Kotoran besar, data besar: Apa yang dikatakan kotoran Anda tentang Anda

Pernahkah Anda memikirkan berapa banyak Anda buang air besar dan kecil setiap hari? Lebih penting lagi, data penting apa dari kotoran Anda yang Anda buang?

Mungkin mengejutkan bagi Anda bahwa orang dewasa yang sehat dapat menghasilkan sekitar 320 lbs (145 kg) kotoran setiap tahun - sedikit lebih berat dari berat panda dewasa, dan antara 400 hingga 2.000 mililiter urin sehari atau sekitar 34.400 liter per tahun, setara dengan 46 bak mandi. Para ilmuwan semakin sadar bahwa kotoran ini menghasilkan lebih dari sekadar bau busuk; yang mana menyimpan informasi penting, yang dapat dikumpulkan melalui proses yang disebut analisis air limbah. Secara spesifik, mendapatkan informasi kesehatan melalui analisis air limbah disebut epidemiologi berbasis air limbah dan merupakan praktik ilmiah yang sudah sangat baik. Misalnya, para ilmuwan telah menggunakan epidemiologi berbasis air limbah untuk melacak materi genetik SARS-CoV-2, virus penyebab COVID, untuk melacak penyebarannya. 

Bagaimana cara kerja epidemiologi berbasis air limbah

Scientists can identify SARS-CoV-2 in the wastewater of a large population and quantify how much of it there is. Knowing how much SARS-CoV-2 is in wastewater leads to an understanding of what percentage of that population has COVID. Below is an example of wastewater-based epidemiology (Figure 1). It is different from clinical COVID tests such as RT-PCR or ART tests, which focus on individuals, in that it finds the rate of COVID infection in an entire population or community so that we know which population is more or less affected by the virus.

Amerika Serikat (AS) telah menghabiskan sekitar 200 miliar dolar untuk menguji orang-orang dengan sampel besar secara manual untuk mendapatkan informasi tentang tingkat infeksi COVID. Itu adalah jumlah uang yang sangat besar yang dialihkan dari sektor ekonomi lain. Epidemiologi berbasis air limbah memberikan cara yang lebih murah dan lebih cepat untuk mengumpulkan informasi tersebut. Dibandingkan dengan $200 miliar dolar (lebih dari 3 triliun Rupiah) yang dihabiskan untuk pengujian COVID secara manual di AS, epidemiologi berbasis air limbah, yang menelan biaya antara $150-$300 USD (2 juta-4 juta Rupiah), jelas merupakan alternatif yang jauh lebih hemat. Dan juga sangat cepat; pengujian epidemiologi berbasis air limbah dapat memprediksi wabah COVID dalam waktu sekitar 4 hingga 5 hari. Itu satu minggu lebih cepat jika dibandingkan dengan uji klinis, bahkan sebelum orang mulai menunjukkan gejala.

Penerapan lain dari epidemiologi berbasis air limbah

Teknik seperti ini juga berguna untuk penggunaan lain. Epidemiologi berbasis air limbah, misalnya, telah digunakan untuk melacak penggunaan obat-obatan terlarang dengan menganalisis obat-obatan dan metabolitnya dalam air limbah. Segera setelah dikonsumsi, obat ini mengalami serangkaian reaksi biokimia dalam tubuh kita dan akhirnya dikeluarkan dari tubuh sebagai obat aktif atau metabolit. Dalam satu penelitian, air limbah dianalisis di 80 kota di Eropa dan mengungkapkan aliran obat yang aktif dengan informasi yang tepat tentang di mana dan kapan penggunaan obat ini terjadi. Epidemiologi berbasis air limbah juga telah digunakan untuk mengidentifikasi penyakit Alzheimer, Parkinson, dan Huntington, dan bahkan pembentukan resistensi antimikroba dalam suatu populasi (Gambar 2). Teknik ini juga digunakan untuk mempelajari wabah virus lainnya, termasuk wabah influenza di AS. Oleh karena itu, analisis seperti ini memiliki nilai yang sangat besar, dapat berpotensi menghemat miliaran dolar dan memungkinkan pembuat kebijakan untuk dapat merespons lebih cepat kedepannya. 

Berbagai tantangan

Keakuratan epidemiologi berbasis air limbah tergantung pada beberapa faktor. Faktor-faktor ini bisa sesederhana seperti banyaknya sampel dan waktu pengambilan sampel, hingga hal-hal yang lebih kompleks seperti persiapan sampel dan tingkat deteksi instrumen (Gambar 3).

Mengumpulkan sampel sebanyak mungkin, mungkin terdengar bagus pada awalnya. Namun, kualitas mengalahkan kuantitas dalam hal ini. Faktanya, sampel yang lebih sedikit tetapi lebih proporsional yang mewakili daerah tangkapan air limbah yang lebih besar dapat memberikan informasi yang lebih baik. Zat pengotor yang ada dalam wastewater may also derail the analysis of these biomarkers, even with the use of different measurement instruments such as Fluorescence Spectroscopy, Liquid Chromatography – Mass Spectrometry (LC-MS), and digital PCR (dPCR). . Suhu dan kondisi di mana RNA virus atau senyawa penanda disimpan juga merupakan pertimbangan penting. 

Meskipun demikian, tantangan ini dapat dibilang enteng jika dibandingkan dengan manfaat epidemiologi berbasis air limbah. Dengan 1 mililiter air limbah pekat, kita dapat menemukan banyak informasi, menjadikan epidemiologi berbasis air limbah sebagai terobosan yang dapat mengubah wajah kesehatan masyarakat.