Vedci hľadajú alternatívne metódy na predpovedanie šírenia COVID-19

Vzhľadom na pretrvávajúce výzvy súvisiace s rozsiahlym testovaním na COVID-19-vrátane nedostatku testovacej súpravy, prísne kritériá testovania a inherentné obmedzenia súčasných sledovacích systémov na mierne symptomatických a asymptomatických populáciách, vedci hľadajú alternatívne metódy na posilnenie testovania s cieľom predpovedať šírenie choroby.

Crystal Hepp, odborný asistent na Škole informatiky NAU, Výpočtový, a kybernetické systémy (SICCS), testuje odpadové vody v komunitách v severnej Arizone, aby pomohla určiť šírenie SARS-CoV-2, vírus, ktorý spôsobuje COVID-19. Pretože sa vírus vlieva do ľudského odpadu, domnieva sa, že odpadová voda je životaschopnou cestou na jej detekciu.

Aj keď vedci predpovedajú druhé alebo dokonca viac ohnísk COVID-19, Hepp sa domnieva, že testovanie odpadových vôd môže fungovať ako systém včasného a priebežného varovania, najmä vo vidieckych komunitách, kde nie sú pod dohľadom zdravotníckych pracovníkov a zdravotníckych zariadení, a môže upozorniť prevádzkovateľov čističiek odpadových vôd na zvýšené riziká.

Bude nevyhnutné pokračovať v činnostiach dohľadu, ktoré môžu pomôcť pri rozvoji dynamických regionálnych intervenčných stratégií. Aby boli v čase vypuknutia tejto veľkosti udržateľné, robustnejší, Je potrebné implementovať uskutočniteľnú a na človeku nezávislú metódu komunitného vzorkovania. “

Crystal Hepp, Odborný asistent, Škola informatiky, Výpočtový, a kybernetické systémy, NAU

V súčasnej dobe Hepp a jej tím testujú prítokové (neošetrené) a odpadové (ošetrené) vzorky týždenne na šiestich miestach vo Flagstaff, Munds Park, Dediny Kachina a Kayenta, nachádza sa v národe Navajo. Spolupracovníkmi na projekte sú Mesto Flagstaff, Sanitárna štvrť Pinewood, Okres vylepšenia dediny Kachina, kmeňový úrad pre Navajo a TGen-North.

Doktorandka Jill Cockingová, vedúci odborník na výskum v laboratóriu Hepp v SICCS, vedie laboratórnu zložku práce a zaobchádza s každou vzorkou, ako by bola infekčná.

„Beriem tento materiál a odstraňujem nukleové kyseliny, "povedal Cocking." COVID-19 je RNA vírus (vírus, ktorý má ako genetický materiál kyselinu ribonukleovú), ďalším krokom je teda premena RNA na DNA, aby ju bolo možné detegovať testom navrhnutým Centrami pre kontrolu a prevenciu chorôb.

"Test robí kópie genetického materiálu, kým nie je dostatok na to, aby ho detegovali naše nástroje. Ak je koronavírus prítomný v odpadových vodách, táto analýza nám dá vedieť. “

Vzorky z troch prílivových lokalít odpadových vôd boli začiatkom apríla pozitívne. Hepp, asistent réžie v NAU Pathogen and Microbiome Institute (PMI), konštatuje, že tím nenašiel žiadne pozitívne prípady v odpadových vodách, čo naznačuje, že proces čistiarne odpadových vôd je účinný pri liečbe vírusu.

Vedci budú vykonávať analýzu genetického sekvenovania na pozitívnych vzorkách v prílivu a hľadať rôzne kmene.

„Vírus sa neustále vyvíja, „Povedal Hepp.“ Vždy môžu vzniknúť nové kmene. Ak nájdeme niekoľko rôznych kmeňov s rôznymi mutáciami, čo by naznačovalo, že vírus má v priebehu času väčšiu šancu zmutovať v rámci populácie alebo že došlo k novým introdukciám. Väčší počet kmeňov v danom čase môže naznačovať viac infikovaných jedincov. “

Hepp spolupracuje s Jasonom Sahlom, asistent riaditeľa PMI, kto bude používať svoj zavedený genomický kanál, WG-FAST, preskúmať diverzitu kmeňa.

„Náš prístup WG-FAST môže poskytnúť identifikáciu vírusu na úrovni kmeňa, identifikovať kmeňové zmesi a porovnávať klinické a odpadové vody so vzorkami, "povedal Sahl." Tento prístup môže identifikovať cirkulujúce vírusy bez toho, aby bolo potrebné priamo odobrať vzorky ľudí, a bude nezávisle identifikovať prípady.

„Môže tiež zachytiť prípady COVID-19, ktoré sa nemusia dostať do nemocnice, a mohli by upozorniť agentúry verejného zdravotníctva na cirkulujúce kmene, ktoré pomôžu pri sledovaní kontaktov a informujú verejnosť o nových vlnách COVID-19 v ich komunitách. “

„Táto sekvenčná analýza nám pomôže porozumieť cirkulujúcemu napätiu v komunite, celková rozmanitosť vírusu a jeho zmeny medzi rôznymi miestami a v rôznych obdobiach roka, “povedal Dave Engelthaler, docent a riaditeľ TGen-North.

Očakáva sa, že Heppova štúdia bude pokračovať aj v lete. Dúfa, že zaistí financovanie prostredníctvom Národných inštitútov zdravia (NIH) a rozšíri výskum do konca epidémie.

• Vedci stanovujú spojenie medzi zápalovým ochorením čriev a celiakiou
• Multi-omický prístup k vývoju liekov proti COVID-19