Una investigación de la Universidad de Frankfurt detecta SARS-CoV-2 en plantas de tratamiento

Desde el comienzo de la pandemia, los grupos de investigación han estado trabajando en métodos para detectar los virus del SARS-CoV-2 en las aguas residuales para monitorear el grado de transmisión de COVID-19 entre la población. La idea es simple: dado que las personas infectadas esparcen el virus del SARS-CoV-2 en las heces, las muestras de aguas residuales podrían dar una indicación del número de infecciones entre todos los residentes conectados a una planta de tratamiento de aguas residuales. Con suficiente sensibilidad, estos análisis podrían funcionar como un sistema de alerta temprana para las autoridades, permitiendo la detección temprana de aumentos de casos locales dentro del área de captación de una planta de tratamiento.

Un consorcio de virólogos, ecotoxicólogos e investigadores de la evolución de Frankfurt e investigadores del agua de Aquisgrán han demostrado por primera vez en Alemania que el material genético del SARS-CoV-2 se puede detectar en plantas de tratamiento utilizando métodos moleculares modernos. Los análisis revelaron de 3 a 20 genes equivalentes por mililitro de aguas residuales crudas en las nueve plantas de tratamiento probadas durante la primera ola pandémica en abril de 2020. Este nivel de concentración también se midió en estudios en los Países Bajos y los EE. UU.

Los investigadores se sorprendieron de que las muestras de retención más antiguas de los años 2017 y 2018, antes del brote de la pandemia, también entregaran señales. La validación exhaustiva del método reveló que el cebador genético registró erróneamente no solo el SARS-CoV-2, sino también otros coronavirus que no causan enfermedades en las aguas residuales. El método actual, desarrollado específicamente para el SARS-CoV-2 en aguas residuales, se ha confirmado mediante secuenciación de genes.

El método ahora se puede emplear para lo que se llama epidemiología basada en aguas residuales: la carga viral medida de una planta de tratamiento permite sacar conclusiones sobre el número de individuos infectados por COVID-19 en el área de captación. En la planta de tratamiento más grande, se estimaron 1.037 casos agudos en la zona de captación para una carga viral de 6 billones (6 x 1012) de equivalencias de genes por día; en plantas de tratamiento más pequeñas con cargas virales inferiores en dos órdenes de magnitud, se estimaron 36 casos.

La sensibilidad es suficiente como sistema de alerta temprana para indicar si se ha superado el valor de actuación de 50 incidentes por cada 100.000 habitantes. Las esperanzas anteriores de que la precisión sería suficiente para determinar el número estimado de personas infectadas que no se notificaron mediante el diagnóstico de laboratorio aún no se han cumplido. Sin embargo, los científicos creen que son posibles más mejoras en los métodos.

Las pruebas celulares in vitro han demostrado que los fragmentos de SARS-CoV-2 verificados en las aguas residuales no son infecciosos. Sin embargo, debido a las altas cargas y la baja capacidad de retención de las plantas de tratamiento convencionales, se debe investigar más a fondo el comportamiento del SARS-CoV-2 en el ciclo del agua. Los autores del estudio están trabajando en poner a disposición sus conocimientos para una próxima aplicación del método, con el objetivo de lograr una estrecha colaboración entre los ministerios de salud, ministerios de medio ambiente, operadores de plantas de tratamiento y asociaciones profesionales.

El equipo de investigación se formó por iniciativa de la organización sin fines de lucro Research Institute for Water and Waste Management en RWTH Aachen (FiW), el Instituto de Ingeniería Ambiental de RWTH Aachen (ISA), el Instituto de Virología Médica del Hospital Universitario de Frankfurt (KGU). ) y el Departamento de Ecología de la Evolución y Toxicología Ambiental del Instituto de Ecología, Evolución y Diversidad de la Universidad Goethe de Frankfurt, y cuenta con el apoyo de seis juntas de agua en Renania del Norte-Westfalia, el Centro LOEWE de Genómica de la Biodiversidad Traslacional (TBG) y la Universidad de Saskatoon en Canadá.