Ήταν περί τα τέλη Μαρτίου, όταν ακόμα βρισκόμασταν στο πρώτο κύμα της πανδημίας και τα κρούσματα κορονοϊού στη χώρα μας ήταν λίγα, όταν ο πρύτανης του ΑΠΘ, Νίκος Παπαϊωάννου ανέλαβε την πρωτοβουλία να συγκαλέσει στο γραφείο του συνάντηση με κορυφαίους επιστήμονες και καθηγητές του μεγαλύτερου ακαδημαϊκού ιδρύματος της χώρας, προκειμένου να εξεταστεί με ποιον τρόπο θα μπορούσε το ΑΠΘ να συνεισφέρει στην εθνική προσπάθεια αντιμετώπισης του «αόρατου» και άγνωστου μέχρι και εκείνη την περίοδο ιού. Μετά από σχετικές συζητήσεις συστάθηκε διεπιστημονική ομάδα ερευνητών, στην οποία συμμετέχουν περίπου είκοσι άτομα, η οποία ανιχνεύει το επίπεδο της συγκέντρωσης του γονιδιώματος του ιού στα αστικά υγρά απόβλητα. 

Η καινοτόμα αυτή παγκοσμίως μέθοδος που χρησιμοποιείται από την ομάδα των ερευνητών του ΑΠΘ παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την εξάπλωση της πανδημίας και τη διασπορά της στην κοινότητα και αλλάζει τα δεδομένα στην πρόληψη από τον κορονοϊό. Η καινοτομία αυτή, όπως λένε οι συμμετέχοντες στην ομάδα, έγκειται στον εξορθολογισμό των μετρήσεων ιικού φορτίου με βάση περιβαλλοντικές παραμέτρους, που μετρούνται ταυτόχρονα στα λύματα, και εξασφαλίζουν αξιόπιστες αναγωγές στις μετρήσεις. Είναι χαρακτηριστικό μάλιστα, πως χώρες όπως ομάδες από την Γαλλία και Ολλανδία, εκεί όπου τα κρούσματα κορονοϊού καθημερινά είναι χιλιάδες, στέλνουν μετρήσεις από τα λύματά τους στη Θεσσαλονίκη για να γίνει ο εξορθολογισμός τους με βάση το προχωρημένο φυσικοχημικό μοντέλο που ανέπτυξε η ομάδα του ΑΠΘ, ώστε να φανεί η πραγματική διασπορά του ιού στις περιοχές αυτές.

Η ερευνητική ομάδα του ΑΠΘ δια στόματος του πρύτανη που συντονίζει την έρευνα και το έργο συνολικά είχε προειδοποιήσει τις τελευταίες ημέρες πως η Θεσσαλονίκη «κοκκινίζει» και μάλιστα αρκετά νωρίτερα από την αύξηση των καταγεγραμμένων κρουσμάτων, όπως έδειχναν τα ιατρικά διαγνωστικά τεστ. Η συγκέντρωση γονιδιώματος κορονοϊού στα αστικά λύματα της Θεσσαλονίκης αυξανόταν κατακόρυφα μετά την σχεδόν… covid free περίοδο του καλοκαιριού, κάτι το οποίο επαληθεύτηκε στην πορεία και από τις επίσημες ανακοινώσεις του ΕΟΔΥ. 

Η σπουδαιότητα δε του έργου της διεπιστημονικής ομάδας έγκειται στο γεγονός ότι έχει τη δυνατότητα να μεταφέρει στις αρμόδιες αρχές σε πραγματικό χρόνο (εντός 24 ωρών) την εικόνα που επικρατεί στη Θεσσαλονίκη συνολικά καθώς στα δείγματα των λυμάτων υπάρχουν ουσίες και από συμπτωματικούς και από ασυμπτωματικούς ασθενείς.

Όπως εξιστορεί στη «ΜτΚ» ο κ. Παπαϊωάννου (φωτ.) «στα τέλη Μαρτίου διάβασα πως στο αεροδρόμιο του Σίπχολ στο Άμστερνταμ προκειμένου να γνωρίζουν πόσοι ασθενείς με κορονοϊό μπαίνουν στο αεροδρόμιο σκέφτηκαν να μετρήσουν το υγρό μέρος των λυμάτων στις τουαλέτες. Σκέφτηκα πως μία τέτοια μέθοδο θα μπορούσε να αναπτύξει το ΑΠΘ» αναφέρει ο κ. Παπαϊωάννου, ο οποίος ανέλυσε την σκέψη του στα μέλη της ομάδας πριν αυτή συσταθεί.

 «Η μέθοδός μας είναι καινοτόμα και παγκοσμίως αναγνωρισμένη. Δεν είναι μόνο για τον κορονοϊό αλλά μπορεί να ανιχνεύσει κι άλλους ιούς. Σήμερα δε που μιλάμε, έχει την αποδοχή του συνόλου της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας καθώς υπάρχει δημοσίευση στο μεγαλύτερο περιβαλλοντικό περιοδικό του κόσμου, το Science of the Total Environment» λέει ο πρύτανης του ΑΠΘ. 

«Στόχος μας είναι η μέθοδος να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλες επιχειρήσεις, μεγάλα εργοστάσια, μεγάλα ξενοδοχεία εκεί όπου υπάρχουν πολλοί άνθρωποι προκειμένου να γνωρίζουμε την πραγματική κατάσταση και την διασπορά του ιού» υποστηρίζει. «Επίσης, εάν λαμβάνονται δείγματα λυμάτων από τρία ή τέσσερα διαφορετικά σημεία και όχι από ένα, θα μπορέσουμε να έχουμε στοιχεία για την διασπορά και τη συγκέντρωση του ιού σε συγκεκριμένες περιοχές. Αυτός είναι ο επόμενος στόχος μας» αναφέρει ο κ. Παπαϊωάννου.

«Η προσπάθεια της διατμηματικής μας ομάδας είναι πρωτοποριακή γιατί κάνοντας προσεκτικό εξορθολογισμό με βάση τις ημερήσιες τιμές πολλών περιβαλλοντικών παραμέτρων επιτρέπει την αξιόπιστη παρακολούθηση της εξέλιξης της συγκέντρωσης του ιικού φορτίου στα λύματα. Πρόκειται για ένα προγνωστικό εργαλείο στα χέρια της Πολιτείας και των ειδικών έτσι ώστε να μπορούμε να γνωρίζουμε τι έρχεται σε κάθε περιοχή, αφού κοινωνοί των αποτελεσμάτων γίνονται τόσο ο ΕΟΔΥ όσο και η επιστημονική επιτροπή που έχει συστήσει το υπουργείο Υγείας» λέει ο κ. Παπαϊωάννου.

Οι συμμετέχοντες

Η έρευνα γίνεται σε συνεργασία με την Εταιρεία Ύδρευσης και Αποχέτευσης Θεσσαλονίκης (ΕΥΑΘ), η οποία συνδράμει τόσο στη συλλογή δειγμάτων στην είσοδο της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυμάτων Θεσσαλονίκης (ΕΕΛΘ) στην περιοχή της Σίνδου, όπου καταλήγουν όλα τα λύματα από το αποχετευτικό δίκτυο της ΕΥΑΘ, όσο και στη διάθεση μετρήσεων παροχής και βασικών ποιοτικών χαρακτηριστικών των εισερχόμενων λυμάτων. 

Το έργο χρηματοδοτείται από ίδιους πόρους του ΑΠΘ και υλοποιείται από επιστημονικές ομάδες, που συγκρότησαν επτά διαφορετικά τμήματα του Αριστοτελείου: της Ιατρικής με επικεφαλής τον καθηγητή Παιδιατρικής-Λοιμωξιολογίας Εμμανουήλ Ροηλίδη και τον αναπληρωτή καθηγητή Παθολογίας-Λοιμωξιολογίας Συμεών Μεταλλίδη, της Κτηνιατρικής με επικεφαλής τον πρύτανη του ΑΠΘ και καθηγητή Παθολογικής Ανατομικής Νίκο Παπαϊωάννου και τον αναπληρωτή καθηγητή Χρυσόστομο Δόβα, της Βιολογίας με επικεφαλής τον καθηγητή Μηνά Αρσενάκη και την επίκουρη καθηγήτρια Δήμητρα Ντάφου, της Φαρμακευτικής με επικεφαλής τον καθηγητή Φαρμακολογίας Θεόδωρο Σκλαβιάδη, των Πολιτικών Μηχανικών με επικεφαλής την Χημικό Μηχανικό Δρα Μαρία Πεταλά, των Μηχανικών Χωροταξίας και Ανάπτυξης με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Ευστράτιο Στυλιανίδη και της Χημείας με επικεφαλής τον καθηγητή Θεόδωρο Καραπάντσιο.

Τα στάδια και η διαδικασία

Την παρούσα περίοδο δείγματα λυμάτων λαμβάνονται τρεις φορές την εβδομάδα, χωρίς αυτό να σημαίνει πως οι λήψεις αν το απαιτούν οι καιροί δεν μπορούν να αυξηθούν. Σε ό,τι αφορά τη διαδικασία όπως αναφέρει στη «ΜτΚ» ο Θοδωρής Καραπάντσιος (φωτ.) Διευθυντής Εργαστηρίου Χημικής και Περιβαλλοντικής Τεχνολογίας, τμήμα Χημείας ΑΠΘ υπάρχουν πέντε στάδια. 

Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει την δειγματοληψία των λυμάτων. Στο δεύτερο στάδιο γίνεται υποδοχή του δείγματος του λύματος στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του ΑΠΘ και πιο συγκεκριμένα στο εργαστήριο Τεχνικής και Σχεδιασμού Περιβάλλοντος. «Στο εργαστήριο αυτό γίνεται η προκατεργασία του δείγματος. 

Ξεκινάμε με μισό λίτρο λύματα στα οποία μετρούνται 24 διαφορετικές περιβαλλοντικές παραμέτρους και στην συνέχεια με μια σύνθετη διαδικασία απομακρύνονται τα αιωρούμενα στερεά και ακολουθεί η συμπύκνωση τους σε μικροπελέτες αλλά και σε άλλες μορφές ανάλογα με το είδος της μοριακής ανάλυσης που θα ακολουθήσει». Στο τρίτο στάδιο το δείγμα μεταφέρεται στο Εργαστήριο Μοριακής Ανάλυσης του Τμήματος Βιολογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών. 

Στο τέταρτο στάδιο έρχονται οι τιμές των μετρήσεων και των φυσικοχημικών αναλύσεων στην ομάδα του τμήματος Χημείας όπου πραγματοποιείται ο εξορθολογισμός των τιμών του ιικού φορτίου. Τέλος, η αξιολόγηση και αποτίμηση των αποτελεσμάτων και συσχέτιση με κλινικά δεδομένα γίνεται στο πέμπτο και τελευταίο στάδιο από όλους τους συμμετέχοντες στην ομάδα με συντονισμό από τον πρύτανη του ΑΠΘ.

Σε όλα τα στάδια της διαδικασίας τηρούνται τα πρωτόκολλα του ΕΟΔΥ και του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, ενώ οι συμμετέχοντες φέρουν τον απαραίτητο εξοπλισμό και προστατευτικά μέσα. Από την λήψη του δείγματος και μέχρι να υπάρξει τελικό αποτέλεσμα απαιτούνται 24 ώρες.

Γιατί καινοτόμο;

«Το ΑΠΘ έδειξε γρήγορα αντανακλαστικά στην επείγουσα περίσταση και στήριξε μέχρι τώρα την έρευνα με ίδιους πόρους. Ο εξοπλισμός και η τεχνογνωσία υπάρχει στο ΑΠΘ. Αυτό που έκανε επιπρόσθετα η ομάδα του ΑΠΘ, με τον συντονισμό του Πρύτανη κ. Ν. Παπαϊωάννου, είναι ότι προσέφερε σε άμεση και αποκλειστική χρήση αυτόν τον εξοπλισμό, προμηθεύτηκε τα απαραίτητα βιολογικά και χημικά αναλώσιμα και διέθεσε τον χρόνο από ένα σημαντικό αριθμό εξειδικευμένων ερευνητών και επιστημόνων για τις αναλύσεις, την επεξεργασία των μετρήσεων και τις υπολογιστικές δοκιμές με το φυσικοχημικό μοντέλο. 

Η όλη προσπάθεια στηρίχτηκε στην σημαντική συμμετοχή της ΕΥΑΘ, η όποια προσέφερε τα δείγματα των λυμάτων από την είσοδο της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυμάτων στη Σίνδο και διέθεσε επιστημονικό προσωπικό για την καταγραφή της παροχής καθώς και βασικών ποιοτικών χαρακτηριστικών των λυμάτων» αναφέρει ο κ. Καραπάντσιος. Και εξηγεί: «Αναπτύξαμε ένα μαθηματικό μοντέλο -σε διάφορους βαθμούς χωρικής πολυπλοκότητας- που εξορθολογίζει τις ποσοτικές μετρήσεις της συνολικής διασποράς του ιού στα λύματα, με βάση παράλληλες μετρήσεις περιβαλλοντικών παραμέτρων. Χωρίς αυτόν τον εξορθολογισμό οι μετρήσεις είναι εσφαλμένες».

Πηγαίνοντας τον χρόνο πίσω, οι συμμετέχοντες στην ομάδα θυμούνται πως η δημιουργία της πρωτοποριακής αυτής μεθόδου δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Από την ιδέα μέχρι την υλοποίησή της χρειάστηκαν περίπου τρεις εβδομάδες, συσκέψεις επί συσκέψεων, συζητήσεις, αναζήτηση βιβλιογραφίας, δοκιμές, αναλύσεις, επικοινωνία με το εξωτερικό, προκειμένου να αναπτυχθεί η διαδικασία με την απαιτούμενη ακρίβεια και επαναληψιμότητα. «Έπρεπε να στήσουμε την τεχνική, την μέθοδο, το πρωτόκολλο από την αρχή. Η γνώση μας για τον κορονοϊό προερχόταν από την βιβλιογραφία εκείνης της περιόδου που ήταν περιορισμένη. Ξεκινήσαμε να μετράμε αξιόπιστα μετά το Πάσχα. Το καλοκαίρι που ο κόσμος είχε φύγει διακοπές το επίπεδο της συγκέντρωσης του γονιδιώματος του ιού στα αστικά υγρά απόβλητα της πόλης ήταν χαμηλό» λέει ο κ. Καραπάντσιος.

Από την πλευρά της, η Επίκουρη καθηγήτρια και μοριακή βιολόγος Δήμητρα Ντάφου (φωτ.) κάνει λόγο για άψογη συνεργασία μεταξύ των εμπλεκόμενων τμημάτων και προσωπικού. «Στο ΑΠΘ υπάρχει εμπειρία και υποδομές που μας επιτρέπουν για άλλη μια φορά να καινοτομήσουμε ως πανεπιστήμιο» σχολιάζει στην «ΜτΚ». 

Μιλώντας για στη διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο εργαστήριο του Τμήματος Βιολογίας της Σχολής Θετικών Επιστημών υποστηρίζει πως: «Τα δείγματα παραλαμβάνονται από εξειδικευμένο προσωπικό ακολουθώντας τις βασικές αρχές που διέπουν τις καλές μικροβιολογικές πρακτικές (Good Microbiological Practices, GMPs), σε διαπιστευμένο εργαστήριο με τήρηση των βασικών μέτρων βιολογικής ασφάλειας μολυσματικών υλικών, σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνει ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) κατά περίπτωση (βιοασφάλειας επιπέδου 3, BSL3)». 

Και συμπληρώνει: «Ακολουθείται διαδικασία απομόνωσης ιικών νουκλεϊκών οξέων (RNA) τα οποία αναλύονται με τη μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης σε πραγματικό χρόνο (RT-PCR) ταχτοποιώντας την ύπαρξη ή μη 3 διαφορετικών πιστοποιημένων δεικτών ανίχνευσης SARS-CoV ιικού γονιδιώματος επιλεγμένων από τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων, CDC. 

Ακολουθεί αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και ποσοτικοποίηση ιικού φορτίου ανά κυβικό εκατοστό όγκου ανεπεξέργαστου λύματος. Σε συνδυασμό με τα διαθέσιμα επιδημιολογικά δεδομένα γίνεται αναγωγή στα πληθυσμιακά δεδομένα που δημιουργούν την επιδημιολογική εικόνα της Θεσσαλονίκης σε πραγματικό χρόνο, λαμβάνοντας υπόψη όλους τους φορείς του ιού συμπτωματικούς και ασυμπτωματικούς» καταλήγει η κ. Ντάφου.

Σημειώνεται πως το ΑΠΘ έχει προτείνει την ίδρυση Εθνικού Κέντρου Αναφοράς Επιδημιολογίας Λυμάτων, ως Παρατηρητήριο Δημόσιας Υγείας για τις επιδημίες, ώστε οργανωμένα και σε όλη τη χώρα να παρακολουθείται συστηματικά και με συνεργασία όλων των συναρμόδιων φορέων η πορεία, όχι μόνο της πανδημίας του κορονοϊού, αλλά και άλλων λοιμώξεων και επιδημιών, όπως και άλλα στοιχεία υγειονομικού ή κοινωνικού ενδιαφέροντος.

Έβλεπαν το… κόκκινο

Η ερευνητική ομάδα του ΑΠΘ είχε ανιχνεύσει εδώ και μέρες την επιδημιολογική εικόνα της πόλης. Το ΑΠΘ υπολόγισε σε δεκαπλάσιες τιμές τη συγκέντρωση του γονιδιώματος του κορονοϊού στα λύματα του πολεοδομικού συγκροτήματος. 

Στην μέτρηση της 27ης Οκτωβρίου 2020 υπολόγισε αύξηση του ιικού φορτίου, που επιβεβαίωσε την αλλαγή επιδημιολογικού επιπέδου στην πόλη, από επίπεδο 3 σε επίπεδο 4, και την αναγκαιότητα άμεσης λήψης μέτρων, προκειμένου να ανασχεθεί η δυναμική της εκθετικής διασποράς του κορονοϊού στην κοινότητα.