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# Ciencias de la Salud # Epidemiología

Pruebas de Aguas Residuales: Un Nuevo Enfoque para Monitorear Virus

La vigilancia de aguas residuales revela información clave sobre las tendencias de virus respiratorios.

Melissa Pitton, Rachel E. McLeod, Lea Caduff, Ayazhan Dauletova, Jolinda de Korne-Elenbaas, Charles Gan, Camille Hablützel, Aurélie Holschneider, Seju Kang, Guy Loustalot, Patrick Schmidhalter, Linda Schneider, Anna Wettlauffer, Daniela Yordanova, Timothy R. Julian, Christoph Ort

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Las infecciones respiratorias son un gran problema en todo el mundo, especialmente para los niños y los mayores. Estas infecciones pueden venir de varios virus como el Influenza A y B, el Virus Respiratorio Sincitial (VRS), y el SARS-CoV-2, que es el responsable de COVID-19. Normalmente, estos virus suelen aparecer en ciertas temporadas, pero a veces la influenza decide hacer fiesta todo el año en algunos lugares. Entender cómo se propagan estos virus es vital, pero conseguir datos precisos puede ser complicado por varias razones, incluyendo a la gente que no va al médico o los hospitales que cambian sus métodos de reporte.

¿Qué es la Vigilancia basada en aguas residuales?

La vigilancia basada en aguas residuales (VBA) es como tener un agente secreto que ayuda a monitorear virus en la comunidad. En lugar de depender solo de que la gente vaya al médico, la VBA busca material genético de estos virus en el agua de alcantarillado. Este método ha ganado popularidad, especialmente durante la pandemia de COVID-19, ya que ofrece una visión más amplia de cuántas personas podrían estar infectadas.

Al analizar las aguas residuales, los científicos pueden obtener una instantánea de qué virus están circulando en regiones enteras. Una muestra de una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) puede revelar tendencias en una comunidad sin que la gente necesite presentarse para una prueba. Este método también respalda los datos clínicos tradicionales, permitiendo a las autoridades de salud responder más rápido y con más precisión.

¿Cómo Funciona la Prueba de Aguas Residuales?

La VBA involucra la recolección de muestras de aguas residuales y su prueba usando herramientas de alta tecnología como PCR cuantitativa (qPCR) y PCR digital (dPCR). Estos métodos ayudan a los científicos a encontrar y medir la cantidad de material genético viral específico en el agua. La belleza de esta técnica es que puede detectar múltiples virus a la vez. Así que, mientras tú estás tirando la pizza de anoche, los científicos podrían estar descubriendo cuántos virus de la influenza están merodeando en las alcantarillas de tu ciudad.

Un Vistazo Más Cercano al Nuevo Ensayo dPCR

En Suiza, los científicos han desarrollado un nuevo ensayo dPCR que puede detectar cuatro virus respiratorios comunes al mismo tiempo: Influenza A, Influenza B, VRS y SARS-CoV-2. Incluso añadieron un poco de control de calidad al incluir el Virus de Hepatitis Murina (MHV) como marcador para asegurarse de que todo esté funcionando bien.

Piensa en esta prueba como el cuchillo suizo de la detección de virus. En lugar de usar múltiples pruebas para cada virus, esta puede manejar varios a la vez, ahorrando tiempo y recursos. Usa marcadores fluorescentes especiales para identificar los diferentes virus, haciendo que sea fácil para los científicos ver lo que está presente en las aguas residuales.

Monitoreo en las PTAR Suizas

El programa de monitoreo de aguas residuales suizo comenzó en julio de 2020 y ha evolucionado para incluir pruebas para los cuatro virus mencionados. Al recolectar muestras de 14 plantas de tratamiento, el programa cubre una parte significativa de la población, asegurando una representación confiable del estado de salud de la zona.

Durante el período de estudio de julio de 2023 a julio de 2024, los investigadores realizaron más de 13,000 pruebas individuales, analizando casi 3,600 muestras diferentes. A través de este esfuerzo, aprendieron a detectar problemas cuando se trata de virus respiratorios.

Desafíos en las Pruebas de Aguas Residuales

Las aguas residuales no son todo arcoíris y mariposas; es una mezcla desordenada de cosas. Como no es pura, puede contener sustancias que interfieren con las pruebas, conocidas como inhibidores de PCR. Los científicos tuvieron que desarrollar maneras de manejar los inhibidores y repetir las pruebas cuando era necesario. Descubrieron que, aunque la mayoría de las pruebas salieron bien, todavía había algunos contratiempos en el proceso.

Por ejemplo, en algunas ubicaciones como Basilea, enfrentaron más problemas con la calidad de las muestras en comparación con lugares como Solothurn. Es como intentar preparar una taza de café perfecta en un café con un suministro de agua menos que estelar; simplemente no se prepara igual.

¿Qué Encontraron?

En términos de resultados, detectaron Influenza A en aproximadamente el 27% de las muestras, Influenza B en el 42%, y VRS en el 38%. En cuanto al SARS-CoV-2, lo encontraron en casi todas las muestras que probaron. Esto indica que, aunque algunos virus son menos comunes, COVID-19 estaba muy presente durante el estudio.

Curiosamente, las pruebas también mostraron variaciones en las cargas virales a lo largo del tiempo. El equipo notó picos en la cantidad de ARN viral en las aguas residuales, a menudo coincidiendo con brotes conocidos en la comunidad. Este tipo de datos no solo ayuda a rastrear tendencias actuales, sino que también brinda información para futuras acciones de salud pública.

La Montaña Rusa de las Tendencias Virales

A lo largo del período de monitoreo, hubo algunas tendencias claras. Por ejemplo, hubo una gran ola de casos de SARS-CoV-2 desde octubre de 2023 hasta febrero de 2024, seguida de otra ola más pequeña en abril de 2024. Otros virus como el VRS y la Influenza A también mostraron patrones estacionales, con Influenza A alcanzando su punto máximo a principios del año.

Los investigadores usaron una técnica ingeniosa llamada medianas móviles para suavizar los datos y mostrar tendencias más claras a lo largo del tiempo. Este método ayudó a visualizar cuándo ciertos virus alcanzaron su punto máximo, como detectar una ola en el océano mientras se acumula antes de romperse.

Comparando Datos de Aguas Residuales con Casos Clínicos

Uno de los aspectos más útiles de este estudio fue comparar las cargas virales detectadas en aguas residuales con los casos clínicos reales reportados por las autoridades de salud. Encontraron fuertes correlaciones, especialmente con SARS-CoV-2 e Influenza A. Es como poder predecir cuándo llegará el camión de helados basándose en cuándo la gente empieza a reunirse en la esquina: las aguas residuales dan pistas sobre las tendencias de salud de la comunidad.

Sin embargo, encontraron que la correlación para Influenza B era más débil, sugiriendo que podría no estar causando tantas infecciones visibles. Esta discrepancia indicó que monitorear aguas residuales no solo nos dice lo que está pasando; también ayuda a los investigadores a entender el impacto de la enfermedad en la comunidad.

Retraso entre Datos de Aguas Residuales y Clínicos

Otro punto interesante fue investigar los retrasos en los datos. El equipo descubrió que, en algunos casos, los datos de aguas residuales podrían mostrar tendencias antes de que los datos clínicos se actualicen. Esto significa que la vigilancia de aguas residuales podría actuar como un sistema de alerta temprana para posibles brotes.

Sin embargo, los tiempos de retraso variaron según el virus, con algunos retrasos de solo una semana, mientras que otros tuvieron demoras más largas. Es como intentar alcanzar un tren: a veces llegas justo a tiempo, mientras que otras veces puedes quedarte en la plataforma un rato.

Limitaciones de la Vigilancia de Aguas Residuales

Aunque el trabajo realizado en este estudio es impresionante, es importante notar que hay limitaciones. Por un lado, aunque las pruebas de aguas residuales ayudan a identificar tendencias, pueden tener dificultades con virus de baja prevalencia, lo que hace más difícil detectar brotes de esos.

Además, los datos pueden variar significativamente según la ubicación y otros factores, incluyendo cómo está configurado el sistema de alcantarillado y los comportamientos de la comunidad. Así como los residentes de un pueblo pueden amar hacer fiesta pero también pueden ignorar las pautas de salud, la efectividad de este método puede depender de varios factores sociales y ambientales.

Vigilancia de Aguas Residuales como una Herramienta Valiosa

A pesar de los desafíos, los hallazgos demuestran que la vigilancia de aguas residuales puede ser un poderoso complemento a los datos clínicos. Proporciona información que de otro modo podría pasar desapercibida, especialmente en lugares donde los sistemas de salud tradicionales pueden ser insuficientes.

En áreas donde los sistemas de monitoreo no son tan robustos, la VBA podría desempeñar un papel aún más crítico en la salud pública. Piensa en ello como un detective de la salud, armando las pistas para asegurar que las comunidades se mantengan seguras y saludables.

Conclusión

En resumen, este enfoque innovador para monitorear virus respiratorios a través de la vigilancia de aguas residuales ha generado valiosos insights sobre la salud pública. El desarrollo de un ensayo dPCR de seis plex ofrece una detección eficiente de múltiples virus en un solo intento. Con los datos recolectados en Suiza, los investigadores pueden ver cómo se comportan estos virus a lo largo del tiempo y cómo se correlacionan con los casos clínicos reportados.

Si bien hay obstáculos que superar, el potencial de los datos de aguas residuales para informar sobre la salud pública sigue brillando. A medida que los científicos trabajan para refinar sus métodos y mejorar las tasas de detección, este enfoque creativo podría convertirse en una herramienta estándar en la vigilancia de la salud en todo el mundo.

Así que, la próxima vez que tires la cadena, recuerda: esa agua no solo se está llevando el almuerzo de ayer; ¡podría estar diciendo a los funcionarios de salud qué virus están acechando en tu comunidad!

Fuente original

Título: A six-plex digital PCR assay for monitoring respiratory viruses in wastewater

Resumen: Wastewater-based surveillance systems can track trends in multiple pathogens simultaneously by leveraging efficient, streamlined laboratory processing. In Switzerland, wastewater surveillance is conducted for fourteen locations representing 2.3 million people, or 26% of the national population, with simultaneous surveillance of four respiratory pathogens. Trends in respiratory diseases are tracked using a novel, six-plex digital PCR assay targeting Influenza A, Influenza B, Respiratory Syncytial Virus, and SARS-CoV-2 N1 and N2 genes, as well as Murine Hepatitis Virus for recovery efficiency control. The multiplex assay was developed to ensure sensitivity and accurate quantification for all targets simultaneously. Wastewater data is also integrated with disease data obtained through both a mandatory disease reporting system and the Swiss Sentinel System (Sentinella), a voluntary reporting system for general practitioners. Comparisons between wastewater data and case data from July 2023 through July 2024 demonstrate a high level of agreement, specifically for Influenza A, SARS-CoV-2, and Respiratory Syncytial Virus. Lower correspondence is observed for Influenza B, which highlights challenges in tracking disease dynamics during seasons without pronounced outbreak periods. Wastewater monitoring further revealed that targeting the N1 or N2 gene led to divergent estimates of SARS-Cov-2 viral loads, highlighting the impact of mutations in the target region of the assay on tracking trends. The study emphasizes the importance of an integrated wastewater monitoring program as a complementary tool for public health surveillance by demonstrating clear concordance with clinical data for respiratory pathogens beyond SARS-CoV-2.

Autores: Melissa Pitton, Rachel E. McLeod, Lea Caduff, Ayazhan Dauletova, Jolinda de Korne-Elenbaas, Charles Gan, Camille Hablützel, Aurélie Holschneider, Seju Kang, Guy Loustalot, Patrick Schmidhalter, Linda Schneider, Anna Wettlauffer, Daniela Yordanova, Timothy R. Julian, Christoph Ort

Última actualización: Dec 10, 2024

Idioma: English

Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24317241

Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24317241.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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