In een proefproject om manieren te onderzoeken om COVID-19 te monitoren, jaagden wetenschappers van de Universiteit van Buffalo gelijktijdig op farmaceutisch en viraal RNA in afvalwater in het westen van New York.

De resultaten van hun studie, gepubliceerd op 18 mei in het tijdschrift Environmental Science &Technology Letters , suggereren dat het meten van de concentraties van medicijnen in afvalwater een extra laag zou kunnen toevoegen aan de inspanningen op het gebied van ziektemonitoring.

"Op afvalwater gebaseerde ziektesurveillance wordt wereldwijd uitgevoerd door monitoring van viraal RNA", zegt hoofdwetenschapper Diana Aga, Ph.D., directeur van het UB RENEW Institute en Henry M. Woodburn Professor of Chemistry in het UB College of Arts and Sciences . "Het potentieel om bestaande inspanningen aan te vullen met detectie van geneesmiddelen is opwindend. Er zijn hier veel kansen, hoewel er meer onderzoek nodig is."

Een interessante ontdekking in de nieuwe studie betreft paracetamol, een pijnstiller en koortsverlager die dient als een actief ingrediënt in vrij verkrijgbare medicijnen zoals Tylenol, Theraflu en andere merken.

Bij alle vier de afvalwaterzuiveringsinstallaties die deel uitmaakten van het project, bleek uit het onderzoek dat de paracetamolconcentraties in het afvalwater begin 2021 piekten vóór andere maatregelen van COVID-19 in de gemeenschap, waaronder concentraties van COVID-19 viraal RNA in afvalwater en het geschatte aantal bevestigde COVID-19-gevallen.

In de afvalwaterzuiveringsinstallatie van Bird Island, die Buffalo en enkele omliggende voorsteden bedient, piekten de paracetamolniveaus in het afvalwater bijvoorbeeld ongeveer twee weken eerder dan de niveaus van SARS-CoV-2-RNA in afvalwater. De piek in viraal RNA ging op zijn beurt ongeveer een week vooraf aan de piek in het geschatte aantal bevestigde gevallen van COVID-19, zeggen wetenschappers.

"Onze grootste bevinding is dat er een enorme toename is in de concentratie van paracetamol, die wordt gebruikt in vrij verkrijgbare medicijnen, die dateert van vóór de piek van viraal RNA in afvalwater en de piek in klinische detecties in ons gebied tijdens de onderzoeksperiode, " zegt Aga.

"Dit was erg interessant, omdat het suggereert dat de detectie van geneesmiddelen kan dienen als een vroege waarschuwing voor een mogelijke uitbraak van een ziekte in een gemeenschap", zegt Aga. "Onze groep is een van de eersten die de detectie van SARS-CoV-2-RNA in afvalwater aanvult met de niveaus van geneesmiddelen."

Het potentieel om afvalwateronderzoeken voor de volksgezondheid te verbeteren

Afvalwatergegevens worden een cruciaal onderdeel van de monitoring van COVID-19, aangezien thuistesten populairder is geworden, waardoor veel positieve gevallen niet worden gemeld.

Tijdens de pandemie hebben UB-ingenieursonderzoekers Ian M. Bradley en Yinyin Ye samengewerkt met partners, waaronder Erie County, om het viraal RNA van COVID-19 in afvalwater te monitoren.

De nieuwe studie in Environmental Science &Technology Letters is opwindend omdat het suggereert dat detectie van geneesmiddelen een extra laag aan dergelijke inspanningen zou kunnen toevoegen, zeggen Bradley en Ye. Hun laboratoria hebben gegevens aan het onderzoek bijgedragen en ze zijn co-auteurs.

Acetaminophen is geen perfecte proxy voor COVID-19:mensen nemen het medicijn om vele soorten pijn, pijn en koorts te behandelen, en sommige schommelingen van het medicijn in het afvalwater gedurende de onderzoeksperiode correleerden niet met virale RNA-gegevens.

De piek in paracetamol die leek overeen te komen met de lokale COVID-19-golf was echter groot, en deze bevinding wijst op het gebruik van vrij verkrijgbare medicijnen als een mogelijk vroeg signaal van een dreigende uitbraak, zeggen de onderzoekers. /P>

"Wat echt opwindend is, is dat er zoveel informatie in afvalwater zit. Hoe kunnen we dit gebruiken om ziekten voor de volksgezondheid op te sporen? Al deze gegevens zijn complementair", zegt Bradley, Ph.D., assistent-professor civiele, structurele en milieutechniek in de UB School of Engineering and Applied Sciences, en een kernfaculteitslid in het UB RENEW Institute.

"We richten ons op onderzoeken naar de volksgezondheid in afvalwater en we willen kijken of we meer gegevens kunnen integreren om een ​​idee te krijgen van wat er in de gemeenschap aan de hand is", zegt Ye, Ph.D., assistent-professor civiele, structurele en milieutechniek en RENEW faculteitsfiliaal. "We kunnen informatie uit afvalwater halen, maar er zijn nog veel onduidelijkheden over de interpretatie van de gegevens voor de volksgezondheid. We willen niet alleen biologische markers testen, maar ook chemische markers en allerlei verschillende informatielagen."

Naast het identificeren van de pieken in paracetamol, vond de studie residuen van voorgeschreven medicijnen die verband houden met de pandemie in afvalwater, waaronder medicijnen waarvan de toestemming voor noodgebruik voor de behandeling van COVID-19 is ingetrokken door de Amerikaanse Food and Drug Administration. + Verder verkennen

Chemische analyses van afvalwater kunnen de gevolgen van de pandemie voor de volksgezondheid en het milieu aan het licht brengen