Monitoring vybraných biomarkerů v odpadní vodě a jejich stanovení

Význam tématu

Monitoring vybraných biomarkerů v odpadní vodě patří mezi klíčové nástroje pro včasné varování před vzplanutím infekčních onemocnění. Neopterin, jako nespecifický ukazatel imunitní odpovědi, se uvolňuje do moči a následně do komunálních odpadních vod. Pravidelné sledování jeho koncentrace umožňuje sledovat dynamiku zánětlivých onemocnění v populaci, a to nezávisle na symptomatologii jednotlivých pacientů.

Cíle a přehled studie/článku

Studie se zaměřila na:

• výběr a odůvodnění neopterinu jako vhodného chemického biomarkeru zánětlivých onemocnění,
• pilotní monitorování koncentrací neopterinu v odpadních vodách z vybraných ČOV (Kladno, Brno, Praha),
• komparaci naměřených hodnot s počtem potvrzených případů onemocnění Covid-19 a koncentrací SARS-CoV-2 stanovenou metodou RT-qPCR.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky komunálních odpadních vod byly odebírány v pravidelných intervalech na devíti lokalitách různých velikostí aglomerací. Analytické stanovení neopterinu proběhlo následujícím způsobem:

• příprava vzorků – úprava a filtrace vzorků odpadní vody,
• kapalinová chromatografie spojená s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) pro kvantifikaci neopterinu,
• detekce SARS-CoV-2 pomocí metodiky RT-qPCR k určení genomových ekvivalentů (GE) ve vzorcích pro srovnání virové zátěže s koncentrací biomarkeru.

Hlavní výsledky a diskuse

Celkem bylo zpracováno 116 vzorků z lokalit ČOV Kladno-Vrapice, Brno a Pražské NVL. Naměřené koncentrace neopterinu byly proměnlivé, v některých obdobích vykazovaly mírnou korelaci s počtem infikovaných a s detekovanými hodnotami SARS-CoV-2 GE/ml. Diskuse upozorňuje na nespecifičnost neopterinu, která omezuje přímou kvantifikaci jednoho onemocnění, ale naopak podporuje jeho využití pro komplexní přehled o celkové úrovni zánětlivých procesů v populaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Neopterin lze zahrnout mezi sledované látky v rámci odpadní vodní epidemiologie (WBE) pro včasné varování před epidemií,
• metoda LC-MS/MS umožňuje citlivé a spolehlivé stanovení biomarkeru,
• komplementární sledování virové nálože (RT-qPCR) a neopterinu poskytuje širší pohled na stav veřejného zdraví.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další kroky zahrnují:

• dlouhodobé sledování neopterinu v odpadních vodách mimo pandemické období Covid-19, zejména během sezón chřipkových a jiných virových onemocnění,
• rozšíření monitoringu i na další nespecifické biomarkery imunitní odpovědi,
• vytvoření integrovaného systému včasného varování kombinujícího chemické a molekulárně-biologické ukazatele.

Závěr

Neopterin se jeví jako účinný doplňkový nástroj pro monitorování zánětlivých onemocnění pomocí odpadních vod. Jeho pravidelné sledování v kombinaci s detekcí patogenů poskytuje komplexní obraz o epidemiologické situaci a může přispět k včasnému zásahu a ochraně veřejného zdraví.

Reference

• Projekt MV ČR VI04000017 – využití monitoringu odpadních vod jako nástroje včasného varování před vznikem epidemiologické situace.