El futuro en la vigilancia de enfermedades infecciosas (desde el covid-19 hasta la gripe) puede estar en las heces

MODESTO, California - Una de las primeras tareas del día de Patrick Green es abrir un grifo y llenar una botella con lodo.

Como operador de una planta de servicios públicos en Modesto, una ciudad de casi un cuarto de millón de habitantes en el Valle de San Joaquín, en California, Green ayuda a mantener el flujo de las alcantarillas de la ciudad y el tratamiento de sus aguas residuales a niveles de seguridad aceptables.

Pero en los últimos meses, Green y sus colegas han sumado a sus tareas la investigación de covid-19.

En la planta de tratamiento donde convergen las tuberías de alcantarillado de Modesto, se filtran los artículos más grandes, desde toallitas húmedas para bebés que no se deben tirar por el inodoro, hasta piezas de automóviles. Lo que queda se lleva a una tina gigante, donde los sólidos se depositan en el fondo.

Los investigadores extraen muestras de ese lodo oscuro de 3 pies de profundidad en busca del SARS-CoV-2, el virus que causa covid.

En todo el país, académicos, empresas privadas, departamentos de salud pública y operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales han estado trabajando para perfeccionar esta nueva herramienta de salud pública, con usos que podrían ir mucho más allá del covid.

La vigilancia de aguas residuales no es un concepto nuevo, pero la escala y el alcance de la pandemia actual han hecho que la técnica saltara los estrechos muros de la investigación académica para un uso público más amplio, como una herramienta crucial para el seguimiento a nivel comunitario de los aumentos repentinos de casos de covid, y las nuevas variantes.

Vigilancia de aguas residuales como práctica estándar

La vigilancia de las aguas residuales está resultando tan útil que muchos investigadores y funcionarios de salud pública dicen que debería convertirse en una práctica estándar en el seguimiento de enfermedades infecciosas, como ya ocurre en muchos otros países.

Pero si eso sucede, y las comunidades que puedan implementarla, depende de la capacidad de la nación para ampliar enormemente el enfoque y hacerlo viable tanto en comunidades ricas como pobres.

Al igual que muchas otras herramientas de salud pública, las pruebas de aguas residuales comenzaron primero en las grandes ciudades y campus universitarios con acceso a experiencia en investigación, equipos y dinero. El proyecto de Modesto ofrece una visión de los desafíos y oportunidades que implica hacer que esta tecnología esté disponible en comunidades con recursos más limitados.

“Se deberían inyectar más recursos en lugares que están desatendidos, ya que tienen una carga desproporcionada de enfermedad”, dijo Colleen Naughton, profesora de ingeniería en la Universidad de California-Merced que está ayudando a establecer pruebas en Merced, Modesto y en los pueblos agrícolas alrededor del Valle Central.

William Wong, director de servicios públicos de Modesto, supervisa las operaciones de agua y alcantarillado. Desde principios de la pandemia, ha querido monitorear las aguas residuales de la ciudad en busca de SARS-CoV-2. Es una extensión natural de su trabajo; la eliminación segura de los excrementos es la base tanto de la salud pública como de la sociedad moderna. “Siempre consideramos que lo que hacemos es proteger la salud pública”, dijo Wong.

Para la vigilancia del covid-19, las aguas residuales no están sujetas a las inconsistencias complicadas que vienen con las pruebas del coronavirus en humanos. La escasez de pruebas de covid ha sido un problema persistente durante la pandemia, derivada tanto de las deficiencias de la cadena de suministro como de la amplia variación en la respuesta de los gobiernos locales.

Los largos retrasos en los resultados de las pruebas pueden hacer que los funcionarios de salud demoren semanas en la detección y el seguimiento de las tendencias de la infección.

Más recientemente, han proliferado las pruebas caseras, cuyos resultados rara vez llegan a los departamentos de salud pública. Y para las personas que viven en comunidades de bajos recursos, existen incentivos para no hacerse ninguna prueba, dijo la doctora Julie Vaishampayan, oficial de salud del condado de Stanislaus, donde se encuentra Modesto.

Una prueba positiva puede ser un gran problema para las personas que no pueden ausentarse del trabajo o mantener a sus hijos fuera de la escuela.

Por el contrario, la vigilancia de aguas residuales es una empresa efectiva y de presupuesto relativamente bajo, menos dependiente del capricho humano. Todo el mundo hace caca, y alrededor del 80% de los estadounidenses depositan sus sólidos en un sistema de alcantarillado.

Rastrear el covid-19 con precisión

Docenas de proyectos de investigación en todo el país han demostrado que el método se puede usar para rastrear con precisión las tendencias de covid a lo largo del tiempo. Y debido a que las personas arrojan covid en sus heces antes de mostrar síntomas, los aumentos y disminuciones en las infecciones a nivel de vecindario y comunidad pueden aparecer en el lodo varios días antes de que aparezcan en las pruebas.

Otros problemas de salud también dejan su huella en el popó. Investigaciones recientes han encontrado que la vigilancia de aguas residuales es un método confiable para monitorear la gripe y la enfermedad respiratoria común RSV.

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC en inglés) le dijeron a KHN que pronto lanzarán estudios piloto para ver si las aguas residuales pueden revelar tendencias en infecciones resistentes a los antibióticos, enfermedades transmitidas por los alimentos y candida auris, una infección por hongos.

Hay lugares donde las aguas residuales pueden no ser una excelente manera de controlar el covid. Eso incluye comunidades sin alcantarillado; áreas con aguas residuales industriales, donde las técnicas de tratamiento pueden 'esconder' el virus; y comunidades con grandes fluctuaciones de población, como los centros de esquí.

Pero cuando están disponibles, los datos ya han demostrado ser poderosos. Durante la oleada invernal causada por ómicron, California, Colorado, Nueva York y Texas detectaron por primera vez la variante a través de las aguas residuales. Los funcionarios de salud del Valle Central han dicho que el monitoreo de las aguas residuales les ha asegurado que las disminuciones en los casos de covid son reales y no un reflejo distorsionado de las disminuciones en las pruebas informadas.

Las aguas residuales revelaron qué variante era dominante

En Modesto, las aguas residuales también revelaron que la variante delta siguió siendo la cepa dominante hasta bien entrado enero, semanas después de que ómicron fuese prevalente otros lugares. Eso fue importante, dijo Vaishampayan, porque algunos de los tratamientos disponibles que no funcionan para omicron son efectivos contra delta.

Su departamento les dijo a los médicos locales que siguieran usando la gama completa de medicamentos, incluso después de que otras áreas habían reducido su arsenal de tratamientos.

Tener investigadores académicos que pusieran en marcha el programa hizo posible el esfuerzo, dijo Kristynn Sullivan, epidemióloga jefe del condado de Merced, donde se están estableciendo dos sitios de prueba.

“Estábamos interesados en él teóricamente, pero absolutamente no habríamos tenido los recursos para perseguirlo”, dijo Sullivan. “Lo que esto nos permitió hacer es entrar en algo que es vanguardista, que es emocionante, con una participación bastante limitada”.

Agregó que por primera vez en su carrera de salud pública el dinero no es un impedimento. Lo que más le falta es gente: además de tener poco personal después de años de recortes presupuestarios, es difícil reclutar trabajadores para el área, dijo Sullivan, un problema compartido por los departamentos de salud rurales de todo el país.

Y la configuración requirió un esfuerzo considerable, dijo Naughton, el profesor de ingeniería que ayudó a construir programas de vigilancia en el norte del Valle Central. Involucró la coordinación del equipo de muestreo; hacer arreglos para refrigeradores, hieleras e hielo para conservar las muestras; navegar por complejo papeleo; coordinar mensajeros; y los análisis complejos necesarios para transformar los resultados del muestreo de lodos en datos de infección a nivel de población.

En un artículo publicado recientemente, Naughton y sus colegas encontraron que las áreas urbanas de California tienen muchas más probabilidades de tener monitoreo de aguas residuales que las comunidades rurales. A través de la red de vigilancia que está estableciendo con sus colegas en UC-Davis, que abarca ocho nuevos sitios del Valle Central, Naughton espera ayudar a cambiar eso. La colaboración se paga con fondos de subvenciones estatales y federales, dinero de la Ley CARES y donaciones filantrópicas.

Casi 700 sitios en las tres cuartas partes de los estados ahora están informando datos al Sistema Nacional de Vigilancia de Aguas Residuales establecido por los CDC, incluidos más de 30 sitios de California. En muchos estados, sin embargo, los datos son escasos y esporádicos.

Aún así, tener esa red nacional será fundamental en el futuro, dijeron los funcionarios de salud, ya que los investigadores traducen los datos sin procesar en información utilizable y comparan las tendencias entre regiones. Pero se necesitará una voluntad pública sostenida y algunas actualizaciones para que siga siendo útil.

El programa de los CDC está financiado hasta 2025. La iniciativa del Valle Central tiene un año de financiación, aunque los investigadores esperan continuar con el proyecto hasta al menos 2023.

En Modesto, los trabajadores de servicios públicos dijeron que están felices de aprovechar el suministro de popó mientras haya financiación. “Me encanta ver cómo se utilizan los datos”, dijo Ben Koehler, superintendente de control de calidad del agua y operador principal de la planta de la ciudad. “La gente quiere saber que su trabajo tiene un propósito”.

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