Znanstveniki iščejo nadomestne metode za napovedovanje širjenja COVID-19

Ob stalnih izzivih, povezanih z obsežnimi testi za COVID-19, vključno s pomanjkanjem testnih kompletov, stroga preskusna merila in inherentne omejitve sedanjih sistemov za sledenje pri blago simptomatskih in asimptomatskih populacijah, Znanstveniki iščejo nadomestne metode za povečanje testiranja, da bi napovedali širjenje bolezni.

Kristalni Hepp, docent na Fakulteti za informatiko NAU, Računalništvo, in kibernetskih sistemih (SICCS), testira odpadne vode v skupnostih v severni Arizoni, da bi ugotovil širjenje virusa SARS-CoV-2, virus, ki povzroča COVID-19. Ker se virus izloča v človeške odpadke, meni, da so odplake uspešen način za njihovo odkrivanje.

Medtem ko znanstveniki napovedujejo druge ali celo več izbruhov COVID-19, Hepp meni, da bi testiranje odpadne vode lahko delovalo kot sistem zgodnjega in stalnega opozarjanja, zlasti v podeželskih skupnostih, ki jih zdravstveni delavci in zdravstvene ustanove ne podpirajo, in lahko opozori upravljavce naprav za odpadne vode na povečano tveganje.

Ključnega pomena bo nadaljevanje nadzornih dejavnosti, ki lahko pomagajo pri razvoju dinamičnih regionalnih strategij posredovanja. Da bi bili trajnostni v času tako velikega izbruha, robustnejši, treba je izvesti izvedljivo in od človeka neodvisno metodo vzorčenja skupnosti. "

Kristalni Hepp, Docent, Šola za informatiko, Računalništvo, in kibernetskih sistemov, NAU

Trenutno, Hepp in njena ekipa tedensko testirata vzorce vplivov (neobdelanih) in odplak (obdelanih) na šestih lokacijah v Flagstaffu, Park Munds, Vas Kachina in Kayenta, ki se nahaja znotraj naroda Navajo. Sodelavci pri projektu so mesto Flagstaff, Sanitarno okrožje Pinewood, Okrožje za izboljšanje vasi Kachina, Navajo Tribal Utility Authority in TGen-North.

Doktorska študentka Jill Cocking, višji raziskovalec v laboratoriju Hepp pri SICCS, vodi laboratorijsko komponento dela in z vsakim vzorcem ravna, kot da je nalezljiv.

"Vzamem ta material in odstranim nukleinske kisline, "je dejal Cocking." COVID-19 je virus RNA (virus, ki ima za svoj genetski material ribonukleinsko kislino), zato je naslednji korak pretvorba RNA v DNK, da jo lahko odkrijemo s testom, ki so ga oblikovali Centri za nadzor in preprečevanje bolezni.

"Analiza naredi kopije genskega materiala, dokler ni dovolj, da ga zaznamo z našimi instrumenti. Če je koronavirus prisoten v odpadni vodi, ta analiza nas bo obvestila. "

Vzorci s treh vplivnih lokacij odpadnih voda so bili v začetku aprila pozitivni. Hepp, pomočnik direktorja na Inštitutu za patogene in mikrobiome NAU (PMI), ugotavlja, da ekipa v odplakah ni odkrila nobenih pozitivnih primerov, kar kaže, da je postopek obratovanja odpadnih voda učinkovit pri zdravljenju virusa.

Raziskovalci bodo izvedli analizo genetskega zaporedja na pozitivnih vzorcih, da bi poiskali različne seve.

"Virus se vedno razvija, "Je rekel Hepp." Vedno se lahko pojavijo novi sevi. Če najdemo več različnih sevov z različnimi mutacijami, to bi pomenilo, da je imel virus sčasoma več možnosti za mutacijo v populaciji ali pa je prišlo do novih vnosov. Večje število sevov v danem trenutku lahko kaže na več okuženih posameznikov. "

Hepp sodeluje z Jasonom Sahlom, pomočnik direktorja PMI, ki bo uporabil svoj uveljavljeni cevovod za genomiko, WG-FAST, preučiti raznolikost sevov.

"Naš pristop WG-FAST lahko zagotovi identifikacijo virusa na ravni seva, identificirati mešanice sevov in primerjati klinične vzorce in vzorce odpadne vode, "je dejal Sahl." Ta pristop lahko identificira krožeče viruse brez potrebe po neposrednem vzorčenju ljudi in bo neodvisno identificiral primere.

"Prav tako lahko ujame primere COVID-19, ki se morda ne pojavijo v bolnišnici, in bi lahko opozorilo javne zdravstvene agencije na krožeče seve, ki bodo pomagale pri iskanju stikov in obveščale javnost o novih valovih COVID-19 v njihovih skupnostih. "

"Ta analiza zaporedja nam bo pomagala razumeti kroženje seva v skupnosti, splošna raznolikost virusa in kako se to spreminja med različnimi območji in v različnih letnih časih, "je dejal Dave Engelthaler, izredni profesor in direktor TGen-North.

Heppova študija se bo predvidoma nadaljevala poleti. Upa, da bo zagotovila sredstva prek Nacionalnega inštituta za zdravje (NIH) in razširila raziskavo do konca izbruha.

• Raziskovalci vzpostavljajo povezavo med vnetno črevesno boleznijo in celiakijo
• Pristop z več omiki pri razvoju zdravil proti COVID-19