Aguas residuales para proteger la salud más allá del SARS-COV-2

Aguas residuales para proteger la salud más allá del SARS-COV-2

Las aguas residuales son un reflejo del estado de salud de la población, de su exposición a contaminantes o de sus hábitos de consumo de sustancias nocivas y drogas. Todo ello las convierte en un sistema de alerta temprana que permite implementar políticas de prevención y orientar distintas campañas de concienciación allí donde son necesarias


Las aguas residuales son un ecosistema excelente para conocer virus que hasta el momento no habíamos ni imaginado.

Tal y como nos han demostrado durante la pandemia de SARS-COV2 que asola al planeta, estas aguas que llegan a las depuradoras son un arma infalible para controlar el avance de la enfermedad covid-19 como herramienta de alerta temprana epidemiológica, que anticipa los picos de incidencia y ayuda a las autoridades sanitarias a preparar con hasta diez días de antelación las medidas de contención necesarias para proteger a la población.

Esto es solo un ejemplo que avala las conclusiones que recoge un estudio pionero en la aplicación de la metagenómica a virus de aguas residuales en el que han participado expertos del Laboratorio de Virus Contaminantes de Agua y Alimentos de la Universidad de Barcelona y que ha revelado que el universo viral es mucho más extenso de lo que se había pensado.

Actualmente solo se conocen 3.000 virus

En la actualidad solo se conocen 3.000 virus y se cree que la mayoría de los que hay en la naturaleza aún no han sido caracterizados. Esta nueva investigación analiza la diversidad viral mediante el estudio de secuencias de ácidos nucleicos en muestras de aguas residuales de las ciudades de Pittsburgh, Barcelona y Adís Abeba.

Y de ella concluimos que el control de las aguas residuales ofrece una valiosísima información que permitirá, no solo controlar el avance de epidemias y enfermedades que ya conocemos, sino también anticipar soluciones para futuras pandemias y enfermedades emergentes.

La propia Organización Mundial de la Salud (OMS) utiliza sistemas de vigilancia de las aguas residuales para identificar, por ejemplo, brotes de polio y evaluar la cobertura de inmunización en países con recursos limitados.

Este acercamiento a la vigilancia medioambiental no es nuevo en España, donde el análisis de muestras de aguas residuales se utilizaba desde hace tiempo para realizar el seguimiento de la posible circulación de otros virus. De hecho, el laboratorio de Enterovirus del Centro Nacional de Microbiología, que actúa como Laboratorio Nacional de Polio acreditado por la OMS, lleva a cabo esta labor desde hace más de 20 años.

Un enfoque que ahora muchos países han aplicado ante la covid-19 para monitorizar la propagación del virus en ciudades, barrios e incluso hogares.

También en España donde esta trayectoria de monitorización de las aguas residuales con fines epidemiológicos ha permitido desarrollar una completa red de Alerta Temprana que ha anticipado rebrotes, olas de contagio y dotado de información para poder valorar adecuadamente las medidas de confinamiento o planificación de desescaladas.

Un desarrollo alcanzado gracias al compromiso y el conocimiento de la mayoría de las operadoras del ciclo urbano del agua, que quisieron aportar su conocimiento en la materia para combatir esta dolorosa pandemia contra la que aún combatimos, tal y como explica para El Ágora Susana González Blanco, responsable técnico de Gestión de Infraestructuras Criticas y resiliencia del Centro Tecnológico del Agua (Cetaqua).

La evidencia científica ha confirmado que una persona infectada, tenga síntomas o no, excreta SARS-CoV-2, dos días después de la infección

González cuenta que una de las principales preocupaciones de las operadoras del ciclo del agua urbana fue garantizar la calidad y salubridad de las aguas de consumo frente a la propagación de la nueva enfermedad. Y con análisis permanentes y seguimiento continuo, pudieron constatar que los procesos de potabilización eliminaban completamente el riesgo de contagio de la Covid19 a través del agua potable.

El siguiente paso fue constatar como este nuevo y desconocido virus SARS-COV2 se excretaba desde los primeros días de contagio, antes incluso de que el enfermo presentara síntomas. Llegaba a las depuradoras en trazas y sin capacidad de contagio, por lo que de repente se convirtieron en la mejor herramienta de alarma temprana para facilitar las decisiones sanitarias.

Llegar a este punto fue resultado de un laborioso desarrollo de sistemas de control y análisis de laboratorio para lograr la aplicación de las PCR a una muestra ambiental como son las aguas residuales para tener así una imagen de situación de la evolución de la pandemia por ciudades, por áreas sanitarias, incluso en instalaciones estratégicas como residencias, hospitales o centros educativos.

“Una imagen que con el coste de cinco PCR monitoriza toda una población, evitando tener que testar un volumen amplio de individuos, economizando esfuerzos e inversión, con el resultado de lograr anticipar las decisiones sanitarias en pos de proteger a la población y salvar vidas”, afirma Susana González.

 

Como decimos, España cuenta con un gran desarrollo tecnológico en la materia. De hecho dispone de la Red Española de Análisis de Aguas Residuales con Fines epidemiológicos (ESAR-Net), una Red donde 14 grupos de investigación españoles colaboran con el fin de contribuir al avance científico de la Epidemiología de las Aguas Residuales (WBE), y para difundir el potencial de esta herramienta a las autoridades y entidades potencialmente interesadas, además de a la sociedad en general.

El último estudio presentado por esta Red ESAR-Net, en la que colabora el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC), avaló cambios en los hábitos de consumo de drogas y sustancias de abuso en las principales ciudades desde el inicio de la pandemia.

Así, de sus resultados se extrae, por ejemplo, que Bilbao es la ciudad de España donde más alcohol se bebe y que la cocaína y la marihuana son las drogas más consumidas en el conjunto del territorio español, aunque en 2020, durante los meses más duros de la pandemia, los científicos encontraron picos ocasionales de presencia “muy alta” de éxtasis.

Gracias al trabajo de la ESAR-Net, se ha evidenciado que la cocaína y el cannabis son las drogas más consumidas en España y subraya la relevancia de hacer muestras de mayor cobertura geográfica y a más largo plazo.

Epidemiología de las Aguas Residuales

El “Análisis de Aguas Residuales con Fines Epidemiológicos”, o simplemente “Epidemiología de las Aguas Residuales” abreviado como WBE (del inglés Wastewater-Based Epidemiology) es una disciplina científica reciente cuyo fin es aplicar las ciencias analíticas (química analítica fundamentalmente) al análisis de aguas residuales con el fin de conocer la exposición humana (bien sea de manera intencionada o no) a diversos compuestos químicos (o en menor medida a agentes patógenos).

Su primera aplicación fue el análisis del consumo de drogas ilegales por la población, siendo a día de hoy la más conocida y establecida.

El análisis de aguas residuales se ha convertido en una herramienta de vigilancia epidemiológica y alerta temprana.

No obstante, la WBE cuenta actualmente con muchas más aplicaciones, siendo las más desarrolladas la estimación de consumo de sustancias de abuso legales (alcohol, tabaco, fármacos, etc.), además de permitir estudiar el impacto de eventos especiales (como festivales de música, fiestas, etc.) en el consumo de estas sustancias.

Por ello, en diversos países (Italia, los Países Bajos o España, en concreto en Cataluña) existen ya convenios con la policía y otras autoridades para explorar el consumo e incluso la producción (ilegal) de dichas sustancias de abuso.

Actualmente se está trabajando en nuevas aplicaciones, tales como estudiar la exposición de la población a contaminantes químicos o la identificación de indicadores de la salud de una determinada población.

En este sentido Susana González insiste en que el estudio de las aguas residuales ya ha demostrado su potencial con la actual pandemia que ha impulsado y favorecido el conocimiento de estos métodos como herramienta de salud, pero está convencida de que estas técnicas han llegado para quedarse y ampliar el control a otros patógenos y sustancias porque “todo lo excretable llega a las aguas residuales”, constituyendo una valiosísima información del estado de salud y los hábitos de consumo de la población que puede ayudar a implementar campañas de concienciación en el caso de drogas y sustancias de abuso, actuaciones policiales si se detectan nuevas sustancias, o sanitarias, como hemos visto en el último año y medio con la pandemia.

 

El Laboratorio de Virus Contaminantes de Agua y Alimentos de la Universidad de Barcelona cuenta con una destacada trayectoria en el estudio de patógenos (virus de las hepatitis A y E), enterovirus, adenovirus, virus emergentes humanos, priones y varios virus como marcadores de la contaminación fecal en el ambiente.

Los trabajos científicos del grupo han contribuido a descubrir nuevos virus de interés para la salud humana y a modificar el paradigma de infección viral, con la constatación de que los virus humanos están siempre presentes en las aguas residuales de las poblaciones. Es decir, excretamos virus de forma habitual, y no solo en situaciones de brotes infecciosos que afectan a la población.

En este momento, el control de las aguas residuales, no solo nos ayuda a ver cómo va a evolucionar la quinta ola de la pandemia, con la identificación de las variantes dominantes en cada momento, sino que permiten analizar la eficacia de las vacunas al ir adquiriéndose inmunidad en la población y, por tanto, ir reduciéndose progresivamente la cantidad de carga viral en el agua residual.

Control e identificación de superbacterias

Las actividades humanas generan una gran cantidad de aguas residuales: unos 330.000 hectómetros cúbicos al año que contienen metales pesados, carbohidratos, antimicrobianos y patógenos

Otro de los retos que tienen por delante las plantas depuradoras en el desarrollo tecnológico del control epidemiológico de las aguas residuales está en la identificación de las superbacterias, esa nueva gran amenaza de la que lleva advirtiendo desde hace unos años Naciones Unidas y la propia Organización Mundial de la Salud que son las resistencias antimicrobianas. Lo que dicho de otra manera viene a alertarnos de la capacidad que están adquiriendo algunas bacterias para resistir a los antibióticos.

Una resistencia que, según Naciones Unidas, hace que cada año fallezcan unas 700.000 personas por enfermedades provocadas por patógenos inmunes a las medicinas y “si no se toman medidas urgentes, podrían causar diez millones de muertes anuales en 2050”.

Un impacto que se podría minimizar con la implementación de nuevas tecnologías que no solo eliminen los contaminantes de las aguas residuales, sino que también acaben con estos superpatógenos para que no retornen al medio natural.


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