Wastewater-Based Molecular Epidemiology of SARS-CoV-2 and Influenza Viruses in Southeastern Brazil
Questo studio dimostra che l'epidemiologia molecolare basata sulle acque reflue, utilizzando RT-qPCR e dPCR, integra efficacemente la sorveglianza clinica tracciando la circolazione e la dinamica stagionale dei virus SARS-CoV-2 e dell'Influenza A e B a São José do Rio Preto, in Brasile, rivelando al contempo correlazioni significative tra i carichi virali e la temperatura delle acque reflue.
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I virus che ci fanno tossire, starnutire e avere la febbre lasciano spesso una traccia nascosta molto prima che un medico veda un paziente. Sebbene pensiamo tipicamente alle malattie respiratorie come l'influenza o il virus che causa il COVID-19 come cose che viaggiano solo attraverso l'aria, questi patogeni trovano anche la strada verso i nostri sistemi digestivi ed escono dai nostri corpi sotto forma di scarti. Ciò significa che l'acqua che scorre dalle nostre case e nei sistemi fognari trasporta un registro microscopico di chi è malato in una comunità. Studiando queste acque reflue, gli scienziati possono ottenere una visione ampia e di popolazione della diffusione delle malattie che non dipende dal fatto che le persone cerchino assistenza medica o si sottopongano a test. Questo approccio, noto come epidemiologia basata sulle acque reflue, trasforma la rete fognaria in un enorme sistema di sorveglianza passiva, offrendo un segnale di allerta precoce per epidemie che altrimenti potrebbero passare inosservate finché non sono già diffuse.
Nel sud-est del Brasile, un team di ricercatori ha deciso di mettere alla prova questo concetto cercando due importanti virus respiratori nelle acque reflue grezze di São José do Preto. Nel corso di due anni, hanno raccolto campioni settimanali dal principale impianto di trattamento delle acque reflue della città, che gestisce tutti gli scarichi generati da quasi mezzo milione di residenti. Il loro obiettivo era vedere se riuscivano a trovare tracce genetiche del virus dell'influenza A e del virus che causa il COVID-19, e comprendere come la presenza di questi virus nell'acqua cambiasse nel tempo e con il meteo. Il team ha utilizzato tecniche di laboratorio altamente sensibili per concentrare le minuscole particelle virali da grandi volumi d'acqua e poi ha cercato le loro specifiche impronte genetiche. Per garantire l'accuratezza dei risultati, hanno anche misurato la quantità di virus del mosaico del peperone, un comune virus vegetale presente nelle feci umane che funge da indicatore affidabile di quanto scarto umano sia effettivamente presente nelle acque reflue.
I ricercatori hanno scoperto che entrambi i virus circolavano effettivamente nella comunità, lasciando il loro segno nelle acque reflue anche quando i casi clinici erano bassi. Hanno rilevato materiale genetico del virus dell'influenza A in quasi un quarto dei campioni e del virus SARS-CoV-2 in circa un campione su sei. Significativamente, non hanno trovato alcuna traccia del virus dell'influenza B. Tracciando i numeri nel tempo, sono emersi due modelli distinti. L'influenza A si è manifestata in due ondate chiare, con picchi a maggio e di nuovo a dicembre del 2023, con le concentrazioni più elevate che raggiungevano milioni di copie virali per litro d'acqua. Al contrario, il virus SARS-CoV-2 è apparso in un singolo picco acuto durante il mese di gennaio 2023. Questi risultati si sono allineati bene con i registri sanitari ufficiali della città, che mostravano picchi simili di casi segnalati durante quegli stessi periodi, confermando che le acque reflue riflettevano accuratamente lo stato di salute della popolazione.
Oltre a contare semplicemente i virus, il team ha indagato su come l'ambiente fisico delle acque reflue potesse influenzare ciò che hanno trovato. Hanno scoperto un legame sorprendente tra la temperatura delle acque reflue e la presenza dei virus. Temperature più calde delle acque reflue erano associate a un maggior numero di campioni positivi al virus SARS-CoV-2 e a concentrazioni più elevate di influenza A. Ciò suggerisce che le condizioni ambientali all'interno del sistema fognario stesso possano giocare un ruolo nel modo in cui questi virus sopravvivono o in quanto facilmente vengano rilevati. Sebbene lo studio non abbia trovato connessioni forti tra i livelli virali e altri fattori come la velocità del flusso dell'acqua o la sua acidità, la relazione con la temperatura si è distinta come un indizio significativo. Lo studio ha anche confermato che i metodi utilizzati erano robusti, con il laboratorio che ha recuperato con successo un'alta percentuale dei virus aggiunti ai campioni di test e non ha trovato prove che le sostanze chimiche nelle acque reflue bloccassero i loro strumenti di rilevamento.
Questo lavoro dimostra che monitorare l'acqua che esce dalle nostre città è un modo potente per tenere traccia delle malattie respiratorie. Lo studio ha mostrato che anche dopo il picco della pandemia globale, il virus SARS-CoV-2 ha continuato a circolare silenziosamente nella comunità, e che i virus dell'influenza seguivano i propri ritmi stagionali, apparendo più frequentemente nei mesi più freddi. Combinando questi segnali ambientali con i dati sanitari tradizionali, le autorità di sanità pubblica possono ottenere un quadro più completo della dinamica delle malattie. La ricerca suggerisce che la sorveglianza delle acque reflue non è solo uno strumento per il passato, ma una strategia vitale e continua per il futuro, capace di rivelare i movimenti invisibili dei virus attraverso una città e di aiutare le comunità a restare un passo avanti rispetto alle potenziali epidemie.
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