Cientistas estão usando monitoramento ambiental aprimorado para detectar poliovírus tipo 2 em amostras de esgoto de Londres

Cientistas estão usando monitoramento ambiental aprimorado para detectar poliovírus tipo 2 em amostras de esgoto de Londres

Num estudo recente publicado em A lanceta Os investigadores examinaram as características moleculares de isolados de poliovírus tipo 2 (PV) obtidos de amostras de águas residuais (SS) para detectar a transmissão de PV nas comunidades.

Lernen: Nachhaltiger Nachweis des Typ-2-Poliovirus im Londoner Abwasser zwischen Februar und Juli 2022 durch verstärkte Umweltüberwachung. Bildquelle: Storm Media/Shutterstock

fundo

A transmissão do PV afetou todos os países e foi classificada como uma emergência internacional de saúde pública pela Organização Mundial da Saúde (OMS). O risco de um surto global de PV pode ser exacerbado em países que utilizam vacinas inactivadas contra a poliomielite, que proporcionam uma protecção robusta contra a poliomielite paralítica, mas têm menor eficácia do que as vacinas orais contra a disseminação de PV e são susceptíveis de permitir a circulação não detectada de PV durante um longo período de tempo.

Os autores do presente estudo já realizaram monitoramento ambiental de PV no Reino Unido (UK) a partir de 2014. Eles descobriram que isolados de PV semelhantes a vacinas poderiam ser detectados esporadicamente em amostras de águas residuais (WW), provavelmente importadas de países que usam vacinas orais contra a poliomielite para vacinação e provocam respostas imunológicas.

Os autores já haviam identificado dois, dois e oito isolados de PV semelhantes a vacinas dos tipos 1, 2 e 3, respectivamente, de 2017 a 2021, nenhum dos quais era geneticamente relacionado e todos apresentavam mutações sem que nenhum vírus relacionado fosse detectado em amostras subsequentes de WW, indicando que não há transmissão local de PV.

Sobre o estudo

No presente estudo, os pesquisadores ampliaram suas análises anteriores conduzindo uma análise de monitoramento ambiental para detectar isolados de PV tipo 2 em sistemas de águas residuais em Londres.

O ácido ribonucleico (RNA) foi extraído de SS e submetido à análise de reação em cadeia da polimerase (PCR) usando primers de enterovírus PV e sequenciado por sequenciamento do genoma completo. Os SS foram testados usando técnicas recomendadas pela OMS, incluindo concentração, isolamento do vírus em camundongos L20B e células de rabdomiossarcoma e caracterização molecular. DDNS (detecção direta por sequenciamento de nanoporos) e análises filogenéticas também foram realizadas.

Além disso, um novo protocolo de sequenciamento de nanoporos foi usado para detecção direta de PV em amostras de fezes e geração rápida de sequências de PV do genoma completo para melhorar a compreensão de sua transmissão geográfica e história. No protocolo modificado, foram utilizados primers direcionados a isolados de PV tipo 2 para melhorar a sensibilidade da detecção de vírus, reduzindo o fundo da sequência VP1 das espécies de enterovírus C co-circulantes obtidas com o protocolo de detecção original.

O procedimento de amostragem foi realizado de forma abrangente para localizar a região onde a transmissão de PV poderia ocorrer. As estações de esgoto de Beckton foram divididas em pequenas sub-bacias hidrográficas. A amostragem também foi estendida às maiores estações de tratamento de esgoto de Londres, fora de Beckton, para investigar a provável presença de PV tipo 2 em áreas geográficas mais amplas.

Resultados

Em 8 de fevereiro de 2022, dois isolados de PV tipo 2 semelhantes a vacinas foram identificados em uma amostra de águas residuais coletada como parte do trabalho de tratamento de águas residuais em Londres Beckton. Além disso, três e seis isolados de PV semelhantes a vacinas do tipo 1 e tipo 3 foram identificados em 52 SS coletados em Londres entre 11 de janeiro e 4 de julho de 2022, todos incluindo algumas mutações sem relação genética, exceto a cepa parental Sabin.

Um total de 118 isolados de PV geneticamente associados à cepa da vacina Sabin 2 (com seis mutações comuns, incluindo reversões de sítio A481G e VP1-I143V) foram identificados em 21 (de 52) SS consecutivos adquiridos em Londres entre 8 de fevereiro de 2016 e 4 de julho de 2022. Os isolados adquiridos entre 8 de fevereiro e 12 de abril de 2022, 11 adicionais mutações em diferentes NT posições, o que aumentou a diversidade genética do PV.

Os isolados eram recombinantes com um enterovírus da espécie C com um cruzamento na posição do nucleotídeo (nt) 5139. Dos 118 isolados, 20 preencheram os critérios para PV derivado de vacina com alterações de seis a dez nt no gene que codifica a proteína do capsídeo VP1. Os 20 isolados incluíam PV tipo 2 derivado da vacina, originário de áreas de drenagem adjacentes com populações de drenagem não sobrepostas, indicando transmissão local de PV.

Apenas duas amostras (ENV-22-117 e ENV-22-027) incluíram isolados de PV com sequências semelhantes. Isolados de PV tipo 2 geneticamente associados foram detectados em concentrações crescentes em experimentos de cultura de células conduzidos em amostras da região de Londres Beckton em 12 de abril de 2022.

Os locais de amostragem positivos identificados sugeriram que o PV estava presente principalmente em algumas regiões de Beckton e em vários bairros no leste e norte de Londres. Foi observada sensibilidade aumentada quando iniciadores específicos do isolado de PV tipo 2 foram utilizados no segundo ensaio de nested PCR. Os isolados de PV tipo 2 puderam ser detectados a partir de amostras de fezes que foram relatadas como negativas em experimentos de isolamento de vírus.

Conclusões

Globalmente, os resultados do estudo mostraram que a monitorização ambiental permitiu a detecção da importação (e propagação) de PV em Londres numa fase inicial, permitindo respostas rápidas de saúde pública, incluindo uma maior vigilância e uma campanha de vacina inactivada contra a poliomielite num período de um a nove anos. filhos velhos. Os vírus parecem evoluir em múltiplas direções e originar-se de uma fonte comum, com vários isolados de PV tipo 2 de esgoto de Londres tendo apenas uma ou alterações semelhantes de VP1 nt à cepa Sabin-2, sugerindo que as associações genéticas entre os isolados não foram baseadas apenas em sequências de VP1.

Portanto, pode ser crucial refinar as definições de organismos virais derivados de vacinas para garantir a detecção rápida e precoce de eventos de transmissão de PC, especialmente em países onde a poliomielite não está presente há vários anos.

Referência:

• Dimitra Klapsa et al. (2022). Nachhaltiger Nachweis des Typ-2-Poliovirus im Londoner Abwasser zwischen Februar und Juli 2022 durch verstärkte Umweltüberwachung. doi: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(22)01804-9 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673622018049

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