Virologia ambientale

La virologia ambientale è una branca della virologia che studia i virus nelle matrici ambientali, come acqua, aria e suolo. Questa disciplina si occupa di aspetti diversi e complementari tra loro al fine di comprendere, ad esempio, come i virus sopravvivano in tali matrici e tramite esse si diffondano.

Un ampio aspetto di cui si occupa la virologia ambientale è il monitoraggio ambientale della presenza dei virus patogeni per piante, animali e per l’uomo. Questa è un’applicazione pratica della virologia ambientale ed è di estrema rilevanza per la salute pubblica. Osservare e indagare i virus in questi ambienti permette di valutarne la presenza ed utilizzarli come “sentinelle” per prevenire focolai di malattie, accrescendo l’importanza del binomio Ambiente-Salute in un approccio One Health e Planetary Health . 

Le matrici ambientali alle quali si applica il monitoraggio virologico sono ad esempio l’aria, l'acqua potabile e i sistemi di scarico fognari. Quest’ultimo aspetto della virologia ambientale legato al monitoraggio dei virus nei reflui urbani rientra nella cosiddetta “epidemiologia basata sulle acque reflue” dall’inglese “Wastewater-based epidemiology” (WBE). 

Nell’ambito della WBE, Arpa Piemonte ha messo a punto un’analisi per la ricerca delle varianti del SARS-CoV-2 nei reflui urbani recependo la Raccomandazione (UE) 2021/472 del 17 marzo 2021) “relativa a un approccio comune per istituire una sorveglianza sistematica del SARS-CoV-2 e delle sue varianti nelle acque reflue nell’UE “. Pur essendo un virus respiratorio, esso è stato ritrovato in campioni di feci sia di pazienti sintomatici che di persone asintomatiche. L’eliminazione del virus anche attraverso le feci fa sì che lo si ritrovi nelle acque reflue in ingresso agli impianti di depurazione. Il vantaggio di questo approccio è riassumibile nei seguenti punti:

- valutare la presenza e/o la quantità del virus in un determinato periodo temporale indipendentemente dai soggetti sottoposti a test (tampone) e dai soggetti asintomatici;
- prevedere un eventuale picco del contagio; 
- monitorare lo sviluppo di focolai di infezione nelle aree servite da un determinato depuratore.

Questo monitoraggio, quindi, è finalizzato a verificare la presenza di SARS-CoV-2 nei reflui urbani e a individuarne le varianti circolanti in un ampio bacino di utenza, in modo complementare e indipendente alla sorveglianza sanitaria (tamponi oro e rino-faringei). Le varianti sono “versioni” differenti del virus e sono il risultato di un insieme di mutazioni che avvengono nel suo genoma. Tutti i virus, in particolare i virus a RNA come il SARS-CoV-2, quando si replicano nelle cellule che hanno infettato creano milioni di copie di sé stessi e accade di frequente che accumulino mutazioni nel loro genoma. Soltanto alcune mutazioni, però, portano a cambiamenti nelle caratteristiche del virus. Le mutazioni possono conferire vantaggi in termini di trasmissibilità, evasione del sistema immunitario e virulenza rispetto ai virus circolanti in quel momento. Il processo dell’individuazione delle varianti del virus consiste nel leggere la sequenza dei genomi virali che derivano da tutte le persone infette (sintomatiche e asintomatiche) e identificare le varianti di SARS-CoV-2, cioè dar loro un nome (ad esempio Delta o Omicron) in base alle mutazioni riscontrate, e di osservare in anticipo l’insorgenza di nuove mutazioni non ancora assegnate ad una determinata variante.