Os cientistas estão procurando métodos alternativos para prever a propagação de COVID-19

Com os desafios contínuos associados aos testes em grande escala para COVID-19 - incluindo a escassez de kits de teste, critérios de teste rigorosos e as limitações inerentes dos sistemas de rastreamento atuais em populações moderadamente sintomáticas e assintomáticas, os cientistas estão procurando métodos alternativos para impulsionar os testes a fim de prever a propagação da doença.

Crystal Hepp, professor assistente na Escola de Informática da NAU, Informática, e Cyber ​​Systems (SICCS), está testando águas residuais em comunidades do norte do Arizona para ajudar a determinar a propagação do SARS-CoV-2, o vírus que causa COVID-19. Porque o vírus é eliminado em dejetos humanos, ela acredita que o esgoto é uma via viável para sua detecção.

Embora os cientistas prevejam um segundo ou mesmo vários surtos de COVID-19, Hepp acredita que o teste de águas residuais pode funcionar como um sistema de alerta precoce e contínuo, especialmente em comunidades rurais mal servidas por profissionais de saúde e instalações médicas, e pode alertar os operadores da estação de águas residuais sobre riscos elevados.

Será fundamental continuar as atividades de vigilância que podem ajudar no desenvolvimento de estratégias dinâmicas de intervenção regional. Para ser sustentável durante um surto dessa magnitude, um mais robusto, um método viável e independente de humanos de amostragem da comunidade precisa ser implementado. "

Crystal Hepp, Professor assistente, Escola de Informática, Informática, e Cyber ​​Systems, NAU

Atualmente, Hepp e sua equipe estão testando amostras de afluentes (não tratados) e efluentes (tratados) semanalmente em seis locais em Flagstaff, Munds Park, Kachina Village e Kayenta, localizado dentro da Nação Navajo. Colaboradores no projeto incluem a cidade de Flagstaff, Pinewood Sanitary District, Distrito de Melhoria da Vila Kachina, a Autoridade de Utilidade Tribal Navajo e a TGen-North.

Aluno de doutorado Jill Cocking, um especialista sênior de pesquisa no Laboratório Hepp no ​​SICCS, lidera o componente laboratorial do trabalho e trata cada amostra como se fosse infecciosa.

"Eu pego este material e removo os ácidos nucléicos, "disse Cocking." COVID-19 é um vírus de RNA (um vírus que tem ácido ribonucléico como seu material genético), portanto, a próxima etapa é transformar o RNA em DNA para que possa ser detectado por um ensaio desenvolvido pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças.

“O ensaio faz cópias do material genético até que haja o suficiente para detectá-lo com nossos instrumentos. Se o coronavírus estiver presente nas águas residuais, esta análise nos permitirá saber. "

Amostras de três locais de águas residuais influentes testaram positivo no início de abril. Hepp, um diretor assistente no Pathogen and Microbiome Institute (PMI) da NAU, observa que a equipe não encontrou nenhum caso positivo no efluente, indicando que o processo da estação de águas residuais é eficaz no tratamento do vírus.

Os pesquisadores realizarão análises de sequenciamento genético em amostras positivas em influentes para procurar diferentes cepas.

“O vírus está sempre evoluindo, "Hepp disse." Sempre há novas cepas que podem estar surgindo. Se encontrarmos várias cepas diferentes com mutações diferentes, isso indicaria que o vírus teve mais chance de sofrer mutação ao longo do tempo na população ou que novas introduções ocorreram. Um número maior de cepas em um determinado momento pode indicar mais indivíduos infectados. "

Hepp está trabalhando com Jason Sahl, um diretor assistente do PMI, que usará seu canal genômico estabelecido, WG-FAST, para examinar a diversidade de cepas.

"Nossa abordagem WG-FAST pode fornecer identificação de nível de cepa de vírus, identificar misturas de cepas e combinar amostras clínicas e de águas residuais, "disse Sahl." Esta abordagem pode identificar vírus circulantes sem a necessidade de amostrar humanos diretamente e identificará casos de forma independente.

"Ele também pode pegar casos de COVID-19 que podem não se apresentar ao hospital e pode alertar agências de saúde pública sobre cepas em circulação, que ajudará no rastreamento de contatos e informará o público sobre as novas ondas de COVID-19 em suas comunidades. "

"Esta análise de sequenciamento nos ajudará a entender a cepa circulante em uma comunidade, a diversidade geral do vírus e como isso muda entre diferentes locais e em diferentes épocas do ano, "disse Dave Engelthaler, professor associado e diretor do TGen-Norte.

O estudo de Hepp deve continuar durante o verão. Ela espera obter financiamento por meio do National Institutes of Health (NIH) e estender a pesquisa até o fim do surto.

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