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# Ciências da saúde # Epidemiologia

Teste de Águas Residuais: Uma Nova Maneira de Monitorar Vírus

A vigilância de águas residuais revela informações importantes sobre as tendências de vírus respiratórios.

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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Infecções respiratórias são um grande problema no mundo todo, principalmente para crianças e idosos. Essas infecções podem vir de vários vírus, tipo Influenza A e B, Vírus Sincicial Respiratório (VSR) e o SARS-CoV-2, que causa a COVID-19. Normalmente, esses vírus aparecem em certas épocas do ano, mas às vezes a influenza gosta de fazer festa o ano todo em alguns lugares. Entender como esses vírus se espalham é fundamental, mas conseguir dados precisos pode ser complicado por várias razões, incluindo gente que não vai ao médico ou hospitais mudando suas formas de relatórios.

O que é Vigilância Baseada em Esgoto?

A vigilância baseada em esgoto (VBE) é como ter um agente secreto que ajuda a monitorar vírus na comunidade. Em vez de depender só de pessoas indo ao médico, a VBE procura material genético desses vírus na água do esgoto. Esse método ganhou popularidade, especialmente durante a pandemia de COVID-19, pois dá uma visão mais ampla de quantas pessoas podem estar infectadas.

Analisando o esgoto, os cientistas conseguem ter uma ideia do que está circulando em várias regiões. Uma amostra de uma estação de tratamento de esgoto (ETE) pode revelar tendências em uma comunidade sem precisar que a galera apareça para fazer teste. Esse método também apoia os dados clínicos tradicionais, permitindo que as autoridades de saúde respondam mais rápido e com mais precisão.

Como Funciona o Teste de Esgoto?

A VBE envolve a coleta de amostras de esgoto e a testagem delas usando ferramentas de alta tecnologia, como PCR quantitativa (qPCR) e PCR digital (dPCR). Esses métodos ajudam os cientistas a encontrar e medir a quantidade de material genético viral específico na água. A beleza dessa técnica é que ela pode detectar vários vírus de uma vez. Então, enquanto você está dando descarga na pizza da noite passada, os cientistas podem estar tentando descobrir quantos vírus da influenza estão escondidos no esgoto da sua cidade.

Um Olhar Mais Próximo no Novo Assay dPCR

Na Suíça, os cientistas desenvolveram um novo assay dPCR que pode detectar quatro vírus respiratórios comuns ao mesmo tempo: Influenza A, Influenza B, VSR e SARS-CoV-2. Eles até adicionaram um pouco de controle de qualidade incluindo o Vírus da Hepatite Murina (MHV) como marcador para garantir que tudo esteja funcionando direitinho.

Pense nesse teste como o canivete suíço da detecção de vírus. Em vez de usar vários testes para cada vírus, esse aqui pode lidar com vários de uma vez, economizando tempo e recursos. Ele usa marcadores fluorescentes especiais para identificar diferentes vírus, facilitando para os cientistas verem o que está presente no esgoto.

Monitoramento em ETEs Suíças

O programa de monitoramento de esgoto da Suíça começou em julho de 2020 e evoluiu para incluir testes para todos os quatro vírus mencionados. Coletando amostras de 14 estações de tratamento, o programa abrange uma boa parte da população, garantindo uma representação confiável da saúde da área.

Durante o período de estudo de julho de 2023 a julho de 2024, os pesquisadores realizaram mais de 13.000 testes individuais, analisando quase 3.600 amostras diferentes. Com esse esforço, eles aprenderam a identificar problemas quando se trata de vírus respiratórios.

Desafios nos Testes de Esgoto

O esgoto não é só arco-íris e borboletas; é uma mistura bagunçada de coisas. Como não é puro, pode conter substâncias que interferem nos testes, conhecidas como inibidores de PCR. Os cientistas tiveram que desenvolver maneiras de gerenciar os inibidores e repetir os testes quando necessário. Eles descobriram que, embora a maioria dos testes fosse tranquila, alguns imprevistos ainda aconteceram no processo.

Por exemplo, em alguns locais como Basel, eles enfrentaram mais problemas com a qualidade das amostras em comparação a lugares como Solothurn. É como tentar fazer um café perfeito em um café com uma fonte de água não tão boa; simplesmente não sai tão bem.

O que eles descobriram?

Em termos de resultados, eles detectaram Influenza A em cerca de 27% das amostras, Influenza B em 42% e VSR em 38%. Quanto ao SARS-CoV-2, eles o encontraram em quase todas as amostras que testaram. Isso indica que, enquanto alguns vírus são menos comuns, a COVID-19 estava muito em circulação durante o estudo.

Curiosamente, os testes também mostraram variações nas cargas virais ao longo do tempo. A equipe notou picos na quantidade de RNA viral no esgoto, muitas vezes coincidindo com surtos conhecidos na comunidade. Esse tipo de dado não só ajuda a rastrear tendências atuais, mas também fornece insights para ações futuras de saúde pública.

A Montanha-Russa das Tendências Virais

Durante o período de monitoramento, houve algumas tendências claras. Por exemplo, houve uma grande onda de casos de SARS-CoV-2 de outubro de 2023 a fevereiro de 2024, seguida por outra onda menor em abril de 2024. Outros vírus como VSR e Influenza A também mostraram padrões sazonais, com Influenza A alcançando seu pico no início do ano.

Os pesquisadores usaram uma técnica esperta chamada medianas móveis para suavizar os dados e mostrar tendências mais claras ao longo do tempo. Esse método ajudou a visualizar quando certos vírus atingem o pico, como avistar uma onda no oceano à medida que ela se forma antes de quebrar.

Comparando Dados de Esgoto com Casos Clínicos

Um dos aspectos mais úteis desse estudo foi comparar as cargas virais detectadas no esgoto com os casos clínicos reais relatados pelas autoridades de saúde. Eles encontraram correlações fortes, especialmente com SARS-CoV-2 e Influenza A. É como conseguir prever quando o caminhão de sorvete vai chegar com base em quando as pessoas começam a se reunir na esquina – o esgoto dá dicas sobre as tendências de saúde da comunidade.

No entanto, descobriram que a correlação para Influenza B era mais fraca, sugerindo que pode não estar causando tantas infecções notáveis. Essa discrepância indicou que monitorar o esgoto não apenas nos diz o que está acontecendo; também ajuda os pesquisadores a entender o impacto da doença na comunidade.

Atraso de Tempo entre Dados de Esgoto e Dados Clínicos

Outro ponto interessante foi investigar os atrasos de tempo entre os dados. A equipe descobriu que, em alguns casos, os dados de esgoto podem mostrar tendências antes que os dados clínicos acompanhem. Isso significa que a vigilância de esgoto poderia agir como um sistema de alerta precoce para surtos potenciais.

No entanto, os tempos de atraso variaram por vírus, com alguns atrasando apenas uma semana, enquanto outros tiveram atrasos mais longos. É como tentar pegar um trem: às vezes você chega bem a tempo, enquanto outras vezes pode ficar esperando na plataforma por um tempo.

Limitações da Vigilância de Esgoto

Embora o trabalho realizado neste estudo seja impressionante, é essencial notar que existem limitações. Para começar, enquanto os testes de esgoto ajudam a identificar tendências, podem ter dificuldades com vírus de baixa prevalência, tornando mais difícil detectar surtos desses.

Além disso, os dados podem variar significativamente por localização e outros fatores, como a configuração do sistema de esgoto e o comportamento da comunidade. Assim como os habitantes de uma cidade podem adorar uma festa, mas também podem ignorar as diretrizes de saúde, a eficácia desse método pode depender de vários fatores sociais e ambientais.

Vigilância de Esgoto como uma Ferramenta Valiosa

Apesar dos desafios, as descobertas demonstram que a vigilância de esgoto pode ser um poderoso complemento aos dados clínicos. Ela fornece insights que poderiam ser perdidos, especialmente em lugares onde os sistemas de saúde tradicionais podem estar em falta.

Em áreas onde os sistemas de monitoramento não são tão robustos, a VBE poderia desempenhar um papel ainda mais crítico na saúde pública. Pense nisso como um detetive da saúde, juntando as pistas para garantir que as comunidades permaneçam seguras e saudáveis.

Conclusão

Resumindo, essa abordagem inovadora para monitorar vírus respiratórios através da vigilância de esgoto trouxe insights valiosos para a saúde pública. O desenvolvimento de um assay dPCR de seis plexos permite a detecção eficiente de múltiplos vírus de uma vez. Com os dados coletados na Suíça, os pesquisadores podem ver como esses vírus se comportam ao longo do tempo e como se correlacionam com os casos clínicos relatados.

Embora haja obstáculos a serem superados, o potencial dos dados de esgoto para informar a saúde pública continua brilhando. À medida que os cientistas trabalham para refinar seus métodos e melhorar as taxas de detecção, essa abordagem criativa pode muito bem se tornar uma ferramenta padrão na vigilância de saúde ao redor do mundo.

Então, da próxima vez que você der descarga, lembre-se: aquela água não está apenas levando embora o almoço de ontem; pode estar contando para os oficiais de saúde quais vírus estão se escondendo na sua comunidade!

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: 2024-12-10 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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