Saltar al contenido

Aguas residuales: vigilancia epidemiológica de COVID-19

image_print

Autores: Neyla Camacho, Miriam Suárez, Bahan Ángel Fraile / Unidad de Química y Ambiente

El SARS-CoV-2, coronavirus causante del síndrome respiratorio agudo grave denominado COVID-19, se transmite por contacto directo de una persona infectada a otra (inhalación de bioaerosoles, generados por tos, estornudos o el habla), o por su adhesión sobre superficies y contacto con manos, y posterior exposición a las membranas mucosas de ojos, nariz o garganta (ACN,2020). Sin embargo, el SARS-CoV-2 es un virus con envoltura y se considera que es poco estable en el ambiente, apenas persiste en el agua y es susceptible a la inactivación química con cloro u otros desinfectantes, y a la luz ultravioleta (Wigginton & Boehm, 2020).

Cuando un virus es excretado del cuerpo humano alcanza las aguas residuales de la población; pero, teniendo en cuenta los fenómenos de inactivación de los virus en las aguas residuales, la relativa inestabilidad de los virus envueltos (como el SARS-CoV-2), la dilución de la carga vírica en dichas aguas, y la baja proporción de partículas infecciosas, se estima que el riesgo de contaminación del SARS-CoV-2 es bajo (Bosch, et. al., 2020). Por lo tanto, aunque el ácido ribonucleico (ARN) viral se detecte en las aguas residuales, la presencia del material genético implica un riesgo mínimo para el personal de las instalaciones o para el público en general (Gerrity, et. al.,2020). Sin embargo, se debe acatar la recomendación de la Organización Panamericana de la Salud (OPS) de que los trabajadores de sistemas de tratamiento de aguas residuales deben usar el equipo de protección personal (EPP) apropiado, como parte de una política integrada de salud pública. Este EPP incluye: ropa de protección externa, guantes desechables, botas, gafas protectoras o careta, y máscara. También deben lavar sus manos frecuentemente y evitar tocarse los ojos, la nariz y la boca con las manos sin lavar (OPS,2020).

En consecuencia, se puede realizar la vigilancia epidemiológica del COVID-19 a través de la determinación de la presencia SARS-CoV-2 en aguas residuales. La epidemiología basada en el análisis de las aguas residuales (EAAR) tiene como objetivo aportar información objetiva y cuantitativa del estado de salud de una población, así como de sus factores de riesgo a partir del análisis de las aguas residuales (Corominas, et al.,2020). La EAAR para el SARS-CoV-2 se realizaría con el fin de:

  • estimar la prevalencia real de la infección en una población determinada o un rebrote antes de que los afectados desarrollen los primeros síntomas
  • detectar la circulación del virus procedente no solo de pacientes con síntomas sino también de pacientes asintomáticos
  • detectar cambios en la circulación del virus en la población
  • hacer comparaciones de series de tiempo con casos clínicamente confirmados

Por ello, la vigilancia del SARS-CoV-2 en las aguas residuales constituye una herramienta de alerta rápida para anticipar la aparición de casos y permitir una mejor preparación ante un posible resurgimiento de la pandemia; de manera de tomar medidas preventivas adecuadas para gestionar y contener la propagación de la enfermedad (Bosch, et. al., 2020) y desarrollar sistemas de alerta temprana que permitan saber dónde y cuándo es hora de implementar una cuarentena o de levantarla.

Actualmente en muchos países, es posible desplegar una red de vigilancia con la caracterización de las aguas residuales. Los conocimientos generados a partir de la EAAR han incentivado la realización de estudios para la detección y cuantificación del SARS-CoV-2, como demuestran una serie de noticias:

  1. En los Países Bajos, el análisis de las aguas residuales pudo detectar la señal genética del SARS-CoV-2 antes de cualquier caso conocido de COVID 19 en dos ciudades.
  2. En la Escuela de Ciencias y Gestión Ambiental Bren de la Universidad de California en Santa Bárbara (Estados Unidos) están trabajando en técnicas para utilizar las aguas residuales con el fin de controlar las tasas de infección en la comunidad local.
  3. En Francia han estado analizando las aguas residuales de París para intentar prevenir una segunda ola de contagios. Incluso ellos estiman que podrían detectar hasta un paciente con coronavirus en una población de 100.000 habitantes, esto implica que pueden medir la presencia de un número muy pequeño de pacientes y se podría estudiar el progreso del virus en la ciudad entera. Debido al monitoreo iniciado a principios de marzo, pudieron darse cuenta de que el aumento de la concentración del virus en las aguas residuales coincidió con el incremento de los casos que requirieron hospitalización en la región parisina.
  4. En la planta de tratamiento de Deer Island, que trata aguas residuales de 43 comunidades en el este de Massachusetts, incluida Boston (Estados Unidos), se establecerá un programa para analizar muestras de aguas residuales que se recolectarán tres veces a la semana con un análisis rápido seguido de muestras de aguas arriba, para informar a los funcionarios de salud pública si se detecta una mayor señal del virus que causa COVID-19.
  5. Argentina tendrá una técnica propia para detectar al SARS-CoV-2 en efluentes cloacales, lo cual permitirá monitorear la efectividad de las medidas de control y hasta anticipar posibles picos de casos en días subsiguientes. La técnica en desarrollo, permitirá detectar no solo la presencia de virus en aguas residuales de domicilios e industrias alimentarias, sino también rastrear su fuente, es decir establecer una asociación con la especie animal que los excreta (humanos, bovinos o aves). Además, constituirá un método de vigilancia no invasiva para describir la dinámica de la carga del virus excretado en materia fecal por la población general infectada, tanto individuos sintomáticos como asintomáticos, lo que podría usarse para medir la efectividad de las intervenciones epidemiológicas como la cuarentena y el distanciamiento social.
  6. El nuevo coronavirus ya estaba presente en las aguas residuales de las ciudades de Milán y Turín, norte de Italia, en diciembre del 2019, dos meses antes de que se registrara oficialmente el primer paciente de COVID-19, según las conclusiones de un estudio publicado el 19 de junio del 2020. Los resultados de la investigación pueden ayudar a entender el inicio de la circulación del virus en Italia y resalta la importancia de monitorear su presencia en las aguas residuales y a la entrada de las instalaciones de depuración de aguas.

Todos los investigadores que han estado trabajando con la EAAR están de acuerdo en que se trata de una herramienta que les permite a las autoridades actuar y prepararse desde los primeros indicios de una epidemia. Sin embargo, los científicos están discutiendo sus metodologías de trabajo en un esfuerzo por desarrollar un conjunto de mejores prácticas, ya que una de las deficiencias del método es que, por el momento, no ofrece un cálculo preciso del número de personas infectadas.

Además, la detección de SARS-CoV-2 en aguas residuales es realizada con el ensayo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) basada en ácido nucleico, el mismo método utilizado para la confirmación de pacientes con COVID-19. Aunque la PCR tiene una alta sensibilidad y especificidad, los requisitos para el manejo de muestras en el laboratorio, el personal calificado y un largo período de procesamiento y análisis de datos (de 4 a 6 horas) no conducen a un monitoreo efectivo y en tiempo real de las muestras en el lugar (Mao, et. al., 2020).

En consecuencia, se están desarrollando nuevas metodologías de monitoreo baratas y rápidas para detectar el SARS-CoV-2 en aguas residuales mediante biosensores, ELISA o métodos de indicadores basados ​​en papel. Esto permitirá estimar la prevalencia real del brote de COVID-19 asociado a la población con una planta de tratamiento de aguas residuales específica (Orive,2020).

Mao y sus colaboradores están trabajando en un dispositivo que integra todos los procesos (extracción, enriquecimiento, purificación, elución, amplificación y detección visual) necesarios para las pruebas de ácido nucleico en un material de papel económico. Todo el proceso de la prueba se puede realizar en un solo dispositivo y se puede detectar por el fuerte contraste con un sustrato coloreado. Además, los residuos generados incinerarían después del uso, lo que reduce el riesgo de contaminación adicional (Mao, et. al., 2020). 

Se concluye de esta revisión que, el análisis epidemiológico de las aguas residuales (EAAR) es una metodología idónea para la prevención y control del SARS-CoV-2 en las poblaciones y puede convertirse en una herramienta para que los gobiernos y sociedades tomen decisiones, ya que es capaz de detectar tendencias de comportamiento del virus antes de que los sistemas de salud puedan hacerlo.

BIBLIOGRAFÍA

  1. ACN, Academia de Ciencias de Nicaragua (2020). COVID-19, el caso de Nicaragua. Aportes para enfrentar la Pandemia. 1ra Edición. Managua, Nicaragua, 109 pp.
  2. Bosch, Albert; et. al. (3 Mayo 2020).  Vigilancia del SARS-CoV-2 en aguas residuales: una herramienta de alerta rápida. En:  https://theconversation.com/vigilancia-del-sars-cov-2-en-aguas-residuales-una-herramienta-de-alerta-rapida-137031
  3. Corominas, Lluís; et al. (2020). Epidemiología y sociología basadas en el análisis de las aguas residuales. TecnoAqua, nro. 42, págs. 84 – 88.
  4. El Comercio (19 Junio 2020). El nuevo coronavirus ya estaba en aguas residuales de Italia en diciembre del 2019, según estudio. En: https://www.elcomercio.com/ tendencias/coronavirus-aguas-residuales-italia-estudio.html
  5. Gerrity, Daniel; et. al. (Abril 2020). Implicaciones de COVID-19 para el agua, las aguas residuales y el reuso del agua. En: https://west.arizona.edu/sites/default/files/data/  Implicaciones%20COVID%2020agua%20aguas%20residuales%20y%20reuso%2025Abril2020.pdf
  6. IAGUA (11 Junio 2020). Argentina medirá los niveles del coronavirus en sus aguas cloacales.  En: https://www.iagua.es/noticias/agencia-cyta/argentina-medira-niveles-coronavirus-aguas-cloacales
  7. Maceira, Alejandro (29 Junio de 2020). Wastewater is no longer what it used to be. En: https://smartwatermagazine.com/blogs/alejandro-maceira- rozados /wastewater-no-longer-what-it-used-be
  8. Mao, Zhang; et. al. (2020). Can a Paper/Based Device Trace COVID-19 Sources with Waste water-Based epidemiology. Environmental Science & Technology, En: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7099676/
  9. OPS, Organización Panamericana de la Salud (23 Marzo 2020). Recomendaciones clave de agua, saneamiento e higiene. COVID-19. En: https://www.paho.org/es/documentos/ recomendaciones-clave-agua-saneamiento-e-higiene-covid-19
  10. Orive, Gorka; et. al. (2020) Early SARS-CoV-2 Outbreak Detection by Sewage-Based Epidemiology. Sci Total Environmental. En: https://www.sciencedirect.com/ science/article/ pii/  S0048969720328151?via%3Dihub
  11. Paredes, Norberto (7 Mayo de 2020). Coronavirus: cómo las cloacas nos pueden ayudar a decidir si ya es hora de levantar el confinamiento. En:  https://www.bbc.com/ mundo/noticias-2552610
  12. Smart Water Magazine (29 Mayo de 2020). Santa Barbara (US) develops methods to monitor COVID-19 virus through its wastewater. En: https://smartwatermagazine.com/ news/ uc-santa-barbara/santa-barbara-us-develops-methods-monitor-covid-19-virus-through-its
  13. Smart Water Magazine (30 Junio de 2020). Massachusetts Water Resources Authority to pilot COVID-19resurgence study with Biobot. En: https://smartwatermagazine.com/ news /massachusetts- water-resources-authority/massachusetts-water-resources-authority-pilot-covid
  14. Wigginton, K. R. & Boehm, A. B. (2020). Environmental Engineers and Scientists have important roles to play in stemming outbreaks and pandemics caused by enveloped. Environmental Science & Technology. En: https://dx.doi.org/10.1021/acs.est.0c01476

 

Contactos: nccamacho@gmail.com, miriam959@gmail.com y  fraile.ctm@gmail.com  

Compartir en Redes Sociales
       
Tweet
Share
0 Shares