Estudio demuestra que en aguas residuales se puede rastrear y detectar nuevas variantes del covid-19

El análisis de las aguas residuales puede ayudar a detectar y rastrear la propagación de nuevas variantes del virus SARS-CoV-2 que causa covid-19, según ha demostrado un estudio.

La técnica podría ser una forma más rápida de identificar mutaciones en el virus antes de que sean detectadas por la secuenciación clínica del genoma viral local a partir de muestras de pacientes, y también ofrece a los científicos la oportunidad de analizar una sección transversal más amplia de una localidad, como muchas personas, incluidas aquellas las personas asintomáticas pueden no hacerse la prueba.

Han surgido nuevas variantes clave del virus en el Reino Unido, Brasil y Sudáfrica, y las mutaciones conducen a mayores niveles de infección y mayores niveles de virulencia.

La aparición de estas variantes ha llevado a prohibiciones de viajes internacionales y una carrera para evaluar cómo responden a las vacunas disponibles.

Mayores niveles de información sobre dónde ocurren las nuevas mutaciones podrían proporcionar a los investigadores un sistema de alerta temprana y mostrar qué tan rápido se pueden propagar.

La investigadora principal Kara Nelson, profesora de ingeniería civil y ambiental en la Universidad de California-Berkeley, dijo: “El virus CoV-2 del SARS es excretado por individuos infectados por covid-19 y los desechos fecales terminan en los sistemas de aguas residuales.

“Al tomar muestras de las aguas residuales, podemos obtener información sobre las infecciones de toda una población. Algunos sistemas de aguas residuales sirven a varios miles de personas. Algunos sirven a cientos de miles de personas ".

Añadió: “El muestreo de aguas residuales es una forma muy eficiente de obtener información. También es una fuente de información menos sesgada, porque podemos obtener información de todas las personas en la cuenca del alcantarillado, ya sea que estén siendo examinadas en una clínica o no. Sabemos que hay personas que tienen infecciones asintomáticas que quizás nunca se hagan la prueba ”.

En el estudio, los investigadores desarrollaron y utilizaron un método novedoso para tomar muestras de aguas residuales.

Cuando los investigadores secuencian el ARN concentrado y extraído de muestras de aguas residuales, puede haber muchas cepas diferentes porque hay muchos individuos que contribuyen a la muestra.

Además, el equipo del estudio dijo que es un desafío distinguir la señal genética de Covid-19 de los miles de millones de bacterias y virus que las personas excretan todos los días. Los investigadores deben identificar los virus correctos "en medio de toda una sopa de otro material genómico".

“La forma en que necesitamos procesar la información de la secuencia es compleja. Una contribución de este artículo es la capacidad de preparar muestras para secuenciarlas a partir de aguas residuales. En lugar de secuenciar directamente todo lo presente, utilizamos un enfoque de enriquecimiento en el que primero intenta enriquecer el ARN que le interesa ”, dijo el Dr. Nelson.

"Luego, desarrollamos un enfoque de análisis novedoso que era lo suficientemente sensible como para detectar una diferencia de un solo nucleótido".

Los nucleótidos son los bloques de construcción individuales que componen las hebras complejas de ADN y ARN en las formas de vida.

"No puedes ser más sensible que eso", dijo.

Los investigadores secuenciaron el ARN directamente de las aguas residuales recolectadas por los distritos de servicios públicos municipales en el Área de la Bahía de San Francisco para generar genomas completos y casi completos del SARS-CoV-2.

Encontraron que los principales tipos de virus que detectaron en las aguas residuales eran idénticos a los identificados en las pruebas clínicas de la región.

Pero aunque las variantes de aguas residuales observadas eran más similares a los genotipos locales derivados de pacientes de California que a los de otras regiones, también detectaron variantes de un solo nucleótido que solo se habían informado en otras partes de los Estados Unidos o en todo el mundo.

Por lo tanto, los investigadores encontraron que la secuenciación de aguas residuales puede proporcionar evidencia de introducciones recientes de linajes virales antes de que sean detectados por secuenciación clínica local.

Al comprender qué cepas de SARS-CoV-2 están presentes en las poblaciones a lo largo del tiempo, los investigadores pueden obtener información sobre cómo se produce la transmisión y si nuevas variantes, como B117, la cepa altamente infecciosa que se originó en Gran Bretaña, están dominando la transmisión.

“De todos los que se someten a pruebas, solo una fracción de esas muestras se secuencian. Cuando se toman muestras de las aguas residuales, se obtienen datos más completos y menos sesgados sobre la población ”, dijo el Dr. Nelson.

“Parece que podríamos obtener una señal más temprana en las aguas residuales si aparece una nueva variante en comparación con depender únicamente de la secuenciación de muestras clínicas. El solo hecho de saber que el SARS-CoV-2 está presente en una población es el primer paso para proporcionar información que ayude a controlar la propagación del virus, pero saber qué variantes están presentes proporciona información adicional pero muy útil ".

El estudio se publica en mBio, una revista de acceso abierto de la Sociedad Estadounidense de Microbiología .