L'identificazione accurata dei cambiamenti nelle infezioni da COVID-19 della comunità attraverso la sorveglianza delle acque reflue si sta avvicinando alla realtà. Un nuovo studio, pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali , identifica un metodo che non solo rileva il virus nei campioni di acque reflue, ma tiene anche traccia della tendenza al rialzo o al ribasso dei tassi di infezione.

Il test delle acque reflue, una solida fonte di COVID-19 in quanto le persone infette emettono il virus nelle feci, potrebbe essere utilizzato per un monitoraggio più reattivo e per integrare le informazioni su cui i funzionari della sanità pubblica si affidano quando valutano gli sforzi per contenere il virus, come misure di sanità pubblica rafforzate e persino vaccini quando saranno disponibili.

Il test funziona identificando e misurando il materiale genetico sotto forma di RNA da SARS-COV-2, il virus che causa il COVID-19. "Questo lavoro conferma che le tendenze nelle concentrazioni di SARS-CoV-2 RNA nelle acque reflue seguono le tendenze delle nuove infezioni da COVID-19 nella comunità. I ​​dati sulle acque reflue integrano i dati dei test clinici e possono fornire ulteriori informazioni sulle infezioni da COVID-19 all'interno delle comunità. , " ha detto la co-autrice Alexandria Boehm, un professore di Stanford di ingegneria civile e ambientale.

Mentre gli Stati Uniti sono alle prese con tassi di trasmissione giornalieri da record, ottenere maggiori informazioni per monitorare le ondate e informare le politiche di salute pubblica nelle comunità locali rimane la chiave per gestire il virus mortale. Il COVID-19 può essere particolarmente difficile da monitorare, con molti casi asintomatici o lievi che non vengono rilevati. Coloro che si sottopongono al test possono ancora diffondere l'infezione prima di ricevere i risultati del test, inibendo la rapida identificazione, trattamento e isolamento per rallentare la diffusione. L'identificazione più rapida dei picchi di casi potrebbe consentire ai funzionari locali di agire più rapidamente prima che la malattia raggiunga un punto cruciale in cui la trasmissione diventa difficile da contenere e i ricoveri sopraffanno il sistema sanitario locale.

Il monitoraggio del COVID-19 attraverso la sorveglianza dell'RNA delle acque reflue sta guadagnando terreno in tutto il paese e potrebbe allertare i responsabili delle decisioni sui potenziali focolai giorni prima che le persone riconoscano i sintomi del virus. L'RNA virale può essere isolato dalle acque reflue negli impianti di trattamento delle acque reflue e identificato attraverso un processo di recupero complicato e altamente tecnico, con le relative quantità nelle acque reflue correlate al numero di casi. Chiunque abbia una toilette collegata a una rete fognaria potrebbe depositare regolarmente questi campioni biologici, rendere il campionamento delle acque reflue una fonte inclusiva di informazioni su COVID-19 in una comunità.

Con questo in testa, i ricercatori hanno cercato di migliorare l'efficacia e l'accuratezza della sorveglianza delle acque reflue per COVID-19 confrontando la capacità di rilevare il virus in due forme di acque reflue:un affluente prevalentemente liquido o un solido sedimentato (sedimento depositato in un serbatoio). La maggior parte delle ricerche attuali si concentra su campioni influenti; però, il team nota che molti virus hanno un'affinità per i solidi e si aspettavano concentrazioni più elevate del virus in questi campioni, che potrebbe migliorare il rilevamento e la coerenza.

I ricercatori hanno scoperto che i campioni solidi stabilizzati avevano concentrazioni più elevate e una migliore rilevazione di SARS-CoV-2 rispetto alle versioni liquide. "Questi risultati hanno confermato il nostro pensiero iniziale che prendere di mira i solidi nelle acque reflue avrebbe portato a misurazioni sensibili e riproducibili di COVID-19 in una comunità. Ciò significa che possiamo monitorare le tendenze al rialzo quando i casi sono ancora relativamente bassi, " ha detto la co-autrice senior Krista Wigginton, professore associato di ingegneria civile e ambientale presso l'Università del Michigan. Wigginton e Boehm co-conducono la ricerca.

I ricercatori hanno quindi testato circa 100 campioni solidi stabilizzati dall'impianto regionale per le acque reflue di San Jose-Santa Clara da metà marzo a metà luglio 2020, conteggio dei numeri di concentrazione giornaliera. Utilizzando modelli statistici, hanno confrontato queste concentrazioni con i casi confermati di COVID-19 forniti dalla contea. I loro risultati hanno monitorato l'andamento dei casi della contea, decrescente sia a maggio che a giugno e con un picco a luglio.

La ricerca presenta un possibile modo per identificare nuovi focolai, trovare hotspot, confermare la diminuzione dei casi e informare gli interventi di sanità pubblica. Quando riaprono le scuole, la tecnologia potrebbe essere implementata dai distretti per identificare se la circolazione del virus nella comunità sta diminuendo. Ha anche il potenziale per essere utilizzato in aree prive di risorse per robusti test clinici individuali, come i siti di test in Illinois che, secondo quanto riferito, hanno chiuso presto dopo aver esaurito i test.

Ci sono ancora informazioni necessarie per comprendere meglio i limiti dei test sulle acque reflue e migliorare ciò che può essere raccolto, notano i ricercatori. Il tasso di decadimento del virus nelle acque reflue, l'estensione e la tempistica della diffusione dell'RNA virale in caso di malattia e le diverse operazioni di diversi impianti di acque reflue hanno tutte il potenziale per influire sui risultati. Studi futuri su questi fattori potrebbero portare a una migliore comprensione delle tendenze dei casi.

Il team sta lanciando un nuovo progetto pilota questo mese per campionare fino a otto impianti di trattamento delle acque reflue in California ogni giorno, con un tempo di consegna di 24 ore. Il progetto pilota mira a comprendere meglio quali tipi di dati quasi in tempo reale sono utili ai funzionari della sanità pubblica. L'implementazione dei metodi e del quadro sviluppati dal team e dallo studio pilota potrebbe essere utilizzato anche in futuro per monitorare le acque reflue alla ricerca di agenti patogeni oltre il COVID-19 che circolano all'interno delle comunità.