Monitoring vybraných biomarkerů v odpadní vodě a jejich stanovení

Význam tématu

Monitoring odpadních vod (WBE) se stává klíčovým nástrojem pro včasné sledování šíření infekčních onemocnění.
Neopterin představuje nespecifický biomarker aktivace buněčné imunity, jehož koncentrace v odpadní vodě odráží úroveň zánětlivých procesů ve společnosti.
Tato metoda doplňuje molekulární detekci virů (PCR) a umožňuje širší pohled na epidemiologický stav populace.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na výběr, odůvodnění a analytické stanovení neopterinu v komunálních odpadních vodách v období pandemie COVID-19.
Hlavními cíli bylo:

• ověřit použití neopterinu jako markeru zánětlivých onemocnění v rámci WBE
• stanovit metodiku extrakce a kvantifikace neopterinu pomocí LC-MS/MS
• porovnat koncentrace neopterinu s počtem infikovaných osob a s množstvím SARS-CoV-2 RNA detekovaným RT-qPCR

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky odpadních vod byly filtrovány, koncentrovány pomocí SPE a připraveny pro chromatografickou analýzu.
Detekce neopterinu proběhla na systému LC-MS/MS se zvolenými ionizačními parametry a selektivní detekcí.
Pro stanovení SARS-CoV-2 RNA byla použita metoda RT-qPCR.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo analyzováno 116 vzorků z 9 lokalit (včetně Kladna, Brna a Prahy) s různou frekvencí odběrů.
Maximální koncentrace neopterinu v odpadní vodě korelovaly s epidemiologickými daty o počtu nakažených a s množstvím SARS-CoV-2 RNA.
Kladno umožnilo nejdetailnější sledování trendů díky dlouhodobým a častým odběrům.
Neopterin se v odpadní vodě vyskytuje kontinuálně i mimo vrcholy COVID-19, což naznačuje trvalou aktivaci imunitního systému.

Přínosy a praktické využití metody

• WBE s neopterinem nabízí doplňkový pohled na populační stav zánětlivých onemocnění
• LC-MS/MS poskytuje specifickou a citlivou detekci v komplexní matici odpadní vody
• metoda umožňuje včasné varování před epidemií chřipky či dalšími infekčními onemocněními

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření monitoringu o další pterinové markery (biopterin, xantopterin).
Automatizace přípravy vzorků a integrace on-line systémů pro kontinuální měření.
Kombinace WBE s GIS analýzou pro lokalizaci ohnisek onemocnění.

Závěr

Neopterin se ukazuje jako vhodný nespecifický biomarker pro WBE, poskytuje doplňující údaje k virové detekci a podporuje včasné varování před nárůstem infekčních onemocnění.
Doporučuje se začlenit jej do standardních panelů sledovaných látek v odpadních vodách.

Reference

• Projekt Ministerstva vnitra ČR VI04000017: Využití monitoringu odpadních vod jako nástroje včasného varování před vznikem epidemiologické situace