Monitoreo de Enterovirus a través de la vigilancia de aguas residuales
Las pruebas de aguas residuales ofrecen nuevas perspectivas sobre la propagación de enterovirus y la seguridad de la salud pública.
― 7 minilectura
Tabla de contenidos
- La Importancia de la Vigilancia de Aguas residuales
- La Historia y Complejidad de los Enterovirus
- Esfuerzos Recientes de Vigilancia
- Métodos de Recolección de Muestras
- Hallazgos en Muestras de Aguas Residuales
- Comprendiendo los Patrones Estacionales
- El Papel de los Enterovirus en la Salud
- Análisis a Través de Secuenciación
- Colaboración con Sistemas de Salud Pública
- El Futuro de las Pruebas de Aguas Residuales
- Conclusión
- Fuente original
Los enterovirus, un grupo de virus que afectan principalmente los intestinos, han estado en la historia humana durante miles de años. Pueden causar una variedad de enfermedades, algunas de las cuales pueden ser graves. Entre ellas está el poliovirus, responsable de la Polio, una enfermedad que puede llevar a la parálisis. A pesar de los esfuerzos exitosos por eliminar el poliovirus salvaje a nivel mundial, los enterovirus aún representan un desafío importante para la salud pública debido a su naturaleza diversa y su capacidad para causar diferentes enfermedades.
Aguas residuales
La Importancia de la Vigilancia deTradicionalmente, las respuestas a enfermedades infecciosas han sido reactivas. Esto significa que las agencias de salud a menudo esperan a que ocurran brotes antes de tomar medidas. Sin embargo, hay un reconocimiento creciente de los beneficios de las medidas proactivas, como la vigilancia de aguas residuales. Este enfoque implica probar las aguas residuales en busca de virus, lo que puede proporcionar advertencias tempranas sobre la presencia de patógenos en una comunidad.
Durante la pandemia de COVID-19, las pruebas de aguas residuales demostraron su valor al ayudar a monitorear la propagación del SARS-CoV-2. Esta técnica tiene el potencial de aplicarse a otros virus, incluidos los enterovirus, que pueden no tener vacunas o tratamientos disponibles. La vigilancia de aguas residuales puede ayudar a los funcionarios de salud a comprender las situaciones actuales y potencialmente responder más rápido a los brotes.
La Historia y Complejidad de los Enterovirus
Los enterovirus son parte de la familia Picornaviridae, que incluye varias especies conocidas por infectar a los humanos. Hay siete tipos de enterovirus que pueden causar enfermedades en las personas, y varían ampliamente en términos de síntomas y gravedad.
El poliovirus es el enterovirus más conocido y fue responsable de numerosos casos de parálisis antes de que los esfuerzos de vacunación global comenzaran en 1988. Desde entonces, los casos de polio han disminuido significativamente, con solo un puñado de países todavía reportando infecciones.
Incluso con el éxito contra el poliovirus, nuestro conocimiento sobre la categoría más amplia de enterovirus es limitado. Estos virus pueden causar síntomas leves como dolor de garganta y fiebre, pero algunos pueden llevar a problemas de salud más graves, incluidos problemas neurológicos.
Esfuerzos Recientes de Vigilancia
En Arizona, los investigadores han estado realizando vigilancia de enterovirus en poblaciones específicas, como niños en edad escolar y residentes de instalaciones de cuidado a largo plazo. También han estado probando muestras de aguas residuales de plantas de tratamiento y entornos de vida colectiva. El objetivo es identificar la presencia de enterovirus, particularmente el EV-D68, que ha sido asociado con enfermedades respiratorias graves y mielitis flácida aguda (AFM).
Desde abril hasta octubre de 2022, se recopilaron muestras de plantas de tratamiento de aguas residuales y áreas de vida comunitaria en Arizona. Esto implicó recolectar muestras de aguas residuales y hisopos nasales de individuos para ver si los enterovirus estaban presentes.
Métodos de Recolección de Muestras
Para las muestras de aguas residuales, los investigadores utilizaron métodos para recolectar y concentrar los virus de grandes volúmenes de aguas residuales. A menudo tomaban muestras de dos ciudades: Flagstaff y Tempe. También recolectaron hisopos nasales de niños y ancianos para ver si portaban enterovirus.
Las muestras de aguas residuales fueron tratadas y analizadas para detectar la presencia de EV-D68 utilizando un proceso llamado RT-qPCR, que permite a los científicos detectar virus específicos basados en material genético.
Hallazgos en Muestras de Aguas Residuales
Los investigadores descubrieron que el EV-D68 estaba presente en muchas muestras recogidas de aguas residuales. Vieron un aumento en las cargas virales durante finales del verano y principios del otoño de 2022. Esto era importante porque mostraba patrones de infección que podrían estar vinculados a la salud de la comunidad.
Curiosamente, no se encontró EV-D68 en las muestras nasales de los individuos, lo que sugería que el virus estaba circulando en la comunidad sin causar enfermedades visibles en muchas personas. Esto resalta la propagación silenciosa de ciertos virus, ya que muchos enterovirus a menudo llevan a síntomas leves o nulos.
Comprendiendo los Patrones Estacionales
Los investigadores observaron que los casos de EV-D68 parecían seguir tendencias estacionales. Se sabe que este virus circula más durante ciertos momentos del año. En 2022, los patrones detectados en las aguas residuales coincidían con las tendencias vistas en años anteriores, donde los picos de casos a menudo ocurrían durante finales del verano y principios del otoño.
Entender estos patrones estacionales es crucial para la planificación de salud pública. Cuando las cargas virales en las aguas residuales aumentan, las agencias de salud pueden prepararse para posibles brotes, incluso cuando los casos clínicos se mantienen bajos.
El Papel de los Enterovirus en la Salud
Si bien los enterovirus pueden llevar a enfermedades leves, también son responsables de enfermedades más graves. Por ejemplo, el EV-D68 puede causar problemas respiratorios graves, particularmente en niños. La conexión entre el EV-D68 y la AFM ha generado preocupaciones porque la AFM puede resultar en parálisis.
Rastrear los enterovirus en las aguas residuales puede ofrecer información sobre futuros riesgos para la salud. Al detectar estos virus antes de que lleven a brotes más grandes, los funcionarios de salud pública podrían tomar acciones preventivas.
Análisis a Través de Secuenciación
Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas para analizar la composición genética de los virus encontrados en las aguas residuales. Esto implicó amplificar regiones específicas del material genético del virus y secuenciarlo para un estudio más profundo.
Los resultados de la secuenciación mostraron que los enterovirus encontrados eran principalmente del tipo EV-D68. Esta información es vital para comprender la cepa del virus y su posible impacto en la salud pública.
Colaboración con Sistemas de Salud Pública
Los esfuerzos en Arizona demuestran la importancia de la colaboración entre investigadores y sistemas de salud pública. Al compartir datos del análisis de aguas residuales, los funcionarios de salud pueden evaluar mejor los riesgos en las comunidades.
Incluso cuando las pruebas clínicas para enterovirus son limitadas, la prueba de aguas residuales puede servir como una herramienta valiosa. Puede ayudar a identificar amenazas emergentes para la salud y proporcionar una visión más amplia de la circulación del virus en áreas urbanas.
El Futuro de las Pruebas de Aguas Residuales
A medida que se aprende más sobre la circulación de virus en las comunidades, las pruebas de aguas residuales se están convirtiendo en una parte esencial del monitoreo de salud pública. Este método ofrece una forma de detectar infecciones antes de que se conviertan en generalizadas, llevando a respuestas más informadas.
La capacidad de monitorear continuamente las aguas residuales ayudará a las autoridades de salud a prepararse para posibles brotes, especialmente en años cuando se sabe que ciertos virus circulan con más frecuencia.
Conclusión
La investigación continua sobre los enterovirus y el uso de la vigilancia de aguas residuales representa un paso significativo en la comprensión de la salud pública. Si bien aún hay desafíos en el manejo de estos virus, el monitoreo proactivo puede llevar a mejores resultados.
La colaboración de esfuerzos de investigación y respuestas de salud pública será crucial para abordar futuros brotes. Con mejores herramientas y métodos, las comunidades pueden estar mejor preparadas para cualquier amenaza de enfermedad infecciosa que pueda surgir.
A través de las pruebas de aguas residuales, los funcionarios de salud obtienen información valiosa, lo que permite una intervención temprana y respuestas oportunas para salvaguardar la salud pública.
Título: Pan-Enterovirus Characterization Reveals Cryptic Circulation of Clinically Relevant Subtypes in Arizona Wastewater
Resumen: BackgroundMost seasonally circulating enteroviruses result in asymptomatic or mildly symptomatic infections. In rare cases, however, infection with some subtypes can result in paralysis or death. Of the 300 subtypes known, only poliovirus is reportable, limiting our understanding of the distribution of other enteroviruses that can cause clinical disease. ObjectiveThe overarching objectives of this study were to: 1) describe the distribution of enteroviruses in Arizona during the late summer and fall of 2022, the time of year when they are thought to be most abundant, and 2) demonstrate the utility of viral pan-assay approaches for semi-agnostic discovery that can be followed up by more targeted assays and phylogenomics. MethodsThis study utilizes pooled nasal samples collected from school-aged children and long-term care facility residents, and wastewater from multiple locations in Arizona during July-October of 2022. We used PCR to amplify and sequence a region common to all enteroviruses, followed by species-level bioinformatic characterization using the QIIME 2 platform. For Enterovirus-D68 (EV-D68), detection was carried out using RT-qPCR, followed by confirmation using near-complete whole EV-D68 genome sequencing using a newly designed tiled amplicon approach. ResultsIn the late summer and early fall of 2022, multiple enterovirus species were identified in Arizona wastewater, with Coxsackievirus A6, EV-D68, and Coxsackievirus A19 composing 86% of the characterized reads sequenced. While EV-D68 was not identified in pooled human nasal samples, and the only reported acute flaccid myelitis case in Arizona did not test positive for the virus, an in-depth analysis of EV-D68 in wastewater revealed that the virus was circulating from August through mid-October. A phylogenetic analysis on this relatively limited dataset revealed just a few importations into the state, with a single clade indicating local circulation. SignificanceThis study further supports the utility of wastewater-based epidemiology to identify potential public health threats. Our further investigations into EV-D68 shows how these data might help inform healthcare diagnoses for children presenting with concerning neurological symptoms.
Autores: Crystal M Hepp, D. E. Erickson, K. M. Simmons, Z. A. Barrand, C. L. Ridenour, P. B. Hawkinson, L. Lemke, S. P. Sellner, B. N. Brock, A. N. Rivas, K. Sheridan, D. Lemmer, H. D. Yaglom, W. T. Porter, M. Belanger, R. M. Torrey, A. J. R. Stills, K. McCormack, M. Black, W. Holmes, D. Rostain, J. Mikus, K. Sotelo, E. Haq, R. Neupane, J. Weiss, J. Johnson, C. Collins, S. Avalle, C. White, B. J. Howard, S. A. Maltinsky, R. N. Whealy, J. Barber, N. B. Gordon, J. W. Sahl, T. Pearson, V. Y. Fofanov, T. Furstenau, E. M. Driebe, J. G. Caporaso, J. Terriquez, D. M. Engelthaler, Hep
Última actualización: 2024-03-20 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.20.23297677
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.20.23297677.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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