Nuhu amin este cercetător medical la Centrul Internațional de Cercetare a Bolilor Diareice din Bangladesh. La sfârșitul acestei luni, unul dintre colegii săi va săpa într-o latrină cu groapă din Cox’s Bazar, o așezare de refugiați din Bangladesh în care trăiesc 900.000 de musulmani rohingya apatrizi. O mostră va fi extrasă, refrigerată și trimisă într-o călătorie de 12 ore cu autobuzul la un laborator din Dhaka, capitala Bangladeshului. Odată ajuns acolo, acesta va fi testat pentru a detecta prezența mai multor tipuri de microbii, inclusiv holera, tifosul și sars–cov-2, virusul responsabil pentru covid-19. Cu ajutorul Fundației Rockefeller, o mare organizație filantropică, Dr. Amin intenționează ca echipa sa să repete procesul în fiecare săptămână. Astfel, speră el, va putea afla cum se răspândește covid-19 în tabără.

Cercetarea apelor uzate pentru agenți patogeni nu este o idee nouă. Mai multe orașe americane, inclusiv Charleston, Detroit și Philadelphia, au urmărit poliomielita în acest fel la începutul secolului XX. Dar pandemia de covid 19 s-a dovedit a fi, așa cum spune inevitabila glumă, un „moment de cotitură”. Cifrele proiectului CovidPoops19, denumit cu veselie, găzduit la Universitatea din California, Merced, arată că numărul de site-uri de anchetă a crescut de la doar 38 în octombrie 2020 la peste 3 500 în prezent, răspândite în 70 de țări (a se vedea graficul). „A fost partea bună a pandemiei”, spune Anna Mehrotra de la Water Environment Federation, o organizație americană. „În primul an am făcut un deceniu de știință”, spune Doug Manuel, epidemiolog la Universitatea din Ottawa.

Însuflețit de succes

Prima echipă care a publicat rezultatele testelor de testare a apelor reziduale pentru covid-19 a avut sediul la kwr, un institut de cercetare în domeniul apei din Țările de Jos. Cercetătorii au descoperit la începutul pandemiei că aproximativ jumătate dintre persoanele infectate elimină sars–cov-2 în fecalele lor. Echipa olandeză a început să testeze apa de la aeroportul Schiphol în februarie 2020. Ei au depistat virusul chiar în momentul în care primele cazuri din țară au fost confirmate în spitale. (Cercetătorii italieni ar fi putut să le-o ia înainte, dacă blocarea Italiei nu i-ar fi ținut departe de laboratoarele lor). Până în septembrie, fiecare dintre stațiile de epurare a apelor uzate din Olanda, care acoperă mai mult de 99% din populație, era monitorizată.

Cercetătorii socotesc că un singur caz infecțios de covid-19 poate fi detectat printre deșeurile a până la 14.000 de persoane. Testarea efluenților unei întregi populații este mult mai ieftină decât depistarea individuală a fiecărui locuitor și poate adesea depista cazurile mai devreme. Dacă datele privind apele reziduale ar fi fost disponibile pe scară largă în martie 2020, spune Dr. Mehrotra, ar fi putut schimba cursul pandemiei.

Așa cum a fost, o mare parte din efortul din primele zile a fost fragmentat, condus de academicieni care și-au oferit voluntar expertiza șefilor locali de sănătate publică. De la Bangalore până în Ontario, toți au raportat că a fost dificil să convingă oficialii hărțuiți că jucatul cu apele uzate ar putea contribui cu ceva util. Dar beneficiile au devenit rapid evidente. Analiza apelor reziduale s-a dovedit a fi capabilă să detecteze valuri de infecții cu una sau două săptămâni înainte de testele convenționale cu tampoane nazale. Țările cu rate mai scăzute de testare convențională, cum ar fi Malawi, au fost anunțate cu până la o lună înainte.

Pe lângă simpla colectare a datelor, multe țări le-au făcut accesibile online. Acest lucru a permis tuturor tipurilor de organizații să le folosească. De exemplu, campusurile universitare din Arizona au folosit datele privind apele reziduale pentru a detecta din timp valurile de infecție. Spitalul de Copii din Boston a decis să amâne procedurile care nu sunt urgente ca răspuns la semnele că varianta Omicron a covidului-19 era în creștere în apele reziduale locale.

Construirea unei rețele de supraveghere globală corespunzătoare va necesita punerea la punct a tehnicilor improvizate în timpul crizei covid-19. Procedurile de colectare, testare și raportare trebuie să fie standardizate, pentru a permite comparații între diferite locuri. Multe dintre procedurile existente sunt izbitor de slab tehnologizate. De exemplu, tampoanele sunt adesea folosite ca instrument pentru a absorbi apa pentru testare. Probabil că acest lucru se va schimba. Andrew Engeli, care lucrează la Kando, o companie israeliană de date privind apele uzate, crede că tehnologia necesară pentru a înghesui un laborator miniaturizat într-un dispozitiv de prelevare a probelor ar putea fi dezvoltată în aproximativ patru ani. Acest lucru ar permite ca apa să fie analizată pe teren.

Poate că cea mai importantă schimbare, totuși, implică finanțarea și organizarea. Măsurile de sănătate publică nu pot fi susținute mult timp de academicieni voluntari. În America, o organizație numită Association of Public Health Laboratories (Asociația laboratoarelor de sănătate publică) lucrează pentru a-și ajuta membrii să dezvolte capacitatea de a prelua ei înșiși o mai mare parte din activitatea de supraveghere de rutină.

Organizațiile private își oferă, de asemenea, expertiza. Verily, filiala de științe ale vieții a Alphabet, compania mamă a Google, oferă facilități de testare pentru stațiile de epurare a apelor uzate din opt state americane. Biobot este o altă firmă americană, fondată în mod explicit pentru a urmări epidemiologia apelor uzate. Aceasta are peste 500 de locații de testare în întreaga țară. Speră să ofere prelevare de probe și screening autorităților de sănătate publică din întreaga Americă și, în cele din urmă, din întreaga lume. Kando gestionează deja sistemul de testare a apelor uzate din Israel. Acesta acoperă aproximativ 85% din populația israeliană, precum și noii sosiți care folosesc toaletele de la cel mai mare aeroport al țării.

Nu pentru toate țările va fi ușor să creeze sisteme de monitorizare. Kando se bazează pentru succesul său pe hărți exacte ale bazinelor hidrografice, precum și pe rețeaua de canalizare în sine. Privatizarea apei în Marea Britanie a făcut ca astfel de informații să fie „aproape imposibil de obținut”, spune Dr. Engeli. Dar cea mai mare provocare este de a furniza date utile în locuri unde nu există niciun sistem centralizat de canalizare. De asemenea, întrucât în astfel de locuri este probabil ca asistența medicală să fie limitată, este mai probabil ca focarele de boală să se răspândească rapid, ceea ce face ca urmărirea lor să fie și mai urgentă.

Progresul lui Mudlark

Rețelele de supraveghere pe care Dr. Amin le înființează în Bangladesh evidențiază unele dintre provocări. În taberele de refugiați, cum ar fi Cox’s Bazar, 80% dintre toalete sunt latrine cu groapă care necesită teste manuale laborioase. Chiar și orașele mari, cum ar fi Dhaka, trebuie să se confrunte cu o infrastructură antică și inegal distribuită.

Malawi este, de asemenea, dornic de această tehnologie, cel puțin în teorie. Dar, în 2017, doar 5% din Lilongwe, capitala sa, era deservită de un sistem de canalizare. Apele uzate se infiltrează frecvent prin sol și ajung în pânza freatică. Acest lucru înseamnă că supravegherea apelor uzate implică monitorizarea râurilor din apropiere și a altor corpuri de apă, spune Gama Bandawe de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Malawi.

Succesul monitorizării apelor uzate în urmărirea covidului-19 a stimulat interesul și pentru alte ținte. Apele uzate sunt deja monitorizate în unele locuri pentru droguri, atât legale, cât și de altă natură. Biobot a pornit cu obiectivul de a monitoriza nivelurile de dozare a 30 de analgezice diferite pentru a ajuta la o mai bună înțelegere a crizei opioide din America. În luna mai 2021, analiza efluenților din Seul a descoperit niveluri de Viagra, un medicament care tratează disfuncțiile erectile, care erau de câteva ori mai mari decât ar fi fost de așteptat, având în vedere numărul de rețete prescrise de medici. O rețea de analiști de canalizare din întreaga Europă, numită scor monitorizează nivelurile de cocaină și canabis în orașele de pe continent încă din 2011.

Farah Ishtiaq, cercetător la Institutul Tata pentru Genetică și Societate din Bangalore, este interesată de utilizarea prelevării de probe din apele uzate pentru a urmări rezistența la antibiotice, în care bacteriile dezvoltă apărări împotriva medicamentelor care anterior le erau fatale. Rezistența la antibiotice îi îngrijorează în special pe experții indieni în domeniul sănătății publice. O lucrare, publicată în 2020, a estimat că aproximativ un sfert din cazurile noi de tuberculoză din această țară erau rezistente la cel puțin unul dintre medicamentele utilizate în mod obișnuit pentru tratarea bolii; 3,5% erau rezistente la mai multe medicamente.

Alții doresc să monitorizeze sănătatea într-un sens mai larg. În 2019, cercetătorii de la Universitatea de Stat din Arizona au publicat un studiu privind apele reziduale care a analizat nivelurile de fitoestrogeni, substanțe chimice care se găsesc în alimentele pe bază de plante. Acesta a sugerat că monitorizarea apelor uzate ar putea fi folosită pentru a urmări obiceiurile alimentare ale unei națiuni. Kando are o listă de peste 500 de biomarkeri potențial detectabili în apele uzate. Compania speră că nivelurile unuia dintre aceștia, serotonina, ar putea oferi date interesante despre depresie. În Australia, cercetătorii folosesc apele uzate pentru a urmări consumul de nicotină și alcool.

O întrebare este cât de precisă ar putea deveni o astfel de monitorizare. Apele uzate dintr-un întreg oraș, sau chiar dintr-un anumit cartier, sunt destul de anonime. Dar în Singapore și Hong Kong s-a dovedit a fi posibil să se monitorizeze deșeurile de la clădiri de apartamente și spitale individuale. În ambele locuri, aceste tehnici – împreună cu epidemiologia de piele de încălțăminte – au permis autorităților să identifice pacienți individuali de covidă-19 din cadrul unor blocuri de locuințe individuale. În China, poliția s-a interesat deja de această tehnologie, cel puțin o captură de droguri în Zhongshan, un oraș din provincia Guangdong, fiind ajutată de monitorizarea apelor reziduale.

Conștienți de unde ar putea duce tehnologia într-o zi, unii cercetători au început să mediteze asupra echilibrului dintre supraveghere și intimitate. Steven Hrudey, un toxicolog de la Universitatea din Alberta, a adaptat liniile directoare existente ale Organizației Mondiale a Sănătății privind supravegherea epidemiologică pentru a le utiliza în cazul apelor uzate. El susține că datele ar trebui să fie colectate numai atunci când se intenționează o utilizare specifică și legitimă în domeniul sănătății publice și că datele de identificare personală nu ar trebui să fie împărtășite cu organisme care nu sunt afiliate cu sănătatea publică.

Deocamdată, însă, astfel de îngrijorări sunt secundare. Pandemia de covid-19 a făcut ca oficialii să fie mai interesați de tipurile de sisteme de supraveghere a bolilor pe care epidemiologii le doresc de ani de zile. Prelevarea de probe din apele uzate este ieftină, neinvazivă și se sprijină pe infrastructura existentă. Este o idee veche de o sută de ani, al cărei moment ar putea, în sfârșit, să fi venit. ■

Toate poveștile noastre legate de pandemie pot fi găsite pe hub-ul nostru despre coronavirus.