Detetives de cocô: por que os pesquisadores estão rastreando o coronavírus em águas residuais

Feb 17 2022
Os esgotos têm as respostas para o próximo surto de COVID-19? E o que mais o teste de amostras de águas residuais não tratadas pode nos dizer sobre a saúde de nossas comunidades?
Pesquisadores de todo o país e do mundo estão testando esgoto de estações de tratamento como a Estação de Tratamento de Águas Residuais do East Bay Municipal Utility District em Oakland, Califórnia, para níveis de coronavírus. Justin Sullivan/Getty Images

É reconfortante supor que, uma vez que você dá a descarga , o conteúdo está fora de vista, fora da mente. Mas o que a maioria das pessoas provavelmente não percebe é que as coisas que jogamos fora podem nos dizer muito sobre a saúde de nossa comunidade. E esse material provou ser um recurso valioso no monitoramento da pandemia de coronavírus em comunidades em todo o país e em todo o mundo.

É chamado de monitoramento de águas residuais – ou epidemiologia baseada em águas residuais – e desde o início da pandemia, um número crescente de pesquisadores nos EUA testa amostras de águas residuais não tratadas para o coronavírus . Eles descobriram que os níveis do vírus em estações de tratamento de esgoto dão um alerta antecipado sobre os níveis de testes positivos de COVID-19 nas comunidades que atendem.

"Há muito tempo venho ensinando todas as coisas interessantes que você pode aprender com banheiros", diz Davida S. Smyth , Ph.D., professora associada de microbiologia da Texas A&M University-San Antonio. Ela deveria saber. Ela dirige o Smyth Lab , onde ela e sua equipe de graduação estudam genômica e evolução microbiana comparativa. Ela também é filha de um encanador e concentrou grande parte de sua pesquisa na riqueza de informações que entram nos banheiros.

O que nosso cocô diz aos pesquisadores

Nosso cocô é composto principalmente de água, mas os 25% restantes são um coquetel de resíduos de alimentos não digeridos, gorduras, sais, muco e patógenos humanos, como bactérias e vírus. Se você estiver infectado com o coronavírus, que causa a infecção por COVID-19, ele também aparecerá em seus excrementos.

O material que deságua nos ralos de nossos banheiros, bem como pias, banheiras e calhas das ruas, percorre quilômetros pelo sistema de esgoto sanitário de nossa comunidade e se junta com os resíduos de outras casas em canos de esgoto cada vez maiores. Esse rio de esgoto comunal eventualmente flui para uma estação de tratamento de águas residuais local, onde é finalmente pasteurizado e o material nocivo removido.

O monitoramento regular de amostras de águas residuais ao longo do tempo permite que os pesquisadores estabeleçam uma análise de tendências. Essas análises detectaram picos e novas variantes dias – até semanas – antes do teste COVID-19 por meio de zaragatoas nasais. E como todas as cidades e vilas têm suas próprias estações de esgoto, os pesquisadores podem identificar onde os picos ocorrerão e se uma nova variante está surgindo como uma preocupação.

Os inspetores ambientais do Departamento de Serviços Ambientais da Cidade de San José, Isaac Tam e Laila Mufty, implantam um amostrador automático em um bueiro na Unidade Regional de Águas Residuais San José-Santa Clara.

Como a vigilância de águas residuais é útil?

“Imagine se você tivesse duas semanas de antecedência em uma situação potencial de surto em um dormitório ou hospital ou outra instalação”, diz Smyth. “Você poderia potencialmente direcionar suas intervenções e talvez reduzir o impacto desse surto”.

Por exemplo, as comunidades podem aumentar as mensagens para alertar o público a praticar mascaramento , distanciamento social e outras medidas para limitar a propagação do vírus, além de incentivar testes e auto-isolamento para aqueles que deram positivo.

A vigilância também oferece aos pesquisadores uma melhor compreensão de como o vírus sofre mutações e como essas variantes reagem às vacinas – fatores vitais para manter o público seguro. “Precisamos entender o vírus porque não sabemos para onde ele está indo”, diz Smyth.

A epidemiologia de águas residuais atua como uma abordagem complementar para os atuais sistemas de vigilância de doenças infecciosas e um sistema de alerta precoce para surtos de doenças.

Monitoramento de esgoto vs. Vigilância de testes COVID-19

As autoridades de saúde pública aprenderam muito sobre o COVID-19 rastreando o número de testes positivos por condado, estado, país e muito mais. Mas o teste tem suas limitações.

Para começar, exige que as pessoas realmente sejam testadas. Muitos o fazem se forem expostos ao vírus, desenvolverem sintomas ou forem obrigados a fazê-lo para seus trabalhos. Mas nem todos em uma comunidade escolhem fazer o teste porque não têm seguro de saúde, não têm acesso a testes, não apresentam sintomas ou simplesmente não querem fazer o teste. "Se você não fizer o teste, não teremos nenhum dado seu", diz Smyth.

No entanto, "todo mundo faz cocô", acrescenta ela. "Todo mundo tem que ir ao banheiro, então [graças aos testes de águas residuais] temos os dados sobre potencialmente cada pessoa em um sistema."

Obviamente, o teste de águas residuais para coronavírus não é obrigatório, portanto, nem todos os municípios estão testando. Mas muitos estão participando voluntariamente graças a doações e outras fontes de financiamento, incluindo a Lei CARES . Vários municípios criaram seus próprios painéis para compartilhar seus dados e análises de tendências.

Em setembro de 2020, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) lançaram os Sistemas Nacionais de Vigilância de Águas Residuais (NWSS) para coordenar e desenvolver a capacidade do país de rastrear o SARS-CoV-2 em amostras de águas residuais coletadas em estações de tratamento de águas residuais em todo o país. Como parte desse projeto, a agência lançou recentemente um novo CDC COVID Data Tracker, onde todos os dados sobre testes de águas residuais são centralizados em um painel para o público visualizar.

O CDC espera que a participação no programa cresça à medida que os departamentos de saúde e os laboratórios de saúde pública desenvolvam ainda mais sua capacidade de coordenar a vigilância das águas residuais. No entanto, ainda é um campo em desenvolvimento e há limitações. Entre eles, as estações de tratamento não captam residências em sistemas sépticos ou comunidades atendidas por sistemas descentralizados que tratam seus resíduos, como hospitais ou universidades. No entanto, muitas faculdades e universidades estão coletando seus próprios dados, incluindo a Universidade Emory de Atlanta , a Universidade de Miami e a Universidade de Buffalo, para citar apenas algumas.

E embora as concentrações do vírus na amostragem de águas residuais possam indicar o quão impactada é uma comunidade, ela não pode dizer o número exato de infectados. Mas ter todos os dados em uma página – literal e figurativamente – pode oferecer uma imagem melhor de como o vírus está afetando nosso país. "Ter a liderança e orientação do CDC realmente vai ajudar", diz Smyth.

Kodi Haughn, sênior de biologia e ciências naturais, prepara amostras de águas residuais para testes COVID-19 no laboratório do professor Brandon Briggs no ConocoPhillips Integrated Science Building da Universidade do Alasca Anchorage.

A epidemiologia de águas residuais não é nova

"Wastewater é muito sexy agora. Está em todos os noticiários", diz Smyth. "Mas aqui está a coisa - as pessoas usam vigilância de águas residuais há anos para procurar coisas como a poliomielite, por exemplo."

Sim, isso mesmo. Pesquisadores detectam e rastreiam vários vírus em esgoto há mais de 50 anos e usam os dados para orientar as respostas de saúde pública.

Por exemplo, a poliomielite foi erradicada em quase todos os países, graças à vacina contra a poliomielite. Mas a transmissão ainda está em andamento em três países onde as vacinas estão atrasadas – Nigéria, Afeganistão e Paquistão. Em vez de confiar em casos relatados de paralisia flácida aguda (AFT), uma causa provável da poliomielite, os pesquisadores têm procurado no esgoto para detectar poliovírus nas fezes de pessoas não paralisadas infectadas com poliomielite.

A vigilância de águas residuais também tem sido usada para detectar outros vírus, como hepatite B e norovírus. Smyth diz que está atualmente trabalhando para refinar as técnicas de teste para monitorar melhor as estações de esgoto para a gripe - um vírus, diz ela, que é "muito bom em causar pandemias".

Entendendo o valor de nossos resíduos "você os vê sob uma luz totalmente nova", diz Smyth, referindo-se a um comentário que um empregador local de saneamento disse recentemente a ela: "Só é esgoto se você não o usar".

Agora isso é interessante

A pesquisa de água de esgoto não é apenas para monitorar vírus. Ele também está sendo usado para detectar níveis locais de opioides ilícitos e prescritos – bem como o antídoto opioide naloxona – nas comunidades mais atingidas pela epidemia de opioides, em um esforço para orientar as respostas de saúde pública.