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Detectar antes las variantes del SARS-CoV-2 en las aguas residuales

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Un equipo de Scripps Research y de la Universidad de California en San Diego, en colaboración con la alianza San Diego Epidemiology and Research for COVID Health (SEARCH), informa de que con sólo dos cucharaditas de aguas residuales sin tratar pueden determinar con precisión la mezcla genética de las variantes del SARS-CoV-2 presentes en una población e identificar nuevas variantes preocupantes hasta 14 días antes de las pruebas clínicas tradicionales.

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En las aguas residuales de San Diego, el grupo detectó la variante Omicron 11 días antes de que se notificara por primera vez a nivel clínico.

Su algoritmo, denominado "Freyja", para identificar las variantes del SARS-CoV-2 en las aguas residuales, descrito en el artículo "Wastewater sequencing reveals early cryptic SARS-CoV-2 variant transmission" en Nature, ha sido adaptado por muchos laboratorios de salud pública, y es una gran ayuda para los esfuerzos de vigilancia que pretenden detectar nuevas variantes del SARS-CoV-2, dicen los científicos.

"A medida que el SARS-CoV-2 sigue propagándose y evolucionando, la detección temprana de variantes emergentes es fundamental para las intervenciones de salud pública. Inferir la prevalencia del linaje mediante pruebas clínicas es inviable a gran escala, especialmente en áreas con recursos, participación o capacidad de pruebas/secuenciación limitados, lo que también puede introducir sesgos", escriben los investigadores.

"La concentración de ARN del SARS-CoV-2 en las aguas residuales permite seguir con éxito la dinámica de la infección regional y proporciona estimaciones de abundancia menos sesgadas que las pruebas clínicas. El seguimiento de las secuencias genómicas del virus en las aguas residuales mejoraría las estimaciones de prevalencia en la comunidad y detectaría las variantes emergentes. Sin embargo, hay dos factores que limitan la vigilancia genómica basada en las aguas residuales: la baja calidad de los datos de las secuencias y la incapacidad de estimar la abundancia relativa del linaje en muestras mixtas.

Mejora de los protocolos de detección de variantes de COVID en aguas residuales

"Aquí resolvemos estos problemas críticos para realizar un esfuerzo de secuenciación clínica y de aguas residuales de alta resolución durante 295 días, en el entorno controlado de un gran campus universitario y en el contexto más amplio del condado circundante. Desarrollamos e implementamos protocolos mejorados de concentración de virus y software de deconvolución que resuelven completamente múltiples cepas de virus de las aguas residuales. Detectamos variantes emergentes de interés hasta 14 días antes en las muestras de aguas residuales e identificamos múltiples casos de propagación del virus no captados por la vigilancia genómica clínica.

"Nuestro estudio proporciona una solución escalable para la vigilancia genómica de las aguas residuales que permite la detección temprana de las variantes del SARS-CoV-2 y la identificación de la transmisión críptica"

"En muchos lugares, la vigilancia clínica estándar de las nuevas variantes preocupantes no sólo es lenta, sino extremadamente prohibitiva en cuanto a costes", explica el doctor Kristian Andersen, profesor de Inmunología y Microbiología del Scripps Research y autor principal del nuevo trabajo. "Pero con esta nueva herramienta, se puede tomar una muestra de aguas residuales y, básicamente, hacer un perfil de toda la ciudad"

El proyecto requirió una estrecha colaboración entre hospitales, gobiernos estatales y locales, instalaciones de secuenciación y científicos académicos, incluidos los investigadores del laboratorio de Andersen y el del microbiólogo de la UC San Diego, Rob Knight, PhD.

"Ha sido necesaria una gran colaboración entre la sanidad pública y los agentes académicos para conseguir establecer este sistema en San Diego, y ahora que hemos demostrado su eficacia, esperamos que inspire a otras localidades a utilizar estas herramientas", dice Knight. "También nos entusiasma la idea de ampliarlas a otros patógenos además del SARS-CoV-2"

Los investigadores señalan que siguen mejorando el conjunto de herramientas que utilizan para analizar los virus en las aguas residuales, pero que el actual conjunto de métodos es ya un salto adelante respecto a los enfoques anteriores.

Se pueden encontrar otros artículos sobre el muestreo de aguas residuales para el análisis de COVID-19 en GEN: "New Methods Enable Early Detection of COVID-19 Outbreaks in Wastewater", Water Research: "Rapid displacement of SARS-CoV-2 variant Delta by Omicron revealed by allele-specific PCR in wastewater", y Science of the Total Environment: "Aviso de cinco semanas de picos de COVID-19 antes del aumento de Omicron en Detroit, Michigan, utilizando la vigilancia de las aguas residuales"