Los robots de prueba de aguas residuales procesan las aguas residuales más rápido para predecir los brotes de COVID-19 antes
Muestras de aguas residuales mezcladas con perlas magnéticas y cargadas en el robot de manejo de líquidos para la concentración viral. Crédito: CH Sheikhzadeh @ HOMA Photographic Art
Con el uso de un robot de manejo de aguas residuales, nuestro laboratorio ha podido detectar coronavirus en aguas residuales 30 veces más rápido que los sistemas no automatizados a gran escala. Este avance, publicado en la revista de microbiología mSystems, brinda aún más tiempo de anticipación a las comunidades que monitorean sus aguas residuales para obtener una alerta temprana sobre casos locales de COVID-19.
Cuando surgieron estudios clínicos que mostraban que las personas que dieron positivo en la prueba de SARS-CoV-2 eliminaban el virus en sus heces, la alcantarilla parecía un lugar obvio para buscarlo. La vigilancia de las aguas residuales se puede utilizar a nivel comunitario para ver posibles grupos de brotes antes del diagnóstico clínico, especialmente en áreas donde las tasas de prevalencia de COVID-19 superan con creces las tasas de prueba.
El problema es que el virus está muy diluido en la flujo de desechos debido a la cantidad de baños de personas que drenan en él, sin mencionar toda la otra basura que tiran. La vigilancia depende de concentrar las partículas virales de las aguas residuales para detectar estos niveles bajos. Este paso de concentración viral suele ser el principal cuello de botella en los análisis de aguas residuales porque es laborioso y requiere mucho tiempo. Nuestro sistema robótico adopta un enfoque diferente y más rápido.
Ciudades, escuelas y empresas de todo el país están utilizando la vigilancia de aguas residuales para encontrar coronavirus en su medio.
La vigilancia de aguas residuales es especialmente útil como un sistema de alerta temprana para áreas de alto riesgo, como comunidades donde los residentes indocumentados pueden ser cautelosos acerca de las pruebas individuales.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden ser la primera línea para Detección de coronavirus en una comunidad. Crédito: Condado de San Diego, CC BY-ND
La técnica de concentración viral más utilizada usa filtros y puede tomar de seis a ocho horas para transformar un par de docenas de muestras de aguas residuales en muestras que luego pueden analizarse para detectar la presencia de SARS -CoV-2. Nuestro nuevo protocolo concentra 24 muestras en una sola ejecución de 40 minutos.
Reutilizamos equipos que normalmente realizan tareas de microbiología o biología celular en el laboratorio para tratar las aguas residuales. Al miniaturizar y automatizar nuestro sistema, eliminamos un montón de pasos, recursos y costos asociados que requieren mucha mano de obra. Y nuestro proceso de manos libres es mucho más rápido.
Recolectamos aguas residuales de muestreadores automáticos en la principal planta de tratamiento de aguas residuales de San Diego, así como de los que hemos instalado en más de 100 pozos de acceso en el campus de la Universidad de California, San Diego, que recolectan muestras de alcantarillado cada 30 minutos durante el día.
Luego, de vuelta en el laboratorio, en lugar de depender de múltiples pasos de filtrado, usamos diminutas perlas magnéticas para enriquecer las partículas virales. Compramos estas perlas nanomagnéticas que están diseñadas para unirse a una variedad de virus respiratorios. El robot de manejo de aguas residuales está equipado con una cabeza magnética especializada que engancha las perlas magnéticas, con virus adjuntos. Preferiblemente pesca partículas virales, dejando atrás el resto de la basura en la muestra de aguas residuales.
Usar un robot para automatizar el proceso de concentración de aguas residuales nos permite concentrar 24 muestras en 40 minutos para cada robot. Luego, el mismo robot puede extraer el ARN viral, procesando 96 muestras en 36 minutos. Finalmente, usamos una reacción en cadena de la polimerasa para buscar los genes característicos del SARS-CoV-2, de forma muy similar a una prueba de diagnóstico clínico que un laboratorio ejecutaría en el hisopo nasal de un paciente.
Los investigadores recolectan un litro de aguas residuales recolectadas durante el transcurso del día desde una línea de alcantarillado conectada a un edificio de UC San Diego. Crédito: CH Sheikhzadeh, CC BY-ND
En general, nuestro sistema puede procesar 96 muestras en 4,5 horas, lo que reduce drásticamente el tiempo desde la muestra hasta el resultado.
Hasta ahora, el nuestro es el único estudio de aguas residuales de coronavirus sabemos que utiliza un proceso automatizado.
Estamos utilizando esta técnica como parte de nuestra vigilancia de aguas residuales a gran escala en el campus y tomamos muestras en más de 100 ubicaciones diariamente. Los distritos escolares de San Diego también lo están usando como un sistema de alerta temprana.
Ahora estamos usando la parte de secuenciación del genoma viral de nuestro sistema para rastrear la aparición de nuevas variantes del SARS-CoV-2.
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Cita: Los robots de prueba de aguas residuales procesan las aguas residuales más rápido para predecir los brotes de COVID-19 antes (12 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021- 03-sewage-testing-robots-wastewater-faster-covid-.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.