Los investigadores agregan la viruela del simio a la vigilancia de las aguas residuales

Un programa en curso que monitorea las aguas residuales para detectar la presencia de SARS-CoV-2 y que ha predicho efectivamente aumentos repentinos posteriores en los casos de COVID-19 en San Diego se ha ampliado para detectar la presencia de viruela del mono.

Desde el primer caso confirmado de viruela del simio en California a fines de mayo, los casos informados han aumentado constantemente en el estado y en todo el país, ahora hasta casi 100 en el condado de San Diego y más de 1300 en California.

El 1 de agosto de 2022, el estado declaró una emergencia de salud pública; El condado de San Diego hizo lo mismo al día siguiente. El 4 de agosto de 2022 se declaró emergencia de salud pública federal con más de 7,000 casos reportados a nivel nacional. Es solo la quinta emergencia nacional de este tipo desde 2001. La nación permanece en estado de emergencia por la pandemia de coronavirus.

El monitoreo y la prueba del virus de la viruela símica son un complemento relativamente simple del programa actual de vigilancia de aguas residuales para el SARS-CoV-2, dijo Rob Knight, Ph.D., profesor y director del Centro de Innovación de Microbiomas de la Universidad de California San diego

Pero con un giro.

«Es el mismo proceso que el monitoreo de qPCR de SARS-CoV-2, excepto que hemos estado probando un virus diferente. Monkeypox es un virus de ADN, por lo que es un poco sorprendente que nuestro proceso esté optimizado para SARS-CoV-2, que es un virus ARN, funciona muy bien», dijo.

Los investigadores comenzaron a experimentar con la posibilidad de que su prueba pudiera funcionar con ambos tipos de virus en mayo y comenzaron a monitorear las aguas residuales de la planta de tratamiento de Point Loma, que atiende a 2,2 millones de habitantes de San Diego, para detectar la presencia del virus de la viruela del mono a principios de junio.

El primer indicador positivo ocurrió el 10 de julio de 2022 en niveles cercanos al límite de detección: 10.565,54 copias virales por litro de agua residual. Los niveles han aumentado drásticamente desde entonces, subiendo y bajando ligeramente, pero con una tendencia al alza con un máximo actual de 189.309,81 copias virales por litro de aguas residuales el 2 de agosto de 2022.

Knight dijo que queda por ver si monitorear los niveles de carga del virus de la viruela del simio en las aguas residuales puede predecir futuras infecciones o tasas de casos.

«Todavía no sabemos si los datos anticiparán aumentos repentinos de casos como con COVID», dijo. «Depende de cuándo se elimine el virus del cuerpo en relación con la gravedad de los síntomas que hacen que las personas busquen atención médica. Esto es, en principio, diferente para cada virus, aunque en la práctica las aguas residuales parecen predecir múltiples virus».

Y el sistema aún no está configurado para secuenciar los genomas de la viruela del simio, una necesidad para detectar variantes emergentes. Pero, en general, dijo Knight: «Los virus de ADN evolucionan mucho más lentamente que los virus de ARN, por lo que no esperamos que surjan variantes y se propaguen tan rápido».

Christopher Longhurst, MD, director médico de UC San Diego Health, dijo que el monitoreo de la viruela símica fue una innovación importante en lo que llamó «vigilancia anticipada».

«El aumento de los niveles de viruela del simio en las aguas residuales se correlaciona claramente con la creciente propagación de este virus. La detección y el control nos ayudarán a alertarnos sobre situaciones antes de que se conviertan en crisis, dando tiempo a los sistemas de salud y las agencias públicas para responder, prepararse y actuar».

Wilma Wooten, MD, MPH, oficial de salud pública del condado de San Diego, estuvo de acuerdo: «Como vimos con COVID-19, puede servir como una ventana adicional sobre cómo un virus se está moviendo e impactando en nuestra comunidad. El condado aprecia el trabajo de todos los socios, y espera que nuestra relación de trabajo continúe para abordar las amenazas a la salud pública».

Evidencia y experiencia

Las personas infectadas por el SARS-CoV-2 eliminan el virus en sus desechos, incluso antes de que presenten síntomas de COVID-19. Ese hecho impulsó el desarrollo del primer programa de detección de aguas residuales a fines de 2020, cuando los investigadores de UC San Diego y UC San Diego Health comenzaron una ambiciosa colaboración para recolectar muestras de aguas residuales en todo el campus utilizando robots de muestreo automático para su posterior análisis. El programa fue diseñado para ayudar a los estudiantes a regresar de manera segura al campus.

El monitoreo y secuenciación de aguas residuales finalmente se expandió a la región.

El centro de estos esfuerzos ha sido SEARCH (San Diego Epidemiology and Research for COVID Health), un consorcio de científicos de UC San Diego, Scripps Research y Rady Children’s Hospital-San Diego, que trabajan con funcionarios de salud pública del condado de San Diego y otros.

También participaron: el laboratorio del entorno de identificación acelerado de COVID (EXCITE), una colaboración de Knight; Louise Laurent, MD, Ph.D., profesora del Departamento de Obstetricia, Ginecología y Ciencias de la Reproducción; y Gene Yeo, Ph.D., profesor de medicina celular y molecular, ambos en la Facultad de Medicina de UC San Diego.

«Sobre la base del éxito de SEARCH en los últimos años, es fantástico ver que la vigilancia de aguas residuales aquí en San Diego se amplió para incluir también la viruela del mono, al tiempo que se crea un sistema flexible para futuros patógenos humanos», dijo Kristian Andersen, Ph.D. ., profesor de Scripps Research. «Este trabajo solo es posible gracias a la estrecha colaboración entre UC San Diego, Scripps Research y el condado de San Diego. Realmente establece un estándar para asociaciones académicas y de salud pública efectivas para el país».

En julio, los colaboradores de SEARCH publicaron un informe en la revista Naturaleza describiendo el éxito de la secuenciación de aguas residuales y la detección de virus, informando que el programa identificó efectivamente nuevas «variantes de preocupación» virales hasta 14 días antes de las pruebas clínicas tradicionales, y podría usarse de manera confiable para anticipar los próximos aumentos repentinos en las infecciones locales y las tasas de casos.

Un estudio publicado anteriormente estimó que la vigilancia de aguas residuales proporcionó una detección temprana del 85 por ciento de los casos de COVID-19 en el campus de UC San Diego, lo que permitió esfuerzos de prevención y mitigación más efectivos.

Los investigadores dijeron que están explorando la posibilidad de agregar otros patógenos al programa de vigilancia de aguas residuales, incluido el poliovirus, que ha reaparecido en partes de los Estados Unidos.

«Es bastante fácil agregar nuevos patógenos al proceso», dijo Smruthi Karthikeyan, Ph.D., ingeniera ambiental e investigadora postdoctoral en el laboratorio de Knight que supervisó el monitoreo de aguas residuales en UC San Diego. «Es factible a corto plazo. Podemos obtener más información en el mismo tiempo de respuesta».

El panel de vigilancia de aguas residuales SEARCH está disponible en línea.