Coronavirus en aguas residuales: las depuradoras como sistema de alerta

Leer el futuro de la pandemia en las aguas residuales

EDAR de Bens

El 7 de julio de 2020 llegaron las primeras señales. La incidencia de la pandemia en el área metropolitana de A Coruña (Galicia) iba en aumento.

Hacía apenas dos semanas que había terminado el estado de alarma, pero todavía faltaban 16 días para que los datos oficiales del sistema de vigilancia epidemiológica confirmaran el inicio de la segunda ola en la ciudad gallega.

Las señales tempranas no tienen que ver con ningún poder oculto de adivinación. Llegan del análisis de aguas residuales del área metropolitana, el estudio de grandes cantidades de datos y el modelado estadístico. Son fruto del trabajo del equipo multidisciplinar de biólogos, químicos, matemáticos e ingenieros informáticos del proyecto COVIDBENS.

Este grupo lleva desde abril de 2020 intentando anticipar la evolución de la pandemia y buscando entender la incidencia real del coronavirus. No leen realmente el futuro de los brotes y las olas, sino el presente. El problema es que los sistemas actuales que se basan en los test diagnósticos nos muestran el pasado. Nos hablan de cómo era la situación hace una o dos semanas. Las aguas residuales, sin embargo, no nos engañan.

“Aquí no se escapa nadie. Son casi 400 000 habitantes que van al baño con frecuencia. Mientras, los datos clínicos son solo los de aquellas personas que acuden al médico, los rastreos y los cribados. Esto permite detectar una parte de los contagiados, pero hay muchos más”, explica Margarita Poza, microbióloga y coordinadora del proyecto COVIDBENS. “El sistema ha ido mejorando, pero es inviable hacer un rastreo a toda la población. Esto hay que entenderlo”.

El método desarrollado por los investigadores de la Universidad de A Coruña y el Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), dentro del proyecto impulsado por la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Bens, sí permite aproximarse mejor a la realidad de la pandemia. Hasta ahora, ha demostrado ser capaz de estimar el número de infectados (con o sin síntomas) con una fiabilidad cercana al 90%. Y anticiparse hasta 19 días a los datos del sistema de rastreo convencional.

coronavirus en aguas residuales anticipa las olas

Del váter y la variante británica

El SARS-CoV-2 es capaz de adherirse a muchas células del organismo humano a través de los receptores ACE2, entre ellas, las intestinales. Por eso, cualquier persona contagiada excreta partículas víricas en sus heces desde los primeros compases de la infección. Una vez que tiramos de la cisterna, estas partículas pasan al alcantarillado y acaban llegando a las depuradoras, donde la concentración de material genético del virus se convierte en un indicador de la incidencia real de la enfermedad en una zona determinada.

En el caso coruñés, las aguas residuales de toda el área metropolitana (que comprende los municipios de A Coruña, Arteixo, Cambre, Culleredo y Oleiros) acaban en la EDAR de Bens. Allí, un sistema automático se encarga de recoger las muestras.

“Desde la EDAR nos las traen al Hospital Universitario de A Coruña. Allí las procesamos para obtener unos mililitros de líquido con una mezcla de virus. De ahí extraemos ARN de SARS-CoV-2 y le hacemos una PCR similar a la que se hace con las muestras nasofaríngeas”, detalla Poza. “No es exactamente igual porque metemos un estándar que nos permite conocer la cantidad de virus que hay en la muestra. Nos dice la cantidad de ARN que hay por litro y nos permite estimar el porcentaje de población contagiado”.

Dicha así, esta última parte podría hasta parecer sencilla. Pero detrás de este cálculo se esconde un modelado estadístico complejo que es el verdadero secreto del éxito de COVIDBENS. “Hemos ajustado cuatro modelos estadísticos diferentes y hemos logrado una capacidad de estimación del 90%. Para hacer estos modelos hemos usado muchos datos diferentes: la carga de virus, la humedad, las precipitaciones, la temperatura, los caudales… Y hemos necesitado el trabajo de ingenieros informáticos, microbiólogos, estadísticos y químicos”, añade la coordinadora del proyecto.

Tras unos inicios fuera de los focos, los datos del proyecto son ahora públicos y pueden consultarse online. Se actualizan dos veces por semana y permiten a cualquier persona seguir la evolución de la pandemia en el área de estudio. Por ahora, no muestran señales de una cuarta ola en marcha, aunque sí se aprecia un ligero repunte o frenazo en el descenso de contagios en algunas zonas del área metropolitana.

“El gran desafío ahora es trabajar con la variante británica, que es totalmente predominante en la zona. La gente infectada por esta variante excreta mucha más cantidad de virus en las heces que los otros infectados. A medida que ha ido aumentando la presencia de la variante británica y ha avanzado la vacunación, hemos tenido que empezar a readaptar los modelos estadísticos. La ventaja es que ahora sabemos muchas más cosas que al principio de la pandemia”, explica Poza.

Hacia una red de vigilancia epidemiológica en aguas residuales

estación de aguas residuales

Cuando la microbióloga y profesora de la Universidad de A Coruña nos atiende, hace pocas horas que ha acabado de exponer los resultados del proyecto en una reunión ante miembros de la Comisión Europea. Como integrantes de la red NORMAN de centros de investigación, no es la primera vez que lo hacen.

De hecho, gracias a los datos recabados por este y otros proyectos similares, la Comisión ha acabado recomendado a todos los estados de la Unión Europea que establezcan redes de vigilancia epidemiológica en sus sistemas de aguas residuales y que se aseguren de que los datos son tenidos en cuenta por las autoridades sanitarias. Estas redes deben estar en marcha a más tardar el 1 de octubre y deben incluir los datos de, al menos, todas las ciudades de más de 150 000 habitantes.

“En la Comisión tienen muy claro que este sistema es necesario y que no hay más vueltas que darle. En España no tenemos una red nacional de vigilancia en aguas residuales, solo hay grupos de trabajo sin coordinación entre sí, pero va a tener que hacerse”, añade Poza. “Son sistemas capaces de estimar el número real de portadores, capaces de anticipar las olas. Y ahora estamos estudiando la proporción de variantes nuevas que aparecen en las aguas”.

La llamada epidemiología basada en aguas residuales (WBE, por sus siglas en inglés) no es nueva. Empezó a aplicarse en los años noventa del siglo pasado para seguirle la pista al virus de la polio. A medida que avanzaba la campaña de vacunación que acabó con la erradicación de la enfermedad en casi todo el mundo, el virus era cada vez más difícil de detectar por los procedimientos habituales. Así, se recurrió al análisis de aguas residuales.

Durante los primeros años del siglo XXI se avanzó en su desarrollo para el seguimiento de brotes epidémicos y el control de sustancias estupefacientes y medicamentos en el agua. En el último año, una vez superado el primer impacto de la pandemia, algunos países apostaron por retomar este método de vigilancia. Estados Unidos y los Países Bajos cuentan ya con redes coordinadas que controlan las aguas residuales de todo el país.

Estos sistemas pueden acabar siendo centinelas permanentes, redes de alerta temprana que permitan a las autoridades sanitarias tomar el pulso de la pandemia y anticipar futuras olas o la llegada de nuevas variantes. Es decir, centrarse en el presente y dejar de tomar decisiones basadas en el pasado. Y es que, aunque la vacunación nos muestra ya el camino de salida, todavía quedan muchos meses de pandemia por delante.

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Imágenes | EDAR Bens

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