Các nhà khoa học cho biết việc phát hiện và theo dõi những dấu vết còn sót lại của virus SARS-CoV-2 trong nước thải có thể giúp xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm.
Trong hàng trăm năm qua, các hệ thống thoát nước luôn mang theo chất thải và bệnh tật. Gần đây, các nhà khoa học lại đến nơi đây để đi tìm lời giải cho việc ngăn ngừa và khống chế dịch bệnh Covid-19 sau này.
Các nhà nghiên cứu thu thập mẫu nước thải tại Belo Horizonte, Brazil. (Ảnh: AFP).
Vào một ngày thứ sáu tháng trước, ông Chad Atkinson – kỹ thuật viên cấp cao về môi trường tại thành phố Tacoma (Washington, Mỹ) - dùng móc kim loại nâng nắp đậy hố ga. Dưới đây là chất thải của khoảng 17.000 cư dân Tacoma, bao gồm nước thải từ một số cộng đồng hưu trí và sòng bạc Emerald Queen gần đó.
Chuyên gia môi trường cấp cao Steve Shortencarrier nhúng xuống dưới một cây gậy quấn khăn, chạm vào lớp bùn đen kịt phía dưới. Tiếp đến, Gina Chang - sinh viên thực tập của một phòng thí nghiệm công nghệ sinh học gần đó – lấy mẫu thử trên chiếc khăn bẩn, bảo quản nó trong lọ dung dịch để mang về xét nghiệm.
Chang chỉ là một trong nhiều nhà nghiên cứu đang tham gia cuộc chạy đua toàn cầu tìm hiểu về hệ thống nước thải để tìm ra lời giải cho bài toán Covid-19.
Giới khoa học cho biết việc tìm ra các phương pháp để kiểm tra và theo dõi dấu tích còn sót lại của virus trong nước thải và bùn thải có thể giúp xây dựng hệ thống cảnh báo sớm về sự bùng phát Covid-19 trong tương lai, giúp các nhà dịch tễ học hiểu được hướng lây nhiễm và hiểu rõ hơn về khả năng tiếp cận của virus trong cộng đồng.
Trong nhiều năm qua, các nhà nghiên cứu vẫn quan sát các loại virus như virus gây ra bệnh bại liệt qua hệ thống nước thải, song năm nay, virus SARS-CoV-2 là một chủng mới.
“Covid-19 có trong cộng đồng của chúng ta và xuất hiện trong hệ thống thoát nước”, David Hirschberg – người sáng lập phòng thí nghiệm về công nghệ sinh học RAIN dẫn đầu cuộc tìm kiếm tại Tacoma – cho hay.
Chỉ mất hai giờ đồng hồ, chất thải của người dân được vận chuyển từ mỗi gia đình đến nhà máy xử lý. (Ảnh: Bloomberg)
Các mẫu thử mà những nhà khoa học tìm thấy trong nước thải không nhất thiết là tìm ra virus còn hoạt động hoặc thậm chí còn khả năng lây nhiễm sang người.
Thay vào đó, họ chỉ đang muốn xác định tín hiệu về gien virus SARS-CoV-2 trong nước thải, cụ thể ở đây là đơn vị RNA.
“RNA không tồn tại lâu bên ngoài vật chủ hoặc tế bào. Nhưng trong nước thải, chỗ này có đủ hợp chất hữu cơ để cho một phần RNA tồn tại”, ông Hirschberg giải thích.
Gene virus được đưa vào hệ thống nước thải bằng phân người. “Điều đó làm cho nước thải trở thành một phương pháp thuận tiện để lấy mẫu cộng đồng theo quy mô lớn và cùng một lúc”, Jordan Peccia - giáo sư kỹ thuật môi trường và hóa học tại Đại học Yale – cho hay.
Trung bình mỗi người đều thải phân mỗi ngày. Chỉ mất 2 giờ đồng hồ, số chất thải của người dân đã có mặt tại một nhà máy xử lý nước thải. Đây là một phương pháp theo dõi chi phí thấp và khá dễ dàng. Bên cạnh đó, không có gì bình đẳng hơn hệ thống nước thải.
“Khi bạn kiểm tra nước thải, đồng nghĩa với việc bạn kiểm tra được tất cả mọi người, chứ không riêng gì những người giàu có”, ông Hirschberg nhấn mạnh tới sự bất bình đẳng trong hệ thống chăm sóc sức khỏe đã tạo ra sự chênh lệch trong việc tiếp cận thử nghiệm lâm sàng giữa những thành phần trong xã hội.
Tuy nhiên, quá trình xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm bằng nước thải vẫn còn đặt ra nhiều thách thức đối với các nhà khoa học.
Liệu các mẫu thử có đại diện cho cả cộng đồng dân cư? Liệu mật độ RNA được xác định có thể chỉ ra bao nhiêu ca mắc Covid-19 trong cộng đồng? Mức độ chính xác của kết quả kiểm tra nước thải như thế nào? Thành phần gien bao lâu sẽ bị tiêu hủy hoàn toàn trong nước thải? Đó là những câu hỏi mà các nhà nghiên cứu vẫn đang đau đầu tìm hiểu.
Các nhà khoa học tại phòng nghiên cứu RAIN cho rằng vẫn chưa có bằng chứng để khẳng định dữ liệu nước thải có thể báo trước số lượng người bị mắc Covid-19 trong cộng đồng.
Chất thải con người có thể giúp xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm về Covid-19. (Ảnh: Sam Tsang)
Theo Stanley Langevin - nhà virus học và là nhà khoa học chính tại RAIN, các nhà máy nước thải trung tâm xử lý chất thải của hàng chục nghìn người, nhưng những nhánh cống tại mỗi khu dân có thể giúp khoanh vùng cụ thể và thu hẹp hơn. “Đó là lý do vì sao chúng tôi phải đi tới các cống trong từng khu vực. Một số cống thoát nước của trung tâm mua sắm, một số cống từ trường học, bệnh viện. Một cống nhỏ hiện nay chứa mẫu đại diện cho khoảng 1.500 người dân. Càng nhiều tín hiệu, chúng ta càng có nhiều khả năng hiểu được các thông số của ổ dịch để đưa ra các biện pháp phòng ngừa”, chuyên gia Hirschberg cho hay.
Các nhà khoa học ở RAIN tin rằng giới quan chức y tế công cộng có thể sử dụng dữ liệu nước thải để xác định các khu vực bị ảnh hưởng trước khi mọi người biểu hiện triệu chứng và đổ xô tới bệnh viện. “Chúng tôi có cách để thu hẹp khu vực. Đây có thể đóng vai trò như một hệ thống cảnh báo sớm”, kỹ thuật viên Langevin chia sẻ.