Aguas residuales, un “centinela silencioso” en la prevención de brotes y epidemias

“¡Agua va!”. Con estas dos simples palabras se avisaba, a quién pasaba cerca u oía a lo lejos, que el líquido que caía, generalmente desde las alturas o a través de las puertas, no era simple agua sino fluidos turbios. Hoy, no solo esta costumbre cayó en desuso gracias a las cloacas, sino que estos residuos son el punto de partida y hasta el primer indicio que se puede tener de futuros brotes de enfermedades. Cómo se hace y qué pueden indicar, eso lo explicaron los especialistas a Infobae.

En la actualidad, las denominadas aguas sucias o efluentes son fuente de información invaluable cuando se trata de analizar el estado de salud de la población y existe un gran número de investigaciones que así lo demuestran.

“Los efluentes cloacales, aguas residuales o aguas negras constituyen una fuente de agua que contiene residuos y desechos de una población, en la cual se pueden encontrar desde excretas hasta distintos compuestos utilizados, por ejemplo, en la limpieza, como detergentes y lavandina, mezclados con patógenos provenientes de desechos de domicilios, hospitales o escuelas”, explicó a Infobae el doctor Maximiliano Giraud Billoud, investigador de CONICET y docente en la Universidad Nacional de Cuyo y en la Universidad Nacional de Villa Mercedes.

En ese tono, Gisela Masachessi, doctora en Ciencias Biológicas, docente e investigadora adjunta del CONICET, resaltó: “Para quienes nos especializamos en virus, los efluentes cloacales resultan sumamente importantes, ya que nos permiten evaluar la salud de una comunidad. Esto se debe a que en una sola muestra de efluentes cloacales podemos detectar todos aquellos patógenos, incluidos virus, bacterias y parásitos, que las personas infectadas eliminan a través de las excretas. Incluso cuando estas personas cursan una infección asintomática, es decir, que no presentan síntomas y no se sienten enfermas”.

La vigilancia de aguas residuales surge como una técnica innovadora y prometedora para anticipar la aparición y expansión de enfermedades infecciosas en poblaciones enteras. Se trata de una herramienta que permite una perspectiva que no depende de pruebas clínicas individuales ni de reportes médicos, sino en la capacidad para captar rastros de infecciones a nivel comunitario antes de que los casos se reflejen en hospitales o consultorios médicos.

Según explica el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), el análisis de aguas residuales funciona como un sistema de “alerta temprana”, que se basa en la capacidad de los patógenos, como virus o bacterias, de dejar rastros genéticos en los desechos que las personas infectadas eliminan en el sistema de alcantarillado. Al tomar muestras y analizar fragmentos de ARN, se pueden monitorear los niveles de un patógeno específico (o de varios) y observar cómo cambian los niveles de infección en una comunidad.

Por citar algunos ejemplos de esta posibilidad, en 2020, en plena pandemia, un estudio de la Universidad de Buenos Aires (UBA) y el CONICET confirmó la efectividad del monitoreo de aguas residuales para evaluar la transmisión comunitaria de COVID-19. Los resultados, publicados en The Science of the Total Environment, advirtieron una correlación entre el aumento de la concentración de virus y una suba en los casos reportados.

Además, tal y como aparece en otro estudio publicado en la American Journal of Epidemiology, la vigilancia de aguas residuales como método para monitorear enfermedades infecciosas es una técnica que ya se aplicaba antes de la pandemia. En este trabajo, que recopila datos de 100 estudios realizados en 38 países, se advirtió la presencia de 25 familias de patógenos en aguas residuales, principalmente de la familia Picornaviridae, que incluye virus como el poliovirus y otros enterovirus no polio.

Y hay más: en una investigación publicada en Nature Water, que analizó 275 muestras fecales humanas de 23 países y 234 muestras de aguas residuales de 62 países, se destacó esta acción como método eficaz para identificar y monitorear enfermedades transmitidas por el agua, especialmente aquellas con resistencia a los antimicrobianos, como la legionela y la shigella.

Lo cierto es que en los últimos años, la vigilancia de aguas residuales adquirió una mayor relevancia, ya que permite identificar y hasta caracterizar señales tempranas de contagio antes de que las personas afectadas acudan a centros de salud.

“A través de técnicas de biología molecular y bioquímica, se puede identificar material genómico o componentes específicos de los patógenos, lo que permite diagnosticarlos. No solo es posible identificar patógenos: también se pueden rastrear otras sustancias eliminadas, como ciertos fármacos, lo que permite inferir el tipo y cantidad de antibióticos o sustancias psicoactivas consumidas en una población”, destacó Giraud Billoud. Y agregó: “Estas técnicas de laboratorio permiten conocer, de modo amplio, la presencia de tóxicos y patógenos en la población, lo que proporciona una muestra representativa para el diagnóstico a nivel poblacional”.

“Los efluentes o residuos cloacales son todos aquellos residuos líquidos que se generan en viviendas, industrias y hospitales, entre otros; que son conducidos por un sistema de alcantarillado o cloacas que, mediante cañerías, transporta los residuos desde cada uno de esos lugares hacia una planta de tratamiento, donde mediante un proceso físico, químico y biológico se realiza la “regeneración” de las aguas. Estas aguas regeneradas se descargan nuevamente en el ambiente, principalmente en cuerpos de agua superficiales como ríos, lagunas o embalses”, explicó Masachessi.

En ese sentido, quien además se desarrolla en el Instituto de Virología Dr. J.M. Vanella, de la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Córdoba, agregó: “Para quienes nos especializamos en virus, los efluentes cloacales son importantes porque permiten evaluar la salud de una comunidad. Los virólogos, en estas aguas, podemos rastrear la circulación de un virus con impacto en la salud de la población y en la clínica, detectar sus variantes y evaluar si un programa de vacunación disminuye su circulación”.

“La utilidad de estos efluentes radica en que, muchas veces, pueden usarse para diagnóstico epidemiológico porque es posible detectar ciertos patógenos o componentes de estos presentes en personas que usan estas aguas para la limpieza o la eliminación de desechos”, agregó Giraud Billoud, quien además forma parte del Laboratorio de Respuestas a Estresores Ambientales, que funciona principalmente en la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Cuyo y en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IEM) del CONICET.

Como indicaron los expertos, las ventajas de este método, también conocido como epidemiología basada en aguas residuales, es que permite identificar no solo la presencia de patógenos, sino también estimar su concentración, lo que permite inferir la prevalencia de una infección en la comunidad.

“La importancia de las aguas residuales radica en que no necesitamos esperar a que una persona llegue a la clínica para saber qué agente la está enfermando y potencialmente a quienes están en contacto con ella. Con una muestra podemos conocer el estado de salud de toda una comunidad”, indicó Masachessi.

Y continuó: “También nos permite obtener información sobre virus que el sistema de vigilancia epidemiológica clásica no reporta, ya sea porque son emergentes o aún no se conocen bien. Así, podemos anticipar la circulación de un virus que puede estar causando problemas en la salud en otra región y dar una alerta temprana para tomar medidas en salud pública”.

En tanto, Giraud Billoud agregó: “Esto se debe a que el virus se elimina en las heces antes de los síntomas clínicos, lo que permite anticipar un aumento de carga viral en efluentes antes de que suban los casos en hospitales. Para ello, trabajamos con el Departamento de Irrigación de la Provincia y AySAM, que nos proveen muestras de agua. Luego, concentramos estas muestras, extraemos el material genético y lo identificamos mediante PCR en tiempo real”.

“Con medio litro de agua residual, es posible caracterizar a toda la población. En el laboratorio, procesamos esta muestra y concentramos los virus diluidos en el agua, obteniendo una muestra manejable para detectar el genoma viral y evaluar su capacidad infectiva. Esto resulta esencial para determinar si los virus en las aguas residuales representan un riesgo real, especialmente ante desbordes cloacales que exponen a la población al contacto directo”, destacó Masachessi.

En ese tono, la experta cordobesa recordó que, durante la pandemia de SARS-CoV-2, tras identificar que el virus también se elimina a través de las excretas, pudieron utilizar las aguas residuales para rastrear su circulación en la comunidad: “Funcionaron como un ‘centinela silencioso’, alertándonos sobre el aumento de casos clínicos una o dos semanas antes de que se manifestaran en la población. También permitieron monitorizar las variantes virales en circulación, observando, por ejemplo, la propagación de variantes como Alfa, Gamma, Delta, y la llegada de Ómicron en diciembre de 2021″.

Ese ejemplo se implementó mediante un plan federal y se extendió a otros centros del país, algunos ya especializados en virología y detección de virus en agua, como ocurrió en Córdoba y algunos puntos en Buenos Aires, como en Mar del Plata. “Como en Mendoza carecíamos de experiencia en diagnóstico a partir de aguas residuales, implementamos la técnica con apoyo de la coordinación nacional y comenzamos a monitorear SARS-CoV-2. Los resultados, replicados luego en el país e internacionalmente, mostraron que la detección del virus en agua anticipa el pico de casos clínicos en 7 a 10 días, lo que hizo que nuestra publicación fuera ampliamente citada”, dijo Giraud Billoud.

“El rol de las aguas residuales como termómetro de la salud poblacional es significativo, ya que permiten detectar la reintroducción de virus que ya no circulaban en la comunidad, lo que podría pasar desapercibido sin causar síntomas visibles en la población. Este método también ha sido clave en la erradicación de enfermedades como la poliomielitis, facilitando la vacunación preventiva en poblaciones donde se detecta el virus en las aguas residuales”, añadió Masachessi.

La importancia de estos controles se refleja en uno de los cauces más monitoreados. Según el Informe Anual 2022 de la Autoridad de Cuenca Matanza Riachuelo (ACUMAR), que detalla la situación de este cauce respecto a contaminación industrial y cloacal, se registra presencia de metales pesados, contaminantes microbiológicos, sedimentos, hidrocarburos y compuestos orgánicos persistentes. Estos datos son cruciales al considerar que en la Cuenca residen 4.703.058 personas, según el Censo Nacional de Población, Hogares y Vivienda 2022 del INDEC.

Sin embargo, al analizar específicamente los patógenos en el agua residual que sale de los hogares hacia las plantas de tratamiento, es determinante reconocer que estos sistemas pueden funcionar como alertas tempranas para futuros brotes epidémicos. Esto se evidenció durante la pandemia, pero su potencial continúa frente a otras enfermedades.

Es por eso que Giraud Billoud explicó: “La herramienta de epidemiología basada en aguas residuales se usa de forma rutinaria para diagnosticar la presencia de tóxicos, metabolitos y ciertos patógenos eliminados por personas a través de las heces o la orina. En diferentes centros del país se emplean distintos enfoques: algunos se especializan en la detección de virus como norovirus, SARS-CoV-2 y hepatitis; otros en bacterias, incluyendo cepas resistentes a antibióticos”.

“Desde la pandemia, en Mendoza, seguimos identificando SARS-CoV-2 en muestras de AySAM y detectando material genético en desagües cloacales de poblaciones específicas, como en Las Heras. Desde hace dos años y medio, también identificamos patógenos y bacterias resistentes a antibióticos. Este trabajo fue impulsado por la Organización Panamericana de la Salud (OPS), en colaboración con el Ministerio de Salud de Mendoza, para detectar mutaciones en patógenos resistentes a antibióticos, y enfocándonos en cepas de interés, como Escherichia coli vinculada al síndrome urémico hemolítico”, agregó el experto mendocino.

Mientras tanto, Masachessi completó: “En Argentina, varios grupos de investigación trabajamos en la detección de virus en aguas residuales para entender la salud poblacional, tal como se hace en muchos otros países. En Córdoba, junto al Ministerio de Salud, hemos logrado implementar esta herramienta, estudiando, por ejemplo, la planta Bajo Grande, que recibe el 51% de las excretas de la población. Además, logramos monitorear las siete zonas sanitarias de la ciudad, observando la evolución de la circulación de SARS-CoV-2 durante la tercera ola de la pandemia, rastreando su expansión por distintos sectores”.

“Hace unos meses, a nivel nacional, nos reunimos con el Ministerio de Salud de la Nación para sistematizar la epidemiología basada en aguas residuales. La propuesta fue coordinar a los centros con protocolos activos en colaboración con empresas de saneamiento. En nuestro equipo en Mendoza, llamado Nodo Mendoza, trabajamos junto al Ministerio de Salud y Deportes y colaboramos con la doctora Falaschi, Carlos Spoll y el doctor Israel Vega, bioquímico y líder en investigación sobre SARS-CoV-2 en el IEM. También participa la doctora Marcela Pizarro, experta en bacterias asociadas al síndrome urémico hemolítico”, profundizó Giraud Billoud.

Esta estrategia presente en Argentina tiene una correlación, por citar un ejemplo, en el Sistema Nacional de Vigilancia de Aguas Residuales (NWSS) en Estados Unidos, que, según el CDC, funciona como una “alerta temprana”. “La estrategia de epidemiología basada en aguas residuales se usa sistemáticamente en varios países, como España, Holanda e Inglaterra, donde se implementa como una herramienta más para monitorear la salud pública”, agregó el científico mendocino.

La vigilancia de aguas residuales es una herramienta accesible, advierten los expertos, ya que permite monitorear infecciones a nivel comunitario, mediante el uso de infraestructuras existentes, con una cobertura amplia (que incluye a poblaciones sin acceso directo a servicios médicos) y con la posibilidad de detectar casos asintomáticos.

“El monitoreo puede ser utilizado como proceso de rutina para verificar la efectividad de programas de vacunación y para detectar brotes de enfermedades, ya permite identificar virus emergentes que aún no generan gran impacto clínico, como un virus asociado a diarrea en niños menores de cinco años, que detectamos en 2012 en Córdoba y que nos permitió investigar casos sin diagnóstico en un hospital de la ciudad, demostrando que este virus era el agente causante”, recordó Masachessi.

Y continuó: “Es crucial mencionar el potencial de las aguas residuales para anticipar riesgos de salud, sobre todo en relación a virus emergentes y nuevos patógenos o variantes virales. Este tipo de monitoreo también es útil para evaluar la exposición a contaminantes químicos y el consumo de sustancias como antibióticos o drogas ilícitas, proporcionando una visión amplia de la salud y los hábitos de una población”.

En tanto, Giraud Billoud agregó: “Mantener este tipo de estrategias de diagnóstico epidemiológico apoya la salud pública y permite conocer el estado de una sociedad, ya sea en términos de consumo de sustancias, presencia de patógenos o tóxicos en el agua. También permite monitorear el traspaso de mutaciones resistentes a antibióticos entre bacterias y mutaciones en virus”.

“Además, cumple un papel en la equidad sanitaria al ofrecer una forma indirecta pero efectiva de identificar problemas en comunidades con acceso limitado al sistema de salud. Sin embargo, persisten desafíos, como la necesidad de permisos para acceder a las plantas de tratamiento, una infraestructura adecuada y la cooperación de los entes responsables para tomar muestras del agua entrante a las plantas”, advirtió Masachessi.

La efectividad de esta estrategia quedó en evidencia en la investigación “Unveiling the silent information of wastewater-based epidemiology of SARS-CoV-2 at community and sanitary zone levels”, liderada por Masachessi y un equipo de expertos cordobeses, donde desarrollaron un sistema de monitoreo de SARS-CoV-2 en aguas residuales. Este sistema identificó la presencia del virus antes del aumento de casos clínicos, funcionando como una alerta temprana que permite detectar “hotspots” de transmisión viral y predecir aumentos de casos.

“En Mendoza, hemos logrado consolidar esta estrategia y contamos actualmente con un proyecto de investigación para identificar bacterias resistentes a antibióticos en aguas residuales, una herramienta útil que, con un gasto mínimo, permite monitorear aproximadamente a 500.000 personas en una zona metropolitana a partir de una única muestra de agua. El equipo de Epidemiología en Aguas Residuales de Mendoza lo integran, además de mí, los doctores Israel Vega, Marcela Pizarro, Carlos Espul, Andrea Falaschi, Carolina Aguirre y estudiantes de la Facultad de Ciencias Médicas de UNCuyo, en colaboración con la UNCuyo, el IHEM-CONICET, AYSAM, el Departamento General de Irrigación y áreas de salud pública del Gobierno de Mendoza”, concluyó Giraud Billoud.