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Vigilância do esgoto: como cientistas podem rastrear doenças como a COVID-19 antes de se espalharem

Fonte

Universidade de Guelph

Data

segunda-feira, 2 novembro 2020 17:50

A pandemia da COVID-19 reacendeu o interesse na vigilância de águas residuais, onde os sistemas de esgoto são monitorados quanto à presença de vírus, bactérias e outros patógenos. Fragmentos não infecciosos do material genético do vírus foram encontrados em águas residuais não tratadas na Itália, Espanha, França, Estados Unidos e Canadá.

Várias cidades agora estão usando a abordagem para detectar a infecção, incluindo Ottawa, no Canadá. Pelo menos uma universidade dos EUA usou a vigilância de águas residuais para identificar um surto de COVID-19, ordenando o teste e a quarentena de quase 300 alunos que vivem em quatro residências do campus – e interrompendo sua propagação.

A identificação de doenças atualmente depende que pessoas doentes procurem ajuda médica. Mas muitas pessoas doentes não procuram ajuda e os funcionários podem ficar inconscientes de doenças ou surtos por dias ou semanas, levando a mais doenças e morte. Para lidar com surtos de doenças infecciosas, como a COVID-19, são necessários sistemas de vigilância ativa que não dependam das ações de pessoas doentes.

Vigilância de águas residuais para detecção de doenças

A vigilância de águas residuais funciona porque muitos agentes infecciosos são excretados nos fluidos corporais, antes e durante a infecção ativa. Quando esses fluidos entram nos sistemas de esgoto, eles são transportados para uma instalação central de tratamento de águas residuais para processamento, onde podem ser detectados.

A utilidade da vigilância de águas residuais foi reconhecida pela primeira vez durante a década de 1960, quando pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos,  conduziram vários experimentos para avaliar a eficácia das campanhas de vacinação contra a poliomielite. Eles testaram o esgoto em Middletown, Connecticut, para várias cepas do vírus da poliomielite antes, durante e depois do programa de vacinação.

Trinta e cinco anos depois, a sensibilidade da vigilância de águas residuais para monitorar os programas de vacinação do vírus da pólio foi confirmada em um estudo que veio a ser conhecido como o experimento do vírus da pólio de Helsinque. Os cientistas jogaram uma vacina contra a poliomielite em um vaso sanitário a 20 quilômetros de uma estação de tratamento de águas residuais. Os pesquisadores então coletaram amostras de águas residuais da instalação ao longo de quatro dias e mostraram que ainda podiam detectar a vacina após 800 milhões de litros de águas residuais terem passado pelo sistema. Eles concluíram que uma pessoa infectada espalhando o vírus da poliomielite poderia ser detectada em uma comunidade de 10.000 residentes.

Monitoramento de esgoto como sistema de alerta precoce

Esses experimentos estabeleceram a base para o uso de águas residuais para monitorar outras doenças.

Em 2013, pesquisadores na Suécia relataram que a vigilância de águas residuais forneceu alertas precoces sobre surtos de norovírus e vírus da hepatite A, duas causas de doenças virais de origem alimentar. Amostras diárias de águas residuais foram coletadas a cada duas semanas entre janeiro e maio de 2013 em uma estação de tratamento de águas residuais em Gotemburgo. Usando uma técnica chamada reação em cadeia da polimerase, ou PCR, os pesquisadores detectaram o material genético do norovírus duas a três semanas antes de identificar os doentes.

Múltiplas cepas (tipos genéticos) do vírus da hepatite A também foram detectadas em amostras de águas residuais usando PCR, e uma análise adicional mostrou que duas cepas estavam envolvidas em um surto em andamento na Escandinávia e em Gotemburgo durante a primavera de 2013.

Pesquisadores na Itália usaram uma abordagem semelhante para mostrar que os pacientes de hospitais que sofriam de diarreia de causa desconhecida estavam de fato infectados com norovírus.

Vigilância pelas mídias sociais

Uma limitação da vigilância de águas residuais é que ela não consegue identificar as pessoas reais que estão infectadas. A chamada “Análise sindrômica de mídia social”, em que postagens de mídia social são pesquisadas em busca de descrições de sintomas consistentes com uma determinada doença, surgiu como uma ferramenta eficaz para vigilância de doenças infecciosas, incluindo a COVID-19.

Colocar o monitoramento de águas residuais e a análise de mídia social juntos pode detectar surtos na comunidade que poderiam passar despercebidos porque a abordagem identifica pessoas infectadas que ainda não apresentam sintomas (pré-sintomáticos) ou que não apresentam sintomas (assintomáticos). (Ambos os grupos podem espalhar o vírus.) Essas informações podem ser usadas por especialistas de saúde pública para reforçar o distanciamento físico e outras práticas de isolamento, como testes direcionados a indivíduos para restringir a disseminação da doença na comunidade.

Acesse a publicação completa no Portal The Conversation.

Fonte: Dr. Lawrence Goodridge, professor da Universidade de Guelph, em publicação no Portal The Conversation.