Pesquisadores usam amostras de esgoto para rastrear novas variantes do vírus

Pesquisadores encontraram um recurso valioso no combate à disseminação da covid-19 em um dos lugares mais inusitados: o esgoto. Nos EUA, uma startup de epidemiologia tem se unido a governos para identificar novas variantes do coronavírus a partir do sequenciamento de genes do Sars-Cov-2 encontrado em amostras de água suja.

No Brasil, universidades federais e entidades de pesquisa do Sul e Sudeste também têm se debruçado sobre o esgoto para ajudar no combate à pandemia. Por aqui, pesquisadores já começaram a fazer o sequenciamento do vírus encontrado nos dejetos. Mas afirmam que o trabalho não é tarefa simples, pois requer recursos e equipamentos.

O monitoramento de águas residuais parte do princípio de que quase tudo que passa pelo nosso corpo acaba no esgoto, incluindo o Sars-Cov-2, que é eliminado nas fezes de pessoas infectadas. Com as ferramentas de sequenciamento genético cada vez mais baratas e acessíveis a pesquisadores, esse método não convencional tem ganhado importância no combate à pandemia.

Nos EUA, a startup Biobot Analytics conseguiu identificar a presença da cepa B.1.1.7 U.K, descoberta inicialmente no Reino Unido, em mais de 13 comunidades do Missouri, no Centro-Oeste do país, por meio da análise das amostras colhidas nas unidades de tratamento. Até 11 de março, os órgãos oficiais de saúde do estado tinham reportado apenas um caso confirmado de covid-19 causado por essa variante.

"Da mesma forma em que você coleta informações sobre a saúde de um indivíduo observando sua urina e fezes, você pode olhar para o esgoto e saber rapidamente a situação de uma comunidade inteira", diz Newsha Ghaeli, presidente da Biobot Analytics, no site Axios.

Do ópio ao Sars-Cov-2
Desde o ano passado, a Biobot está conseguindo acompanhar a propagação da covid-19 ao testar o esgoto de mais de 400 comunidades pelos Estados Unidos e Canadá. No começo do mês, com as notícias sobre novas variantes mais contagiosas, a startup americana começou a analisar amostras atrás de novas cepas.

Atuando desde 2017, a empresa foi criada para coletar e analisar o esgoto para identificar áreas em que havia uso abusivo de opioides. Com a pandemia, ela redirecionou o uso da sua tecnologia, conseguindo indicações claras de surtos da doença antes que os hospitais ficassem sobrecarregados.

Além da Biobot, iniciativas pelo mundo também estão usando águas de esgoto para acompanhar o desenvolvimento da pandemia. Pesquisadores da Universidade da Califórnia mantêm na cidade de Merced um painel que rastreia projetos de monitoramento da covid-19 pelo esgoto ao redor do mundo.

Batizado divertidamente de CovidPoops-19 — uma brincadeira com a palavra "poop", que em inglês que significa cocô — o painel já acompanha iniciativas em 50 países. No mapa é possível ver que a maior parte delas estão nos EUA e na Europa, mas temos pesquisadores analisando esgotos aqui no Brasil.

E no Brasil?
Por aqui, pesquisas similares ao trabalho da Biobot estão em andamento em cidades de Minas Gerais, Rio de Janeiro, São Paulo, Rio Grande do Sul e Santa Catarina.

No Rio de Janeiro, pesquisadores da Fiocruz (Fundação Oswaldo Cruz), em parceria com a Prefeitura de Niterói (RJ), iniciaram um estudo em abril de 2020 para verificar a presença de material genético do Sars-CoV-2 em amostras do sistema de esgotos da cidade.

Lideradas pelo IOC-Fiocruz (Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental do Instituto Oswaldo Cruz), as análises usaram uma tecnologia aplicada há mais de uma década para acompanhar na cidade a circulação de vírus que afetam o sistema digestivo.

Após a coleta das amostras, feitas em tubulações e estações de tratamento de esgoto (ETEs), os pesquisadores verificam a presença ou ausência do vírus e analisam a quantidade de material genético viral. Os dados são usados para produzir mapas de calor, caracterizando a transmissão nas diferentes regiões da cidade.

Na falta de testagem ampla, temos esgoto
Segundo Tulio Machado Fumian, pesquisador do laboratório do IOC-Fiocruz, o esgoto não chega a ser uma solução mágica para o controle da pandemia, mas tem sido uma ferramenta importante principalmente em lugares onde a testagem é deficiente.

"Considerando que a testagem clínica não é ampla nem acessível para todos, conseguir identificar os bairros em que o vírus está circulando mais livremente pelo esgoto vem ajudando as administrações municipais a direcionar ações de combate à pandemia com mais eficiência", diz.

"Além do panorama mais fiel da evolução da pandemia em bairros com diferentes índices socioeconômicos, analisar amostras de esgoto inclui os casos assintomáticos, já que eles também secretam o vírus nas fezes", afirma Juliana Calábria de Araújo, coordenadora do Monitoramento Covid Esgotos, projeto do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia ETEs Sustentáveis, sediado na UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais).

Ativo também desde abril do ano passado, o estudo conta com a parceria da Agência Nacional de Águas (ANA) e o Instituto Mineiro de Gestão das Águas (Igam). A coleta de amostras é feita semanalmente em estações de tratamento e pontos da rede coletora das bacias dos ribeirões Arrudas e Onça que atravessam Belo Horizonte e parte de Contagem.

O monitoramento é eficaz ao antecipar o cenário epidemiológico de determinada região. Em Belo Horizonte, por exemplo, o aumento da carga viral nas amostras coletadas foi verificado antes do aumento de casos.

"No último mês, tivemos um aumento significativo da carga viral no esgoto uma semana antes do número de casos estourarem na cidade", diz Juliana.

Já conseguimos identificar variantes pelo esgoto?
Para identificar a presença de variantes do coronavírus, os pesquisadores precisam incluir mais uma etapa no procedimento de quantificação já realizado: o sequenciamento genético. E é aí que o processo fica mais complicado.

Eles usam testes RT- PCR, o mesmo usado em testes clínicos, para identificar a presença do Sars-Cov-2 no esgoto. Mas, em vez de coletada pelo swab nasal (um tipo de cotonete enfiado nas narinas), a amostra vem de águas sujas, o que dificulta o sequenciamento.

"Nem todas as amostras que coletamos são viáveis para extrair o material genético do vírus porque isso depende da concentração viral. No swab nasal, por exemplo, a concentração é muito mais alta do que na que conseguimos concentrar a partir do esgoto", explica Calábria.

Além disso, a composição do esgoto pode ser uma barreira. "O sequenciamento não é um processo simples porque o material genético do vírus também é, muitas vezes, danificado pelos químicos e outras substâncias presentes no esgoto", explica o pesquisador do projeto da IOC-Fiocruz-RJ Túlio Fumian.

Apesar dos obstáculos, o laboratório do Rio de Janeiro investiu em novos equipamentos para possibilitar a identificação das variantes em circulação. Em Belo Horizonte, essa etapa já começou.

Esgoto transmite covid-19?
Apesar da presença do vírus causador da covid-19 no esgoto, ainda não houve casos confirmados de infecção causados pelo contato com águas residuais contaminadas.

Segundo Túlio Fulmian, o esgoto não se configura como um meio de contágio da covid-19 porque, assim como seu material genético chega a ser danificado por conta das substâncias nas águas residuais, o corpo do vírus, incluindo a proteína Spike, também sofre dano. Dessa forma, ainda não houve estudos que conseguissem extrair amostras infecciosas do Sars-Cov-2 do esgoto.