La epidemiología basada en las aguas residuales, el proceso de monitorear los indicadores de salud a través de las aguas residuales, se ha convertido en una forma común de rastrear la propagación del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID. Pero antes de 2020, los científicos utilizaban la tecnología para seguir una amenaza de salud pública diferente: la crisis de opioides. Así como los datos de aguas residuales pueden llenar los vacíos en el seguimiento del SARS-CoV-2, este vertedero público puede proporcionar información actualizada a nivel de población sobre qué drogas ilícitas se están usando en una comunidad y si las estrategias de prevención están teniendo un impacto.
Gracias a la expansión de las pruebas de aguas residuales en los últimos cuatro años, los esfuerzos de monitoreo de opioides han ganado un nuevo interés, culminando el otoño pasado en un programa dirigido por la startup de pruebas de aguas residuales Biobot Analytics. Biobot, que ha trabajado con agencias nacionales y locales de EE. UU. en el seguimiento de COVID, anunció recientemente que está probando muestras de aguas residuales de 70 sitios en los EE. UU. para opioides y varios otros medicamentos comunes, así como el tratamiento de sobredosis de opioides, naloxona. Este programa piloto tiene como objetivo demostrar cómo los investigadores y funcionarios de salud pueden utilizar los datos de las aguas residuales para informar los esfuerzos de prevención de sobredosis, dice Nora Volkow, directora del Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, que financió el trabajo de Biobot.
“Necesitamos algo que sea sensible y oportuno para detectar a qué drogas están expuestas las personas”, afirma Volkow. “Las aguas residuales brindan una oportunidad increíble para hacer eso”. Los datos se informan casi en tiempo real y reflejan a todas las personas en una alcantarilla pública. Por el contrario, otras fuentes para rastrear el consumo de drogas a menudo demoran meses o años y están limitadas por la forma en que las personas interactúan con el sistema de atención médica. Para los funcionarios de salud, los datos sobre aguas residuales pueden ser valiosos para planificar distribuciones de naloxona, campañas de divulgación y esfuerzos de reducción de daños.
Para los científicos, el monitoreo de opioides representa una nueva frontera en un campo que ha ganado mucha atención y ha reclutado a muchos investigadores nuevos desde 2020. A medida que el interés en las pruebas de COVID ha disminuido, a pesar de que los niveles actuales del virus son altos, según datos recientes sobre aguas residuales—Los científicos han estado “regresando a donde estábamos en 2018 y 2019”, dice Erin Driver, ingeniera ambiental de la Universidad Estatal de Arizona que comenzó a trabajar en estas pruebas antes de que comenzara la pandemia. “Pero ahora que la gente realmente es consciente de todo esto [research]”Creo que vamos a ver más impulso hacia cosas novedosas”, añade; por ejemplo, pruebas de otras sustancias químicas que sirven como indicadores de salud, como las hormonas del estrés.
Para identificar patrones en las aguas residuales, los científicos toman muestras de plantas de tratamiento de aguas residuales, que procesan desechos de los hogares y negocios de una comunidad. En el programa de monitoreo de medicamentos de Biobot, los científicos de la compañía trabajan con el personal de la planta de tratamiento para recolectar muestras usando máquinas automatizadas que recogen los desechos una vez por hora durante el transcurso de un día, dice Kait Jiménez, científica principal del equipo de química de Biobot. Luego, las plantas de tratamiento envían las muestras al laboratorio de Biobot. “Cuando recibimos las muestras, normalmente son muy asquerosas”, dice Jiménez, porque los trozos de verduras, insectos y otros elementos que la gente ha tirado por los desagües pueden mezclarse con los desechos humanos.
En el laboratorio, Jiménez y sus colegas filtran los desechos sólidos y luego aíslan las sustancias químicas específicas que quieren probar del líquido restante. Después de eso, las muestras están listas para una técnica de química analítica llamada cromatografía líquida-espectrometría de masas. Driver describe la técnica como similar a examinar un cuenco de dulces de Halloween: la máquina de cromatografía líquida “separa los dulces en varias pilas: M&M aquí, Starburst aquí”. Luego, la máquina de espectrometría de masas cuenta las pilas o cuantifica la cantidad de cada sustancia química presente en función de su firma molecular.
Las máquinas de cromatografía líquida y espectrometría de masas son clasificadores de dulces avanzados, capaces de buscar “cientos, si no miles” de sustancias químicas diferentes, dice Jiménez. El programa de seguimiento de Biobot analiza cada muestra en busca de cinco objetivos: los opioides fentanilo y xilazina (también conocidos como “tranq”), los estimulantes metanfetamina y cocaína, y el medicamento naloxona. Los científicos buscan tanto las drogas en sí como sus metabolitos (los productos químicos finales que las personas excretan después de consumirlas) para rastrear cómo los patrones de consumo pueden estar cambiando con el tiempo. Estos productos finales les dicen a los científicos que las personas realmente usaron los medicamentos en lugar de tirarlos por el inodoro, explica Jiménez.
Según el acuerdo actual de Biobot con el NIDA, los sitios de su programa continuarán recolectando muestras una vez por semana hasta finales de agosto de 2024, con el potencial de extender el programa si este piloto va bien. Después de que los científicos prueban y analizan las muestras, comparten los resultados con las agencias de salud pública locales, donde los datos se sumarán a los sistemas existentes para rastrear el abuso de sustancias. Gale Burstein, comisionado de salud del condado de Erie, Nueva York (un condado que participa en el programa), espera un conjunto de datos que incluya a toda la comunidad, no solo las estadísticas que captura el sistema de salud a través de muertes por sobredosis o llamadas al 911. ella dice. Los conjuntos de datos existentes sólo muestran “la punta del iceberg” de las sobredosis y otros impactos en la salud, afirma.
Burstein y sus colegas pueden utilizar los resultados del programa de Biobot para informar los esfuerzos de extensión, tanto para los trabajadores de atención médica y de respuesta a emergencias como para el público en general, dice. Por ejemplo, si los datos muestran cantidades crecientes de fentanilo en los desechos del condado, los funcionarios del condado de Erie pueden alentar a las personas que usan drogas a emplear tiras reactivas de fentanilo para verificar la presencia del opioide o usar las drogas “con un amigo que tenga Narcan”, dijo Burstein. dice, refiriéndose a las dosis de naloxona de venta libre. Los funcionarios de salud que participan en el programa también podrán ver las tendencias de naloxona en las aguas residuales, lo que puede ayudarlos a evaluar qué cantidad del tratamiento están usando las personas en la comunidad, dice Cameron Colby, gerente de programa de Biobot para este proyecto.
Debido a que este programa está orientado a la investigación, no a la vigilancia de la salud pública, Biobot no publicará los datos resultantes en un panel como el de su popular sitio de seguimiento de COVID, dice Colby. Estos datos también son más sensibles que los datos del SARS-CoV-2 porque muestran el uso de sustancias ilícitas por parte de las personas; Los funcionarios deben considerar cuidadosamente cómo compartir los resultados. Ni Biobot ni NIDA han compartido públicamente todavía una lista de los 70 sitios que participan en el monitoreo. El departamento de salud pública de San Francisco es uno de los pocos que ha anunciado su participación en el programa de aguas residuales. Aún así, mantener el anonimato de los datos sobre aguas residuales es importante, dice Jeffrey Hom, director de salud conductual de la población de la agencia de salud pública de San Francisco. “No podemos rastrear los datos hasta un vecindario, y mucho menos a un hogar o a una persona individual”, afirma.
Si bien los proyectos que analizan las aguas residuales en busca de medicamentos de alto riesgo son anteriores a la pandemia, el monitoreo de COVID ayudó a los funcionarios de salud pública a comprender su potencial. La pandemia permitió que las aguas residuales “demostraran su valor de poder comprender la carga de una enfermedad a nivel poblacional”, dice Hom. El siguiente paso para los científicos y funcionarios de salud que monitorean el uso de medicamentos, el SARS-CoV-2 u otros indicadores de salud pública, dice, es determinar: “¿Cómo podemos aprovechar mejor las pruebas de aguas residuales, interpretar los datos y, en última instancia, hacerlos realidad?” ¿procesable?”