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Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-Estar
06 Água potável e saneamento
14 Vida na água
 
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ENVIRONMENTAL DISSEMINATION OF SARS-COV-2: AN ANALYSIS EMPLOYING CRASSPHAGE AND NEXT-GENERATION SEQUENCING PROTOCOLS
Ribeiro, André Vinicius Costa et al. | Date Issued: 2025
Author
Ribeiro, André Vinicius Costa
Mannarino, Camille Ferreira
Leal, Thiago dos Santos
Oliveira, Carla Santos de
Fernandes, Kayo Cesar Bianco
Clementino, Maysa Beatriz Mandetta
Novo, Shênia Patrícia Corrêa
Prado, Tatiana
Castro, Eduardo da Silva Gomes de
Lermontov, André
Fumian, Túlio Machado
Miagostovich, Marize Pereira
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Departamento de Saneamento e Saúde Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Laboratório de Referência Regional para Rotaviroses. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Prefeitura de Niterói. Secretaria de Meio Ambiente, Recursos Hídricos e Sustentabilidade de Niterói. Niterói, RJ, Brasil / Universidade Federal do Rio de Janeiro. Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza. Departamento de Geografia. Laboratório Espaço de Sensoriamento Remoto e Estudos Ambientais. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Arbovírus e Vírus Hemorrágicos. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro. Nilópolis, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
This study aimed to investigate the dissemination of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in water samples obtained during the coronavirus disease 2019 pandemic period, employing cross-assembly phage (crAssphage) as a fecal contamination biomarker and next-generation sequencing protocols to characterize SARS-CoV-2 variants. Raw wastewater and surface water (stream and sea) samples were collected for over a month in Rio de Janeiro, Brazil. Ultracentrifugation and negatively charged membrane filtration were employed for viral concentration of the wastewater and surface water samples, respectively. Viruses were detected and quantified by (RT-)qPCR applying TaqMan® system protocols. SARS-CoV-2 RNA signals were detected in 92.5% (37/40) of the wastewater samples and in 31.25% (10/32) of the stream water samples, but not in seawater samples. CrAssphage was detected in 100% of the wastewater samples, 93.75% (30/32) of the stream samples, and in 2/4 of the seawater samples. CrAssphage detection and high concentrations in stream surface waters (median 8.95 log₁₀ gc/L) revealed diffuse contamination by domestic wastewater in a region with high sanitary coverage. The correlations detected between SARS-CoV-2 data and the moving averages of clinical cases per capita over the sampling period were moderate to strong when applying a 13-day offset, regardless of normalization by crAssphage data or not. Sequencing of the receptor-binding domain of the spike protein confirmed the detection of SARS-CoV-2, but did not characterize the circulating variant. On the other hand, the whole genome sequencing protocol identified circulation of the Gamma variant, corroborating the sampling period clinical data.
Keywords
SARS-CoV-2
crAssphage
Wastewater
Stream water
Seawater
Next-generation sequencing
 
Publisher
Springer
Citation
RIBEIRO, André Vinicius Costa et al. Environmental dissemination of SARS-CoV-2: an analysis employing crassphage and next-generation sequencing protocols. Food and Environmental Virology, v. 17, n. 13, p. 1-15, 7 Jan. 2025.
DOI
10.1007/s12560-024-09620-4
ISSN
1867-0334
Notes
Produção científica do Laboratório de Arbovírus e Vírus Hemorrágicos.
Produção científica do Laboratório de Virologia Comparada e Ambiental.