L’analisi delle acque del sistema fognario può dirci da dove arrivano le nuove varianti Covid

Prima Delta, poi Omicron. Le ultime due forme mutate di Sars-Cov-2, classificate come “di preoccupazione” (variant of concern, VOC), si sono diffuse a macchia d’olio in tutto il mondo, portando molti scienziati a chiedersi da dove arriverà la prossima variante. Un passo in avanti verso questa determinazione è stato compiuto da un team americano di ricercatori, tra cui il virologo Marc Johnson, professore di microbiologia molecolare e immunologia presso l’Università del Missouri, che utilizzando un approccio di rilevamento dell’RNA virale nelle acque reflue, ha identificato almeno quattro varianti “criptiche” di Sars-Cov-2 nel sistema fognario di New York.

I risultati di questa analisi, appena pubblicati sulla rivista Nature Communications, suggeriscono che queste quattro nuove varianti “criptiche” – chiamate così perché non riconosciute nel database EpiCov di GISAID che fornisce una mappatura globale dello stato immunitario della popolazione – possano essere di origine animale e probabilmente dovute all’evoluzione virale che si sta verificando nei topi che vivono nel sistema fognario di New York.

“Ad esempio – dice Johnson – non sappiamo ancora da dove provenga Omicron, ma deve comunque aver avuto origine da qualche parte. Queste strane varianti stanno ribollendo ovunque, inclusa Omicron, che alla fine è arrivata alle persone. Pertanto pensiamo che questi strani lignaggi possano essere l’origine della prossima variante di preoccupazione”.

A caccia di mutazioni virali

Il progetto di ricerca è partito nel 2020, dopo che John Dennehy, virologo e professore di biologia al Queens College di New York, e Monica Trujillo, professoressa associata al Queensborough Community College di New York, hanno messo a punto un protocollo di analisi per rilevare la firma genetica di Sars-Cov-2 nelle acque reflue dei cinque distretti della città di New York. Da allora, Dennehy e Trujillo insieme ai colleghi hanno riscontrato “mutazioni atipiche nei campioni”  che sono state poi verificate mediante un secondo protocollo di analisi, sviluppato in una ricerca separata dal professor Johnson che, nel frattempo, stava conducendo uno studio simile nel Missouri. Anche se con una differenza fondamentale, poiché la sua analisi prevedeva il sequenziamento di una regione più ampia del genoma virale per la ricerca di possibili mutazioni.

“Quando abbiamo iniziato a lavorare con i campioni di New York, cercavamo di vedere se avevano le stesse sequenze osservate in alcuni dei miei campioni di St. Louis – ha spiegato Johnson – . Erano diverse, ma tutte avevano in comune mutazioni simili in una particolare posizione: Q498 (glutammina in 498, ndr). La cosa sorprendente è che, nella maggior parte dei reflui di New York, la Q in Q498 si era trasformata in una Y, cioè da glutammina in tirosina. Se guardiamo il database, questa mutazione non c’era e continua a non esserci, perché nessun paziente umano ha avuto un’infezione da Sars-Cov-2 con tale mutazione”.

Dennehy crede che una possibile spiegazione di questo fenomeno risieda in un processo biologico chiamato evoluzione convergente. “Un animale del Missouri non si incontrerà con lo stesso tipo di animale di New York – ha detto Dennehy – . Pertanto, l’evoluzione del virus in ciascuna area geografica è indipendente, ma poiché si tratta dello stesso animale, il virus ha lo stesso aspetto in entrambi i luoghi. Ad esempio, pensiamo che le condizioni in Sudafrica che hanno dato origine alla variante Omicron siano le stesse condizioni che a New York hanno dato origine alle nostre varianti “criptiche”. Come biologo, pensavo che la diffusione di Delta fosse minacciosa, ma la velocità con cui Omicron ha preso il controllo di New York è stata di un altro livello”.

Per questi motivi, gli studiosi ritengono che il monitoraggio delle acque reflue per il rilevamento di varianti virali sia di particolare aiuto “nei contesti di salute pubblica basati su comunità in cui abbiamo la capacità di comunicare informazioni che possano aiutare ad implementare decisioni, pratiche e interventi” ha aggiunto l’autrice principale della ricerca, la professoressa Davida Smyth della Texas A&M University di San Antonio che nel periodo di studio insegnava alla New School di New York – . La sorveglianza delle acque reflue è veloce, poco costosa e imparziale, e per questo motivo può essere implementata in base alla disponibilità delle risorse in una varietà di contesti, specialmente in aree con risorse limitate, con scarse possibilità di screening e disponibilità di vaccini”.