Ερευνα από το ΑΠΘ: Αυξητική η τάση της μετάλλαξης «Δέλτα» στα λύματα της Θεσσαλονίκης

Θα πρέπει να σημειωθεί πως ο εντοπισμός του στελέχους Δέλτα έγινε την περίοδο από 4 έως 24 Ιουνίου, αφορά δηλαδή μία περίοδο με χαμηλό ιικό φορτίο στα λύματα, αλλά και μικρό ημερήσιο αριθμό των επιβεβαιωμένων από τον ΕΟΔΥ κρουσμάτων. Η ανίχνευση κατέστη εφικτή μέσα από μεθοδολογία συμπύκνωσης και καθαρισμού του γενετικού υλικού του SARS-CoV-2 από μεγάλη ποσότητα λύματος, καθώς και αξιολόγησης της ποσότητας και καθαρότητας του για την περαιτέρω μοριακή ανάλυση.

«Η Ομάδα Επιδημιολογίας Λυμάτων του ΑΠΘ σε συνεργασία με το ΕΚΕΤΑ εργάζεται εδώ και μήνες στη μελέτη των μεταλλάξεων στα λύματα. Η προσπάθεια αυτή σε σχέση με τη μέτρηση ιικού φορτίου στα λύματα, είναι εξίσου πρωτοπόρα αλλά και δύσκολη, επειδή δεν περιορίζεται απλά στην ανίχνευση αλλά προχωράει ένα βήμα παραπέρα στον ποσοτικό προσδιορισμό των μεταλλάξεων, έτσι ώστε να μπορεί να παρακολουθείται η ένταση της παρουσίας των μεταλλαγμένων στελεχών σε όλη την κοινότητα», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο πρύτανης του ΑΠΘ και επιστημονικά υπεύθυνος του ερευνητικού έργου, καθηγητής Νίκος Παπαϊωάννου.

Ερωτηθείς για τη συσχέτιση της εικόνας των μεταλλάξεων του ιού στα λύματα, με την αντίστοιχη κλινική ο πρύτανης του ΑΠΘ επισήμανε ότι «στα λύματα η παρακολούθηση των στελεχών του ιού αφορά όλη την πόλη της Θεσσαλονίκης και όχι μόνο αυτούς που εκδήλωσαν συμπτώματα και έδωσαν κλινικό δείγμα προς ανάλυση».

«Με το επερχόμενο κύμα της πανδημίας λόγω του ινδικού στελέχους, όπου η πλειοψηφία των μολύνσεων ενδεχομένως θα αφορά σε ασυμπτωματικούς νέους ανθρώπους, η αξία της μελέτης μας στα λύματα έχει μεγάλη σημασία, καθώς για να λάβει τα κατάλληλα και στοχευμένα μέτρα προστασίας η Πολιτεία θα πρέπει να έχει στη διάθεση της αξιόπιστα στοιχεία για το σύνολο του πληθυσμού και όχι μόνο για αυτούς που εμφάνισαν συμπτώματα», εξήγησε ο κ.Παπαϊωάννου.

Η πρωτοποριακή μελέτη των ομάδων ΑΠΘ/ΕΚΕΤΑ έχει αναρτηθεί στο ανοιχτό αποθετήριο δημοσιεύσεων medRxiv και βρίσκεται υπό κρίση, σε διεθνές επιστημονικό περιοδικό υψηλής εμβέλειας, ενώ το αντίστοιχο λογισμικό είναι επίσης ελεύθερα διαθέσιμο μέσω του αποθετηρίου GitHub.

 «Πώς ανιχνεύονται και ποσοτικοποιούνται τα στελέχη του ιού στα λύματα»

Η μελέτη της αλλαγής της γενετικής σύνθεσης του ιού στην πορεία του χρόνου, περιγράφει ουσιαστικά την εξέλιξη του και πρακτικά αφορά στην ανάδυση και επικράτηση στην κοινότητα, στελεχών τα οποία έχουν μεγαλύτερη ικανότητα διασποράς όπως είναι τα Άλφα, Βήτα και Δέλτα. Το κάθε στέλεχος του ιού SARS-CoV-2 χαρακτηρίζεται από ένα μικρό και καλά ορισμένο υποσύνολο επιμέρους μεταλλάξεων σε όλο το μήκος του γονιδιώματός του. H συνεχής βελτίωση της μεθοδολογίας στην επεξεργασία δειγμάτων λυμάτων και στους αλγόριθμους ανίχνευσης που αναπτύσσονται από την ομάδα επιδημιολογίας λυμάτων του ΑΠΘ σε συνεργασία με την ομάδα Bιοπληροφορικής του INEB-EKETA επιτρέπει την ανίχνευση, ποσοτικοποίηση και συσχέτιση των διαφορετικών μεταλλάξεων του ιού, ακόμα και όταν αυτές εμφανίζονται σε δείγματα λυμάτων σε πολύ χαμηλό ποσοστό, κάτω του 1%. Η μεγάλη αυτή ευαισθησία της μεθόδου επέτρεψε την έγκαιρη αναγνώριση στα λύματα της Θεσσαλονίκης της ανάδυσης του στελέχους Άλφα (Β.1.1.7, Αγγλικό), καθώς και τις κατά καιρούς εξάρσεις του Βήτα (Β.1.351, Νοτιοαφρικανικό) και της παραλλαγής του (Β.1.1.318), ιδιαίτερα μετά την περίοδο των διακοπών του Πάσχα (Μάιος 2021).

Εξίσου σημαντική είναι η ανίχνευση της εμφάνισης και σταδιακής αύξησης του στελέχους Δέλτα (Β.1.1.617.2, ινδικό) τις τελευταίες τρεις εβδομάδες. Αν και σε ακόμα πολύ μικρά ποσοστά (1-2%), η μέθοδος μπόρεσε αξιόπιστα να προσδιορίσει και να ποσοτικοποιήσει τις μοναδικές μεταλλάξεις που χαρακτηρίζουν το στέλεχος Δέλτα.

«Η μεθοδολογία ανάλυσης των λυμάτων με τη χρήση τεχνολογιών αλληλούχησης αναπτύχθηκε σε συνεργασία με το ΑΠΘ και εφαρμόζεται πιλοτικά σε δείγματα της ΕΥΑΘ στη Θεσσαλονίκη εδώ και έξι μήνες. Τα αποτελέσματα της εφαρμογής της μεθόδου σε δείγματα λυμάτων ήταν σε συμφωνία με αυτά της επιτήρησης αλληλούχησης του γονιδιώματος θετικών κρουσμάτων από τον πληθυσμό», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής και αναπληρωτής διευθυντής του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών (ΕΚΕΤΑ), Αναγνώστης Αργυρίου.

Παρατήρησε δε πως «η μεθοδολογία αυτή είναι πολύ χαμηλότερου συνολικού κόστους, μιας που χρειάζεται η αλληλούχηση λίγων δειγμάτων και όχι εκατοντάδων, εάν όχι χιλιάδων, όπως στη περίπτωση της αλληλούχησης δειγμάτων από θετικούς ασθενείς για την επιτήρηση των μεταλλάξεων». Πρόκειται δηλαδή για «μία μεθοδολογία, που επικουρικά με την κλασική επιτήρηση, μπορεί να συμβάλλει στην έγκαιρη αποτροπή διασποράς νέων παραλλαγών του ιού στο γενικό πληθυσμό».

«Εγχώρια και διεθνής ανταλλαγή δεδομένων από τα λύματα»

Η μελέτη των μεταλλάξεων στα λύματα δεν είναι κάτι απλό και απαιτεί τη συνέργεια διαφορετικών επιστημονικών ειδικοτήτων ώστε να είναι αξιόπιστη. Όπως εξήγησε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο καθηγητής Χημείας του ΑΠΘ, Θοδωρής Καραπάντσιος «ενώ με τα κλινικά δείγματα η ανάλυση ξεκινά απευθείας με καθαρά δείγματα όπου ανά δείγμα (άτομο) υπάρχει ένα κυρίαρχο στέλεχος του ιού, τα λύματα αποτελούν ένα σύνθετο υλικό με έντονες μεταβολές περιεκτικότητας από μέρα σε μέρα όπου συνυπάρχουν θραύσματα και γενετικό υλικό από διαφορετικά στελέχη».

«Η εμπειρία της Ομάδας Επιδημιολογίας Λυμάτων του ΑΠΘ στην προεπεξεργασία και συμπύκνωση των λυμάτων αποτελεί καθοριστικό πρώτο βήμα για την επιτυχή απομόνωση και καθαρισμό του γενετικού υλικού στη συνέχεια. Η συνεργασία της ομάδας του ΑΠΘ με την ομάδα του ΕΚΕΤΑ είναι υποδειγματική, αναδεικνύει την αξία της διεπιστημονικής προσέγγισης και διευρύνει την επιστημονική αποτελεσματικότητα και προοπτική», επισήμανε.

«Η αλληλούχηση λυμάτων αναμένεται να αποκτήσει ιδιαίτερη σημασία την επόμενη χρονική περίοδο, καθώς αποτελεί ένα παθητικό σύστημα ανίχνευσης μεγάλης κλίμακας. Την ίδια στιγμή, η συλλογή και ανάλυση δεδομένων αλληλούχησης σε δείγματα λυμάτων από όλη τη χώρα, καθώς και μεταξύ χωρών, αναμένεται να δώσει επιπλέον στοιχεία για τη διασπορά του ιού», δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο ερευνητής και επικεφαλής της ομάδας Βιοπληροφορικής που ανέπτυξε τη μέθοδο στο Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών (ΕΚΕΤΑ), Φώτης Ψωμόπουλος. «Μάλιστα, έχει ξεκινήσει ήδη μια σχετική δράση σε ευρωπαϊκό επίπεδο, υπό την αιγίδα της ευρωπαϊκής υποδομής Βιοπληροφορικής ELIXIR, για τον συντονισμό των ομάδων που δραστηριοποιούνται στη βιοπληροφορική ανάλυση δεδομένων από λύματα και την ανταλλαγή τεχνογνωσίας και πρωτοκόλλων μεταξύ τους», πρόσθεσε.

  «Τι έδειξαν τα λύματα για την αποτελεσματικότητα των τοπικών lockdown για την αποτροπή επικράτησης μεταλλάξεων»

Αναφορικά με την παρακολούθηση της επικράτησης του ινδικού στελέχους το επόμενο διάστημα ο αναπληρωτής καθηγητής Μοριακής Μικροβιολογίας του Τμήματος Κτηνιατρικής ΑΠΘ, Χρυσόστομος Δόβας δήλωσε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ πως «με την μοριακή ανάλυση μικρού αριθμού σύνθετων δειγμάτων, έκαστο προερχόμενο από δειγματοληψίες λυμάτων κατά τη διάρκεια μιας εβδομάδας, μπορούμε να εκτιμήσουμε με λεπτομέρεια και χαμηλό κόστος την εξελικτική πορεία του κορονοϊού σε μια μεγάλη πόλη όπως η Θεσσαλονίκη» και «αυτό φάνηκε ήδη με την αναλυτική εικόνα που έχουμε για την πορεία επικράτησης του Άλφα στο τρίτο επιδημικό κύμα».

«Ο εντοπισμός του ινδικού στελέχους στα λύματα της πόλης ήδη από τις 4/6, καταδεικνύει επίσης την πολύ μεγάλη ευαισθησία ανίχνευσης της μεθοδολογίας σε μια μεγάλη κοινότητα, καθώς το στέλεχος αυτό εντοπίσθηκε πολύ νωρίς όταν το ποσοστό του στα κρούσματα ήταν μικρό», εξήγησε ο κ. Δόβας.

Τόνισε, δε, πως «είναι σημαντικό και ότι μπορούμε να εκτιμήσουμε την απόδοση μέτρων κατά της διασποράς του ιού, όπως για παράδειγμα του τοπικού lockdown στον δήμο Κορδελιού-Ευόσμου της ΠΕ Θεσσαλονίκης στις 20/2, το οποίο φάνηκε ότι συνέβαλε στην αποτροπή της επικράτησης του στελέχους Βήτα».

ΑΠΕ-ΜΠΕ