O nouă metodă pentru monitorizarea HIV prin analiza apelor uzate
Detectarea virusului imunodeficienței umane 1 (HIV-1) în apele uzate reprezintă o abordare inovatoare pentru monitorizarea acestui virus în comunități.
Cercetătorii de la Baylor College of Medicine, împreună cu colegii de la instituții colaboratoare, au raportat în revista Nature Communications că metoda lor, denumită secvențiere genetică prin captură hibridă, le permite să analizeze genomurile virale în detaliu și să identifice în mod specific semnalele virale provenind din apele uzate ale comunităților. Analiza locațiilor cu date clinice disponibile a arătat că semnalele HIV din ape uzate coincid puternic cu numărul persoanelor cunoscute că trăiesc cu HIV în acea comunitate, oferind dovezi că semnalele HIV din ape uzate pot urmări povara HIV.
HIV-1 este un retrovirus care a infectat 90 de milioane de oameni și a cauzat peste 40 de milioane de decese. În ciuda progreselor în diagnosticare, măsurile preventive și tratamentele, HIV-1 continuă să se răspândească – au fost înregistrate 1,3 milioane de noi diagnostice la nivel global în 2023. Controlul HIV este provocator deoarece este dificil să se identifice persoanele care nu sunt diagnosticate sau care nu primesc îngrijire constantă; aceste grupuri reprezintă 80% din noile transmisii.
„Există o nevoie urgentă de o strategie complementară de supraveghere capabilă să detecteze infecțiile nediagnosticate sau netratate,” a spus co-autorul corespunzător Dr. Anthony Maresso, profesor de virologie moleculară și microbiologie la Baylor. „În studiul actual, arătăm că analiza apelor uzate poate oferi posibilitatea de a identifica locații geografice cu HIV netratat. Acest lucru ar ajuta la identificarea comunităților unde resursele pentru prevenirea și tratamentul HIV trebuie să fie prezente sau sporite.”
Analiza apelor uzate a fost dezvoltată pentru prima dată la Baylor pentru supravegherea poliovirusului în mijlocul secolului XX. În timpul pandemiei COVID-19, Baylor și colaboratorii săi au fost pionieri în utilizarea supravegherii apelor uzate pentru a urmări virusul SARS-CoV-2 la nivelul populației și comunității, reușind să reflecte ratele de cazuri, să prezică spitalizările și să permită detectarea timpurie a noilor variante virale.
Din mai 2022, grupul TexWEB din Texas a implementat secvențierea virală săptămânală până la lunară a apelor uzate din marile orașe din Texas. Acest program a detectat acum peste 400 de virusuri umane și animale în apele uzate, a permis monitorizarea și detectarea timpurie a focarelor virale, inclusiv a virusului gripal aviar, mpox și rujeola, și a generat un tablou de bord bazat pe secvențiere pentru raportarea sănătății publice.
„În studiul actual, am folosit această abordare pentru a analiza apele uzate colectate din 40 de locații din 15 orașe din Texas, din mijlocul anului 2022 până la sfârșitul lui 2024. În loc să folosim teste care caută doar secvențe genetice specifice scurte ale HIV, am utilizat o abordare avansată de secvențiere care ne-a permis să detectăm material genetic HIV și să examinăm care secțiuni ale genomului HIV erau prezente,” a spus autorul principal Dr. Justin Clark, profesor asistent de virologie moleculară și microbiologie la Baylor.
În cadrul a peste 2.000 de probe de ape uzate, materialul genetic HIV a fost detectat în mod repetat, deși la niveluri scăzute, arătând că HIV poate fi găsit în ape uzate într-un mod consistent și măsurabil. „Este important de remarcat că este foarte puțin probabil ca semnalele HIV din ape uzate să reprezinte virus infecțios,” a declarat Giordano. „Protocoalele de decontaminare din laboratoare și facilitățile de ape uzate descompun orice virus care ajunge în ape uzate.”
Rezultate neașteptate
„Când ne-am uitat cu atenție la unele dintre semnalele HIV pe care le-am detectat, secvențele păreau să provină din tulpini de laborator noncirculante, mai degrabă decât din virusuri circulante în comunitate, ceea ce sugerează contaminare,” a spus Clark. „Dar interesant este că nu lucrăm cu HIV în laboratorul nostru. Asta a însemnat că orice «contaminare» a trebuit să se fi întâmplat înainte de a primi probele de ape uzate.”
Echipa a analizat apoi de unde proveneau aceste secvențe și a constatat că erau concentrate în apropierea centrelor medicale și de cercetare.
„Am văzut aceasta ca pe un indiciu,” a spus Clark. „Anumite secvențe HIV aparținând variantelor HIV care au circulat în anii 1980 au fost dezvoltate în instrumente de cercetare numite vectori lentivirali. Acestea nu sunt virusuri vii, ci secțiuni ale materialului lor genetic folosite în multe tipuri de cercetare. Analiza noastră detaliată a secvențelor HIV din ape uzate sugerează că contaminarea lentivirală provenită din activitățile de cercetare a confuzat datele. Pentru a elimina acest factor de confuzie, am dezvoltat o abordare care clasifică secvențele HIV ca fiind circulante (provenite din comunitate) sau noncirculante (provenite din vectori). Cercetările anterioare nu au căutat sau nu au filtrat aceste semnale.”
Odată ce cercetătorii au eliminat factorul de confuzie, au descoperit o asociere semnificativă între semnalele HIV din ape uzate și HIV diagnosticat în comunități.
„Studiul nostru abordează de asemenea necesitatea de a menține anonimatul locațiilor, ceea ce este important pentru supravegherea HIV având în vedere stigma și criminalizarea în curs,” a declarat Giordano. „Avem o altă componentă a acestui studiu – contactarea grupurilor de focus, comunităților, indivizilor și avocaților pentru a ne asigura că luăm în considerare punctele de vedere ale oamenilor.”
„Acest studiu stabilește o bază pentru supravegherea HIV prin secvențierea apelor uzate și subliniază contaminarea cu vectori lentivirali ca un factor de confuzie neglijat care trebuie abordat în eforturile viitoare de monitorizare pentru HIV-1 și alte microorganisme patogene cu omologi sintetici,” a spus Maresso.
