A szennyvíz segítségével követik nyomon a fertőző betegségeket

Több ezer fertőző betegséget követnek nyomon a szennyvíz segítségével a hazai kutatók

Több ezer fenyegetés forrását is képes feltárni egyszerre egy újonnan kifejlesztett eljárás. Új módszert mutattak be a szennyvízben előforduló fertőző betegségek monitorozására egy európai együttműködés keretében az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék kutatói.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) tájékoztatása szerint a kutatás során Budapest, Bologna, Koppenhága, Róma és Rotterdam szennyvízrendszeréből vett mintákat elemeztek, hogy nyomon kövessék a baktériumközösségek változásait. 

Több ezer fertőző betegséget követnek nyomon a szennyvíz segítségével a hazai kutatók
Fotó: Science Source

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 oktatási intézmény közleményében, kiemelve, hogy a kutatásról szóló tanulmány a Nature Communications című folyóiratban jelent meg.

Ahogy arra a szakemberek rámutattak, 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.

 

A szennyvíz mintáit metagenomikai megközelítéssel elemezték

A kutatók metagenomikai alapú módszereket használtak, amelyek a metagenomot, vagyis az adott mintában található élőlények DNS-állományának (genomjának) összeségét vizsgálják. Ezek lehetővé teszik akár több ezer potenciális patogén egyidejű nyomon követését.

Nyomon követik a baktériumközösségek változásait a szennyvízben
Fotó: Pinterest

A Csabai István kutatócsoportjában dolgozó Becsei Ágnes közreműködésével zajló vizsgálat során 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. A szennyvíz bakteriális összetétele időben is változó. A kutatás során kidolgozott innovatív módszerrel meghatározható, hogy a baktériumok, vírusok és antimikrobiális rezisztencia gének emberi, állati, vagy környezeti forrásból származnak 

– hívták fel a figyelmet a tudósok, akik az alkalmazott módszer során a szennyvízminták DNS-tartalmát szekvenálták, majd a szekvenciákból bioinformatikai módszerekkel rekonstruálták az egyes mintákra és helyszínekre jellemző baktériumok genomjait. 

Ezt követően a baktériumokat hálózatelméleti módszerekkel közösségekbe rendezték. A közösségek vizsgálata során 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.

Ahogy arra a hazai szakemberek rámutattak, 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.

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.

 

(MTI)