Coronavirus in acque di scarico prima dell’epidemia, l’ISS: “A Bologna più che a Milano e Torino”

I risultati di un’indagine retrospettiva anticipata dall’Istituto Superiore di Sanità indicano che nelle acque di scarico di alcune città del Nord Italia il nuovo coronavirus era presente prima ancora che in Cina venissero notificati i primi casi di Covid-19. I dati sono in fase di pubblicazione ma la notizia della presenza di Sars-Cov-2 in alcuni reflui urbani sta facendo discutere l’intera comunità scientifica dal momento che l’analisi permette di retrodatare addirittura al mese di dicembre la circolazione del virus in Italia. Come detto, i risultati di questo studio non sono ancora disponibili. “È questione di ore, al massimo di uno o due giorni” dice a Fanpage.it Marcello Iaconelli, virologo ambientale del Reparto di Qualità dell’Acqua e Salute del Dipartimento di Ambiente e Salute dell’ISS, uno dei ricercatori del gruppo di lavoro guidato dalla professoressa Giuseppina La Rosa che ha condotto lo studio insieme ai colleghi del Dipartimento di Sicurezza Alimentare, Nutrizione e Sanità pubblica veterinaria sempre dell’ISS.

Conronavirus in acque di scarico prima dell'epidemia

Il dott. Iaconelli, co-autore di questa nuova ricerca sulla rilevazione del Sars-Cov-2 (la seconda dopo quella dello scorso maggio già pubblicata sulla rivista Sciente of The Environment) si occupa di sorveglianza ambientale da anni ma, prima del coronavirus, le sue ricerche erano focalizzare principalmente sulla rilevazione di altri patogeni. “I nostri target erano i virus prettamente enterici, quelli che generano le gastroenteriti e per questo, nei nostri frigoriferi, abbiamo una collezione di campioni di acque reflue prelevati all’ingresso di svariati impianti di depurazione di tutta Italia che risale anche al 2011”. Una nutrita banca dati che ha quindi permesso di ricercare la presenza di Sars-Cov-2 indietro nel tempo, dopo averlo già identificato nel periodo pandemico.

Cosa avete trovato in questi vecchi campioni?
L’analisi retrospettiva ha rivelato la presenza di RNA di Sars-Cov-2, cioè di tracce genomiche del virus, nei campioni prelevati a Milano e Torino il 18 dicembre 2019 e poi a Bologna il 29 gennaio 2020. In queste stesse città sono state trovate positività anche nei mesi successivi, mentre i campioni di ottobre e novembre 2019 hanno dato esito negativo.

Perché avete scelto Milano, Torino e Bologna?
Diversamente dalla prima pubblicazione scientifica che riguardava i campioni del periodo pandemico di Roma e Milano, questo secondo lavoro si è concentrato su queste tre città perché maggiormente riferibili alle aree che riguardavano i primi focolai epidemici e perché, chiaramente, non avevamo campioni di Codogno o di Bergamo. Prima che si verificasse la pandemia, il campionamento avveniva almeno con cadenza mensile in 17 impianti localizzati in tutta Italia, poi abbiamo intensificato la frequenza dei prelievi da mensili a settimanali.

Cosa indica la presenza di coronavirus nei reflui?
Può avere un duplice significato. In primo luogo permette di seguire il trend evolutivo del contagio durante un periodo epidemico, accanto ovviamente alle notifiche di tipo clinico. Questo perché c’è una corrispondenza tra la quantità di genoma rilevata in un determinato periodo e il numero di infezioni che si verifica in una specifica zona.

D’altra parte, l’identificazione in campioni retrospettivi dimostra che è possibile intercettare un focolaio epidemico in anticipo rispetto al momento in cui si manifestano i primi casi clinici. Questo perché le analisi dei residui presenti nelle acque all’ingresso dei depuratori forniscono un’immagine di ciò che circola a livello della popolazione, una sorta di cartina tornasole dell’area interessata da quel sistema fognario che collega i reflui verso i depuratori. In altre parole, con un sistema di sorveglianza ambientale riusciamo a intercettare anche la presenza di asintomatici, cioè di quelle persone che non sanno di aver contratto l’infezione perché non hanno sviluppato i sintomi della malattia. E per le quali, in molti casi, non ci sono neanche notifiche di positività.

Come avviene la ricerca del coronavirus?
Avendo campioni liquidi, c’è innanzitutto una fase preliminare di concentrazione del campione mediante un metodo che deriva da quello raccomandato dall’Oms, l’Organizzazione Mondiale della Sanità, per la sorveglianza del poliovirus. Si procede poi a un’estrazione del materiale genomico con un kit specifico e, successivamente, a due metodologie: la prima è la PCR tradizionale che consiste nella rilevazione di questi genomi. Se il campione risulta positivo, possiamo anche ottenere il profilo genetico attraverso il sequenziamento genico. La seconda metodologia è invece la PCR quantitativa real-time che, rispetto alla tradizionale, è in grado appunto di quantificare il numero di copie genomiche che corrisponde al numero di particelle virali. In altre parole, di valutare il carico di virus presente in quel determinato campione.

Il virus trovato in questi campioni è infettivo?
Quello che andiamo a ricercare, mediante questi test molecolari, è la traccia genomica del virus. Non sappiamo quindi se quel virus che abbiamo trovato sia infettivo o meno. Per verificarlo, il metodo dell’Oms prevede anche l’utilizzo di colture cellulari, cioè di una tecnica di biologia cellulare che noi non stiamo però applicando perché non abbiamo né le risorse tecniche né umane per poterlo fare. In ogni caso, in un contesto come quello dei reflui, semmai fossero presenti tracce genomiche, non esiste un’evidenza scientifica per cui la trasmissione del virus possa verificarsi attraverso la matrice acqua.

Tra Milano, Torino e Bologna, dove sono state riscontrate le più alte concentrazioni di virus?

Le concentrazioni sono state molto variabili, dal limite del rilevamento fino ad arrivare a 10mila particelle di virus per litro. Dai dati delle tre città che abbiamo analizzato nel periodo pre-epidemico, Bologna ha avuto un carico virale molto più elevato rispetto alla media delle altre due città nel campione di gennaio. Ci riferiamo però a prelievi che hanno una cadenza differente rispetto a Milano, dove abbiamo una frequenza maggiore. C’è poi un discorso relativo ai depuratori, che sono di taglie diverse, e questo ha un effetto sull’interpretazione dei dati finali. Se, ad esempio, un focolaio si verifica in un’area coperta da un impianto di piccole dimensioni, i positivi potrebbero essere sovrastimati rispetto alle zone con impianti più grandi, come quelli di Milano e Torino che hanno una potenzialità rispettivamente di due milioni e un milione e mezzo di abitanti.

Bisogna tenere anche conto dei fattori esogeni, proprio perché parliamo di depuratori. Nel caso di situazioni anomale a livello meteorologico, come delle forti piogge, le acque piovane che confluiscono nel sistema fognario possono portare a un problema di diluizione. Ad ogni modo, come è stato osservato anche dai colleghi di altri Paesi, vale a dire in Spagna, dove hanno fatto un lavoro analogo, ma penso anche all’analisi condotta in Francia, la variazione del carico virale è in funzione dell’aumento o della diminuzione dei casi clinici. Del resto, è un po’ quello che ci si dovrebbe aspettare perché, con un maggior numero di infetti, crescono anche le escrezioni e quindi la presenza di particelle virali o tracce transgenomiche e virali all’interno dei reflui.

Questo studio ci fa capire che la circolazione del virus in Italia può essere retrodatata rispetto alla comparsa dei casi clinici. E in futuro, a cosa potrà servire?

In prospettiva, quello su cui ci stiamo concentrando, è la messa a punto di un sistema di allerta precoce. Come le dicevo, con la sorveglianza ambientale possiamo intercettare anche gli asintomatici e, in questo senso, con la collaborazione delle Arpa regionali, quindi delle autorità pubbliche ma anche dei gestori idrici, stiamo sviluppando una rete su scala nazionale come strumento in grado di monitorare il trend epidemico attraverso l’ambiente e, soprattutto, di individuare la presenza del patogeno prima delle notifiche di carattere clinico, consentendo così alle autorità di adottare misure preventive in anticipo.

Rispetto alla manifestazione dei casi clinici, ora sappiamo che il virus circolava da molto più tempo nella popolazione, per cui eravamo già in una fase avanzata dell’epidemia. Questo può portare a delle implicazioni negative, e tutti abbiamo visto cosa è successo: ci sono stati tantissimi casi nelle terapie intensive e migliaia di vittime. Anticipare la scoperta di un focolaio significa evidentemente riuscire a programmare meglio gli eventuali provvedimenti rispetto a come è andata nel momento in cui si è verificata questa pandemia. Certamente non eravamo preparati. È quindi una situazione nuova, che ha bisogno di una serie di correttivi per essere affrontata nel modo più efficace possibile. In termini di test, serve ancora mettere a punto alcuni dettagli ma a breve arriveremo ad avere prelievi capillari e a intervalli regolari in un maggiore numero di siti per poi essere pronti alla sorveglianza nazionale per il prossimo autunno.