Investigadores de todo el mundo están probando las aguas residuales para detectar rastros de COVID-19, para rastrear la evolución y propagación de la pandemia, identificar puntos críticos y como la base de los sistemas de alerta temprana.

"Hay indicios de que podemos detectar rastros de virus incluso antes de que las primeras personas sean diagnosticadas o enviadas a hospitales", dijo Dragan Savic, CEO del KWR Water Research Institute, un organismo de investigación que realiza investigaciones para empresas de agua en los Países Bajos.

Savic y expertos de los Países Bajos, España, el Reino Unido y Grecia, han demostrado que los residuos genéticos de COVID-19 en las plantas de tratamiento de aguas residuales son un indicador confiable del nivel de infección. En abril, el equipo se unió bajo el nombre de Sewers4COVID, para desarrollar un prototipo para la vigilancia de COVID-19 en las alcantarillas del EUvsVirus Hackathon, donde emergieron como ganadores.

Utilizando el análisis de datos y la inteligencia artificial, compararon los datos de las pruebas de aguas residuales con los datos socioeconómicos y médicos, encontrando una superposición significativa.

“Hemos hecho un prototipo probado. Funciona”, dijo el miembro del equipo Mehdi Khoury, investigador de la Universidad de Exeter.

Con la prueba de concepto entregada, Sewers4COVID está reuniendo socios para hacer realidad la vigilancia generalizada de las aguas residuales en Europa y más allá.

En colaboración con el Centro Común de Investigación de la UE, Sewers4COVID lanzó el mes pasado un llamado para recopilar más datos sobre la prevalencia de los residuos de COVID-19 en las aguas residuales, para evaluar la viabilidad de establecer un sistema de monitoreo en toda Europa.

Más de 80 organizaciones han respondido. "Tienen más interés que los kits de muestreo que pueden vender", dijo Lydia Vamvakeridou, investigadora principal del Instituto de Investigación del Agua KWR y miembro de Sewers4COVID.

El equipo de hackathon no está solo en el objetivo de establecer sistemas de monitoreo. Las iniciativas nacionales de seguimiento de COVID-19 en aguas residuales están surgiendo en otros lugares, con la esperanza de optimizar las pruebas y predecir los brotes ". Todos están comenzando ahora”, dice Vamvakeridou.

En abril, Australia anunció planes para establecer un sistema de alerta temprana para brotes de COVID-19 utilizando vigilancia de aguas residuales. A mediados de junio, el Reino Unido dijo que estaba lanzando un programa de investigación para medir los residuos de COVID-19 en plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el país. Programas similares existen en España, Grecia, Canadá y los Estados Unidos.

Savic espera que más países se sumen a bordo en los próximos meses porque probar las aguas residuales de una ciudad entera una vez cuesta lo mismo que evaluar a dos personas. "Es obvio, es mucho más barato", dijo.

Las pruebas también son rápidas, y los investigadores en Australia anunciaron recientemente kits de prueba que pueden proporcionar resultados en menos de 30 minutos.

Resultados comparables

La vigilancia de las aguas residuales se usa habitualmente para rastrear las concentraciones de drogas y pesticidas, y para monitorear la propagación de la resistencia a los antimicrobianos.

Esto ha demostrado la necesidad de métodos estándar de prueba para garantizar que los resultados sean comparables entre diferentes ubicaciones. Por ejemplo, los resultados dependerán de la hora del día en que se toman las muestras. El equipo de Sewers4COVID cree que se necesitan reglas claras sobre cómo rastrear COVID-19 en las aguas residuales.

"Existe un acuerdo más amplio entre los científicos de que necesitamos elaborar protocolos mundiales sobre cómo hacer la vigilancia de alcantarillado", dijo Savic.

Actualmente, las muestras de diferentes plantas de aguas residuales son difíciles de comparar debido a la variación en las condiciones hidráulicas. La recolección de muestras también varía. Algunos investigadores pueden congelar las muestras, mientras que otros no, y los dos enfoques podrían dar resultados diferentes.

La semana pasada, investigadores españoles informaron que encontraron rastros de COVID-19 en una muestra congelada de aguas residuales que data de marzo de 2019, lo que sugiere que el virus podría haber surgido hace mucho más tiempo de lo que se cree actualmente.

Una semana antes, investigadores italianos anunciaron que encontraron COVID-19 en muestras de aguas residuales tomadas en diciembre de 2019, días antes de que la Organización Mundial de la Salud anunciara la aparición del virus en China.

El resultado español parece ser un falso positivo. Sin embargo, la controversia que despertó subraya la necesidad de reglas uniformes.

La buena noticia es que los protocolos están en camino. "Es cuestión de semanas", dice Vamvakeridou, cuyo equipo del Instituto de Investigación del Agua KWR está trabajando en el desarrollo de un marco.

En mayo, la Fundación de Investigación del Agua de EE. UU. Organizó una cumbre internacional de vigilancia de COVID-19 en aguas residuales, y en base a esto se ha desarrollado una hoja de ruta de investigación a corto plazo. Uno de los objetivos es establecer métodos estandarizados para la recolección de muestras y la detección de COVID-19.

Sewers4COVID prevé que el seguimiento de COVID-19 en aguas residuales se convertirá en un esfuerzo coordinado y global.

El equipo espera establecer comunidades de práctica en todo el mundo, coordinadas por una organización sin fines de lucro e involucrando a funcionarios de salud, operadores de sistemas de alcantarillado, médicos y científicos de datos. "Tenemos ideas mucho más grandiosas sobre cómo podría ser esto en todo el mundo", dijo Savic.

El método barato de probar las alcantarillas puede ser particularmente útil en los países más pobres, donde los recursos son escasos. Si no hay un sistema de alcantarillado, se podrían analizar muestras de zanjas de drenaje donde se acumulan las aguas residuales.

La tecnología podría superar el sesgo en las pruebas de detección de infección por COVID-19. "Incluso si las pruebas están disponibles, las personas de algunos antecedentes socioeconómicos [pueden no tener acceso]", dijo Vamvakeridou. “Las alcantarillas no son parciales en absoluto. Son completamente imparciales. Un barrio pobre es tan fácil de probar como uno rico. Si se señala un brote en un área, dirigir los recursos allí es más eficiente que evaluar a todos.

"La intención no es reemplazar los sistemas de prueba", dijo Gabriel Anzaldi Varas, jefe de desarrollo tecnológico en Eurecat, el centro tecnológico de Cataluña, miembro de Sewers4COVID. "Esta es una fuente de información que puede mejorar la forma en que vamos a utilizar las pruebas individuales".

La adopción de la vigilancia de aguas residuales en todo el mundo "nos proporcionaría una solución factible [para las pruebas], particularmente para países de ingresos bajos y medianos", dijo Albert Chen, profesor titular del Centro de Sistemas de Agua de la Universidad de Exeter, también miembro de Sewers4COVID.

“Estamos tratando de reunir muchos socios. Será un gran esfuerzo, con suerte”, dijo.