Atık su üzerinde yapılan bir araştırma, Tylenol gibi ilaçların etken maddesi olan asetaminofen miktarındaki artışın, Batı New York’taki bir COVID-19 dalgası sırasında viral RNA’daki artıştan önce gerçekleştiğini ortaya koydu
BUFFALO, N.Y. – COVID-19’u izlemenin yollarını araştıran bir pilot projede, Buffalo Üniversitesi bilim insanları Batı New York’taki atık sularda aynı anda ilaç ve viral RNA aradı.
Çalışmanın 18 Mayıs’ta Environmental Science & Technology Letters dergisinde yayınlanan sonuçları, atık sudaki ilaç konsantrasyonlarının ölçülmesinin hastalık izleme çabalarına başka bir katman ekleyebileceğini gösteriyor.
UB RENEW Enstitüsü Direktörü ve UB Fen Edebiyat Fakültesi’nde Henry M. Woodburn Kimya Profesörü olan baş bilim insanı Diana Aga, “Atık su bazlı hastalık gözetimi, viral RNA’nın izlenmesi yoluyla dünya çapında yapılmaktadır” diyor. “Mevcut çabaları farmasötiklerin tespiti ile tamamlama potansiyeli heyecan verici. Burada pek çok fırsat var, ancak daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.”
Yeni çalışmadaki ilginç bir keşif, Tylenol, Theraflu ve diğer markalar gibi reçetesiz satılan ilaçlarda aktif bir bileşen olarak hizmet veren bir ağrı kesici ve ateş düşürücü olan asetaminofen ile ilgilidir.
Araştırma, projeye dahil edilen dört atık su arıtma tesisinde de, atık sudaki asetaminofen konsantrasyonlarının, atık sudaki COVID-19 viral RNA konsantrasyonları ve doğrulanmış COVID-19 vakalarının tahmini sayısı da dahil olmak üzere, 2021’in başlarında toplumdaki diğer COVID-19 önlemlerinden önce yükseldiğini ortaya koydu.
Örneğin, Buffalo ve çevresindeki bazı banliyölere hizmet veren Bird Island Atık Su Arıtma Tesisinde, atık sudaki asetaminofen seviyeleri, atık sudaki SARS-CoV-2 RNA seviyelerinden yaklaşık iki hafta önce yükselmiştir. Bilim insanları, viral RNA’daki artışın, doğrulanmış COVID-19 vakalarının tahmini sayısındaki artıştan yaklaşık bir hafta önce gerçekleştiğini söylüyor.
Aga, “En büyük bulgumuz, reçetesiz satılan ilaçlarda kullanılan asetaminofen konsantrasyonunda, atık sudaki viral RNA’nın zirvesinden ve çalışma süresi boyunca bölgemizdeki klinik tespitlerdeki zirveden önce gelen büyük bir artış olmasıdır” diyor.
Aga, “Bu çok ilginçti, çünkü ilaçların tespit edilmesinin bir topluluktaki potansiyel bir hastalık salgını için erken uyarı görevi görebileceğini gösteriyor” diyor. “Grubumuz, atık suda SARS-CoV-2 RNA tespitini ilaç seviyeleri ile tamamlayan ilk gruplardan biridir.”
2021’de birkaç ay boyunca yürütülen araştırma, ABD Ulusal Bilim Vakfı ve öğrencileri pandemiyle ilgili zorluklara çözüm geliştirmeye dahil etmek için tasarlanan SUNY İnovasyon ve Staj Programı tarafından finanse edildi. Aga’nın laboratuvarında doktora öğrencisi olan Lahiruni M. Halwatura, çalışmanın ilk yazarıdır.
Halk sağlığı için atık su çalışmalarını geliştirme potansiyeli
Ev testlerinin daha popüler hale gelmesi ve birçok pozitif vakanın bildirilmemesine yol açması nedeniyle atık su verileri COVID-19’u izlemenin önemli bir parçası haline geliyor.
Pandemi sırasında, UB mühendislik araştırmacıları Ian M. Bradley ve Yinyin Ye, atık sudaki COVID-19 viral RNA’sını izlemek için Erie County de dahil olmak üzere ortaklarla birlikte çalışıyorlardı.
Bradley ve Ye, Environmental Science & Technology Letters’daki yeni çalışmanın, ilaçların tespitinin bu tür çabalara başka bir katman ekleyebileceğini öne sürdüğü için heyecan verici olduğunu söylüyor. Bradley ve Ye’nin laboratuarları araştırmaya veri katkısında bulunmuş ve ortak yazar olarak yer almışlardır.
Asetaminofen, COVID-19 için mükemmel bir vekil değildir: İnsanlar bu ilacı pek çok ağrı, sızı ve ateşi tedavi etmek için kullanıyor ve çalışma dönemi boyunca ilacın atık sudaki bazı dalgalanmaları viral RNA verileriyle korelasyon göstermedi.
Ancak araştırmacılar, yerel COVID-19 dalgasıyla eşleşen asetaminofen artışının büyük olduğunu ve bu bulgunun, yaklaşan bir salgının potansiyel erken sinyali olarak reçetesiz satılan ilaçların kullanımına işaret ettiğini söylüyor.
“Gerçekten heyecan verici olan şey, atık suda çok fazla bilgi olması. Bunu halk sağlığı açısından hastalıkları takip etmek için nasıl kullanabiliriz? Tüm bu veriler birbirini tamamlıyor,” diyor UB Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi’nde inşaat, yapı ve çevre mühendisliği yardımcı doçenti ve UB RENEW Enstitüsü’nde çekirdek öğretim üyesi olan Bradley.
“Atık su halk sağlığı çalışmalarına odaklanıyoruz ve toplumda neler olup bittiğine dair bir fikir edinmek için daha fazla veriyi entegre edip edemeyeceğimizi görmek istiyoruz” diyor Ye, PhD, inşaat, yapı ve çevre mühendisliği yardımcı doçenti ve RENEW fakülte üyesi. “Atık sudan bilgi alabiliyoruz, ancak verilerin halk sağlığı için nasıl yorumlanacağı konusunda hala pek çok bilinmeyen var. Sadece biyolojik belirteçleri değil, kimyasal belirteçleri ve her türlü farklı bilgi katmanını da test etmek istiyoruz.”
Çalışma, asetaminofendeki artışları tespit etmenin yanı sıra, COVID-19 tedavisinde acil kullanım yetkisi ABD Gıda ve İlaç İdaresi tarafından iptal edilen ilaçlar da dahil olmak üzere, atık suda pandemiyle ilişkili reçeteli ilaçların kalıntılarını buldu.
Çalışmanın diğer ortak yazarları arasında Bradley’in laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan ve kısa süre önce mezun olan Isabella S. Mclerran; Aga’nın laboratuvarında lisans öğrencisi olan ve kısa süre önce mezun olan Daniel L. Weglarski; ve UB RENEW Enstitüsü’nde veri tabanı/görselleştirme uzmanı olan Zia U. Ahmed, PhD yer alıyor.
Kaynak;
Complementing RNA Detection with Pharmaceutical Monitoring for Early Warning of Viral Outbreaks through Wastewater-Based Epidemiology Lahiruni M. Halwatura, Isabella S. Mclerran, Daniel L. Weglarski, Zia U. Ahmed, Yinyin Ye, Ian M. Bradley, and Diana S. AgaEnvironmental Science & Technology Letters 2022 9 (6), 567-574DOI: 10.1021/acs.estlett.2c00259
