Πώς λειτούργησε το δίκτυο λυμάτων για παρακολούθηση πανδημίας

Η ανάλυση λυμάτων από την εισροή των σταθμών επεξεργασίας αστικών λυμάτων θεωρείται σήμερα ως μια ταχέως αναπτυσσόμενη επιστήμη, η οποία παρέχει τη δυνατότητα παρακολούθησης σημαντικών δεδομένων για τη δημόσια υγεία, όπως είναι η χρήση παράνομων ναρκωτικών ενώσεων, η εξάπλωση μολυσματικών παραγόντων σε μια κοινότητα, όπως ο ιός της πολιομυελίτιδας, και πιο πρόσφατα ο ιός SARS-CoV-2.

Συνεπώς, όταν αξιοποιηθεί καταλλήλως ένα τέτοιο σύστημα επιδημιολογικής επιτήρησης στα λύματα δίνει στους επιστήμονες και στις υγειονομικές αρχές τη δυνατότητα εκτίμησης και αξιολόγησης σημαντικών επιδημιολογικών και κοινωνικών δεδομένων σε μια συγκεκριμένη κοινότητα, τα οποία δεν θα ήταν αλλιώς άμεσα διαθέσιμα, αφού άτομα τα οποία είναι ασυμπτωματικά ή με ήπια συμπτωματολογία, τα οποία ενδεχομένως δεν θα αναζητήσουν ποτέ διάγνωση και φροντίδα υγείας, δεν θα διαγνωστούν και συνεπώς δεν θα υποπέσουν στην αντίληψη του κλασικού συστήματος επιδημιολογικής επιτήρησης.

Αυτό το είδος επιτήρησης έχει ήδη εφαρμοσθεί επιτυχώς σε πολλές χώρες και περιοχές του κόσμου για την εκτίμηση των τάσεων της πορείας εξάπλωσης του κορωνοϊού, αφού έχει αποδειχθεί ότι το γενετικό υλικό RNA του SARS-CoV-2 μπορεί να εκκριθεί στα κόπρανα ατόμων που είναι συμπτωματικά ή ασυμπτωματικά, παρέχοντας έτσι ενδείξεις αυξανομένων ή φθινουσών τάσεων μετάδοσης ή τάσεων σταθεροποίησης του SARS-CoV-2. Τέτοια δίκτυα παρακολούθησης έχουν ήδη εδραιωθεί για την επιτήρηση της πανδημίας COVID-19 σε χώρες όπως είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής, η Ελλάδα, η Ισπανία και η Ολλανδία. Ως αποτέλεσμα, το κυπριακό αυτό δίκτυο έρχεται να συμπληρώσει την παραδοσιακή παρακολούθηση του ιού που υπάρχει ήδη στην Κύπρο, η οποία ήδη βασίζεται σε κλινικά επιβεβαιωμένες περιπτώσεις ατόμων με COVID-19, και να χρησιμεύσει ως ισχυρό εργαλείο για την παρακολούθηση της τάσης της πορείας της πανδημίας.

Η προσπάθεια για την ανάπτυξη δικτύου παρακολούθησης του κορωνοϊού στα αστικά λύματα της Κύπρου ξεκίνησε πολύ νωρίς, σχεδόν ταυτόχρονα με την έναρξη της πανδημίας στην Κύπρο την άνοιξη του 2020, μέσω της ανάπτυξης και βελτιστοποίησης μεθοδολογίας εργαστηριακού προσδιορισμού συγκεκριμένων γενετικών δεικτών του κορωνοϊού στα λύματα. Την πρώτη αυτή προσπάθεια στην Κύπρο στήριξαν και πνευματικά και χρηματικά όχι μόνο το Πανεπιστήμιο Κύπρου αλλά και τα Συμβούλια Αποχετεύσεων Λεμεσού και Λάρνακας.

Στις 17 Μαρτίου του 2021, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή εξέδωσε Σύσταση (2021/472), η οποία παρότρυνε τα Κράτη-Μέλη να θέσουν σε εφαρμογή το συντομότερο δυνατόν και το αργότερο έως την 1η Οκτωβρίου του 2021, εθνικό σύστημα επιτήρησης των λυμάτων με στόχο τη συλλογή δεδομένων για το SARs-CoV-2 και τις παραλλαγές του στα λύματα. Το Τμήμα Αναπτύξεως Υδάτων (ΤΑΥ) του υπουργείου Γεωργίας Αγροτικής Ανάπτυξης και Περιβάλλοντος και το Τμήμα Ιατρικών Υπηρεσιών και Υπηρεσιών Δημόσιας Υγείας (ΙΥ&ΥΔΥ) του υπουργείου Υγείας, ανταποκρινόμενα στη Σύσταση της Επιτροπής, συμφώνησαν για την από κοινού καθιέρωση εθνικού συστήματος επιτήρησης των λυμάτων.

Το αποτέλεσμα της συνεργασίας αυτής ήταν η ανάπτυξη, στη συνέχεια, του δικτύου PULSE, για την παρακολούθηση του κορωνοϊού στα αστικά λύματα της Κύπρου. PULSE είναι λοιπόν το Έργο που ασχολείται σήμερα με την επιτήρηση του ιού στα αστικά λύματα σε παγκύπρια κλίμακα, και η συντομογραφία προέρχεται από τη φράση “Pancyprian sUrveilLance of SARS-CoV-2 in urban wastEwater”. Σκοπός είναι η συστηματική παρακολούθηση της παρουσίας των γενετικών δεικτών του ιού SARS-CoV-2 και των πιο διαδεδομένων παραλλαγών του στα αστικά λύματα, προκειμένου να βελτιωθεί η κατανόηση της δυναμικής και των χωροχρονικών τάσεων της πανδημίας COVID-19, κατά την περίοδο Οκτωβρίου 2021-Σεπτεμβρίου 2022.

Το Έργο χρηματοδοτείται από την Κυπριακή Δημοκρατία (ΤΑΥ και ΙΥ&ΥΔΥ). Για τον συντονισμό του προγράμματος, το ΤΑΥ έλαβε χρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, κατόπιν υποβολής πρότασης.

Στο έργο PULSE συμμετέχει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα με επιστήμονες από διάφορα επιστημονικά υπόβαθρα με συντονίστρια την Kαθηγήτρια Δέσπω Φάττα-Κάσινου. Η ομάδα του έργου από πλευράς του Διεθνούς Ερευνητικού Κέντρου Νερού «Νηρέας» του Πανεπιστημίου Κύπρου αποτελείται από τους Παναγιώτα Λούτσιου, Ιάκωβο Ιακωβίδη και δρα Πόπη Καραολιά, η οποία παραλαμβάνει εβδομαδιαία δείγματα λυμάτων από όλα τα σημεία δειγματοληψίας σε όλες τις πόλεις της Κύπρου, στα οποία προσδιορίζονται γενετικά θραύσματα του ιού. Η στατιστική επεξεργασία και η επιδημιολογική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων πραγματοποιούνται από τον Επίκουρο Καθηγητή, δρα Γεώργιο Νικολόπουλο, της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Κύπρου και την Annalisa Quatrocchi από το Πανεπιστήμιο Λευκωσίας. Ο δρ Jan Richter και η δρ Χριστίνα Χριστοδούλου του Τμήματος Μοριακής Ιολογίας του Ινστιτούτου Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου πραγματοποιούν τον προσδιορισμό των πιο διαδεδομένων παραλλαγών του SARS-CoV-2 σε επιλεγμένα δείγματα μέσω αλληλούχισης επόμενης γενιάς (Next Generation Sequencing). Οι Παύλος Παύλου, Μάριος Κυριάκου και δρ Δημήτρης Ηλιάδης του Κέντρου Αριστείας για Έρευνα και Καινοτομία «KΟΙΟΣ» του Πανεπιστημίου Κύπρου ανέπτυξαν την ψηφιακή πλατφόρμα που είναι διαθέσιμη στο ευρύ κοινό από τις 9 Μαρτίου 2022 (httpsQ//covid-pulse.cy).

Το PULSE περιλαμβάνει τέσσερις κύριες δραστηριότητες:

Την ανίχνευση και ποσοτικοποίηση των γενετικών δεικτών Ν2 και Ε του SARS-CoV-2 που κωδικοποιούν για τη σύνθεση των πρωτεϊνών νουκλεοκαψιδίου και φακέλου μέσα στα αστικά λύματα, μετά από τη συστηματική δειγματοληψία σύνθετων 24ωρων δειγμάτων. Τα δείγματα αυτά είναι αντιπροσωπευτικά των προηγούμενων 24 ωρών, από τους κύριους σταθμούς επεξεργασίας αστικών λυμάτων σε όλες τις αστικές περιοχές της Κύπρου, δηλαδή από τους σταθμούς επεξεργασίας αστικών λυμάτων Ανθούπολης και Βαθιάς Γωνιάς (Λευκωσία), Μονής (Λεμεσού), Λάρνακας, Πάφου καθώς και από τα αντλιοστάσια αστικών λυμάτων Παραλιμνίου και Αγίας Νάπας.

Την επιδημιολογική ανάλυση των δεδομένων που προέρχονται από τα λύματα, σε σχέση με τα δεδομένα από το σύστημα επιτήρησης ασθενών COVID-19 (π.χ. ημερήσιες διαγνώσεις λοιμώξεων και σωρευτικός αριθμός διαγνώσεων SARS-CoV-2 για μια συγκεκριμένη περίοδο, κ.λπ.) σε κάθε πόλη της Κύπρου, με στόχο την αξιολόγηση της δυναμικής μετάδοσης του SARS-CoV-2.

Τον προσδιορισμό των πιο διαδεδομένων παραλλαγών του SARS-CoV-2 σε συγκεκριμένα δείγματα κάθε μήνα καθώς και των παραλλαγών ανησυχίας. Η ανάλυση αυτή είναι πιθανό να αντικατοπτρίζει τις κυκλοφορούσες παραλλαγές στην κοινότητα.

Την ανάπτυξη ψηφιακής πλατφόρμας για την καταχώριση των αποτελεσμάτων της επιτήρησης των λυμάτων, ως εργαλείο επικοινωνίας των αποτελεσμάτων του Έργου για την παρακολούθηση της πανδημίας προς το ευρύ κοινό.

*Γράφουν η δρ Πόπη Καραολιά, Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια στο Διεθνές Ερευνητικό Κέντρο Νερού Νηρέας και η δρ Δέσπω Φάττα-Κάσινου, Καθηγήτρια στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος και Διευθύντρια του Διεθνούς Ερευνητικού Κέντρου Νερού «Νηρέας» του Πανεπιστημίου Κύπρου.