Monitoring ścieków – wywiady

W majowym numerze „Wiadomości Uniwersyteckich” ukazały się wywiady dyrekcją Instytutu Nauk Biologicznych UMCS oraz przedstawicielami firmy Nexbio dotyczące monitoringu ścieków m.in. pod kątem obecności w nich wirusa SARS-CoV-2 (rozmawiała Ewa Kawałko-Marczuk). Zapraszamy do lektury.

Monitoring ścieków sposobem na zagrożenia zdrowotne. Rozmowa z prof. Anną Jarosz-Wilkołazką i prof. Agnieszką Szuster-Ciesielską z Instytutu Nauk Biologicznych UMCS

Dlaczego badanie ścieków, nie tylko pod kątem obecności wirusa SARS-CoV-2 jest tak ważne? Jak będą mogły być wykorzystane dane uzyskane podczas badania ścieków?

Badanie ścieków przeprowadza się pod kątem chemicznym i mikrobiologicznym. Ma to wykazać obecność szkodliwych dla zdrowia substancji i patogenów. Coraz częściej jednak poszukuje się markerów, zarówno chemicznych, jak i biologicznych, które mogą świadczyć nie tylko o zagrożeniach, ale też o kondycji zdrowotnej populacji zamieszkującej dany teren. Tego typu badania przeprowadza się już w niektórych zachodnich krajach, np. Skandynawii czy Belgii. Odpowiednio wczesne wykrycie obecności np. patogennych wirusów daje możliwość szybkiego przygotowania na pojawienie się większej liczby zakażeń wśród ludzi. Monitorowanie obecności w ściekach farmaceutyków, takich jak antybiotyki, środki przeciwbólowe czy narkotyki, a także ich metabolitów, może dostarczyć informacji na temat kondycji zdrowotnej mieszkańców, a w pewnych przypadkach może ujawnić nieprawidłowe i nadmierne stosowanie niektórych leków, np. w hodowli zwierząt i przemyśle spożywczym. Projekt ten pozwoli na tworzenie raportów epidemiologicznych na potrzeby nie tylko wiedzy o stanie zdrowia mieszkańców, ale także umożliwi podjęcie kroków w celu jego poprawy.

Na czym polega innowacyjność projektu monitorowania ścieków, który będzie realizowany przez strony niedawno podpisanej umowy?

Projekt monitorowania ścieków to pierwszy taki program, który będzie wprowadzany w Polsce. Na początku planujemy wykrywanie obecności koronawirusa w ściekach komunalnych. Budowa systemu wodociągów oraz ich ujęć pozwoli na identyfikację zagrożeń na poziomie dzielnic, ulic, a nawet poszczególnych budynków, co jest ważne szczególnie w przypadków zakładów pracy. Stopniowo zamierzamy rozszerzyć działalność na wykrywanie biologicznie czynnych substancji jak antybiotyki czy markery niektórych chorób. Musimy też być przygotowani na ewentualne przyszłe zagrożenia epidemiologicznie, aby wdrożyć system wczesnego ostrzegania.

Jakie zadania w projekcie prowadzonym we współpracy z Nexbio i MPWiK będzie realizował UMCS i Instytut Nauk Biologicznych?

Zadaniem Instytutu Nauk Biologicznych będzie analiza merytoryczna uzyskanych wyników i wskazywanie nowych kierunków badań. Instytut dysponuje niezbędnym know how, wysokospecjalistyczną aparaturą oraz naukowcami, którzy będą uczestniczyć w tym projekcie. W Instytucie pracują naukowcy, którzy na bieżąco śledzą literaturę naukową i mają wiedzę na temat aktualnych trendów w badaniu próbek biologicznych pod kątem monitoringu środowiska. Na bazie tego projektu powstaną wspólne publikacje naukowe, za które będą odpowiedzialni naukowcy z Instytutu Nauk Biologicznych.

Podczas konferencji prasowej wielokrotnie podkreślano, że monitoring ścieków to tylko jeden z aspektów nawiązanej współpracy. Jaki potencjał rozwojowy ma ten projekt? W jakich kierunkach w przyszłości może rozwijać się współpraca między naszą Uczelnią a partnerskimi spółkami Nexbio i MPWiK?

Tak jak już wspominałyśmy, planowane jest rozszerzenie badań o monitoring farmaceutyków oraz ich metabolitów w celu monitorowania stanu zdrowia mieszkańców poszczególnych terenów. Warto rozszerzyć zespół badawczy o naukowców i analityków z obszarów nauk społecznych, tak aby była możliwość wieloaspektowej analizy otrzymanych wyników. Projekt ten jest także szansą na podjęcie współpracy w obszarach związanych z dydaktyką, obejmujących między innymi prowadzenie wspólnych prac doktorskich, organizację staży dla studentów czy też praktyk zawodowych. Na pewno praca w takich interdyscyplinarnych zespołach będzie dla młodych ludzi szansą poznania dobrych praktyk, za którymi idzie sukces indywidualny i zespołowy.

Ścieki skarbnicą danych biologicznych. Rozmowa z przedstawicielami Laboratorium Nexbio

Na przełomie 2020 i 2021 r. spółka Nexbio przeprowadziła pierwsze badania ścieków w Lublinie pod kątem obecności wirusa SARS-CoV-2 z wykorzystaniem nowej technologii. Czy mogliby Państwo opowiedzieć o tym projekcie? Jak powstał pomysł na realizację takich badań?

Jakub Wójcik, kierownik Laboratorium Nexbio: Pomysł zrodził się podczas jednego z webinarów, w którym brałem udział. Stwierdziłem, że mogłoby to być ciekawe narzędzie do określania dynamiki zakażeń SARS-CoV-2. Przedstawiliśmy pomysł zarządowi MPWiK i poprosiliśmy o wsparcie w realizacji. Od zwykłej prezentacji i rozmowy rozpoczęła się intensywna współpraca przy projekcie.

Alicja Słowik, starszy asystent laboratoryjny: Pomysłodawcą badań był właśnie kierownik naszego laboratorium, który przedstawił nam swój pomysł. Po otrzymaniu zielonego świata od osób decyzyjnych zaczęliśmy przygotowania do rozpoczęcia projektu. Początki były trudne, ponieważ jesteśmy pierwszą firmą w Polsce wykonującą tego typu badania, lecz dzięki pracy i zaangażowaniu całego zespołu zakończyliśmy badania pilotażowe z sukcesem.

Na czym polega zastosowana metoda badania ścieków pod kątem obecności wirusa SARS-CoV-2? Czy da się ją wykorzystać do wykrywania innych zanieczyszczeń?

JW: Ścieki surowe można przyrównać do Internetu. Jest to skarbnica danych biologicznych dotyczących lokalnej społeczności. Jednakże tak jak w internecie informacje trzeba umiejętnie wyszukać i przefiltrować. Na tym z grubsza opiera się także analiza ścieków surowych. Próbki ścieków surowych były pobierane z określonych punktów dostępowych w regularnych odstępach czasu. Wirus znajdujący się w wodzie został skoncentrowany, aby zwiększyć czułość metody. Następnie wyizolowaliśmy materiał genetyczny wirusa i przebadaliśmy jego zawartość w próbkach pod względem ilościowym. Całą procedurę wykonuje się z użyciem specjalistycznych odczynników celujących specyficznie w materiał genetyczny wirusa. Wyniki ilościowe możliwe były do uzyskania dzięki przyrównaniu do próbek o znanym stężeniu wirusa. Metodę można po drobnych modyfikacjach wykorzystać do badania innych wirusów, bakterii, grzybów czy pasożytów.

AS: Pierwszym etapem całego procesu był pobór próbek z wyznaczonych miejsc w ustalonych odstępach czasu. Po dostarczeniu próbek do laboratorium następował proces koncentracji wirusa i izolacja. Ostatecznym etapem badania była analiza ilościowo-jakościowa, która pozwoliła określić ilość cząstek wirusa w litrze surowych ścieków. Jeśli chodzi o zastosowanie metody do innych zanieczyszczeń, to istnieje taka możliwość, ale ze względu na epidemiologiczną sytuację, skupiamy się na wykrywaniu i oznaczaniu wirusa SARS-CoV-2.

W kwietniu 2021 r. została podpisana umowa o współpracy między UMCS, Gminą Lublin, MPWiK i spółką Nexbio, będąca swoistą kontynuacją i rozwinięciem tego pilotażowego badania. Jaka będzie rola spółki Nexbio i państwa laboratorium w realizacji tej umowy?

JW: Spółka Nexbio specjalizuje się w badaniach genetycznych. Zakładamy możliwość rozszerzenia badań genetycznych w ramach projektów o inne parametry, które możemy mierzyć w ściekach, np. geny związane z opornością na antybiotyki lub wykrywanie innych kluczowych patogenów. Monitoring mikrobiologiczny ścieków to tylko jeden z aspektów działalności Państwa firmy. Jakie inne badania prowadzone są w Państwa laboratorium?

JW: Laboratorium Nexbio świadczy usługi dla rolnictwa z zakresu analizy występowania patogenów upraw. Metody są oparte o badania genetyczne, są też bardzo czułe, więc jesteśmy w stanie wykryć choroby roślin na bardzo wczesnych etapach, gdy objawy morfologiczne nie są jeszcze widoczne. Docelowo usługa pozwala na precyzyjny dobór substancji czynnych do oprysków. Wykonujemy także badania jakościowe i ilościowe gleby oraz badamy geny związane z opornością na fungicydy. Dla przemysłu oferujemy identyfikację molekularną bakterii i grzybów jako wsparcie dla badań mikrobiologicznych. Prowadzimy usługi dedykowane dla naukowców, w tym serwis sekwencjonowania.

    Aktualności

    Data dodania
    31 maja 2021