Melhorando a Saúde da Comunidade Através da Monitorização de Esgoto

A Epidemiologia baseada em águas residuais (WBE) é um método usado para monitorar a saúde das comunidades analisando as águas residuais que elas produzem. Essa técnica ajuda os profissionais de Saúde Pública a obter informações rápidas sobre a presença de vírus, bactérias e outros Patógenos em uma população. Ela traz insights valiosos que métodos tradicionais de vigilância de saúde podem perder. Historicamente, esse método tem sido utilizado para vários patógenos, incluindo aqueles que causam pólio, hepatite A, cólera e febre tifóide. Nos últimos anos, a WBE ganhou importância no rastreamento da propagação do SARS-CoV-2, o vírus responsável pela COVID-19. Ao analisar as águas residuais, os pesquisadores podem aprender sobre a prevalência da COVID-19 nas comunidades e observar tendências ao longo do tempo, ajudando a informar as respostas de saúde pública.

#Expansão do Monitoramento de Águas Residuais

Há uma necessidade crescente de ampliar o monitoramento de águas residuais para incluir muitos patógenos e variantes. Isso permitiria uma imagem mais completa dos riscos à saúde em uma população. Novos métodos para detectar múltiplos patógenos ao mesmo tempo poderiam levar a resultados rápidos e precisos. À medida que doenças infecciosas continuam a representar riscos, aprimorar a vigilância por meio de águas residuais pode preencher lacunas importantes nos dados e apoiar iniciativas de saúde pública.

#Desenvolvimento de uma Ferramenta de Detecção Multi-Patógenos

Para melhorar a vigilância de águas residuais, uma ferramenta personalizada foi desenvolvida para detectar e quantificar 33 patógenos comuns, que incluem bactérias, vírus, protozoários e helmintos. Essa nova abordagem visa expandir as capacidades atuais da WBE e pode ajudar a identificar patógenos raros e emergentes na comunidade. Um estudo de caso foi realizado em Atlanta, Geórgia, utilizando amostras de quatro estações de tratamento de águas residuais.

#Processo de Coleta de Amostras

Amostras de águas residuais foram coletadas de quatro estações de tratamento em Atlanta ao longo de vários meses. Essas amostras foram mantidas em temperatura fria durante o transporte e armazenadas em um congelador até estarem prontas para análise. Quando o processamento começou, cada amostra foi descongelada, e informações importantes como temperatura e pH foram registradas. Uma pequena quantidade de cada amostra foi reservada para medir sólidos na água. Além disso, uma vacina especial e materiais de controle foram adicionados às amostras para garantir que o processo de teste funcionasse corretamente.

Diferentes métodos foram usados para processar as amostras a fim de encontrar a maneira mais eficaz de detectar os patógenos. Esses métodos incluíam extração direta, uso de uma pipeta de concentração especial e uma técnica chamada floculação de leite desnatado, onde leite desnatado foi adicionado às águas residuais para ajudar a capturar patógenos.

#Metodologia para Processamento de Amostras

#Extração Direta

No método de extração direta, uma pequena porção das águas residuais foi processada usando um kit especial projetado para extrair material genético dos patógenos presentes.

#Método da Pipeta de Concentração

No método da pipeta de concentração, uma porção maior da amostra de águas residuais foi retirada e rodada em uma centrífuga. Esse processo ajudou a separar os patógenos da água. Depois, a amostra foi filtrada usando uma pipeta especial para concentrar os patógenos para detecção mais fácil.

#Método da Floculação de Leite Desnatado

Durante o método de floculação de leite desnatado, leite desnatado foi misturado com as águas residuais e o pH foi ajustado. A mistura foi agitada para ajudar os patógenos a se aglomerarem. Após a agitação, a amostra foi rodada em uma centrífuga. O líquido foi removido, e o material sólido restante, que continha os patógenos, foi congelado para testes posteriores.

#Análise Molecular das Amostras Extraídas

Uma vez que as amostras foram processadas, testes moleculares foram realizados para analisar os materiais extraídos. Duas plataformas principais de teste foram usadas: uma para PCR quantitativa (qPCR) e outra para PCR digital (dPCR). Esses testes permitiram que os pesquisadores identificassem a presença de patógenos específicos e medirem suas concentrações dentro das amostras de águas residuais.

Um cartão especial com testes pré-determinados para 33 patógenos foi usado para o processo de qPCR. Cada patógeno que testou positivo foi confirmado com sinais claros no resultado do teste. O dPCR foi usado para detecção adicional de patógenos, focando em vírus e marcadores específicos.

#Análise de Dados e Resultados

Todos os dados coletados durante o estudo foram analisados para determinar a presença e concentração de vários patógenos. E. coli enterotoxigênica (ETEC) e E. coli enteropatogênica (EPEC) estavam entre as bactérias mais frequentemente detectadas, enquanto vários protozoários, incluindo Acanthamoeba e Giardia, também foram comumente encontrados. As detecções virais incluíram norovírus e astrovírus. Alguns achados interessantes incluíram detecções raras de outros patógenos, como Strongyloides stercoralis, assim como RNA do SARS-CoV-2 em cerca de metade das amostras testadas.

A normalização dos dados foi realizada usando marcadores genéticos específicos para garantir comparações precisas entre diferentes amostras. A análise revelou concentrações significativas de patógenos nas águas residuais, o que forneceu importantes insights sobre as tendências de saúde pública na comunidade.

#Importância da Sensibilidade e Precisão

A capacidade de detectar uma ampla gama de patógenos usando um único método é essencial para o monitoramento eficaz da saúde pública. O teste de águas residuais usando detecção de múltiplos patógenos oferece uma visão abrangente do cenário microbiano na comunidade. Isso pode ajudar a identificar surtos e tendências potenciais, guiando as respostas de saúde.

É crucial reconhecer as limitações dos métodos atuais, como os desafios em processar amostras de águas residuais arquivadas ou determinar taxas de eliminação fecal para diferentes patógenos. No entanto, os avanços na WBE podem levar a respostas mais rápidas a ameaças à saúde pública e melhorar a compreensão da dinâmica dos patógenos.

#Futuros Caminhos no Monitoramento de Águas Residuais

A crescente conscientização sobre os benefícios do monitoramento de águas residuais resultou em um aumento do interesse em expandir esses métodos nacional e internacionalmente. A possibilidade de testar múltiplos patógenos, incluindo vírus respiratórios, oferece um caminho para esforços de vigilância mais abrangentes.

A implementação adequada desses métodos pode ajudar a capturar dados mais cedo, potencialmente indicando o início de um surto antes que os sintomas apareçam na população. Essa abordagem proativa pode apoiar melhores decisões e intervenções em saúde pública.

#Conclusão

A epidemiologia baseada em águas residuais é uma ferramenta promissora para entender as preocupações de saúde pública nas comunidades. A capacidade de testar para múltiplos patógenos simultaneamente em águas residuais pode aumentar significativamente as estratégias de monitoramento e resposta. O contínuo desenvolvimento e aprimoramento desses métodos será crucial enquanto lutamos para manter as comunidades seguras contra doenças infecciosas. Com pesquisas e engajamento contínuos, o monitoramento de águas residuais pode desempenhar um papel vital na vigilância e resposta à saúde pública.