Como os testes de águas residuais podem ajudar a impedir a disseminação da comunidade COVID-19

Smederevac / Getty

Principais vantagens

• As partículas do vírus COVID-19 foram detectadas durante os testes de rotina de águas residuais dos dormitórios da Universidade do Arizona.
• A escola imediatamente testou alunos e funcionários e identificou duas pessoas que eram positivas para COVID-19, mas não apresentavam sintomas.
• A história fez as pessoas se perguntarem por que mais comunidades não estão testando urina e fezes para COVID-19.
• Especialistas dizem que o sistema de teste já está sobrecarregado e adicionar amostras adicionais só aumentaria o ritmo lento dos resultados.

Ao testar regularmente o esgoto do dormitório, a Universidade do Arizona detectou o SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19, nas amostras. A universidade respondeu com medidas imediatas para deter um possível surto, mas a história levantou questões sobre porque as amostras de urina e fezes ainda não foram adicionadas às opções de teste do COVID-19.

“Isso tudo é realmente muito novo”, Aaron Peacock, PhD, diretor de biologia molecular da Microbac Laboratories, Inc, diz Verywell. “Isso realmente não tem sido feito em uma base regular ... a maioria dessas empresas que estão fazendo [testes] de águas residuais são nossas concessionárias, então estão em cidades ou condados, ou são distritos de serviços públicos, e é fortemente regulamentado. ”

Peacock não estava envolvido no teste de esgoto do dormitório da Universidade do Arizona, mas Microbac Laboratories está atualmente trabalhando com outras faculdades e universidades para testar suas águas residuais para a contagem viral de SARS-CoV-2.

A empresa também está trabalhando com algumas cidades e municípios que alocaram fundos para os testes do SARS-CoV-2. Peacock diz que o teste de águas residuais durante uma pandemia - e de outra forma - pode complementar outros métodos de teste para dar aos campi, empresas e comunidades uma visão mais ampla dos problemas que virão.

Monitoramento de tendências de infecção da comunidade

Testar amostras de esgoto para contagem viral de COVID-19 é diferente de testar uma pessoa por vez. Diferentes modelos e algoritmos podem ajudar a monitorar um número geral de infecções ativas em uma área, e os dados podem ajudar a informar uma comunidade sobre se os casos de infecção estão aumentando, diminuindo ou permanecendo os mesmos.

“Se você olhar desta forma, você está em um balão a 10.000 pés, olhando para a floresta, dando-lhe uma ideia geral do que está acontecendo na floresta. Mas quando você está testando pessoas individuais, está testando árvores individuais ", diz Peacock.

Peacock diz que o SARS-CoV-2 pode ser eliminado nas fezes de uma pessoa antes que ela tenha sintomas.

“É uma espécie de prenúncio do que pode estar acontecendo no pico de infecções ativas”, diz ele.

Por essa lógica, a detecção de partículas de vírus em águas residuais poderia ajudar as comunidades a identificar os casos de COVID-19 mais cedo, como aconteceu na Universidade do Arizona.

O Centro de Tecnologia Sustentável de Água e Energia da escola testou águas residuais de residências universitárias durante a primeira semana de aulas presenciais. Eles descobriram a presença de SARS-CoV-2 em um dormitório. Quando testaram os alunos e funcionários naquele local, eles identificaram dois indivíduos que eram positivos para o vírus, mas não apresentavam sintomas.

Como parte da estratégia “Teste, Rastreie, Trate” do campus, todos os alunos tiveram que ter um teste de antígeno negativo antes de poderem se mudar para residências universitárias, de acordo com um comunicado da universidade.

“É tudo uma questão de tempo aqui”, Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS, professor de saúde pública na New Mexico State University, disse a Verywell. “Acho que hoje, se você me testar, espero - e muito provavelmente - eu ser negativo. Mas você me deixa em paz por três dias. Naqueles poucos dias, posso ter ido ao supermercado local ou conhecido algumas pessoas e fiquei infectado. ”

Captura de casos antes dos sintomas

De acordo com uma pesquisa da Johns Hopkins Medicine, quando uma pessoa é testada nos primeiros dias de uma infecção por COVID-19, o resultado pode produzir um falso negativo.

Para o estudo, que foi publicado noAnnals of Internal Medicine, os dados de 1.330 amostras que foram submetidas ao teste de reação em cadeia da polimerase por transcriptase reversa (RT-qPCR) foram revisados. Os pesquisadores calcularam as taxas diárias de falso-negativo usando os resultados do teste e a data relatada da infecção ou o momento em que os sintomas apareceram.

Pelas suas estimativas, os indivíduos que foram testados para o vírus durante os quatro dias após a infecção tiveram 67% mais probabilidade de teste negativo e, portanto, receber um falso negativo. O teste mostrou-se mais preciso oito dias após a infecção, mas mesmo assim, a taxa de falsos positivos era de 20%.

“Mesmo quando fico infectado”, explica Khubchandani hipoteticamente, “inicialmente nos primeiros 7 a 10 dias - ou mesmo duas semanas para algumas pessoas - não tenho sintomas, mas continuo a espalhar o vírus”.

A Universidade do Arizona transferiu os dois alunos com teste positivo para COVID-19 da residência universitária para a quarentena. Os alunos continuarão as aulas online até que possam retornar com segurança à vida no dormitório e aos estudos presenciais.

Depois que os alunos foram colocados em quarentena, o Centro de Tecnologia Sustentável de Água e Energia da escola testou as águas residuais do dormitório novamente e não encontrou vestígios do vírus.

Se o vírus é eliminado nos dejetos corporais e pode ser potencialmente usado para detectar o coronavírus antes dos testes COVID-19, como o esfregaço nasofaríngeo, então por que não há mais escolas e comunidades testando amostras de urina e fezes?

“O exame de urina representaria etapas adicionais e sobrecarregaria os testes”, diz Khubchandani. Com os surtos e atrasos nos testes de laboratórios em atraso já sendo um problema, o teste de resíduos corporais para indivíduos seria um desafio adicional.

Como testar águas residuais para COVID-19

Peacock explica que Microbac Laboratories obtém uma amostra representativa de uma de duas maneiras. O primeiro é o que é chamado de teste de captura, em que uma amostra aleatória é coletada. O segundo é um teste composto, onde um instrumento é colocado no local para coletar águas residuais a cada 15 ou 20 minutos.

Em seguida, o pH da amostra é ajustado para fazer com que as partículas de vírus grudem em outras partículas, o que ajuda na filtragem. Em seguida, os ácidos nucléicos e o RNA potencial do vírus são extraídos e um teste de RT-qPCR é realizado. O teste “transforma o RNA em DNA complementar”, diz Peacock. “E então esse DNA complementar é lido por nosso instrumento”.

RT-qPCR

O RNA é transformado em DNA complementar, uma forma sintética de DNA feita a partir de um modelo de RNA. O teste tem muitas aplicações, desde genética até pesquisa clínica.

O teste RT-qPCR é a mesma análise usada para amostras coletadas de swabs nasofaríngeos. No entanto, você precisa de outra métrica para teste de águas residuais. A Microbac também testa o vírus da pimenta-do-reino (PMMoV).

“Esse é o tipo de vírus associado ao homem mais abundante nas águas residuais”, diz Peacock. Também tem sido usado para testar a qualidade da água. “Você pode usar esse PMMoV para saber quanto dejetos humanos estão nas águas residuais em um determinado momento”, diz Peacock, citando a necessidade de diferenciar de insumos humanos e industriais. “E então você pode usar isso para moldar seus resultados para seus números SARS-CoV-2.”

Testando além de dormitórios

“Corporações, indústrias, fábricas e locais de trabalho podem ser bons lugares para avaliar a carga do vírus”, diz Khubchandani. Por exemplo, nos primeiros meses da pandemia, os frigoríficos tornaram-se focos de surto de COVID-19. Verificar a presença do vírus no esgoto de uma planta pode ajudar a prevenir futuros surtos.

Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS

Acho que o que devo enfatizar é que nosso maior desafio em testar água de esgoto ou pessoas é: como traduzir isso para a adaptação pública?

As cidades também podem usar o teste para coletar dados de diferentes subseções de uma comunidade. “Onde quer que haja uma estação elevatória (uma casa de bombas) ou uma área onde a água se reúna - [seja] para um bairro ou para uma escola de ensino médio - você pode fazer o teste”, diz Peacock.

Dito isso, o financiamento e a burocracia ainda podem ser um obstáculo. “Em uma situação de comunidade maior, há muitos gastos adicionais no enriquecimento da amostra para obter o tipo certo de carga viral. E muitas cidades podem não ter esses tipos de recursos. ” Khubchandani diz.

Khubchandani também traz outra consideração importante para a coleta de dados. “Acho que o que devo enfatizar é que nosso maior desafio em testar água de esgoto ou pessoas é: como traduzir isso para a adaptação pública?”

Se uma comunidade descobrir uma alta carga de COVID-19 por meio de testes de esgoto, medidas de distanciamento social mais agressivas e testes de indivíduos dentro dessa comunidade teriam que acontecer. Khubchandani acrescenta que, em última análise, os dados "só são úteis se houver uma avaliação em tempo real e uma ação da comunidade orientada por essa avaliação".

O que isso significa para você

Embora sua comunidade possa não testar o esgoto para COVID-19 tão cedo, a história da Universidade do Arizona é um lembrete de que o vírus pode se espalhar mesmo quando você não tem sintomas. Continuar a tomar as devidas precauções de distanciamento social, usar máscara e praticar a higiene eficaz das mãos ainda são as melhores maneiras de manter você, sua família e sua comunidade seguros.