Non solo chiare, fresche e dolci acque. Forse non sarà poetico, ma è nei liquami degli scarichi che si cela una vera miniera di informazioni cruciali per la sanità pubblica. L’analisi delle acque reflue permette, infatti, di prevedere nuove epidemie e focolai infettivi. A raccontarcelo è Laura Pellegrinelli, ricercatrice del dipartimento di Scienze Biomediche per la Salute dell’Università Statale di Milano e autrice di un recente studio sugli Enterovirus, pubblicato su ‘Science of the Total Environment’.
“Non è un’idea nuova: abbiamo sviluppato questo approccio a partire dal 2006 per sorvegliare l’eventuale ritorno della poliomielite, attraverso l’introduzione di poliovirus dai Paesi in cui sono endemici. Il fatto è – spiega Pellegrinelli – che tutti gli individui infettati da un patogeno, che sia virale o batterico, a un certo punto lo eliminano. E la via di eliminazione principale è quella fecale o urinaria. Ecco l’idea: andare all’ingresso di un depuratore fognario per avere un campione rappresentativo della popolazione”. In pandemia questo approccio ha portato il team dell’Università di Milano ad adattare il protocollo per la sorveglianza della polio a Sars-Cov-2. “Questo ci ha permesso di implementare un metodo da applicare a una serie di patogeni, inclusi gli Enterovirus”.
La ricerca
Nell’ultimo studio sono stati raccolti campioni di acque reflue tra marzo 2020 e dicembre 2022, misurando la concentrazione degli Enterovirus: i risultati delle analisi sono stati confrontati con i dati di rilevazione di questi virus nell’area metropolitana milanese. Ebbene, i ricercatori hanno intercettato picchi di carica virale subito dopo la fine delle restrizioni imposte dalla pandemia. Inoltre, si è visto come questi picchi epidemici anticipassero di circa due mesi l’aumento di casi clinici nella popolazione.
“Questo perché – spiega la studiosa – il virus inizia a circolare (e viene espulso) prima di colpire soggetti più vulnerabili, provocando casi clinici. E dunque prima che la malattia venga notificata dal medico. Insomma, la ricerca ha evidenziato una serie di aspetti, tra cui gli effetti delle misure anti-Covid anche sulla circolazione degli Enterovirus. Infatti, come nel caso di Sars-CoV-2, le persone infette da Enterovirus possono espellere grandi quantità di virus con le feci. E questo anche in completa assenza di sintomi”. Insomma, c’è tutto un sommerso, letteralmente, prima che emerga un’epidemia.
Non solo. “Abbiamo utilizzato lo stesso approccio per identificare gli Adenovirus: ricordate nel 2022 quei casi di epatite nei bambini a eziologia misteriosa? Noi abbiamo trovato, poco prima dell’emergere di questi casi, un aumento significativo degli Adenovirus nelle acque reflue”, aggiunge Pellegrinelli.
Le analisi
Al centro di questo progetto ci sono analisi molecolari piuttosto complesse: “Partiamo con un trattamento iniziale dei liquami. Lavorando all’interno di una rete di sorveglianza siamo in grado di tenere sotto controllo una rete di 10 depuratori fognari tra Milano, Brescia, Como, Bergamo e il resto della Lombardia.
Il campione prelevato è relativo alle 24 ore, dunque non risente delle variazioni di concentrazione legate, ad esempio, agli orari di punta. Una volta che il materiale viene consegnato da noi, inizia la fase pre-analitica: il campione viene preparato e concentrato 100 volte per identificare le particelle virali con metodi biomolecolari e con le ‘vecchie’ colture cellulari”. Dal prelievo al risultato passano dalle 24 alle 48 ore, aggiunge la ricercatrice. “Siamo diventati più veloci in pandemia e ora siamo in grado di dare un risultato praticamente in tempo reale”.
Le potenzialità
Cosa possono rivelare le acque reflue? “Questo approccio è davvero utile: siamo in grado di identificare le varianti di Sars-CoV-2 nelle acque, prima che queste diventino prevalenti nella popolazione. Attualmente è dominante JN.1, che abbiamo visto nei liquami da inizio dicembre”, conferma la ricercatrice. Ma il punto è proprio questo: giocare d’anticipo coi trend virali. Il gruppo della Statale collabora in queste ricerche con il laboratorio di Indicatori epidemiologici ambientali dell’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri Irccs e con Regione Lombardia. Ma anche con la rete nazionale Sari (Sorveglianza ambientale reflue in Italia, per il momento solo per Sars-Cov-2).
Siamo solo all’inizio. Pellegrinelli è convinta infatti che “l’epidemiologia delle acque reflue sarà uno strumento potente per la sorveglianza di future epidemie. Anche grazie all’intelligenza artificiale: l’AI ci permetterà di ricavare dai dati raccolti preziosi modelli. Questo – scommette – sarà il futuro”.
Nell’immagine in evidenza Laura Pellegrinelli. La ricercatrice, 37 anni, dopo la laurea magistrale in Biologia ha conseguito il dottorato in Sanità pubblica nel 2016 presso l’Università degli Studi di Milano. Da sempre interessata alle malattie infettive di origine virale, ha condotto progetti di ricerca e programmi di sorveglianza su queste patologie. Pellegrinelli studia la distribuzione, la frequenza e l’impatto di malattie infettive di origine virale attraverso l’utilizzo di strumenti statistici, bioinformatici e algoritmi diagnostici.
