Prisustvo ljudskog otpada u izlivu kanalizacionih voda ili oticanju atmosferskih voda koji na kraju dospevaju u reke i jezera predstavlja veliku opasnost po javno zdravlje. Kao rezultat toga, imperativ je da se vodna tijela i uzorci kontinuirano testiraju na prisustvo ljudske fekalne kontaminacije.
Uobičajeno, testiranje fekalne kontaminacije uključuje otkrivanje fekalnih indikatorskih bakterija (FIB), kao što je E. coli, dodavanjem kapi vode uzorka u medijum za kulturu mikroba. Iako je detekcija FIB-a jeftina i jednostavna, metoda se ne može koristiti za otkrivanje kontaminacije niskog nivoa. Ova metoda takođe nije u stanju da utvrdi izvor kontaminacije.
Praćenje mikrobnih izvora (MST) ima potencijal da prevaziđe ove izazove otkrivanjem biomarkera – obično proteina, DNK ili RNK segmenta – koji su specifični za vrstu domaćina. Ovo omogućava MST-u da otkrije kontaminaciju niskog nivoa u otpadnoj vodi, vodi za piće, jezerima, itd., i identifikuje domaćine, čak i kada su u pitanju fekalije više vrsta.
Fagi slični CrAss-u (CLP), klasa virusa koji inficiraju bakterije (bakteriofage), pozdravljaju se kao obećavajuća grupa MST markera. CLP su najzastupljeniji bakteriofagi u ljudskim crevima, a mnogi CLP se nalaze samo u ljudskim crevima (i izmetu). Iako postoji nekoliko poznatih grupa CLP-ova, samo jedna grupa, poznata kao rod I, korišćena je kao MST marker. Ovo postavlja pitanja o tome da li druge grupe CLP takođe funkcionišu kao MST markeri i njihova održivost u poređenju sa rodom I.
Sada, u novoj studiji, dr Ok Kiung Koo i Dong Voo Kim sa Nacionalnog univerziteta Chungnam, Južna Koreja, u saradnji sa Jang Jae Kangom i Dong U Vooom sa nacionalnog univerziteta Gieongsang, razvili su novu metodu detekcije MST-a koristeći CLPs koji je sposoban da specifično detektuje vodu kontaminiranu ljudskim fekalijama. Metoda koristi lančanu reakciju polimeraze (PCR) za otkrivanje CLP DNK, čineći metodu isplativom, selektivnom i lakom za izvođenje.
„Primarni cilj ove studije bio je da se poboljša efikasnost i tačnost metoda detekcije koje se koriste za procenu specifične fekalne kontaminacije“, rekao je Kim. „Robusni MST marker bi u velikoj meri pomogao u našoj sposobnosti da ublažimo zdravstvene rizike od fekalno kontaminirane vode.“
Da bi testirali efikasnost ove metode, istraživači su prikupili uzorke fekalija od odabranih ljudskih dobrovoljaca. Uzorci fekalija divljih životinja, kao što su psi, jeleni, mačke, ptice i rakuni, takođe su uključeni u eksperiment kako bi se testirala specifičnost metode detekcije. Zatim je izvršena ekstrakcija i sekvenciranje DNK da bi se otkrili i klasifikovali CLP virusni geni.
Trinaest različitih CLP grupa je identifikovano u humanim crevnim virusima. Koristeći ove CLP-ove kao šablon, naučnici su zatim razvili specifične markere za njihovu detekciju putem PCR-a i testirali ih na njihovu sposobnost da otkriju fekalnu kontaminaciju ljudi.
Rezultati ove studije bili su ohrabrujući. CLP-ovi su pronađeni u 91,52% uzoraka ljudskog fecesa i bili su odsutni u svim životinjskim uzorcima, osim rakuna. Od 13 CLP grupa koje su klasifikovane kao identifikovane, rod VI je bio prisutan u 64,4% uzoraka, što je skoro dvostruko više od roda I (37,28%). Štaviše, svih 13 CLP grupa pokazalo je izvesnu sličnost u svojim sekvencama gena, nazvanih glavni gen za protein glave. Ovo je podrazumevalo da se jedan marker može koristiti za otkrivanje više grupa zagađivača.
„Naš metod pokazuje da je rod VI moćan MST marker u korejskoj populaciji. Korišćenje PCR-a za otkrivanje MHP gena roda VI CLP, ili čak roda I, može biti praktičan pristup praćenju fekalne kontaminacije vode kod ljudi. Očekujem da će naš Metoda može, tokom vremena, poboljšati higijenske propise i smanjiti troškove javnog zdravlja kroz strateški pregled kanalizacije, otpadnih voda i različitih uzoraka životne sredine“, dr Koo zaključuje.
Ukratko, naučnici su zaključili da se CLP, posebno rod VI, mogu koristiti kao održivi MST markeri koji mogu specifično otkriti fekalnu kontaminaciju ljudi. Ovo je primetno, pošto specifični za ljude i selektivno ciljani MST markeri mogu značajno uticati na higijenske propise, smanjujući troškove javnog zdravlja kroz njihovu primenu u skriningu jetre, kanalizacije, otpadnih voda i različitih uzoraka životne sredine.
