Natalie Knox colabora con agencias académicas, privadas y gubernamentales para construir una red nacional de vigilancia de aguas residuales contra patógenos infecciosos.
Laboratorio Nacional de Microbiología, Agencia de Salud Pública de Canadá/Natalie Knox
El SARS-CoV-2 se elimina en la materia fecal de personas infectadas y, por lo tanto, puede detectarse en las aguas residuales mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR). Los científicos utilizaron qPCR vigilancia de aguas residuales durante la pandemia de COVID-19 como medio de medir la prevalencia viral—incluida la presencia y distribución de variantes preocupantes—dentro de las comunidades, evitando la necesidad de realizar pruebas masivas generalizadas.1,2 El Laboratorio Nacional de Microbiología (NML) de la Agencia de Salud Pública de Canadá estableció un red de vigilancia de aguas residuales que abarca la nación tres costas.3-6 En una entrevista con El científico, Natalia Knoxdirector de One Health en el NML, analiza estos esfuerzos para proteger a los canadienses contra amenazas actuales y futuras.
¿Por qué es importante la vigilancia de las aguas residuales y cómo la qPCR se ha convertido en la técnica estándar de oro?
Podemos obtener mucha información valiosa de una sola muestra de aguas residuales que nos permite determinar tendencias y medir la carga de enfermedades dentro de una comunidad. qPCR se ha convertido en el estándar de oro porque es una tecnología relativamente simple que se ha establecido y probado durante varias décadas. Es rentable y no requiere mucho equipo, por lo que cualquier laboratorio molecular estándar (de salud pública, académico o incluso laboratorios privados de terceros) puede realizar pruebas de aguas residuales.
Sin embargo, las pruebas de aguas residuales son más complejas que las pruebas de muestras clínicas. Las aguas residuales son muy variables. Está influenciado por factores como las descargas industriales, los patrones climáticos recientes (es decir, el derretimiento de la nieve) y grandes eventos de precipitación, lo que afecta la forma en que se interpretan los resultados de las pruebas qPCR. Hay algunos indicadores de control de calidad que podemos utilizar, pero ningún indicador funciona para todas las configuraciones de infraestructura de aguas residuales. Un método que da grandes resultados en una planta de tratamiento puede no funcionar muy bien en otra. Elegir qué indicadores aplicar a situaciones específicas de infraestructura de aguas residuales es algo que requiere una evaluación cuidadosa, y actualmente se están realizando muchas investigaciones en este espacio.
¿Cuán traducibles son los flujos de trabajo de qPCR de COVID-19 para otras enfermedades infecciosas?
Para algunas enfermedades, ya existen buenos objetivos clínicos que los científicos pueden optimizar para las pruebas de aguas residuales. En otros casos, se necesita validación y optimización adicionales. Además, un patógeno que evoluciona rápidamente, como el virus de la influenza, puede manifestar mutaciones en las regiones objetivo del cebador, lo que puede conducir a resultados erróneos. Tenemos que monitorear constantemente nuestros ensayos para asegurarnos de que funcionen como se esperaba.
¿Por qué los datos de qPCR son buenos para el modelado de enfermedades?
El propósito del modelado es brindarnos un pronóstico a corto plazo para que podamos hacer planes en consecuencia. Por ejemplo, las comunidades remotas del norte de Canadá con las que trabajamos utilizan la señal de aguas residuales para evaluar el riesgo para los miembros de su comunidad. Hubo un caso en el que la creciente señal de aguas residuales les ayudó a adoptar medidas de protección para un evento público comunitario en el que existía la posibilidad de que se produjeran muchas exposiciones.
Al comienzo de la pandemia, había muchas fuentes de datos diferentes disponibles para modelar. A medida que avanzaba la pandemia, los datos se volvieron menos disponibles, hasta el punto de que las aguas residuales son la principal fuente de modelos en este momento. Esta es una tendencia que probablemente continuará porque las pruebas clínicas en este momento ya no son representativas de la población.
¿Cómo pueden los investigadores utilizar la vigilancia de las aguas residuales para rastrear enfermedades endémicas?
Sabemos que el virus respiratorio sincitial (VRS) y el virus de la influenza tienen patrones estacionales. Nos gustaría utilizar esta información para marcar el inicio de la temporada de gripe o VRS en coordinación con campañas de vacunación y tratamientos profilácticos adecuados para poblaciones en riesgo. Aquí es donde las pruebas de aguas residuales pueden ayudar a informar acciones específicas de salud pública para garantizar que esas comunidades y poblaciones vulnerables estén protegidas.
Finalmente, ¿cuáles son los objetivos para su equipo en el futuro?
El mayor desafío en este momento es determinar la sostenibilidad de un programa de aguas residuales en todo Canadá. Eso implica determinar de qué sitios tomar muestras, asegurarse de que se pueda acceder a las pruebas de manera justa y determinar la frecuencia de muestreo ideal. También implica establecer umbrales claros y pautas de interpretación para la salud pública. Hemos dedicado mucho tiempo a desarrollar metodologías durante los últimos tres años y hemos llegado al punto en el que necesitamos poder tomar medidas basadas en los datos.
Esta entrevista ha sido condensada y editada para mayor claridad.
Referencias
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