Se trata del primer estudio de su tipo en nuestro país y busca proporcionar datos actualizados para generar protocolos que ayuden a monitorear los virus circulantes en distintas matrices ambientales.
Antes del desarrollo y acceso a técnicas de secuenciación masiva del genoma en la última década, el análisis de microorganismos que componen las aguas residuales sólo lograba identificar una mínima fracción de los virus que circulan en estas plantas dispuestas para el tratamiento hídrico en ciudades de todo el mundo: 219 tipos versus los más de 3.200 reconocidos a la fecha.
Hasta aquí llegan, por medio de los desechos orgánicos humanos, los agentes causantes de enfermedades de alto impacto para la población, entre ellos los virus que no pueden ser eliminados con los procesos físicos, químicos y biológicos del tratamiento-como la cloración-, y que son útiles para las bacterias, pero sólo de forma parcial para virus y parásitos.
Agentes causantes de diversas enfermedades son capaces de sobrevivir y recircular nuevamente hacia hospederos humanos ya que, una vez tratadas, las aguas servidas o negras, son reutilizadas en procesos industriales, el riego y lavado de espacios públicos o la agricultura. De esta forma, a través del consumo de alimentos o agua contaminada, las partículas virales que fueron una vez desechadas por las personas, pueden volver a infectarlas.
En Chile, el Dr. Aldo Gaggero, científico del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, analiza en las plantas La Farfana y El Trebal la presencia de virus en las aguas residuales de la Región Metropolitana, utilizando técnicas de secuenciación masiva. Este es el primer estudio de su tipo en nuestro país y busca proporcionar datos actualizados para generar protocolos que ayuden a monitorear los virus circulantes en distintas matrices ambientales.
Para ello, el académico recolecta en paralelo muestras de dos hospitales públicos –Calvo Mackenna y Roberto del Río–, a fin de comparar si las deposiciones infantiles en casos de patologías del tracto intestinal que causan diarrea coinciden con los virus que se detectan en las plantas de tratamiento. Desde el año pasado y por un período de cuatro años, los investigadores analizarán trimestralmente muestras en ambas matrices, además de un segundo punto en la Región del Biobío.
«Nos parecía muy interesante poder visualizar cómo los virus circulan a través de la población. Y posiblemente la mejor forma era hacerlo en las plantas de tratamiento de aguas residuales», señala el director del programa de Virología de ICBM y académico de la Facultad de Medicina de la U. de Chile. «En estas plantas se trata más del 85% de las aguas residuales de la Región Metropolitana, y esperamos nos entregue una visión de lo que está ocurriendo en la región», agrega el líder del estudio, que es financiado por un Fondecyt regular.
El desconocido mundo de la virósfera
La virósfera, o el conjunto de todos los virus que alberga la Tierra, permanece como una gran incógnita para la ciencia: se estima que, hasta hoy, apenas se ha logrado describir menos del 0,1% de los agentes circulantes en todas las zonas del planeta. En el caso de las aguas residuales, el avance en técnicas de análisis ha facilitado la detección de hasta diez veces más virus en las plantas de tratamiento.
«Conocemos una parte ínfima, una fracción muy pequeña de los virus que son responsables de infecciones que atacan al hombre y los animales», reflexiona el Dr. Gaggero.
Entre los virus descritos se ubican los denominados entéricos, causantes de infecciones del tracto intestinal, tales como los astrovirus, rotavirus y norovirus, por mencionar algunos. A diferencia de las bacterias, los virus no pueden sobrevivir fuera de un hospedero. Por eso, al salir de uno, buscarán otro para encontrar una célula susceptible que le permita multiplicarse. En el caso de los entéricos, poseen características que les permiten resistir mejor las condiciones medioambientales.
El Dr. Gaggero explica que, primero, se eliminan al entorno en grandes cantidades. «Y en contraposición a estas enormes concentraciones de partículas virales, un ser humano necesita muy pocas para infectarse. Son tremendamente eficientes. Su diseminación y resistencia en el medio ambiente también se relaciona con su estructura, ya que generalmente son virus desnudos, sin envoltura».
«Es plausible pensar que los virus con envoltura o manto serían más resistentes en el medio ambiente, sin embargo ocurre lo contrario, porque al tener una envoltura formada principalmente por hidratos de carbono y lípidos, el virus es más sensible. Los entéricos son capaces de atravesar el estómago con una gran resistencia para finalmente infectar el intestino. Esta cualidad que se da en el tubo digestivo, también ocurre en el medioambiente».
Las partículas sobreviven al tratamiento de aguas servidas y luego entran en circulación a través de otros procesos. El más riesgoso de ellos es el de los alimentos que crecen a ras de piso. Si las medidas higiénicas se desatienden, el riesgo aumenta.
El científico asegura que el estudio podría proporcionar datos actualizados respecto a cómo ocurre este ciclo. Las muestras serán colectadas en forma estacional, cada tres meses, tanto en el agua que entra como la que sale del proceso. Luego serán comparadas con deposiciones de niños que acuden a los hospitales Calvo Mackenna y el Roberto del Río por eventos de diarrea.
Millones de partículas virales
El equipo del Dr. Aldo Gaggero trabaja desde mediados de los años 90 en los denominados virus entéricos, que se caracterizan por atacar el tracto intestinal. Entre ellos se cuentan los norovirus, adenovirus o rotavirus, que es el que ocasiona los casos más severos. Durante este período, han llevado a cabo estudios con grupos de Estados Unidos y Brasil con el propósito de conocer los virus que en nuestro país mayor impacto tienen en la población infantil.
Partieron desarrollando los análisis con técnicas clásicas, como los cultivos celulares, observando la replicación de un virus en una célula, o las técnicas inmunológicas, como ELISA. Hoy, la mirada está centrada en las moleculares, que permiten detectar el genoma de un virus. En específico, en la técnica llamada PCR, con la cual pueden amplificar de manera específica, millones de veces una molécula de ácido nucleico viral.
Las tecnologías de secuenciación masiva se han aplicado a estudios de metagenomas virales (viromas) en diversas matrices ambientales, incluidas el agua dulce y aguas residuales tratadas. El propósito de la mayoría de estos estudios ha sido describir la diversidad genética viral y también determinar qué virus humanos son más prevalentes en una matriz ambiental determinada. El uso de la metagenómica en el análisis de aguas residuales puede generar información con respecto a todos los virus en una muestra determinada, a diferencia de las técnicas de PCR o sus variantes, que detectan virus específicos.
En este sentido, estudios metagenómicos recientes han permitido reconocer alrededor de 3.200 virus diferentes, que constituiría, no obstante, sólo una pequeña fracción de los virus que existen en la naturaleza. Solo un pequeño porcentaje de la comunidad viral total corresponde a virus que infectan al hombre y de los cuales hay evidencia de un rol patogénico, y además varios de ellos son zoonosis, lo que está tomando cada vez más relevancia sobre todo en virus emergentes, plantea el académico de la Facultad de Medicina de la U. De Chile.
«Nos ubicamos en el campo de la virómica, pues más allá de detectar todos los organismos presentes, nosotros nos concentramos en los virus a fin de no sólo detectar lo que circula, sino relacionarlo con lo que elimina la población. Porque los virus presentes en las aguas residuales son eliminados en su gran mayoría por el hombre. Cuando tú miras cómo los virus circulan en la comunidad y lo comparas con las enfermedades infecciosas, es posible entender mejor cómo se diseminan y circulan en el ambiente», explica el investigador.
Nueva y potencial amenaza
Pese a su potencial impacto sanitario, la norma de calidad de agua residual en el mundo, hasta ahora se establece únicamente con la medición de indicadores bacterianos, y no de partículas virales. Sin embargo, países europeos ya han comenzado a discutir cambios en la regulación, debido a que el mejoramiento de las técnicas de análisis permiten detectar un panorama más amplio de microorganismos en las potenciales fuentes de contaminación.
El Dr. Gaggero, quien durante 20 años se ha dedicado al estudio de virus entéricos que causan diarrea en niños, explica que el estándar es similar en todo el mundo.
«La calidad de las aguas residuales se ha establecido en función de la presencia de coliformes fecales. Mucha gente piensa que el cloro en estas plantas elimina todo, y no es así. En rigor, destruye las bacterias, pero no hace lo mismo con los virus. Esta agua cumple la norma, pero sigue conteniendo partículas virales que potencialmente pueden contaminar ríos, agua potable o alimentos».
Uno de los fundamentos del estudio radica en que, actualmente en todo el planeta, la gran mayoría de los brotes asociados a alimentos y agua contaminada se provoca por virus, y no por bacterias. De hecho, alrededor del 50% es asociado a norovirus, principal causante de gastroenteritis epidémica.
En el tratamiento de las aguas residuales, precisa el científico de la Universidad de Chile, una de las etapas es la separación del material sólido del líquido, y en este último se procesan las bacterias, virus, parásitos y otros microorganismos. Sin embargo, muchos virus quedan asociados a la fracción sólida, por lo tanto, es importante manejar adecuadamente el lodo que se genera en este proceso.
«Hemos avanzado mucho en el mejoramiento de las condiciones sanitarias de la población, y las diarreas infantiles en nuestro país, por ejemplo, han disminuido en forma importante en los últimos 30 años. Estamos, en este sentido particular, al nivel de un país desarrollado. Sin embargo, la masificación de nuevas técnicas de secuenciación masiva, permitirán encontrar cada vez más nuevos agentes en estas matrices y que son capaces de afectar al hombre».
