Monitoraggio di SARS-CoV-2 attraverso l’epidemiologia delle acque reflue

Un metodo messo a punto dall'Istituto Mario Negri e dall'Università Statale di Milano ha confermato che il monitoraggio di SARS-CoV-2 nelle acque reflue urbane può essere utile per integrare i dati della sorveglianza virologica fornendo stime affidabili della diffusione del virus e delle sue varianti che includono individui sia sintomatici sia asintomatici, e permettendo di individuare anticipatamente le tendenze spaziali e temporali dell'epidemia

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SARS-CoV-2 nelle acque reflue

Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri, IRCCS (Dipartimento Ambiente e Salute) e Università Statale di Milano (Dipartimento di Scienze Biomediche per la Salute) con la partecipazione di Regione Lombardia, hanno monitorato in uno studio l’andamento epidemico di Covid-19 mediante analisi del virus SARS-CoV-2 nelle acque reflue urbane, seguendo un approccio innovativo chiamato epidemiologia delle acque reflue.

La sorveglianza virale basata sulle acque reflue è un approccio promettente per monitorare la circolazione di SARS-CoV-2 nella popolazione generale. Lo scopo di questo studio era sviluppare un metodo analitico per rilevare l’RNA di SARS-CoV-2 nelle acque reflue urbane, da implementare nel quadro di una rete di sorveglianza nella regione Lombardia.

Lo studio ha coinvolto 8 città lombarde selezionate tra quelle più colpite dalla prima ondata di Covid-19. Tra la fine di marzo e la metà di giugno 2020, 107 campioni compositi di 24 ore di acque reflue sono stati prelevati settimanalmente nei collettori di ingresso delle città di Bergamo, Brembate, Ranica, Brescia, Cremona, Crema, Lodi e Milano.

Il metodo analitico di misurazione della concentrazione di SARS-CoV-2 nelle acque reflue

I campioni sono stati analizzati secondo un metodo sviluppato e ottimizzato grazie alla collaborazione tra Istituto Mario Negri e Università statale di Milano, nata all’inizio della pandemia.

Ettore Zuccato, Capo Laboratorio Dipartimento di Ambiente e Salute dell’Istituto Mario Negri spiega di aver messo a disposizione il know out acquisito attraverso l’implementazione dell’approccio “epidemiologia delle acque reflue” (ideato nel 2005 per stimare il consumo di droghe d’abuso, alcool e farmaci nella popolazione mediante analisi di metaboliti urinari nei reflui urbani non trattati) per sviluppare una nuova applicazione legata all’analisi di virus nei reflui urbani.

Sandro Binda ed Elena Pariani, docenti dell’Università Statale di Milano, impegnati anche nella rete di sorveglianza integrata Covid-19 in Lombardia, aggiungono che l’Ateneo ha messo a disposizione le conoscenze accumulate in oltre un decennio di sorveglianza virologica ambientale, ossia di analisi di reflui urbani prelevati all’ingresso di un depuratore per identificare l’introduzione e la distribuzione di virus eliminati dal tratto fecale, come Enterovirus.

Il metodo sviluppato per la misurazione della concentrazione di SARS-CoV-2 nelle acque reflue prevede:

  • concentrazione dell’RNA virale,
  • centrifugazione PEG ed estrazione dell’RNA,
  • analisi molecolare mediante RT-PCR (PCR real time).

La metodologia rappresenta uno strumento pronto all’uso per il monitoraggio di altri eventuali virus a potenziale epidemico/pandemico che potrebbero presentarsi in futuro.

Risultati dello studio sul monitoraggio di SARS-CoV-2 attraverso l’epidemiologia delle acque reflue in Lombardia

L’RNA di SARS-CoV-2 è stato identificato in 65 campioni (61%), una delle percentuali più alte di positività tra studi condotti in altre nazioni nello stesso periodo. I picchi di concentrazioni virali sono stati più alti a marzo-aprile nell’area di Bergamo (80%) e Brescia (77%), mentre nell’area di Cremona si sono rilevati livelli inferiori (58%). Le cariche virali più elevate, che riflettono un maggior numero di casi, sono state osservate a Brembate, Ranica e Lodi a marzo-aprile 2020 e sono poi diminuite  nei mesi successivi, in concomitanza con le misure di lockdown. A metà giugno, i campioni di acque reflue sono risultati negativi in ​​tutte le città.

Il profilo della carica virale misurata nei reflui urbani è risultato comparabile con il numero di casi attivi registrato nella stessa area.

I risultati sono stati pubblicati come preprint (non sottoposto a peer review) nell’articolo SARS-CoV-2 RNA in campioni di acque reflue urbane per monitorare l’epidemia di COVID-19 in Lombardia, Italia (marzo – giugno 2020) su medRxiv.

L’attività di ricerca è proseguita con l’analisi dei profili epidemici delle ondate successive nell’autunno 2020 e inverno-primavera 2021 i cui risultati saranno disponibili a breve.

L’attività proseguirà ora nell’ambito di una Rete Lombarda di sorveglianza epidemiologica dei reflui urbani, promossa da Regione Lombardia e della rete nazionale (SARI) promossa da ISS.