Badania pokazują, że analiza ścieków może zapewnić system wczesnego ostrzegania przed nowymi wariantami koronawirusa

<p>Scientists have been testing wastewater for Sars-Cov-2, which could track infections of different strains of the virus</p>


Analiza ścieków może pomóc w wykryciu i śledzeniu rozprzestrzeniania się nowych wariantów wirusa SARS-CoV-2, który powoduje Covid-19, jak wykazały badania.

Technika ta mogłaby być szybszym sposobem identyfikacji mutacji w wirusie, zanim zostaną wykryte przez lokalne kliniczne sekwencjonowanie genomu wirusa z próbek pacjentów, a także daje naukowcom szansę przeanalizowania szerszego przekroju lokalizacji – jak wiele osób, w tym te. którzy nie mają objawów, mogą nie zostać poddani badaniu.

Kluczowe nowe warianty wirusa pojawiły się w Wielkiej Brytanii, Brazylii i Południowej Afryce, a mutacje prowadzą do większego poziomu infekcji i wyższego poziomu zjadliwości.

Pojawienie się tych wariantów doprowadziło do międzynarodowych zakazów podróżowania i wyścigu w celu oceny, jak reagują na dostępne szczepionki.

Większy poziom informacji o miejscach występowania nowych mutacji może zapewnić naukowcom system wczesnego ostrzegania i pokazać, jak szybko mogą się one rozprzestrzeniać.

Główny badacz, Kara Nelson, profesor inżynierii lądowej i środowiskowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, powiedziała: „Wirus SARS CoV-2 jest wydalany przez osoby zakażone Covid-19, a odchody przedostają się do kanalizacji.

„Pobierając próbki ścieków, możemy uzyskać informacje o infekcjach dla całej populacji. Niektóre systemy kanalizacyjne obsługują kilka tysięcy osób. Niektóre obsługują setki tysięcy ludzi ”.

Dodała: „Pobieranie próbek ścieków to bardzo skuteczny sposób uzyskiwania informacji. Jest to również mniej stronnicze źródło informacji, ponieważ możemy uzyskać informacje od wszystkich osób przebywających w kanalizacji, niezależnie od tego, czy są badane w klinice, czy nie. Wiemy, że są osoby z bezobjawowymi infekcjami, które mogą nigdy nie zostać przebadane ”.

W ramach badań naukowcy opracowali i wykorzystali nowatorską metodę pobierania próbek ze ścieków.

Kiedy naukowcy sekwencjonują skoncentrowane RNA i ekstrahowane z próbek ścieków, może być obecnych wiele różnych szczepów, ponieważ do próbki składa się wiele osobników.

Ponadto zespół badawczy powiedział, że trudno jest odróżnić sygnał genetyczny Covid-19 od miliardów bakterii i wirusów, które ludzie wydalają każdego dnia. Naukowcy muszą zidentyfikować właściwe wirusy „pośród całej zupy innego materiału genomowego”.

„Sposób, w jaki musimy przetwarzać informacje o sekwencji, jest złożony. Jednym z elementów pracy jest umiejętność przygotowania próbek do sekwencjonowania ścieków. Zamiast bezpośrednio sekwencjonować wszystko, co jest obecne, zastosowaliśmy podejście wzbogacania, w którym najpierw próbujesz wzbogacić RNA, który Cię interesuje ”- powiedział dr Nelson.

„Następnie opracowaliśmy nowatorskie podejście analityczne, które było wystarczająco czułe, aby wykryć jedną różnicę nukleotydów”.

Nukleotydy to indywidualne elementy budulcowe, które tworzą złożone nici DNA i RNA w formach życia.

„Nie można być bardziej wrażliwym niż to” – powiedziała.

Naukowcy zsekwencjonowali RNA bezpośrednio ze ścieków zebranych przez miejskie okręgi użyteczności publicznej w rejonie Zatoki San Francisco, aby wygenerować kompletne i prawie kompletne genomy SARS-CoV-2.

Okazało się, że główne typy wirusa, które wykryli w ściekach, były identyczne jak te zidentyfikowane w testach klinicznych w regionie.

Ale chociaż obserwowane warianty ścieków były bardziej podobne do lokalnych genotypów pochodzących od pacjentów w Kalifornii niż do tych z innych regionów, wykryły również warianty pojedynczych nukleotydów, które zostały zgłoszone tylko z innych części Stanów Zjednoczonych lub z całego świata.

W ten sposób naukowcy odkryli, że sekwencjonowanie ścieków może dostarczyć dowodów na niedawne wprowadzenie linii wirusów, zanim zostaną wykryte przez lokalne sekwencjonowanie kliniczne.

Dzięki zrozumieniu, które szczepy SARS-CoV-2 są obecne w populacjach na przestrzeni czasu, naukowcy mogą uzyskać wgląd w to, jak przebiega transmisja i czy nowe warianty, takie jak B117 – wysoce zakaźny szczep, który powstał w Wielkiej Brytanii – dominują w transmisji.

„Spośród wszystkich testowanych tylko ułamek tych próbek jest poddawany sekwencjonowaniu. Kiedy pobierasz próbki ścieków, otrzymujesz bardziej kompleksowe i mniej stronnicze dane dotyczące Twojej populacji ”- powiedział dr Nelson.

„Wydaje się, że możemy być w stanie uzyskać wcześniejszy sygnał w ściekach, jeśli pojawi się nowy wariant, w porównaniu do polegania tylko na sekwencjonowaniu próbek klinicznych. Sama wiedza, że ​​SARS-CoV-2 jest obecny w populacji, jest pierwszym krokiem w dostarczaniu informacji, które pomogą kontrolować rozprzestrzenianie się wirusa, ale wiedza, które warianty są obecne, dostarcza dodatkowych, ale bardzo przydatnych informacji. ”

Badanie zostało opublikowane w mBio, ogólnodostępnym czasopiśmie Amerykańskie Towarzystwo Mikrobiologii.



Source link