Cum va ajuta monitorizarea apelor uzate să prevenim viitoarele pandemii

monitorizarea pandemiilor în apele uzate 7 10 
Prelevarea de probe de apă uzată poate dura mult timp. John Eisele/Universitatea de Stat din Colorado

microbiologi Susan De Long și Carol Wilusz s-au întâlnit și au devenit pasionați ai apelor uzate în aprilie 2020, când un grup de operatori de stații de tratare a apelor uzate le-a cerut să dezvolte și să implementeze un test pentru detectarea SARS-CoV-2 în mostrele din canalizările din Colorado. De Long este un inginer de mediu care studiază bacteriile utile. Expertiza lui Wilusz este în biologia ARN. Aici ei descriu cum funcționează supravegherea apelor uzate și ce ar putea face într-un viitor post-pandemie.

Cum sunt monitorizate apele uzate pentru SARS-CoV-2?

Supravegherea apelor uzate profită de faptul că mulți agenți patogeni umani și produse din metabolismul uman al medicamentelor ajung în urină, fecale sau ambele. Virusul SARS-CoV-2 care provoacă COVID-19 apare în mod surprinzător cantitati mari in fecalele persoanelor infectate, chiar dacă aceasta nu este o cale majoră de transmitere a bolii.

Pentru a ne da seama dacă există agenți patogeni, mai întâi trebuie să colectăm o probă reprezentativă de apă uzată, fie direct din canalizare, fie în punctul în care ceea ce inginerii numesc „influent” intră într-o stație de epurare. De asemenea, putem folosi solide care s-au depus din apele uzate.

Tehnicienii trebuie apoi să elimine particulele mari de materii fecale și să concentreze orice microbi sau viruși. Următorul pas este extragerea acizilor lor nucleici - ADN-ul sau ARN-ul care deține informațiile genetice ale agenților patogeni.

Secvențele conținute în ADN sau ARN acționează ca coduri de bare unice pentru agenții patogeni prezenți. De exemplu, dacă detectăm gene care sunt unice pentru SARS-CoV-2, știm că coronavirusul se află în eșantionul nostru. Folosim abordări bazate pe PCR, similare celor utilizate în testele de diagnostic clinic, pentru a detecta și cuantifica secvențele SARS-CoV-2.

Caracterizarea secvenței de acid nucleic mai detaliat poate oferi informații despre tulpinile virale – de exemplu, poate identifica variante ca omicron BA.2.

În prezent, marea majoritate a eforturilor de supraveghere a apelor uzate sunt concentrate pe SARS-CoV-2, dar aceleași tehnici funcționează cu alți agenți patogeni, inclusiv virusul poliomielitei, influenţa și norovirusuri.

Înainte de pandemie, o aplicație era monitorizarea focarelor rare de poliovirus în zonele în care vaccinarea antipoliomielită este în desfășurare. Apele uzate pot fi, de asemenea, monitorizate pentru semne ale diferitelor medicamente pentru a oferi informații despre nivelul și tipul consumului de droguri într-o populație.

Unde se duc datele?

În timpul pandemiei, Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din SUA au dezvoltat Sistemul Național de Supraveghere a Apelor Uzate în special pentru a urmări SARS-CoV-2 în toată țara. Peste 800 de site-uri raportează date la acest sistem NWSS, dar nu toate statele și județele sunt reprezentate în prezent.


 Obțineți cele mai recente prin e-mail

Revista săptămânală Inspirație zilnică

monitorizarea pandemiilor în apele uzate2 7 10 Peste 800 de site-uri care acoperă populații de diferite dimensiuni raportează la CDC numerele de ape uzate COVID-19. CDC COVID Data Tracker, CC BY

Multe agenții de stat, precum Departamentul de Sănătate Publică și Mediu din Colorado, și orașe, cum ar fi Tempe, Arizona, au propriile tablouri de bord pentru raportarea datelor. Unele companii care efectuează analize de ape uzate raportează date pe propriile tablouri de bord, De asemenea.

În opinia noastră, NWSS reprezintă un prim pas interesant în monitorizarea sănătății populației prin apele uzate. Sisteme similare sunt înființate în alte țări, inclusiv Australia și Noua Zeelandă.

Ce arată cu adevărat datele privind apele uzate?

Nivelurile SARS-CoV-2 în apele uzate de la populații mari sunt un indicator excelent al nivelului de infecție într-o comunitate. Sistemul monitorizează automat pe toți cei care locuiesc în canalizare, astfel încât este anonim, imparțial și echitabil. Este important, de asemenea, că este imposibil să urmăriți infecția înapoi la o anumită persoană, gospodărie sau cartier fără a preleva mostre suplimentare.

Supravegherea apelor uzate nu se bazează pe disponibilitatea testelor clinice sau a persoanelor care raportează rezultatele testelor. De asemenea, detectează cazuri asimptomatice și presimptomatice de COVID-19; acest lucru este critic deoarece oamenii care sunt infectați, dar nu vă simțiți rău, pot răspândi în continuare COVID-19.

În opinia noastră, testarea apelor uzate este din ce în ce mai importantă pe măsură ce se fac mai multe teste COVID-19 acasă. Și pentru că vaccinarea a dus și la cazuri mai ușoare și asimptomatice de COVID-19, oamenii pot fi infectați fără a fi deloc testați. Acești factori înseamnă că datele privind cazurile clinice sunt mai puțin informative decât la începutul pandemiei, în timp ce datele privind apele uzate rămân un indicator consistent al nivelului de infecție a comunității. Supravegherea apelor uzate nu se bazează pe oamenii care raportează un test la domiciliu pozitiv sau chiar să fie conștienți de infecțiile lor. Stiri Spencer Platt/Getty Images

Până acum, nu puteți prezice cu exactitate numărul de persoane infectate dintr-o comunitate pe baza nivelului de virus din apele sale uzate. Stadiul infecției cuiva, modul în care organismul său răspunde la virus, varianta virală, cât de departe se afla o persoană de unde a fost prelevată proba de apă uzată, chiar și vremea poate afectează cantitățile de SARS-CoV-2 măsurate în canalizarea.

Dar oamenii de știință pot deduce modificări relative ale ratelor de infecție. Urmărirea creșterii și scăderii nivelurilor virale în apele uzate oferă o imagine despre dacă cazurile cresc sau scad în comunitate în ansamblu.

Deoarece SARS-CoV-2 poate fi detectat în apele uzate zile sau chiar săptămâni înainte de apariția focarelor, monitorizarea apelor uzate poate oferi un avertisment timpuriu că măsurile de sănătate publică pot fi justificate. Și tendințele semnalului sunt importante - dacă știi că nivelul crește, poate fi un moment bun pentru a reinstitui un mandat de mască sau pentru a recomanda lucrul de acasă. În prezent, oficialii de sănătate publică folosesc datele de monitorizare a apelor uzate împreună cu alte informații precum ratele de pozitivitate ale testelor și numărul de cazuri clinice și spitalizări în comunitate pentru a lua astfel de decizii.

Datele din secvențiere pot ajuta, de asemenea, la detectarea de noi variante și la monitorizarea nivelurilor acestora, permițând răspunsurilor de sănătate să țină cont de caracteristicile variantei prezente.

În populațiile mai mici, cum ar fi căminele universitare și casele de bătrâni, monitorizarea apelor uzate poate detecta un număr mic de persoane infectate. Acest lucru poate suna alarma că testele clinice vizate sunt pentru a identifica persoanele infectate pentru izolare. Detectarea timpurie, testarea direcționată și carantină sunt eficient în prevenirea focarelor. În loc să utilizeze teste clinice pentru monitorizarea de rutină, administratorii pot rezerva teste clinice perturbatoare pentru momentele în care SARS-CoV-2 este detectat în apele uzate.

Cum va arăta monitorizarea în viitor?

Utilizarea pe scară largă și de rutină a monitorizării apelor uzate le-ar oferi oficialilor de sănătate publică acces la informații despre nivelurile unei game de potențiale infecții în comunitățile din SUA. Aceste date ar putea ghida deciziile privind locul în care să furnizeze resurse suplimentare comunităților, cum ar fi organizarea de clinici de testare sau vaccinare în locurile în care infecția este în creștere. De asemenea, ar putea ajuta la stabilirea când sunt necesare intervenții precum mascarea sau închiderea școlilor.

În cel mai bun caz, monitorizarea apelor uzate ar putea prinde un nou virus atunci când acesta ajunge pentru prima dată într-o zonă nouă; o oprire timpurie în zona foarte localizată ar putea preveni o viitoare pandemie. Interesant este că cercetătorii au detectat SARS-CoV-2 în probe de ape uzate arhivate colectate anterior oricine fusese diagnosticat cu COVID-19. Dacă monitorizarea apelor uzate ar fi făcut parte din infrastructura de sănătate publică stabilită la sfârșitul anului 2019, ar fi putut furniza un avertisment anterior că SARS-CoV-2 devine o amenințare globală.

Deocamdată, totuși, stabilirea și operarea unui sistem național de supraveghere a apelor uzate, în special unul care include monitorizarea la nivel de clădire în locații cheie, este încă prea costisitoare și necesită multă muncă.

Eforturile continue de cercetare și dezvoltare încearcă să simplifice și să automatizeze prelevarea de probe de apă uzată. Pe partea de analiză, adaptarea tehnologiilor PCR și de secvențiere pentru a detecta alți agenți patogeni, inclusiv cei noi, va fi vitală pentru a profita pe deplin de un astfel de sistem. În cele din urmă, supravegherea apelor uzate ar putea ajuta la susținerea unui viitor în care pandemiile sunt mult mai puțin mortale și au mai puțin impact social și economic.

Despre autori

Susan De Long, profesor asociat de Inginerie Civilă și de Mediu, Universitatea de Stat din Colorado și Carol Wilusz, profesor de microbiologie, imunologie și patologie, Universitatea de Stat din Colorado

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.


Cărți recomandate: Sănătate

Curățați fructele proaspeteCurățarea fructelor proaspete: detoxifiază, pierde în greutate și redă-ți sănătatea cu cele mai delicioase alimente ale naturii [Volum broșat] de Leanne Hall.
Slăbiți și simțiți-vă sănătos în mod vibrant, în timp ce vă curățați corpul de toxine. Curățați fructele proaspete oferă tot ce aveți nevoie pentru o detoxifiere ușoară și puternică, inclusiv programe de zi cu zi, rețete de gură și sfaturi pentru trecerea la curățare.
Faceți clic aici pentru mai multe informații și / sau pentru a comanda această carte pe Amazon.

Prosperă alimenteleThrive Foods: 200 Rețete pe bază de plante pentru sănătatea maximă [Volum broșat] de Brendan Brazier.
Bazându-se pe filozofia nutrițională de reducere a stresului, care stimulează sănătatea, introdusă în aclamatul său ghid nutrițional vegan Prospera, Triatleta profesională Ironman Brendan Brazier își îndreaptă acum atenția asupra farfuriei dvs. de cină (castron pentru micul dejun și tava pentru prânz).
Faceți clic aici pentru mai multe informații și / sau pentru a comanda această carte pe Amazon.

Death by Medicine de Gary NullDeath by Medicine de Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio și Carolyn Dean
Mediul medical a devenit un labirint al consiliilor de administrație corporative, spitalicești și guvernamentale, infiltrate de companiile de medicamente. Cele mai toxice substanțe sunt adesea aprobate mai întâi, în timp ce alternativele mai blânde și mai naturale sunt ignorate din motive financiare. Este moartea prin medicamente.
Faceți clic aici pentru mai multe informații și / sau pentru a comanda această carte pe Amazon.


Ați putea dori, de asemenea

urmează InnerSelf pe

facebook iconstare de nervozitate iconyoutube iconpictograma instagrampictogramă pintrestrss icon

 Obțineți cele mai recente prin e-mail

Revista săptămânală Inspirație zilnică

LIMBI DISPONIBILE

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

CEL MAI CITESTE

răspândirea bolii acasă 11 26
De ce casele noastre au devenit hotspot-uri COVID
by Becky Tunstall
În timp ce stăm acasă, ne-a protejat pe mulți dintre noi de infectarea cu COVID la serviciu, la școală, la magazine sau...
tradițiile de Crăciun explicate 11 30
Cum Crăciunul a devenit o tradiție americană de sărbătoare
by Thomas Adam
În fiecare anotimp, sărbătorirea Crăciunului îi aduce în mod public pe lideri religioși și conservatori...
doliu pentru animalul de companie 11 26
Cum să ajuți să suferi de pierderea unui animal de companie iubit
by Melissa Starling
Au trecut trei săptămâni de când partenerul meu și cu mine am pierdut iubitul nostru câine de 14.5 ani, Kivi Tarro. Este…
femeie cu părul cărunt, purtând ochelari de soare de un roz funky, cântând ținând un microfon
Punerea în Ritz și îmbunătățirea bunăstării
by Julia Brook și Colleen Renihan
Programarea digitală și interacțiunile virtuale, considerate inițial a fi măsuri stop-gap în timpul...
cum să mă închin dacă ceva adevărat 11 30
3 întrebări de pus dacă ceva este adevărat
by Bob Britten
Adevărul poate fi dificil de determinat. Fiecare mesaj pe care îl citești, îl vezi sau auzi vine de undeva și a fost...
linia de cale ferată care pleacă în nori
Câteva trucuri pentru a liniști mintea
by Bertold Keinar
Civilizația occidentală nu lasă mintea să se odihnească; avem mereu „trebuie” să fim conectați, să consumăm mai mult…
două mâini întinzându-se una spre alta în fața unei inimi strălucitoare
Cineva ne-a furat atenția. Oh, chiar au făcut-o?
by Pierre Pradervand
Trăim într-o lume în care întreaga noastră viață, aproape peste tot, este total invadată de reclamă.
importanța ventalizării pentru prevenirea covid 12 2
Ventilația reduce riscul de COVID. Deci, de ce încă îl ignorăm?
by Lidia Morawska și Guy B. Marks
Autoritățile recomandă măsuri de control, dar acestea sunt „voluntare”. Acestea includ purtarea unei măști,...

Atitudini noi - Noi posibilități

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Piața InnerSelf
Drepturi de autor © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Toate drepturile rezervate.