Több ezer fertőző betegség lesz nyomon követhető a szennyvíz segítségével

2024.09.27. 16:12
Új módszert mutattak be a szennyvízben előforduló fertőző betegségek monitorozására egy európai együttműködés keretében az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék kutatói; az eljárás egyszerre több ezer fenyegetés forrását is képes feltárni. A kutatásról szóló tanulmány a Nature Communications című folyóiratban jelent meg.

A kutatás keretein belül Budapest, Bologna, Koppenhága, Róma és Rotterdam szennyvizéből vett mintákat elemeztek, nyomon követve a baktériumközösségek változásait. Az új módszer segíthet azonosítani, hogy a betegségeket okozó baktériumok, vírusok és az antimikrobiális rezisztencia emberekből, állatokból vagy a környezetből származnak, így egyszerre több ezer fenyegetés forrását is képes feltárni – áll az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) MTI-hez eljuttatott közleményében.

A kezeletlen szennyvíz egyre jelentősebb forrása az anonim egészségügyi megfigyeléseknek a nagyvárosi lakosság körében. Ez a megközelítés már a COVID-19 járvány idején is fontos eszköznek bizonyult a vírus koncentrációjának nyomon követésére, azonban az erre alkalmazott PCR-módszerek hátránya, hogy egyszerre csak egy adott kórokozót képesek kimutatni – írták.

A metagenomikai alapú módszerek viszont lehetővé teszik akár több ezer potenciális patogén egyidejű nyomon követését is.

A Csabai István kutatócsoportjában dolgozó Becsei Ágnes közreműködésével zajló vizsgálaton a VEO H2020 európai kollaboráció kutatói metagenomikai módszerekkel vizsgálták, hogyan segíthet a szennyvízben található baktériumközösségek viselkedésének elemzése a jövőbeli járványok megelőzésében. A Budapesti Központi Szennyvíztisztító Telepről három év alatt gyűjtött minták mellett még négy másik európai város – Bologna, Koppenhága, Róma és Rotterdam – mintáit elemezték a metagenomikai megközelítéssel, amely a baktériumközösségek változásait követi nyomon. Az értékes adatok kinyerése nem egyszerű feladat, a szennyvíz összetett közeg, amelybe emberekből, állatokból, növényekből, valamint a talajból és a csatornarendszer saját élővilágából is kerülnek baktériumok – hívták fel a figyelmet a közleményben.

Az alkalmazott módszer során a szennyvízminták DNS-tartalmát szekvenálják, majd a szekvenciákból bioinformatikai módszerekkel rekonstruálják az egyes mintákra és helyszínekre jellemző baktériumok genomjait. Ezt követően a baktériumokat hálózatelméleti módszerekkel közösségekbe rendezik. A közösségek vizsgálatával világossá vált, hogy minden városnak megvannak a saját, egyedi baktériumközösségei, amelyek közül egyesek szezonálisan jelennek meg a szennyvízben. Emellett a potenciálisan azonos forrásból származó baktériumok jellemzően egy közösségbe rendeződnek. Például az emberi bélmikrobiomból származó baktériumok különálló közösségeket alkotnak.

Ezek a megfigyelések különösen fontosak, hiszen bár a metagenomikai alapú vizsgálatok jelenleg még költségesebbek, óriási potenciállal bírnak a környezeti monitorozás területén, mivel lehetővé teszik a szennyvízben található több millió mikroorganizmus egyidejű vizsgálatát

– hangsúlyozzák a közleményben.

A kutatók szerint a módszer értéke az idő előrehaladtával növekszik, a folyamatosan gyűjtött adatok révén egyre pontosabb elemzések végezhetők, miközben a fajlagos költségek is csökkennek.