este un memento că virusul se poate răspândi chiar și atunci când indivizii nu prezintă simptome. Este important să continuați să luați măsurile de siguranță necesare, cum ar fi purtarea unei măști, distanțarea socială și spălarea mâinilor pentru a vă menține în siguranță pe dvs. și pe comunitatea dvs.
O poveste de succes
Testarea apelor uzate din cămine și alte clădiri de la UCSD a fost în desfășurare din iulie 2020. O echipă condusă de Rob Knight, dr., Profesor și director al Centrului pentru Inovarea Microbiomului de la UCSD, a descoperit tehnica.
La o lună după ce școala a început supravegherea apelor uzate, au detectat un caz asimptomatic pozitiv și universitatea a reușit să trimită alerte persoanelor din clădirile afectate. Acest lucru a facilitat testarea țintită a persoanelor dintr-o anumită zonă, mai degrabă decât încercarea de a testa pe toată lumea din campus. Rezultatele screening-ului sunt acum puse la dispoziție pe un tablou de bord public.
Alte universități, cum ar fi Universitatea din Arizona, utilizează testarea apelor uzate pentru a urmări răspândirea COVID-19. New York City monitorizează chiar COVID-19 în probe din cele 14 stații de epurare a apelor uzate.
Sistemul UCSD permite testarea rapidă a mai multor probe de apă, oferind oficialilor din sănătatea publică o privire asupra răspândirii virusului înainte ca oamenii să poată fi bolnavi clinic. „Nu cred că cineva o face pe o scară ca aceasta”, spune Karthikeyan.
Sistemul utilizat la UCSD poate detecta chiar și un singur caz de COVID-19 într-o clădire cu peste 400 de rezidenți. Într-o populație tânără, cum ar fi corpul studențesc de la UCSD, persoanele infectate sunt adesea asimptomatice, dar încă transmit virusul, spune Karthikeyan. Până când un purtător asimptomatic devine simptomatic sau răspândește virusul către cineva care prezintă simptome de infecție, virusul s-ar fi putut răspândi exponențial.
Karthikeyan și colegii ei testează în prezent probe de apă uzată pentru județul San Diego. Instalația de tratare a apelor uzate de la Point Loma procesează canalizarea pentru mai mult de 2,2 milioane de persoane, permițând colectarea probelor într-o singură locație pentru întreaga zonă de servicii. Este dificil și costisitor să se efectueze testarea virusului pe întreaga populație, dar utilizarea testării apelor uzate ca tehnică de supraveghere permite funcționarilor din domeniul sănătății publice să restrângă zonele în care testarea este crucială.
Județul San Diego dorește ca echipa UCSD să detecteze nu numai virusul, ci și să secvențeze genomul virusului pentru a vedea ce variante ale virusului pot circula, spune Karthikeyan. „Acum vom face secvențierea genomului pe scară largă”, adaugă ea.
Acest tip de supraveghere a apelor uzate poate fi adaptat pentru a efectua supravegherea oricărui virus care este vărsat în fecale, spune Karthikeyan, adăugând că ar putea fi utilizat în multe tipuri de epidemii de boli infecțioase și ar putea ajuta la detectarea viitoare a pandemiilor mai devreme.
-in-multiple-sclerosis.jpg)
