Metagenoma e metatranscriptoma de patógenos presentes em amostra de água residual da cidade de Natal - RN
Patógenos; DNA; RNA SARS-CoV-2; água residuais; WGS; Vigilância genômica.
A pandemia da COVID-19 destacou a importância das tecnologias ômicas e da epidemiologia baseada em esgoto. Adotar uma abordagem multidimensional é essencial para investigar ameaças emergentes a saúde. O principal objetivo deste estudo foi realizar uma pesquisa abrangente e de longo prazo sobre a virosfera (vírus de DNA e RNA) presentes em amostras de esgoto de Natal, Rio Grande do Norte, Brasil. Nosso propósito era compreender a estrutura completa, as relações e o potencial funcional da virosfera. Utilizamos o sequenciamento metagenômico do DNA e RNA viral, extraídos da amostra de esgoto coletadas semanalmente e fizemos um pool mensal, ao longo de um ano em três estações de tratamento de esgoto (Baldo, Ponta Negra e Beira Rio). Avaliamos virosfera completa e as classificações separadamente, vírus que infectam organismos fotossintéticos, microrganismos e vertebrados e invertebrados. Nossos resultados de vírus de DNA revelaram que a comunidade de vírus que infecta microrganismos nas amostras é mais estável e abundantes, sendo dominada por Punalikevirus. A rede de interação desta comunidade é forte interligada com vários vírus com altos valores de centralidade. A comunidade de vírus que infectam organismos fotossintéticos foi dominada pelos gêneros Orthotospovirus, Chlorovirus e o vírus não classificado da família Phycodnaviridae, apresentando uma rede de interação era fracamente interligada. A comunidade de vírus que infecta vertebrados e invertebrados. A comunidade de vírus que infecta vertebrados e invertebrados foi dominada pelo gênero Bocaparvovirus, e a comunidade apresentou uma rede de interação fortemente relacionada. Os vírus de RNA também apresentam uma comunidade total bem estabelecida ao longo do ano, sendo dominada por vírus que infectam fotossintéticos, os gêneros Sobemovirus e Tobamovirus, e uma rede de interação fortemente relacionada. A comunidade que infecta microrganismos também apresenta estabilidade, sendo dominada pelo gênero Alphaendornavirus, e uma rede fracamente interligada. A comunidade de vírus que infectam vertebrados e invertebrados apresentou dois perfis de dominação com os gêneros Mamastovirus e Husavirus e Noravirus, e uma rede de interação fortemente interligada. Ao que concerne ao SARS-CoV-2 apesar da baixa abundância ele foi interligado a diversos vírus, incluindo vírus não classificados. Adicionalmente, nosso estudo empenhou-se em analisar a presença da família Coronaviridae nos metagenomas, comparando-o com casos confirmados da doença e os padrões de chuva da cidade de Natal. Sugerimos uma associação entre a presença da família nas amostras de esgoto coletadas e os padrões da chuva, bem como a incidência de casos confirmados de COVID-19 na região. Para validade nossas descobertas, utilizamos o RT-qPCR para confirmar os dados e garantir a precisão de nossos resultados. Nossos resultados demonstram a necessidade de uma investigação virologia abrangente para compreender as contribuições de vírus não classificados dentro da virosfera. A amostragem temporal revelou-se essencial em casos de desordem da comunidade, mas os ambientes estáveis com interações relativamente constantes podem ser adequadamente representados por uma amostragem de ponto único. No entanto, diversidade e complexidade da comunidade viral nas águas residuais exigem pesquisas contínuas para entender melhor os vírus e seu papel na virosfera, dando suporte a preparação e respostas a futuras ameaças virais.