Migliorare la salute della comunità tramite il monitoraggio delle acque reflue

L'Epidemiologia basata sulle acque reflue (WBE) è un metodo usato per tenere d'occhio la salute delle comunità analizzando le acque reflue che producono. Questa tecnica aiuta i funzionari della Salute Pubblica a ottenere informazioni tempestive sulla presenza di virus, batteri e altri Patogeni in una popolazione. Aggiunge intuizioni preziose che i metodi tradizionali di Sorveglianza sanitaria possono perdere. Storicamente, questo metodo è stato utilizzato per vari patogeni, tra cui quelli che causano polio, epatite A, colera e febbre tifoide. Negli ultimi anni, la WBE ha guadagnato importanza nel monitorare la diffusione di SARS-CoV-2, il virus responsabile del COVID-19. Analizzando le acque reflue, i ricercatori possono capire quanto è diffuso il COVID-19 nelle comunità e osservare tendenze nel tempo, aiutando a informare le risposte di sanità pubblica.

#Espandere il monitoraggio delle acque reflue

C'è un bisogno crescente di ampliare il monitoraggio delle acque reflue per includere molti patogeni e varianti. Questo permetterebbe di avere un quadro più completo dei rischi per la salute in una popolazione. Nuovi metodi per rilevare più patogeni contemporaneamente potrebbero portare a risultati rapidi e precisi. Con le malattie infettive che continuano a rappresentare rischi, migliorare la sorveglianza attraverso le acque reflue può colmare importanti lacune nei dati e supportare iniziative di salute pubblica.

#Sviluppo di uno strumento per la rilevazione multipla dei patogeni

Per migliorare la sorveglianza delle acque reflue, è stato sviluppato uno strumento personalizzato per rilevare e quantificare 33 patogeni comuni, che includono batteri, virus, protozoi e elminti. Questo nuovo approccio mira a espandere le capacità attuali della WBE e può aiutare a identificare sia patogeni rari che emergenti nella comunità. È stato condotto uno studio di caso ad Atlanta, in Georgia, utilizzando campioni provenienti da quattro impianti di trattamento delle acque reflue.

#Processo di raccolta dei campioni

Campioni di acque reflue sono stati raccolti da quattro impianti di trattamento di Atlanta per diversi mesi. Questi campioni sono stati mantenuti freddi durante il trasporto e conservati in un congelatore fino a quando non erano pronti per l'analisi. Quando è iniziato il processo di elaborazione, ogni campione è stato scongelato e sono state registrate informazioni importanti come temperatura e pH. Una piccola quantità di ciascun campione è stata messa da parte per misurare i solidi nell'acqua. Inoltre, è stata aggiunta ai campioni una speciale vaccinazione e materiali di controllo per garantire che il processo di test funzionasse correttamente.

Sono stati utilizzati metodi diversi per elaborare i campioni al fine di trovare il modo più efficace per rilevare i patogeni. Questi metodi includevano estrazione diretta, utilizzo di una pipetta concentratrice speciale e una tecnica chiamata flocculazione con latte scremato, in cui il latte scremato veniva aggiunto alle acque reflue per aiutare a catturare i patogeni.

#Metodologia per l'elaborazione dei campioni

#Estrazione diretta

Nel metodo di estrazione diretta, una piccola porzione delle acque reflue è stata lavorata utilizzando un kit speciale progettato per estrarre il materiale genetico dai patogeni presenti.

#Metodo della pipetta concentratrice

Nel metodo della pipetta concentratrice, è stata prelevata una porzione più grande del campione di acque reflue e centrifugata. Questo processo ha aiutato a separare i patogeni dall'acqua. Poi, il campione è stato filtrato usando una pipetta speciale per concentrare i patogeni per una rilevazione più facile.

#Metodo della flocculazione con latte scremato

Durante il metodo della flocculazione con latte scremato, il latte scremato è stato mescolato con le acque reflue e il pH è stato regolato. La miscela è stata agitata per aiutare i patogeni ad attaccarsi insieme. Dopo l'agitazione, il campione è stato centrifugato. Il liquido è stato rimosso e il materiale solido rimanente, che conteneva i patogeni, è stato congelato per test successivi.

#Analisi molecolare dei campioni estratti

Una volta elaborati i campioni, sono stati effettuati test molecolari per analizzare i materiali estratti. Sono state utilizzate due piattaforme principali di test: una per PCR quantitativa (qPCR) e l'altra per PCR digitale (dPCR). Questi test hanno permesso ai ricercatori di identificare la presenza di patogeni specifici e misurare le loro concentrazioni all'interno dei campioni di acque reflue.

È stata utilizzata una scheda speciale con test predeterminati per 33 patogeni nel processo di qPCR. Ogni patogeno che ha dato esito positivo è stato confermato con segnali chiari sulla lettura del test. La dPCR è stata utilizzata per la rilevazione di ulteriori patogeni, focalizzandosi su virus e marcatori particolari.

#Analisi dei dati e risultati

Tutti i dati raccolti durante lo studio sono stati analizzati per determinare la presenza e la concentrazione di vari patogeni. L'Escherichia coli enterotossigenico (ETEC) e l'Escherichia coli enteropatogenico (EPEC) sono stati tra i batteri più frequentemente rilevati, mentre diversi protozoi, tra cui Acanthamoeba e Giardia, sono stati trovati comunemente. Tra le rilevazioni virali c'erano norovirus e astrovirus. Alcuni risultati interessanti includevano rilevazioni rare di altri patogeni, come Strongyloides stercoralis, così come RNA di SARS-CoV-2 in circa metà dei campioni testati.

La normalizzazione dei dati è stata effettuata utilizzando marcatori genetici specifici per garantire confronti accurati tra diversi campioni. L'analisi ha rivelato concentrazioni significative di patogeni nelle acque reflue, fornendo importanti intuizioni sulle tendenze della salute pubblica nella comunità.

#Importanza della sensibilità e accuratezza

La capacità di rilevare un'ampia gamma di patogeni utilizzando un singolo metodo è essenziale per un'efficace sorveglianza della salute pubblica. Il test delle acque reflue utilizzando la rilevazione multipla dei patogeni offre una visione completa del panorama microbico nella comunità. Questo può aiutare a identificare potenziali focolai e tendenze, guidando le risposte sanitarie.

È fondamentale riconoscere i limiti dei metodi attuali, come le sfide nel trattare campioni di acque reflue archiviate o nel determinare i tassi di escrezione fecale per vari patogeni. Tuttavia, i progressi nella WBE possono portare a risposte più rapide alle minacce per la salute pubblica e migliorare la comprensione delle dinamiche dei patogeni.

#Direzioni future nel monitoraggio delle acque reflue

La crescente consapevolezza dei benefici del monitoraggio delle acque reflue ha portato a un maggior interesse nell'espandere questi metodi a livello nazionale e internazionale. La possibilità di testare più patogeni, tra cui virus respiratori, offre una via per sforzi di sorveglianza più completi.

Una corretta implementazione di questi metodi può aiutare a catturare i dati prima, potenzialmente indicando l'inizio di un focolaio prima che i sintomi compaiano nella popolazione. Questo approccio proattivo può supportare decisioni e interventi di salute pubblica migliori.

#Conclusione

L'epidemiologia basata sulle acque reflue è uno strumento promettente per capire le preoccupazioni di salute pubblica nelle comunità. La capacità di testare più patogeni contemporaneamente nelle acque reflue può migliorare notevolmente le strategie di monitoraggio e risposta. Lo sviluppo continuo e il perfezionamento di questi metodi saranno cruciali mentre ci sforziamo di mantenere le comunità al sicuro dalle malattie infettive. Con la ricerca e il coinvolgimento continui, il monitoraggio delle acque reflue può svolgere un ruolo vitale nella sorveglianza e risposta della salute pubblica.