Když se Warish Ahmed vydal na dráhu mikrobiologa, určitě si nepředstavoval, že jeho hlavní pracovní náplní bude rozbor litrů odpadních vod z kanalizace v Quennslandu v Austrálii. Přesto dělá svoji práci rád a je spokojený.
Tamějším zdravotnickým zařízením dodává Ahmed cenné informace. Sledování a analýza odpadních vod byla při ručním sběru vzorků nebezpečná a nepříjemná práce. V Queenslandu potrubí už ale vybavili automatickým sběračem vody, který odebírá vzorky 24 hodin denně. Ty se následně smíchají a vytvoří směs, která se analyzuje pomocí PCR testů. To je molekulární technika využívaná k identifikaci zlomků genetického materiálu. Server BBC o tom informuje v článku How sewers are helping us to monitor disease outbreaks.
„Práce s odpadními vodami nevypadá zrovna jako práce snů,“ říká Ahmed z The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [CSIRO] ve městě Brisbane.
„Je to ale velmi účinný způsob dozvědět se něco o zdraví města. Je to jako dobývat tekuté zlato,“ pochvaluje si.
Ještě docela nedávno, při nástupu pandemie covidu-19, si zdravotnické orgány na celém světě uvědomily, že rozbory odpadních vod přinášejí monitoring infekčních chorob v reálném čase. Sledování odpadních vod se už v minulosti využívalo jako účinná metoda, jak vystopovat výskyt smrtelných patogenů. Jako je například poliovirus [rozvíjí dětskou obrnu] nebo Vibrio cholerae, který způsobuje choleru. Dále také Salmonella typhi, bakterie stojící za tyfovou horečkou, která se vyskytuje v oblastech s nedostatečnou hygienou.
Projekt vedený Ahmedem a jeho týmem
Projekt vedený Ahmedem a jeho týmem ve spolupráci s University of Queensland zkoumá úroveň různých respiračních patogenů – chřipky, SARS-CoV-2. Ty způsobují covid-19 a RSV [infekce respiračním syncyciálním virem, pozn. red.]. Všechny tyto mikroorganismy vyměšují nakažení lidé, a tak končí v odpadních vodách. A není to pouze přítomnost nebezpečných patogenů, která vědce zajímá, ale jde jim i o jejich koncentrace ve vodách.
„Stupeň koncentrace je důležitý pro sledování vzestupu a ústupu onemocnění. Zvyšující se koncentrace virulentních částic může naznačovat blížící se nebezpečí,“ vysvětluje Ahmed.
Příkladem jmenuje RSV viry, které na životě ohrožují zejména starší lidi, zvláště pak ty, kteří mají problémy se srdcem a plícemi, ale i jiné zdravotní problémy.
„Když se o tom informují zdravotní zařízení v regionu, funguje to jako včasný systém výstrahy před možným vypuknutím epidemie. A nová technologie umožňuje efektivnější sběr dat,“ dodává Ahmed.
Další etapou podle něj bude průzkum odpadních vod z letadel. Což by podle jeho slov hned v počátku zabránilo šíření nemocí z jiných kontinentů. Technologie se přitom dál vyvíjí. Již v minulosti vědci úspěšně detekovali fragmenty RNA [ribonukleové kyseliny] v odpadních vodách. Joshua Levy ze Scripps Reasearch, neziskového biomedicínského institutu v San Diegu, říká, že zatím neexistuje oficiální screeningový program, který by tuto metodu používal. Avšak v budoucnu se podle něj dozajista prosadí.
„Přes odpadní vody lze monitorovat města s miliony obyvateli, stačí odebírat vzorky jen na několika málo místech,“ vysvětluje a dodává: „Ke zjištění dynamiky lokálních patogenů stačí jen pár vzorků.“
Odpadní vody zkoumají hlavně bohaté země
Zatímco se rozbor odpadních vod využívá v USA, Austrálii a Velké Británii, tedy v rozvinutých zemích, dobře by šla tato levná metoda využívat i v rozvojových zemích. Členové PolioPlus, mezinárodní globální iniciativy na vymýcení obrny, zdůrazňují, že za uplynulých 35 let se výskyt neštovic snížil o 99,9 procenta. Přesto ale zůstávají vážným zdravotním rizikem v Pákistánu a v Afghánistánu, kde představují endemickou chorobu.
„V Pákistánu existuje 114 zařízení na sledování odpadních vod a v Afganistánu 33,“ říká ředitelka PolioPlus Carol Pandaková a dodává: „Bez tohoto sledování by bylo nemožné určit, kde hrozí nebezpečí.“
Na opačné straně Zeměkoule dokazuje svoji užitečnost monitorovací systém v Sao Paulu. Tam probíhá boj proti viru hepatitidy A [HAV], který vede k infekci způsobující zánět jater.
V uplynulých letech Sao Paulo zažilo dvě vlny epidemie HAV. V letech 2016 až 2023 bylo zaznamenáno 1 827 nákaz. Podle Tatiany Pradové, viroložky v Oswaldo Cruz Foundation, výzkumného ústavu v Rio de Janieru, město instalovalo na několika letištích a na místech se zvýšeným rizikem výskytu zařízení na průběžné odebírání vzorků. Domnívá se, že získané informace v boji proti nemoci pomohou.
„Nové diagnostické nástroje nasbírají miliony údajů o výskytu různých mikroorganismů, které se v daném prostředí vyskytují,“ říká Pradová.
„Ale největším problémem je financování potřebné k udržování systému v chodu a k rozboru získaných údajů,“ upozorňuje zároveň.
Podobné programy, které se zkoušejí v Sub-saharské Africe ke sledování nejen tuberkulózy, ale i parazitů jako Cryptosporidium, které vyvolávají průjmová onemocnění, bezesporu této oblasti velmi pomohou, uvádí BBC.
Využití odpadních vod v blízké budoucnosti
Vědci doufají, že v blízké budoucnosti bude dozor nad odpadními vodami probíhat v reálném čase. A tak okamžitě poskytne informace, které pomohou předpovídat nebezpečí. I dodá informace výrobcům vakcín, aby je mohli aktualizovat a reagovat na jejich případnou potřebu.
„Výzkumy ukázaly, že nezjištěná cirkulace a vývoj běžných virů je mnohem častější, než se myslelo. Prokázalo se, že můžeme v odpadních vodách zjistit přítomnost nových variant viru nejméně o deset dnů dříve než při jiném způsobu zjišťování. To poskytuje zdravotníkům více času, aby tomu přizpůsobili svá opatření,“ potvrzuje Levy.
Amy Prudenová, profesorka na Virginia Tech, říká, že kontrola odpadních vod upozorní i na komunity, které mají větší problémy s rezistencí. Lékařům poskytne z hlediska odolnosti i vodítko pro předepisování léků, zejména antibiotik.
„Myšlenka, která se prosadila, je možnost využití metabolického sekvenování DNA. Kouzlo tohoto přístupu je, že umožňuje sekvenovat DNA všech bakterií, které jsou v odpadních vodách přítomny, najednou, pak je porovnat s databází a poznat jaké druhy patogenů jsou pravděpodobně přítomny a jaké resistentní geny obsahují. Skýtá to velké možnosti, ale jsme teprve na počátku jeho využívání,“ popisuje možnosti.
Hlavní je ale podle ní naděje, že by takové rozbory mohly zachytit budoucí epidemie nebo dokonce pandemie již v počátečním stadiu. Ovšem za předpokladu, že na to vlády budou včas reagovat a financovat vývoj nových vakcín a léků.
Michal Achremenko
