Cristallo Hepp, un assistente professore nella Scuola di Informatica della NAU, Informatica, e sistemi informatici (SICCS), sta testando le acque reflue nelle comunità del nord dell'Arizona per aiutare a determinare la diffusione di SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19. Perché il virus viene sparso nei rifiuti umani, crede che le acque reflue siano una via praticabile per il loro rilevamento.
Mentre gli scienziati prevedono la seconda o addirittura più epidemie di COVID-19, Hepp ritiene che i test sulle acque reflue possano funzionare come un sistema di allarme tempestivo e continuo, soprattutto nelle comunità rurali poco servite da operatori sanitari e strutture mediche, e può avvisare gli operatori degli impianti di acque reflue di rischi elevati.
Sarà fondamentale continuare le attività di sorveglianza che possono aiutare a sviluppare strategie di intervento regionali dinamiche. Per essere sostenibili durante un focolaio di questa portata, un più robusto, deve essere implementato un metodo di campionamento comunitario fattibile e indipendente dall'uomo".
Cristallo Hepp, Professore assistente, Scuola di Informatica, Informatica, e sistemi informatici, NAU
Attualmente, Hepp e il suo team stanno testando settimanalmente campioni influenti (non trattati) ed effluenti (trattati) in sei sedi a Flagstaff, Parco dei Mundi, Villaggio Kachina e Kayenta, situato all'interno della Navajo Nation. I collaboratori del progetto includono la città di Flagstaff, Distretto Sanitario Pineta, Distretto di miglioramento del villaggio di Kachina, la Navajo Tribal Utility Authority e TGen-North.
La dottoranda Jill Cocking, uno specialista di ricerca senior presso l'Hepp Lab della SICCS, guida la componente di laboratorio del lavoro e tratta ogni campione come se fosse infetto.
"Prendo questo materiale e rimuovo gli acidi nucleici, " ha detto Cocking. "COVID-19 è un virus a RNA (un virus che ha l'acido ribonucleico come materiale genetico), quindi il prossimo passo è trasformare l'RNA in DNA in modo che possa essere rilevato da un test progettato dai Centers for Disease Control and Prevention.
"Il test esegue copie del materiale genetico fino a quando non ce n'è abbastanza per rilevarlo con i nostri strumenti. Se il coronavirus è presente nelle acque reflue, questa analisi ce lo farà sapere".
I campioni provenienti da tre siti di acque reflue influenti sono risultati positivi all'inizio di aprile. Hepp, un assistente alla regia presso il Pathogen and Microbiome Institute (PMI) della NAU, rileva che il team non ha riscontrato casi positivi negli effluenti, indicando che il processo dell'impianto di acque reflue è efficace nel trattamento del virus.
I ricercatori condurranno analisi di sequenziamento genetico su campioni positivi influenti per cercare diversi ceppi.
"Il virus è in continua evoluzione, " Ha detto Hepp. "Ci sono sempre nuovi ceppi che potrebbero sorgere. Se troviamo diversi ceppi con mutazioni differenti, ciò indicherebbe che il virus ha avuto più possibilità di mutare nel tempo all'interno della popolazione o che si sono verificate nuove introduzioni. Un numero maggiore di ceppi in un dato momento può indicare più individui infetti".
Hepp sta lavorando con Jason Sahl, un vicedirettore di PMI, che utilizzerà la sua consolidata pipeline di genomica, WG-FAST, per esaminare la diversità di ceppo.
"Il nostro approccio WG-FAST può fornire l'identificazione a livello di ceppo del virus, identificare le miscele di ceppi e abbinare campioni clinici e di acque reflue, " ha detto Sahl. "Questo approccio può identificare i virus circolanti senza la necessità di campionare direttamente gli esseri umani e identificherà in modo indipendente i casi.
"Può anche catturare casi di COVID-19 che potrebbero non presentarsi in ospedale e potrebbe allertare le agenzie di sanità pubblica sui ceppi circolanti, che aiuterà con il tracciamento dei contatti e informerà il pubblico sulle nuove ondate di COVID-19 nelle loro comunità".
"Questa analisi di sequenziamento ci aiuterà a capire il ceppo circolante in una comunità, la diversità complessiva del virus e come cambia tra le diverse località e in diversi periodi dell'anno, "ha detto Dave Engelthaler, professore associato e direttore del TGen-Nord.
Lo studio di Hepp dovrebbe continuare per tutta l'estate. Spera di ottenere finanziamenti attraverso il National Institutes of Health (NIH) ed estendere la ricerca fino alla fine dell'epidemia.
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