Gdańscy naukowcy opracowują szybki system wykrywania wirusów w ściekach

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej pracują nad innowacyjną technologią wykrywania SARS-CoV-2 i innych wirusów w ściekach. Dzięki prostemu i taniemu rozwiązaniu można znacznie podnieść bezpieczeństwo takich instytucji, jak szkoły, przedszkola czy domy opieki.

Analiza ścieków ma potencjał do monitorowania w czasie rzeczywistym tzw. dobrostanu społecznego. Opiera się na założeniu, że substancje i mikroorganizmy, które są wydalane przez organizm ludzki, można identyfikować oraz analizować, a ich zmiany jakościowe i ilościowe to niezwykle użyteczne narzędzie m.in. do detekcji chorób społecznych czy zakaźnych. W przypadku badań epidemiologicznych analiza oparta na ściekach nabiera szczególnego znaczenia, ponieważ zasoby diagnostyki klinicznej są zazwyczaj ograniczone (np. poprzez brak możliwości lub przychylności do wykonania powszechnych testów), a systemy raportowania mogą być nieefektywne (np. w wyniku bezobjawowego lub nieswoistego przebiegu choroby, które nie są rejestrowane).

Zespół naukowców pod kierownictwem prof. Małgorzaty Szczerskiej z Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki prowadzi badania nad zastosowaniem biosensora do wykrywania wirusów lub ich elementów – ultraszybkiego narzędzia diagnostycznego wykorzystującego światłowody telekomunikacyjne.

– W tradycyjnym badaniu na obecność wirusa w ściekach potrzebne jest zaangażowanie wykfalifikowanego personelu i skomplikowanej aparatury laboratoryjnej. Pobierane próbki są zawożone do specjalistycznego laboratorium i tam poddawane badaniu i ocenie specjalistów. To niezbędne, aczkolwiek kosztowne i czasochłonne rozwiązanie – tłumaczy prof. Małgorzata Szczerska.

– Dzięki aplikacji biosensorów w sieciach światłowodowych mamy możliwość monitorowania ścieków przez cały czas, w czasie rzeczywistym. Nasze rozwiązanie jest nieporównywalnie tańsze i ekologiczne, nie wymaga dodatkowych odczynników, nadmiernego zużycia energii ani pracy fachowców. Wpisuje się więc w strategię zielonych technologii – podkreśla dr inż. Paweł Wityk z Wydziału Chemii.

System zaalarmuje błyskawicznie
Główną ideą i celem projektu jest zbudowanie łatwego w obsłudze i ekonomicznego systemu wczesnego ostrzegania.

– Jeżeli widzimy, że w węźle sanitarnym szkoły, przedszkola, domu opieki, hospicjum czy innej jednostki pokazują się cząsteczki koronawirusa, wirusa grypy lub przeciwciała z nimi związane lub niestety coraz bardziej rozprzestrzeniającej się odry, to możemy podjąć działania profilaktyczne w ognisku zakażenia i zapobiec jego rozprzestrzenianiu się. Dzięki temu działamy skutecznie i na poziomie lokalnym. Nie ma zatem potrzeby izolować większej grupy osób, zamykać całej dzielnicy czy miasta – wyjaśnia prof. Szczerska.

Dodatkowo osoba czy zespół osób, który czuwa nad bezpieczeństwem danej jednostki, nie musi umieć analizować danych, które są zbierane przez biosensory. Specjalna aplikacja, którą będzie można zainstalować na komputerze czy urządzeniu mobilnym, powiadomi użytkowników o stanie alarmowym.

– Prowadzimy już zaawansowane rozmowy z ośrodkami edukacji czy opieki, które są zainteresowane naszym rozwiązaniem – zaznacza badaczka.

Walor edukacyjny
W projekcie planowane są warsztaty i spotkania informacyjne z przedstawicielami grup docelowych (np. placówek oświatowych) oraz udział w międzynarodowych konferencjach naukowych, mające na celu zwiększanie świadomości społecznej w obszarze realizacji celów zrównoważonego rozwoju. Podczas spotkań przeprowadzone zostaną badania, na ile wprowadzenie i dostępność opracowanych czujników wpływa na poczucie bezpieczeństwa w czasie pandemii. Analizowany będzie również aspekt zwiększenia efektywności pracy oraz ograniczenie stygmatyzacji osób, mylnie postrzeganych jako zakażone ze względu na przewlekłe choroby układu oddechowego czy alergie.

Projekt uzyskał finansowanie w wysokości prawie 800 tys. zł w ramach programu MEiN „Nauka dla społeczeństwa”.

W skład interdyscyplinarnego zespołu projektowego wchodzą przedstawiciele 5 wydziałów Politechniki Gdańskiej:
– Wydziału Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki: dr hab inż. Małgorzata Szczerska, prof. PG – kierownik projektu, dr inż. Paulina Listewnik,
– Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska: dr hab. inż. Sylwia Fudala-Książek, prof. PG, dr hab. inż. Aneta Łuczkiewicz, prof. PG, dr inż. Małgorzata Szopińska,
– Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej: prof. dr hab. Grzegorz Graff, dr hab. Paweł Pilarczyk, prof. PG,
– Wydziału Chemii: dr inż. Paweł Wityk,
– Wydziału Zarządzania i Ekonomii: dr hab. Małgorzata Gawrycka, prof. PG, dr Michał Tomczak, mgr Alina Guzik.