Recoñécese que a síndrome respiratoria aguda grave coñecida como enfermidade COVID-19, debido ao virus SARS-CoV-2, se propaga a través de gotículas respiratorias e contactos próximos.[1]A carga da COVID-19 foi extremadamente grave en Lombardía e no Val do Po (norte de Italia),[2] unha zona caracterizada por altas concentracións de partículas, que xa se sabe que producen efectos negativos sobre a saúde humana.[3]As cifras rexionais dispoñibles para Italia a data do 12 de abril mostran que preto do 30% das persoas actualmente positivas aínda viven en Lombardía (preto do 40% se se teñen en conta os casos xerais confirmados desde o inicio da epidemia), seguida de Emilia Romagna (13,5%). , Piemonte (10,5%) e Véneto (10%).[2]Estas catro rexións do Val do Po representan o 80% das mortes totais rexistradas en Italia e o 65% dos ingresos en unidades de coidados intensivos.[2]
Unha investigación realizada pola Facultade de Saúde Pública de Harvard parece confirmar unha asociación entre o aumento das concentracións de PM e as taxas de mortalidade por COVID-19 en EE. O virus podería estar presente na materia particulada (PM) durante a propagación da infección,[5,6] de forma consistente coa evidencia xa
dispoñible para outros virus.[7-15] Non obstante, o problema do microbioma asociado ás partículas no aire, especialmente en ambientes urbanos, segue en gran parte pouco investigado,[16] e, polo momento, ninguén levou a cabo estudos experimentais específicamente dirixidos. ao confirmar ou excluír a presenza do SARS-CoV-2 na tarde.
Aquí, presentamos os primeiros resultados das análises que realizamos en 34 mostras de PM10 de PM10 ao aire libre/aéreo dunha zona industrial da provincia de Bérgamo, recollidas con dous tomadores de aire diferentes durante un período continuo de 3 semanas, do 21 de febreiro ao 21 de marzo. 13o.
Seguindo a metodoloxía descrita por Pan et al.en 2019 (para a recollida, o tamaño das partículas e a detección de virus aerotransportados),[17] recolléronse mostras de PM en filtros de fibra de cuarzo mediante unha toma de mostras gravimétrica de aire de baixo volume (38,3 l/min durante 23 h), conforme ao método de referencia EN12341. :2014 para monitorización de PM10.A materia particulada quedou atrapada nos filtros cun 99,9% típicoretención de aerosois, almacenados correctamente e entregados ao laboratorio de Xenómica Aplicada e Comparada da Universidade de Trieste.Dada a natureza "ambiental" da mostra, presumiblemente rica en inhibidores de ADN polimerases, procedemos á extracción de ARN mediante o kit de microbios do solo fecais Quick RNA adaptado ao tipo de filtros.[18]Enrollouse a metade do filtro, coa parte superior cara a dentro,nun tubo de polipropileno de 5 ml, xunto coas perlas que se proporcionan no kit.A partir dos 1 ml iniciais de tampón de lise, puidemos obter uns 400 ul de solución, que logo foron procesados segundo o definido polos protocolos estándar, obtendo un eluato final de 15 ul.Posteriormente, utilizáronse 5 ul para a proba de SARS-CoV-2.Dada a orixe particular da mostra, utilizouse o qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix.[19]Os sistemas de amplificación foron os do protocolo desenvolvido por Corman et al, publicado no sitio web da OMS [20].
A proba tiña como obxectivo explícito confirmar ou excluír a presenza do ARN do SARS-CoV-2 nas partículas.A primeira análise utilizou o "xene E" como marcador molecular e produciu un resultado positivo impresionante en 15 de 16 filtros aínda que, como podíamos esperar, o Ct estaba entre 36-38 ciclos.
Despois diso, replicamos a análise en 6 dos filtros positivos (xa positivos ao "xene E") utilizando o "xene RtDR" como marcador molecular -que é moi específico para SARS-CoV-2- acadando 5 resultados significativos. de positividade;Tamén se realizaron con éxito probas de control para excluír a falsa positividade (Fig. 1).
Para evitar o esgotamento do escaso material de mostraxe dispoñible, os restantes ARN extraídos foron entregados ao Hospital Universitario local (un dos centros clínicos autorizados polo Goberno italiano para as probas de diagnóstico de SARS-CoV-2), co fin de realizar unha segunda proba cega paralela.Este segundo laboratorio clínico probou 34 extraccións de ARN para os xenes E, N e RdRP, informando de 7 resultados positivos para polo menos un dos tres xenes marcadores, con positividade confirmada por separado para os tres marcadores (Fig. 2).Pola natureza da mostra, e tendo en conta que a toma de mostras non se realizou con fins de diagnóstico clínico senón para probas de contaminación ambiental (tendo en conta tamén que os filtros foron almacenados durante polo menos catro semanas antes de ser sometidos a análises xenéticas moleculares, xa queconsecuencia do peche italiano), podemos confirmar que demostrou razoablemente a presenza de ARN viral SARS-CoV-2 detectando un "xene RtDR" moi específico en 8 filtros.Non obstante, debido á falta de materiais adicionais dos filtros, non puidemos repetir un número suficiente de probas para mostrar a positividade dos 3 marcadores moleculares á vez.
Esta é a primeira evidencia preliminar de que o ARN do SARS-CoV-2 pode estar presente na materia particulada ao aire libre, o que suxire que, en condicións de estabilidade atmosférica e altas concentracións de PM, o SARS-CoV-2 podería crear cúmulos con PM ao aire libre e, reducindo o seu coeficiente de difusión: mellora a persistencia do virus na atmosfera.Máis confirmacións deste preliminaras probas están en curso e deberían incluír unha avaliación en tempo real sobre a vitalidade do SARS-CoV-2, así como a súa virulencia cando se adsorbe sobre partículas.Polo momento, non se poden facer supostos sobre a correlación entre a presenza do virus na PM e a progresión do brote de COVID-19.Outras cuestións a tratar de forma específica son as concentracións medias de PM eventualmentenecesario para un potencial "efecto impulsor" do contaxio (no caso de que se confirme que o PM pode actuar como "portador" dos núcleos de gotas virais), ou mesmo a posibilidade teórica de inmunización como consecuencia de exposicións a doses mínimas a limiares máis baixos de PM. .
Fig.1 Curvas de amplificación dos xenes E (A) e RdRP (B): as liñas verdes representan filtros probados;liñas cruzadasrepresenta extraccións de filtros de referencia;as liñas vermellas representan a amplificación das mostras positivas.
Fig.2.Resultados positivos (marcados con X) para os xenes E, N e RdRP obtidos para toda a mostra de 34 PM10filtros probados nas segundas análises paralelas.
Leonardo Setti1, Fabrizio Passarini2, Gianluigi De Gennaro3, Pierluigi Barbieri4, Maria Grazia Perrone5, Massimo Borelli6, Jolanda Palmisani3, Alessia Di Gilio3, Valentina Torboli6, Alberto Pallavicini6, Maurizio Ruscio7, Prisco Piscitelli8, Alessandro Miani8,9
1. Departamento de Química Industrial, Universidade de Boloña, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Boloña, Italia
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Centro Interdepartamental de Investigación Industrial “Fontes Renovables, Medio Ambiente, Crecemento Azul, Enerxía”,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Departamento de Bioloxía, Universidade “Aldo Moro” de Bari, Bari, Italia
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Departamento de Ciencias Químicas e Farmacéuticas, Universidade de Trieste, Trieste, Italia
e-mail: barbierp@units.it
5. División de Investigación Ambiental, TCR TECORA, Milán, Italia
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Departamento de Ciencias da Vida – Universidade de Trieste, Trieste, Italia
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. División de Medicina de Laboratorio, Hospital Universitario Giuliano Isontina (ASU GI), Trieste, Italia
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Sociedade Italiana de Medicina Ambiental (SIMA), Milán, Italia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Departamento de Ciencias Ambientais e Poicy, Universidade de Milán, Milán, Italia
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Autor correspondente:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Referencias
1. Organización Mundial da Saúde, Modos de transmisión do virus que causan COVID-19: implicacións para as recomendacións de precaución IPC, resumo científico;dispoñible en: https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 de marzo de 2020)
2. Ministerio de Sanidade italiano, boletín diario Brote de Covid-19 en Italia, dispoñible en http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. AEMA, Axencia Ambiental Europea, Informe sobre a calidade do aire en Europa 2019;número 10/2019;Axencia Europea de Medio Ambiente: Copenhague, Dinamarca, dispoñible en: https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Exposure to air pollution and COVID-19 mortality in the United States, dispoñible en: https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Sociedade Italiana de Medicina Ambiental (SIMA), Position Paper Particulate Matter e COVID-19,
dispoñible en: http://www.simaonlus.it/wpsima/wp-content/uploads/2020/03/COVID_19_positionpaper_ENG.pdf
6. Setti L., Passarini F., De Gennaro G., Barbieri P., Perrone MG, Piazzalunga A., Borelli M., Palmisani J., Di Gilio A, Piscitelli P, Miani A., Is there a Plausible Role para a materia particulada na propagación de COVID-19 no norte de Italia?, BMJ Rapid Responses, 8 de abril de 2020, dispoñible en: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
7. Sedlmaier, N., Hoppenheidt, K., Krist, H., Lehmann, S., Lang, H., Buttner, M. Xeración de partículas finas fecais contaminadas polo virus da gripe aviar (AIV) (PM2,5): detección do xenoma e da infectividade e cálculo da inmisión.Microbioloxía Veterinaria.139, 156-164 (2009)
8. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. A transmisión aérea pode ter desempeñado un papel na propagación dos brotes de gripe aviar altamente patóxeno de 2015 no Estados Unidos.Ciencia Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
9. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Avaliación do impacto dos eventos de po na incidencia do sarampelo no oeste de China.Ambiente Atmosférico.157, 1-9 (2017)
10. Sorensen, JH, Mackay, DKJ, Jensen, C. Ø., Donaldson, AI Un modelo integrado para predicir a propagación atmosférica do virus da febre aftosa Epidemiol.Infect., 124, 577–590 (2000)
11. Glostera, J., Alexandersen, S. New Directions: Airborne Transmission of Foot-and-Mouth Disease Virus Atmospheric Environment, 38 (3), 503-505 (2004)
12. Reche, I., D'Orta, G., Mladenov, N., Winget, DM, Suttle, CA Taxas de deposición de virus e bacterias por riba da capa límite atmosférica.Revista ISME.12, 1154-1162 (2018)
13. Qin, N., Liang, P., Wu, C., Wang, G., Xu, Q., Xiong, X., Wang, T., Zolfo, M., Segata, N., Qin, H. ., Knight, R., Gilbert, JA, Zhu, TF Enquisa lonxitudinal do microbioma asociado á materia particulada nunha megacidade.Bioloxía do xenoma.21, 55 (2020)
14. Zhao, Y., Richardson, B., Takle, E., Chai, L., Schmitt, D., Win, H. A transmisión aérea pode ter
xogou un papel na propagación dos brotes de gripe aviar altamente patóxeno de 2015 nos Estados Unidos.Sci
Rep. 9, 11755. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47788-z (2019)
15. Ma, Y., Zhou, J., Yang, S., Zhao, Y., Zheng, X. Avaliación do impacto dos eventos de po na incidencia do sarampelo no oeste de China.Ambiente Atmosférico.157, 1-9 (2017)
16. Jiang, W., Laing, P., Wang, B., Fang, J., Lang, J., Tian, G., Jiang, J., Zhu, TF Extracción de ADN optimizada e secuenciación metaxenómica de comunidades microbianas no aire .Nat.Protoc.10, 768-779 (2015)
17. Pan, M., Lednicky, JA, Wu, C.-Y., Recolección, tamaño de partículas e detección de virus aerotransportados.Journal of Applied Microbiology, 127, 1596-1611 (2019)
18. Zymoresearch Ldt, descrición do produto, dispoñible en: https://www.zymoresearch.com/products/quick-rnafecal-soil-microbe microprep-kit
19. Quantabio Ltd, descrición do produto, dispoñible en: https://www.quantabio.com/qscript-xlt-1-steprt-qpcr-toughmix
20. Corman, VM, Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, DK e Mulders, DG (2020).
Detección do novo coronavirus de 2019 (2019-nCoV) mediante RT-PCR en tempo real.Eurosurveillance, 25(3), dispoñible en:.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6988269/
Orixinal: https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Hora de publicación: 18-Abr-2020