La continua comparsa di nuove varianti di SARS-CoV-2 richiede un’attenta attività di monitoraggio a causa della loro potenziale maggiore trasmissibilità e virulenza e una minore efficacia della copertura vaccinale.

Il Centro regionale di biologia molecolare di Arpa Piemonte si è occupato nell’ultimo anno di collezionare le acque reflue in ingresso (non depurate) ai principali depuratori del Piemonte e di sviluppare un metodo analitico per la ricerca di SARS-CoV-2 in tale matrice. La grande potenzialità che ha il monitoraggio dei reflui urbani, meglio noto con la definizione inglese “Wastewater-based epidemiology (WBE)”, è quella di anticipare il picco del contagio e controllare lo sviluppo di focolai di infezione, come specificato dalla RACCOMANDAZIONE (UE) 2021/472 DELLA COMMISSIONE del 17 marzo 2021 che incoraggia gli stati membri della Comunità Europea a istituire non oltre il 1° ottobre 2021 un sistema di sorveglianza delle acque reflue mirato alla raccolta di dati sulla presenza  di SARS-CoV-2 e delle sue varianti. Inoltre, lo scopo di questa sorveglianza è anche quello di monitorare quali varianti di SARS-CoV-2 circolano in un dato momento tra la popolazione. Il sequenziamento del genoma virale è la tecnica che si utilizza per identificare le mutazioni associate ad una variante del virus. Pertanto, sequenziando l’RNA virale estratto dalle acque reflue urbane, si ha una fotografia dello stato delle varianti virali in una determinata area servita dal quello specifico impianto di depurazione.

Da alcuni mesi Arpa Piemonte, a valle dell’acquisizione di un sequenziatore adatto all’effettuazione di queste analisi, è impegnata, in collaborazione con il Laboratorio di virologia molecolare dell’Università di Torino diretto dal professore David Lembo nella messa a punto di una procedura che permetta di sequenziare l’intero genoma di SARS-CoV-2 a partire da una matrice complessa come le acque reflue.

È qui essenziale comprendere come il sequenziamento del genoma virale su campioni “ambientali” ben si differenzi da quello, più tradizionale e consolidato, effettuato sui campioni “clinici” (i tamponi oro-rinofaringei, per intendersi) a causa dell’interferenza esercitata dalla complessità della matrice ambientale analizzata: l’acqua reflua è infatti ricca di contaminanti (sia biologici sia chimici) come ad esempio un’alta carica batterica e la presenza di acidi umici, sostanze di origine naturale provenienti dalla degradazione microbica di componenti organiche che inficiano la purificazione dell’acido nucleico virale. Dopo una lunga serie di sperimentazioni, il gruppo di ricercatori di Arpa e dell’Università è riuscito a sviluppare con successo un specifico protocollo di purificazione e concentrazione dell’RNA virale che consente il sequenziamento dell’intero genoma, risolvendo quindi quelle barriere tecniche che fino ad ora permettevano solo sequenziamenti parziali.

Questo decisivo avanzamento tecnico consentirà di fornire informazioni sulla circolazione di varianti virali in acque reflue con un alto livello di accuratezza. Infatti, già dalla fine di settembre il Centro regionale di biologia molecolare di Arpa Piemonte è in grado di leggere, con buona precisione, le sequenze complete del genoma di SARS-CoV-2 isolato da acque reflue campionate sui depuratori della regione. A conferma della efficacia del metodo sviluppato primi risultati hanno individuato la variante Delta, tuttora dominante in Italia.

Nel prossimo periodo proseguirà la fase di ottimizzazione del processo di sequenziamento delle acque reflue, con particolare focus sull’analisi bioinformatica. Quest’ultimo aspetto è un’altra fase cruciale dell’analisi, e, come quella preparatoria del campione, va sviluppata in modo specifico per i campioni ambientali, al cui interno si possono ritrovare contemporaneamente più varianti.

David Lembo, direttore del Laboratorio di virologia Molecolare presso il Dipartimento di Scienze Cliniche e Biologiche dell’Università degli Studi di Torino: “La messa a punto di questo protocollo di sequenziamento e i risultati che esso consentirà di ottenere rappresentano un ulteriore passo avanti nella direzione dello sviluppo della Virologia Ambientale, una nuova disciplina per la quale la nostra regione è all’avanguardia”.

Angelo Robotto, direttore generale di Arpa Piemonte: “Il sequenziamento del genoma virale effettuato presso il Laboratorio di Biologia Molecolare di Arpa Piemonte individua nelle acque reflue le varianti di SARS-CoV-2, potendo così determinare la diffusione di nuove, eventuali, varianti che potrebbero diffondersi nella popolazione. L’Agenzia ancora una volta agisce da sentinella ambientale a servizio del Sistema sanitario regionale. Un modo efficace per studiare e interpretare la dualità ambiente-salute”.