La Comunidad de Madrid pone a punto un sistema de rastreo a gran escala de COVID-19 en aguas residuales

La presidenta de la Comunidad de Madrid, Isabel Díaz Ayuso, ha implantado en la región uno de los mayores sistemas de vigilancia temprana de COVID-19 mediante el análisis de aguas residuales y de los más ambiciosos a nivel internacional, tanto por su extensión geográfica, como por la población estudiada. Canal de Isabel II ha establecido un mapa con 293 puntos de muestreo en redes de alcantarillado y estaciones depuradoras de aguas residuales de la región para buscar fragmentos de SARS-COV-2.

Con los resultados, la presidenta del Gobierno de la Comunidad de Madrid ha podido adelantarse a lo largo de las últimas semanas a la hora de poner en marcha medidas de prevención ante el COVID-19, o para ir evaluando la situación asistencial de los hospitales madrileños dado las predicciones que se han podido obtener.

El proyecto tiene capacidad para predecir entre 24 y 48 horas el número de ingresos hospitalarios.

Primeros pasos

En el mes de mayo el Gobierno de la Comunidad de Madrid, a través de la Consejería de Medio Ambiente, Ordenación del Territorio y Sostenibilidad, propuso hacer estudios en los sistemas de aguas residuales para buscar rastros de COVID-19, comenzando por las arquetas de depuradoras donde vertían aguas los grandes hospitales madrileños.

Se seleccionaron las Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) receptoras: China (Gregorio Marañón, Fundación Jiménez Díaz, La Princesa, Clínico San Carlos, Niño Jesús, Cruz Roja y San Rafael), Viveros de la Villa (Ramón y Cajal, La Paz y Carlos III) y Butarque (Doce de Octubre y Gómez Ulla). 

Se tomaron muestras y se realizó un análisis binario para determinar la presencia o ausencia de cadenas de ARN del SARS-CoV-2, único método disponible en aquel momento, que no permitía conocer carga vírica.

Búsqueda de laboratorios

Con anterioridad a la definición del sistema completo, y para encontrar la metodología adecuada para la toma de muestras, el Gobierno regional hizo una prueba piloto en Torrejón de Ardoz en el que se monitorizaron una decena de puntos de toma de muestras. El objetivo era conocer:

• cuántos puntos de tomas eran necesarios en función de la población.

• la distancia a la que tenían que estar de la población para que fuesen representativos.

• comparativas donde se sabía que la presencia del virus tenía que ser alta con otros donde era baja para constatar que el método era el adecuado.

Con esta información la Subdirección de I+D+i del Canal de Isabel II, equipo que lidera el proyecto, estableció la metodología final con la que se determinó en qué puntos y de qué manera había que tomar el muestreo y extenderlo a toda la Comunidad de Madrid.

También en el mes de mayo este equipo, formado por doctores ingenieros de caminos, ingenieros industriales, ingenieros civiles y biólogos, entre otros perfiles profesionales, comenzó la búsqueda de laboratorios que, además de la detección de la presencia del virus, pudieran facilitar la cuantificación de trazas de ácido ribonucleico (ARN) del virus (En un procedimiento de licitación pública y contratación). Durante el Estado de alarma los investigadores realizaron análisis en 27 depuradoras de la región.

En junio se creó un grupo de trabajo conjunto de las consejerías de Medio Ambiente y Sanidad. Esta última selecciona las áreas geográficas de interés desde el punto de vista sanitario que permite localizar los puntos de muestreo en la red de alcantarillado, acorde a las áreas geográficas seleccionadas.

Con ello, se empezaron a tomar muestras de aguas residuales de forma sistemática en 293 puntos, entre las 157 estaciones que depuran aguas residuales en la Comunidad de Madrid. Y los equipos de calidad de las aguas y de I+D+i de la empresa pública Canal estudiaron y estandarizaron una metodología para la realización de estos trabajos de toma de muestras.

Las primeras muestras con la nueva metodología se comenzaron a tomar en la primera semana de julio, y, posteriormente, en septiembre, el Gobierno de la Comunidad de Madrid ha lanzado una nueva versión de la herramienta de seguimiento de la toma de muestras, al que se ha denominado el proyecto Vigía.

Elección de puntos

La red de saneamiento en la Comunidad de Madrid supera los 15.000 kilómetros de longitud, lo que equivale a la distancia que hay entre Madrid y el norte de Australia, o el trayecto de ida y vuelta entre Madrid y La Habana (Cuba). La elección de los puntos de recogida de muestras –se ha trabajado en 293 zonas-- es crucial para que los resultados sean relevantes.

Durante el Estado de alarma y las primeras semanas del verano el equipo del Canal hizo un riguroso proceso de selección de los puntos y horas concretas de muestreo (porque la cuantificación cambia según la hora del día ya que depende de la carga contaminante vertida en ese momento), tanto en redes de alcantarillado como en estaciones depuradoras, de acuerdo con tres puntos básicos:

• Atendiendo a criterios de idoneidad, como su distancia a la zona de influencia a muestrear – si se coge muy lejos, la muestra deja de ser representativa –

• Que represente a un gran número de personas – si se coge en una zona que recoja agua de un sector pequeño de población, no será una muestra representativa –

• Que fueran accesibles y seguros para el personal que tiene que tomar las muestras.

Según explica Antonio Lastra, el coordinador de Innovación de Red en la Subdirección de I+D+i de Canal de Isabel II, el área que está liderando el proyecto, “los análisis sólo podían ser relevantes si los puntos estaban bien elegidos”. Por eso, durante el Estado de alarma y las primeras semanas del verano se hizo un riguroso proceso de selección de los puntos de muestreo, tanto en redes de alcantarillado como en estaciones depuradoras”.

“Los hemos seleccionado de acuerdo con tres puntos básicos: por un lado, atendiendo a criterios de idoneidad, como su distancia a la zona de influencia a muestrear; y, por otro, que represente a un gran número de personas”, ha explicado. Combinando esta información, y atendiendo también a los requisitos de accesibilidad y seguridad para la recogida de las muestras por parte del personal, las primeras muestras se comenzaron a tomar en la primera semana de julio.

Metodología

Cada semana se toman varias muestras de cada uno de los puntos seleccionados. Se introduce una pértiga con un envase estéril en los pozos o depuradoras que se analicen. Posteriormente, las muestras se envían, debidamente identificadas y refrigeradas, a los laboratorios, que las analizan para registrar la cantidad de copias de material genético de SARS-CoV-2.

Canal de Isabel II ha diseñado un entorno informático con el que en apenas 24 horas esta información está a disposición de las autoridades sanitarias para su consulta, interpretación, y toma de decisiones en cuanto al control de la pandemia. Gracias a esta información, las autoridades sanitarias cuentan con un mapa que permite seguir del virus en la región. Hasta el momento y durante los tres últimos meses, se han llevado a cabo 4.060 análisis con alrededor de 300 muestras semanales que se toman en 25 EDAR y 39 pozos de registro.

Primeros resultados: relación entre la presencia de Covid en aguas y número de ingresos 

La amplia capacidad de muestreo en el sistema de alcantarillado permite hacer posible la asociación geográfica de la detección del virus a una determinada área de actuación sanitaria, llegando a más de 6,5 millones de habitantes.

Después de trabajar varias semanas con un equipo multidisciplinar formado por virólogos, epidemiólogos, matemáticos y estadísticos, se ha establecido una relación muy importante al ver cómo se correlaciona, “de una manera muy robusta, la presencia del coronavirus con la infectividad y, también, cómo se relaciona de una forma muy llamativa, con el número de ingresos”, explica el viceconsejero de Salud Pública y Plan COVID-19, Antonio Zapatero. Según estos estudios, precede al número de ingresos en un tiempo entre 24 y 48 horas.

Se trata de un mecanismo que equivaldría a hacer decenas de miles de PCR a la población, “donde se identifica perfectamente aquellas cuencas y zonas donde hay más presencia de coronavirus y, por tanto, es uno de los estudios más importantes que hemos hecho desde el punto de vista del diagnóstico y protección de la ciudadanía de la Comunidad de Madrid”, asevera Zapatero.

Próximos pasos

El objetivo del Gobierno regional es poder realizar internamente esta labor de análisis de las muestras a partir del año que viene. La empresa pública cuenta con analistas y con un laboratorio de aguas depuradas que se está preparando y equipando para asumir esta tarea con las máximas garantías en su laboratorio de aguas depuradas de Majadahonda.

El análisis de las aguas residuales puede abrir una nueva vía de estudio para la salud pública, ya que de manera habitual contienen restos biológicos de todo tipo de virus: rotavirus, adenovirus, hepatitis, etc. Tanto en este proyecto como en otros que pudieran surgir, el objetivo es poner a disposición de las autoridades sanitarias el estudio del agua residual y el conocimiento del Canal de Isabel II de la red de saneamiento, operación y funcionamiento en la Comunidad de Madrid.