Mejorando la salud comunitaria a través del monitoreo de aguas residuales

La Epidemiología basada en aguas residuales (WBE) es un método que se utiliza para monitorear la salud de las comunidades analizando las aguas residuales que producen. Esta técnica ayuda a los funcionarios de Salud Pública a obtener información a tiempo sobre la presencia de virus, bacterias y otros Patógenos en una población. Ofrece ideas valiosas que los métodos tradicionales de vigilancia de salud pueden pasar por alto. Históricamente, este método se ha utilizado para varios patógenos, incluidos los que causan polio, hepatitis A, cólera y fiebre tifoidea. En los últimos años, WBE ha ganado importancia en el seguimiento de la propagación del SARS-CoV-2, el virus responsable de COVID-19. Al analizar aguas residuales, los investigadores pueden aprender sobre la prevalencia de COVID-19 en las comunidades y observar tendencias a lo largo del tiempo, ayudando a informar las respuestas de salud pública.

#Ampliando el Monitoreo de Aguas Residuales

Hay una creciente necesidad de ampliar el monitoreo de aguas residuales para incluir muchos patógenos y variantes. Esto permitiría tener una imagen más completa de los riesgos para la salud en una población. Nuevos métodos para detectar múltiples patógenos a la vez podrían llevar a resultados rápidos y precisos. A medida que las enfermedades infecciosas siguen siendo un riesgo, mejorar la vigilancia a través de las aguas residuales puede llenar importantes vacíos en los datos y apoyar iniciativas de salud pública.

#Desarrollo de una Herramienta de Detección de Múltiples Patógenos

Para mejorar la vigilancia de aguas residuales, se desarrolló una herramienta personalizada para detectar y cuantificar 33 patógenos comunes, que incluyen bacterias, virus, protozoos y helmintos. Este nuevo enfoque busca ampliar las capacidades actuales de WBE y puede ayudar a identificar tanto patógenos raros como emergentes en la comunidad. Se realizó un estudio de caso en Atlanta, Georgia, utilizando muestras de cuatro plantas de tratamiento de aguas residuales.

#Proceso de Recogida de Muestras

Se recogieron muestras de aguas residuales de cuatro plantas de tratamiento en Atlanta durante varios meses. Estas muestras se mantuvieron frías durante el transporte y se guardaron en un congelador hasta que estaban listas para el análisis. Cuando comenzó el procesamiento, cada muestra se descongeló y se registró información importante como temperatura y pH. Se apartó una pequeña cantidad de cada muestra para medir los sólidos en el agua. Además, se añadieron materiales de control y una vacuna especial a las muestras para asegurar que el proceso de prueba funcionara correctamente.

Se utilizaron diferentes métodos para procesar las muestras y encontrar la manera más efectiva de detectar los patógenos. Estos métodos incluyeron extracción directa, uso de una pipeta concentradora especial, y una técnica llamada floculación con leche descremada, donde se añadía leche descremada a las aguas residuales para ayudar a capturar los patógenos.

#Metodología para el Procesamiento de Muestras

#Extracción Directa

En el método de extracción directa, se procesó una pequeña porción de las aguas residuales utilizando un kit especial diseñado para extraer material genético de los patógenos presentes.

#Método de Pipeta Concentradora

En el método de pipeta concentradora, se tomó una porción más grande de la muestra de aguas residuales y se centrifugó. Este proceso ayudó a separar los patógenos del agua. Luego, la muestra se filtró usando una pipeta especial para concentrar los patógenos y facilitar su detección.

#Método de Floculación con Leche Descremada

Durante el método de floculación con leche descremada, se mezcló leche descremada con las aguas residuales y se ajustó el pH. La mezcla se agitó para ayudar a que los patógenos se unieran. Después de agitar, la muestra se centrifugó. Se retiró el líquido y el material sólido restante, que contenía los patógenos, se congeló para análisis posterior.

#Análisis Molecular de las Muestras Extraídas

Una vez procesadas las muestras, se realizó una prueba molecular para analizar los materiales extraídos. Se utilizaron dos plataformas de prueba principales: una para PCR cuantitativa (qPCR) y otra para PCR digital (dPCR). Estas pruebas permitieron a los investigadores identificar la presencia de patógenos específicos y medir sus concentraciones dentro de las muestras de aguas residuales.

Se utilizó una tarjeta especial con pruebas predeterminadas para 33 patógenos en el proceso de qPCR. Cada patógeno que dio positivo se confirmó con señales claras en la lectura de la prueba. La dPCR se usó para la detección adicional de patógenos, enfocándose en virus y marcadores particulares.

#Análisis de Datos y Resultados

Todos los datos recolectados durante el estudio fueron analizados para determinar la presencia y concentración de varios patógenos. E. coli enterotoxigénica (ETEC) y E. coli enteropatógena (EPEC) fueron algunas de las bacterias más frecuentemente detectadas, mientras que varios protozoos, incluidos Acanthamoeba y Giardia, también se encontraron comúnmente. Las detecciones virales incluyeron norovirus y astrovirus. Algunos hallazgos interesantes incluyeron detecciones raras de otros patógenos, como Strongyloides stercoralis, así como RNA del SARS-CoV-2 en alrededor de la mitad de las muestras analizadas.

Se normalizaron los datos utilizando marcadores genéticos específicos para asegurar comparaciones precisas entre las diferentes muestras. El análisis reveló concentraciones significativas de patógenos en las aguas residuales, lo que proporcionó información importante sobre las tendencias de salud pública en la comunidad.

#Importancia de la Sensibilidad y Precisión

La capacidad de detectar una amplia gama de patógenos usando un solo método es esencial para un monitoreo efectivo de salud pública. Las pruebas de aguas residuales usando detección de múltiples patógenos ofrecen una visión integral del paisaje microbiano en la comunidad. Esto puede ayudar a identificar brotes potenciales y tendencias, guiando las respuestas de salud.

Es crucial reconocer las limitaciones de los métodos actuales, como los desafíos en el procesamiento de muestras de aguas residuales archivadas o en determinar las tasas de excreción fecal para varios patógenos. Sin embargo, los avances en WBE pueden llevar a respuestas más rápidas ante amenazas de salud pública y mejorar la comprensión de la dinámica de los patógenos.

#Direcciones Futuras en el Monitoreo de Aguas Residuales

La creciente conciencia sobre los beneficios del monitoreo de aguas residuales ha resultado en un mayor interés por expandir estos métodos a nivel nacional e internacional. La posibilidad de probar múltiples patógenos, incluidos los virus respiratorios, ofrece un camino hacia esfuerzos de vigilancia más completos.

La implementación adecuada de estos métodos puede ayudar a capturar datos antes, potencialmente indicando el inicio de un brote antes de que aparezcan los síntomas en la población. Este enfoque proactivo puede apoyar mejores decisiones e intervenciones de salud pública.

#Conclusión

La epidemiología basada en aguas residuales es una herramienta prometedora para entender las preocupaciones de salud pública en las comunidades. La capacidad de probar múltiples patógenos simultáneamente en aguas residuales puede mejorar significativamente las estrategias de monitoreo y respuesta. El desarrollo y la refinación continuos de estos métodos serán cruciales a medida que luchamos por mantener las comunidades a salvo de enfermedades infecciosas. Con la investigación y el compromiso en curso, el monitoreo de aguas residuales puede desempeñar un papel vital en la vigilancia y respuesta de salud pública.