Para peneliti mengembangkan algoritme untuk mengidentifikasi varian SARS-CoV-2 dalam air limbah

Ini dapat berbau sedikit lebih banyak daripada cara lain untuk memantau COVID-19, tetapi menganalisis limbah adalah cara yang lebih murah, lebih cepat, dan lebih akurat bagi pejabat kesehatan masyarakat dan peneliti untuk mendeteksi kasus yang meningkat. Bagian dan bagian dari virus SARS-CoV-2 ditumpahkan di jamban dan wastafel oleh individu yang terinfeksi; Lebih banyak salinan virus di saluran pembuangan berarti lebih banyak orang sakit. Namun sejauh ini, sebagian besar metode analisis air limbah telah mengelompokkan semua virus SARS-CoV-2 menjadi satu.

Sekarang, para ilmuwan di Scripps Research dan University of California, San Diego, bekerja sama dengan San Diego Alliance for Epidemiology and Research for COVID Health (SEARCH), telah mengubahnya. Tim melaporkan bahwa hanya dengan dua sendok teh limbah mentah, mereka dapat mengidentifikasi campuran genetik varian SARS-CoV-2 yang ada dalam suatu populasi dan mengidentifikasi varian baru yang menjadi perhatian hingga 14 hari sebelum uji klinis konvensional. Di air limbah San Diego, kelompok tersebut mendeteksi varian Omicron 11 hari sebelum pertama kali dilaporkan secara klinis.

Algoritme mereka, yang disebut “Freyja,” untuk mengidentifikasi varian SARS-CoV-2 dalam air limbah, dijelaskan hari ini di sifat pemarahItu dengan cepat diadaptasi oleh banyak laboratorium kesehatan masyarakat, yang merupakan anugerah bagi upaya pengawasan yang bertujuan menemukan varian baru SARS-CoV-2.

“Di banyak tempat, pemantauan klinis standar varian baru yang menjadi perhatian tidak hanya lambat, tetapi juga sangat mahal,” kata Kristian Andersen, PhD, profesor imunologi dan mikrobiologi di Scripps Research dan penulis utama karya baru tersebut. “Tetapi dengan alat baru ini, Anda dapat mengambil satu sampel air limbah dan pada dasarnya memetakan seluruh kota.”

READ  Hujan yang tidak teratur dan panas terik telah melanda populasi capung Delhi: Survei | Delhi berita terbaru

Proyek ini membutuhkan kolaborasi erat antara rumah sakit, pemerintah negara bagian dan lokal, fasilitas pengurutan, dan ilmuwan akademis — termasuk peneliti di lab Andersen dan ahli mikrobiologi UCSD Rob Knight, PhD. Knight Laboratory mengerahkan 131 sampler air limbah otomatis untuk mengumpulkan air limbah dari 343 bangunan di kampus UCSD dan 17 sekolah umum di 4 distrik sekolah di San Diego, dan memperoleh sampel dari fasilitas pengolahan limbah besar di county. Selama hampir satu tahun, kelompok tersebut menganalisis lebih dari 20.000 sampel air limbah. Dalam prosesnya, mereka mengembangkan metode yang lebih baik untuk memusatkan RNA virus dalam air limbah, yang sekarang banyak digunakan oleh laboratorium kesehatan masyarakat di seluruh negeri dan dunia. Selanjutnya, laboratorium Andersen menerima tantangan untuk mengidentifikasi varian virus dari data sekuensing.

Joshua Levy, Rekan Peneliti Pascadoktoral, Joshua Levy, penulis pendamping pertama dari makalah baru dengan Smruthi Karthikeyan dari University of California, San Diego.

Banyak varian SARS-CoV-2, termasuk Omicron dan Delta, berbeda dengan sejumlah kecil mutasi. Tetapi karena perubahan ini dapat memengaruhi cara virus menyebar atau menginfeksi orang, pejabat kesehatan masyarakat harus melacaknya dengan cermat. Mereka biasanya melakukannya dengan mengurutkan genom virus dari pasien, sebuah proses yang lambat dan mahal dan menjadi kurang efektif dalam menangkap jangkauan dan keragaman varian COVID-19 karena banyak orang beralih ke pengujian di rumah.

Levy telah mengembangkan perpustakaan “barcode” yang mengidentifikasi varian SARS-CoV-2 berdasarkan ekstrak singkat RNA mereka yang unik untuk setiap varian. Selanjutnya, dia membuat kode alat komputasi baru yang menyaring sejumlah besar informasi genetik dalam air limbah untuk menemukan kode batang ini. Ini telah membuat perangkat lunak Freyja yang baru mudah digunakan dan gratis.

READ  Aurora borealis muncul setelah badai matahari menghantam Bumi di tengah kekhawatiran pemadaman global

“Jika Anda berada di laboratorium yang benar-benar dapat mengurutkan sampel air limbah, Anda siap melakukannya – Anda cukup menjalankan kode ini dan dalam 20 detik lagi,” katanya.

Ketika para peneliti menerapkan Freyja ke sampel air limbah mereka dan membandingkan hasilnya dengan data klinis yang dikumpulkan dari seluruh San Diego oleh SEARCH, mereka menemukan bahwa alat tersebut mendeteksi variabel yang mengkhawatirkan, termasuk Alpha, Delta, dan Omicron, dalam air limbah hingga 14 hari sebelumnya. Dilaporkan secara klinis. Varian Mu (B.1.621) terdeteksi dalam air limbah UCSD pada 27 Juli 2021-; Empat minggu sebelum penemuan klinis pertamanya di kampus. Menggunakan data yang lebih baru yang tidak termasuk dalam periode studi asli, tim juga melaporkan bahwa varian Omicron dapat dideteksi di instalasi pengolahan air limbah Point Loma – dengan kelimpahan lebih dari satu persen dari semua virus SARS-CoV-2 dalam suatu populasi. menyumbang lebih dari dua juta orang. ; Pada 27 November 2021, 11 hari sebelum penemuan klinisnya di kota.

“Air limbah mengandung sejumlah besar informasi yang sangat berharga tentang kesehatan kita, termasuk genom virus yang memungkinkan kita melacak perjalanan epidemi atau epidemi,” kata Karthikian.

“Butuh banyak kolaborasi antara profesional kesehatan masyarakat dan akademisi untuk membuat sistem ini di San Diego, dan sekarang kami telah menunjukkan kemanjurannya, kami berharap ini akan menginspirasi situs lain untuk menggunakan alat ini,” tambah Knight. “Kami juga sangat bersemangat untuk memperluasnya ke patogen selain SARS-CoV-2.”

Para peneliti mengatakan mereka terus meningkatkan rangkaian alat yang mereka gunakan untuk menganalisis virus dalam air limbah, tetapi rangkaian metode saat ini sudah merupakan lompatan maju dari metode sebelumnya. Strategi yang sama dapat digunakan untuk melacak tidak hanya varian SARS-CoV-2 tetapi juga patogen manusia lainnya.

READ  Mars Rover mengembalikan suara gemeretak dan mencicit saat mengemudi

“Ketika Anda mengandalkan pengambilan sampel klinis, Anda tidak hanya memperkenalkan banyak bias sosial ekonomi dan geografis kepada siapa yang menyumbangkan data surveilans genetik, tetapi Anda juga memiliki masalah orang-orang yang tidak menunjukkan gejala yang tidak diuji dan mereka yang hanya menggunakan pengujian di rumah dan tidak berkontribusi ke kumpulan data”, kata Levy. “Tetapi dengan air limbah, kami tidak memiliki titik buta itu.”

Selain Levy, Karthikeyan, Andersen, dan Knight, penulis studi, “Pengurutan air limbah mengungkapkan transmisi awal dan samar SARS-CoV-2,” termasuk Kristen Aceves, Kaitlin Anderson, Karthik Gangavarapu, Emory Hoffbauer dan Ezra Corzban, dan Justin Lee , Nathaniel Mattison, Edith Parker, Sarah Perkins, Karthik Ramesh, Refugio Robles-Sikisaca, Madison Schwab, Emily Spencer, Shirley Wall, Laura Nicholson dan Mark Zeller dari Scripps Research, serta kolaborator di UCSD, Rady Children’s Institute Genetic Medicine, Scripps Kesehatan, Perawatan Kesehatan Sharp, Helix, Badan Layanan Kesehatan dan Kemanusiaan Kabupaten San Diego, Departemen Kesehatan Masyarakat California, dan Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *