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Así lo explica el doctor Aldo Gaggero, académico del programa de Virología del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina, quien recientemente obtuvo financiamiento Fondecyt Regular 2018 para analizar metagenómicamente el viroma de aguas residuales.
“Hemos trabajado durante muchos años, detectando y caracterizando virus que producen diarreas en niños; sin embargo, esa es sólo una visión, la que está detrás de los casos de menores que se hospitalizan, que van a los servicios de urgencia o que consultan al médico. Pero cuando también se puede estudiar lo que ocurre en el medio ambiente y particularmente en las aguas residuales, llegamos a una mirada más completa de cómo estos virus, que afectan a niños y adultos, se eliminan y circulan en la población”. Y es que, aclara el académico, lo que contienen las aguas residuales, además de muchos otros componentes son deposiciones, orina y descamación de células de los individuos, “todos los cuales son vehículos para eliminar distintos tipos de virus al medio ambiente”.
Esta línea de investigación, añade, tuvo su origen hace unos ocho años, cuando junto a su equipo comenzaron a trabajar en virología ambiental, participando de un proyecto brasilero que quiso comparar la circulación de rotavirus entre las poblaciones de su país –que ya en ese momento tenía incorporada la vacuna para prevenir esta infección en su programa nacional de inmunizaciones- con las de Argentina y Chile, en los cuales esta vacuna no figuraba entre las obligatorias. “Ese fue nuestro primer acercamiento a hacer investigaciones en aguas residuales con el fin de detectar virus”.
Con este fin, y hasta la actualidad, hicieron los análisis utilizando técnicas de PCR en tiempo real -qPCR- para detectar virus específicos: es decir, buscaban de forma dirigida rotavirus, norovirus, hepatitis A y otros. “Pero hoy, al usar técnicas de secuenciación masiva, podemos encontrar todo lo que hay en la muestra, ya sean virus, bacterias o parásitos, entre otros microorganismos. Por ejemplo, hasta hace un tiempo se había notificado que existían más o menos 219 tipos virales que se pueden encontrar en aguas residuales responsables de infecciones en el hombre y animales, especialmente aquellos que causan gastroenteritis, que se excretan en altas concentraciones. La diversidad de virus detectada en aguas residuales y en áreas contaminadas por ellas, se correlaciona en varios casos con virus gastrointestinales que circulan en la población y reflejan el nivel de contaminación del agua, por lo que es importante establecer protocolos para monitorear virus circulantes en diferentes matrices ambientales”.
Sin embargo, estudios metagenómicos recientes han permitido reconocer alrededor de 3.200 virus diferentes y estos estudios sugieren que esa cantidad constituye solo una pequeña fracción de todos los que existen en la naturaleza. A su vez, solo un pequeño porcentaje de la comunidad viral total corresponde aquellos que infectan al hombre –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. Ahora bien, al contar con esta información, se puede comparar con los bancos de datos que existen para ver qué secuencia se relaciona con qué virus. Pero hay muchas secuencias que se desconocen; se supone que son agentes virales nuevos, pero todavía no hay data para hacer este contraste”.
El cloro no es suficiente
La normativa internacional actual de calidad de agua residual, explica el doctor Gaggero, señala que, entre otros parámetros, se debe medir la presencia de coliformes fecales, por lo que la ley establece un máximo de 1.000 coliformes fecales por cada 100 mL de agua residual tratada. “Si ese parámetro se cumple, esa agua puede ser usada, como lo es en la gran mayoría de los casos, en el sector agrícola, para riego de plazas y limpieza de calles, o en la minería. Pero los tratamientos que se utilizan para aguas servidas no necesariamente eliminan la totalidad de los virus presentes, y eso es un problema mundial, porque no existe ninguna norma que señale o establezca niveles aceptables de agentes virales en aguas tratadas”.
En la mayoría de las plantas en Chile, el tratamiento de aguas servidas incluye cloración del agua como un mecanismo de desinfección antes de ser eliminada, pero el cloro no necesariamente mata a todos los virus. “Los reduce pero no los elimina, por lo que esas aguas siguen siendo de riesgo si se emplean para regar cultivos a ras de piso, como son hortalizas y algunos tipos de frutas como frutillas o arándanos, o bien si contaminan cursos de aguas naturales. Y es por eso que de manera frecuente ocurren brotes de enfermedades gastrointestinales asociadas al consumo de agua o alimentos contaminados”.
Antes y después de tratamiento
En este proyecto, explica el doctor Gaggero, “pretendemos determinar la diversidad y composición viral, y también la abundancia en aguas residuales afluentes -que entran a tratamiento- y efluentes -ya tratadas- durante el año. Para esto, analizaremos mediante secuenciación masiva muestras recolectadas trimestralmente en dos plantas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Santiago, como son La Farfana y El Trebal –que en conjunto tratan el 85% de las aguas servidas de la zona- y de otra planta de tratamiento en Concepción. ¿Por qué en esas ciudades? Debido a que hay diferencias epidemiológicas en cada región. Por ejemplo, si bien es cierto hoy en día la vacuna contra la Hepatitis A fue incorporada al plan nacional de inmunizaciones, hasta hace un tiempo sólo se vacunaba contra esta enfermedad en las regiones de Arica y Parinacota y Tarapacá, y en la del Biobío, porque en ellas se daba un número de casos mucho mayor que en el resto del país”.
Estas muestras de aguas residuales serán procesadas mediante análisis metagenómico, para detectar el viroma presente en ellas y también serán analizadas con técnicas de qPCR, para detectar algunos virus específicos. “Una limitante de estas técnicas es que estamos expresando un resultado en términos de genomas equivalentes por unidad de volumen, pero también nos interesa determinar cuántos de esos virus están infectivos y, por ende, valorar su potencial rol patogénico. En ese sentido, y dado que no se dispone de cultivos celulares para todos los virus que se pueden encontrar en el medio ambiente, vamos a intentar aislar un tipo de virus DNA, que podría ser por ejemplo adenovirus entérico, y otro tipo de virus RNA, que puede ser un enterovirus. De esta forma, lo que podemos llegar a concluir es que si crece un adenovirus, que son virus DNA, podrían estar infectivos también otros virus DNA, como poliomavirus. Lo mismo ocurre con los enterovirus, si detectamos que una parte importante de ellos están viables, por qué no puede pasar de igual forma con rotavirus o norovirus. Por lo tanto, usaremos estos virus como marcadores para comparar esta relación”.
Cruzar información con datos clínicos
Al mismo tiempo, los investigadores colectarán muestras de deposiciones de niños con diarrea en dos hospitales en Santiago, como son el Roberto del Río y el Luis Calvo Mackenna, así como de un centro centinela en Concepción, datos que cruzarán con los que arrojen el análisis de las aguas residuales estudiadas. “Esto nos permitirá correlacionar los hallazgos en las aguas residuales con la circulación de virus entéricos en la población de niños menores de cinco años, que acuden a centros hospitalarios en ambas localidades geográficas”.
A modo ilustrativo, añade el investigador, “el año 2017 hubo un brote de Hepatitis A en Santiago, asociado a una nueva variante relacionada con virus detectados en brotes reportados a principio de 2017 en Alemania. Según datos epidemiológicos entregados por el MINSAL, el brote afectó a más de 900 personas -14 veces más que los casos reportados el 2016-, mediante un mecanismo de transmisión sexual; pero nosotros analizamos las aguas residuales y pudimos encontrar la variante viral, lo que nos hace pensar que podría haber afectado a una población mucho mayor, porque si solamente hubiera afectado a un número tan reducido de personas que eliminaron el virus, dado el factor de dilución que eso tiene en las aguas residuales de una ciudad como Santiago, con siete a ocho millones de personas, no lo habríamos podido detectar. Si lo encontramos es porque se diseminó en la población mucho más de lo que se reportó en su momento”.
Por ello, finaliza, “creemos que probablemente esta sea una muy buena herramienta desde la perspectiva epidemiológica, para poder predecir qué es lo que está pasando con un virus que entra a una comunidad en particular y como eventualmente puede circular en la población”.