Per studiare i farmaci nelle acque reflue, gli scienziati di UB utilizzano le apparecchiature e le tecniche qui illustrate per isolare i composti chimici dai campioni d'acqua. Credito:Meredith Forrest Kulwicki / Università di Buffalo
In un progetto pilota che esplora i modi per monitorare il COVID-19, gli scienziati dell'Università di Buffalo hanno cercato contemporaneamente prodotti farmaceutici e RNA virale nelle acque reflue nel New York occidentale.
I risultati del loro studio, pubblicati il 18 maggio sulla rivista Environmental Science &Technology Letters , suggeriscono che la misurazione delle concentrazioni di medicinali nelle acque reflue potrebbe aggiungere un ulteriore livello agli sforzi di monitoraggio delle malattie.
"La sorveglianza delle malattie delle acque reflue viene effettuata in tutto il mondo attraverso il monitoraggio dell'RNA virale", afferma la scienziata principale Diana Aga, Ph.D., direttrice dell'UB RENEW Institute e Henry M. Woodburn Professore di chimica presso l'UB College of Arts and Sciences . "Il potenziale di integrare gli sforzi esistenti con il rilevamento di prodotti farmaceutici è entusiasmante. Ci sono molte opportunità qui, anche se sono necessarie ulteriori ricerche".
Una scoperta interessante nel nuovo studio riguarda il paracetamolo, un antidolorifico e antifebbrile che funge da ingrediente attivo in farmaci da banco come Tylenol, Theraflu e altri marchi.
In tutti e quattro gli impianti di trattamento delle acque reflue inclusi nel progetto, la ricerca ha scoperto che le concentrazioni di paracetamolo nelle acque reflue sono aumentate prima di altre misure di COVID-19 nella comunità all'inizio del 2021, comprese le concentrazioni di RNA virale COVID-19 nelle acque reflue e il numero stimato di confermati Casi COVID-19.
Ad esempio, presso l'impianto di trattamento delle acque reflue di Bird Island, che serve Buffalo e alcuni sobborghi circostanti, i livelli di paracetamolo nelle acque reflue sono aumentati circa due settimane prima dei livelli di SARS-CoV-2 RNA nelle acque reflue. Il picco nell'RNA virale, a sua volta, ha preceduto il picco nel numero stimato di casi confermati di COVID-19 di circa una settimana, affermano gli scienziati.
"La nostra più grande scoperta è che c'è un enorme aumento della concentrazione di paracetamolo, che viene utilizzato nei farmaci da banco, che precede il picco di RNA virale nelle acque reflue e il picco di rilevamenti clinici nella nostra zona durante il periodo di studio, " dice Aga.
"Questo è stato molto interessante, in quanto suggerisce che il rilevamento di prodotti farmaceutici potrebbe fungere da avvertimento precoce di un potenziale focolaio di malattia in una comunità", afferma Aga. "Il nostro gruppo è uno dei primi a integrare il rilevamento dell'RNA SARS-CoV-2 nelle acque reflue con i livelli dei prodotti farmaceutici".
Il potenziale per migliorare gli studi sulle acque reflue per la salute pubblica
I dati sulle acque reflue stanno diventando una parte cruciale del monitoraggio del COVID-19 poiché i test domiciliari sono diventati più popolari, portando molti casi positivi a non essere segnalati.
Durante la pandemia, i ricercatori di ingegneria di UB Ian M. Bradley e Yinyin Ye hanno lavorato con partner, tra cui la contea di Erie, per monitorare l'RNA virale COVID-19 nelle acque reflue.
Il nuovo studio in Lettere di scienza e tecnologia ambientale è eccitante perché suggerisce che il rilevamento di prodotti farmaceutici potrebbe aggiungere un altro livello a tali sforzi, affermano Bradley e Ye. I loro laboratori hanno fornito dati alla ricerca e sono coautori.
Il paracetamolo non è un proxy perfetto per COVID-19:le persone assumono il farmaco per trattare molti tipi di dolore, dolori e febbri e alcune fluttuazioni del medicinale nelle acque reflue durante il periodo di studio non erano correlate ai dati dell'RNA virale.
Tuttavia, il picco di paracetamolo che sembrava corrispondere all'ondata locale di COVID-19 era ampio e questa scoperta indica l'uso di farmaci da banco come potenziale segnale precoce di un'epidemia incombente, affermano i ricercatori.
"La cosa davvero eccitante è che ci sono così tante informazioni nelle acque reflue. Come possiamo usarle per tenere traccia delle malattie per la salute pubblica? Tutti questi dati sono complementari", afferma Bradley, Ph.D., assistente professore di ingegneria civile, strutturale e ambientale presso la UB School of Engineering and Applied Sciences e un membro della facoltà principale dell'UB RENEW Institute.
"Ci stiamo concentrando sugli studi sulla salute pubblica delle acque reflue e vogliamo vedere se possiamo integrare più dati per avere un'idea di cosa sta succedendo nella comunità", afferma Ye, Ph.D., assistente professore di civile, strutturale e ingegneria ambientale e affiliato di facoltà RENEW. "Possiamo estrarre informazioni dalle acque reflue, ma ci sono ancora molte incognite su come interpretare i dati per la salute pubblica. Vogliamo testare non solo marcatori biologici, ma anche marcatori chimici e tutti i tipi di diversi livelli di informazioni".
Oltre a identificare i picchi di paracetamolo, lo studio ha trovato residui di farmaci da prescrizione associati alla pandemia nelle acque reflue, compresi i farmaci la cui autorizzazione all'uso di emergenza per il trattamento del COVID-19 è stata revocata dalla Food and Drug Administration statunitense. + Esplora ulteriormente
