PathoCERT versterkt veerkracht tegen ziektekiemen in water

PathoCERT was een Europees Horizon 2020-project met als overkoepelend doel het coördinatie- en reactievermogen van hulpdiensten tijdens besmettingsincidenten in oppervlaktewater en drinkwater te verbeteren. Het project richtte zich op het vergroten van de mogelijkheden van hulpdiensten om noodsituaties met besmet water aan te pakken, door dergelijke diensten meer situatiebewustzijn te geven en ze te helpen deze ziekteverwekkers snel en nauwkeurig te detecteren om de noodsituatie onder controle te krijgen. Ziekteverwekkers kunnen bacteriën omvatten zoals Campylobacter, virussen zoals Enterovirus en parasieten zoals Cryptosporidium. Tijdens dit project heeft KWR, in samenwerking met onder andere EURECAT en het KIOS onderzoeksinstituut (Universiteit van Cyprus), twee nieuwe tools onderzocht en ontwikkeld.

Nieuwe tools: PathoTHREAT en PathoINVEST

Sotirios Paraskevopoulos, voorheen werkzaam bij KWR, was nauw betrokken bij dit project, met name bij de ontwikkeling van twee nieuwe tools:

PathoTHREAT Tool

De PathoTHREAT-tool maakt gebruik van kunstmatige intelligentie om hulpdiensten snel toegang te geven tot actuele informatie over kenmerken van ziektekiemen, evenals beheersmaatregelen en mitigatiestrategieën van vergelijkbare besmettingsincidenten uit het verleden. Paraskevopoulos: “De belangrijkste kenniskloof die de PathoTHREAT-tool aanpakt, is de behoefte aan snelle toegang tot cruciale informatie. Op het moment kan het verzamelen van dergelijke informatie uren of zelfs dagen duren, omdat er diepgaande kennis nodig is om door de uitgebreide literatuur te navigeren. Tijdens een noodsituatie is tijd juist van essentieel belang.”

De PathoTHREAT-tool is ontwikkeld om dit probleem op te lossen door hulpdiensten binnen enkele minuten van gerichte informatie te voorzien (zoals verwachte ziekenhuisopnames, gerelateerde ziekteverwekkers en potentiële mitigatiemaatregelen), in plaats van uren of dagen te moeten wachten. Dit stelt hen in staat sneller en beter geïnformeerde beslissingen te nemen tijdens crisissen en verbetert de inschatting van gezondheidsrisico’s voor de samenleving.

PathoINVEST Tool

De PathoINVEST-tool kan besmettingsincidenten met ziektekiemen in het drinkwaternetwerk simuleren. Specifiek ontworpen voor crisissituaties, stelt deze tool drinkwaterbedrijven in staat de verspreiding van besmettingen te voorspellen en mogelijke gezondheidsrisico’s direct te beoordelen zodra een incident zich voordoet. Paraskevopoulos legt uit: “In een crisis moet je precies weten waarmee je te maken hebt,” waarbij hij benadrukt dat de PathoINVEST-tool een realistische, real-time weergave biedt van de waterkwaliteit in een netwerk. Dit helpt om tijdig te reageren en ondersteunt de besluitvorming tijdens noodsituaties.

“De tool kan voorspellen hoe ziektekiemen zich verspreiden, gezondheidsrisico’s inschatten met behulp van Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA), en stelt potentiële locaties voor om monsters te nemen om de bron van de besmetting te identificeren. Daarnaast biedt het waterbedrijven verschillende mitigatiestrategieën en helpt het de beste locaties te bepalen om sensoren te plaatsen voor de detectie van de verontreiniging.” WaterEurope onderstreepte de innovatieve en praktische toepasbaarheid van de tool door het in 2024 de “Digital Water Award” toe te kennen.

De gebruikersinterface van PathoINVEST

Veelbelovende pilots door heel Europa

De twee tools die door PathoCERT zijn ontwikkeld, werden getest in drie pilotstudies verspreid over Europa, waaronder Nederland, Cyprus en Spanje. De testresultaten waren veelbelovend: de nieuwe tools bleken effectief in de praktijk en verbeterden de reactietijden en toereikendheid bij besmettingsincidenten aanzienlijk.

Paraskevopoulos: “In Cyprus en Spanje betrof de casestudy een aardbeving die de kritieke infrastructuur van de stad beschadigde. Als gevolg hiervan raakte het drinkwaternetwerk besmet met afvalwater.” De betrokken autoriteiten gebruikten PathoTHREAT om alle relevante informatie over de noodsituatie te vinden en de beste vervolgstappen te bepalen. Ze gebruikten PathoINVEST om de verspreiding van de besmetting in hun netwerk te visualiseren, de besmettingsbron te vinden, de beste locaties voor monstername te identificeren en het infectierisico in te schatten. “Alle betrokken autoriteiten waren tevreden over de tools, deze hielpen hen enorm in het besluitvormingsproces en de mitigatiefase van de noodsituatie: de tools bespaarden tijd en daarmee levens. Ze gaven aan de tools te willen integreren in hun standaard procedures.”

In Nederland werd PathoINVEST ingezet om een mogelijke opzettelijke verontreiniging te onderzoeken nadat klanten hadden geklaagd over de smaak en geur van het water. De klachten werden als startpunt gebruikt om binnen 1,5 uur de bron van de besmetting te identificeren, veel sneller dan de gebruikelijke aanpak. Door deze snelle identificatie kon het waterbedrijf veel sneller en efficiënter reageren. Hun feedback was dat in dergelijke situaties, waarbij er een vermoeden is van opzettelijke besmetting, het hebben van een tool die de real-time verspreiding van ziektekiemen modelleert en de besmettingsbron identificeert, hen een aanzienlijke voorsprong gaf. Ze zagen ook in dat er verdere training nodig was om de tool effectief in hun standaard procedures op te nemen.

Een voorbeeld van een visualisatie van de verspreiding van ziektekiemen

Werken aan marktintroductie

Paraskevopoulos zie het potentieel van de tools die zijn ontwikkeld onder PathoCERT om het coördinatievermogen te verbeteren: “Hoewel de tools veelbelovend zijn, vereisen ze verdere ontwikkeling door middel van aanvullende pilotstudies voordat ze breder ingezet kunnen worden. Met deze stappen kunnen we in de toekomst misschien de markt opgaan.” Zodra de tools volledig zijn ontwikkeld, zouden ze drinkwaterbedrijven en hulpdiensten een betere voorbereiding kunnen bieden om de impact van noodsituaties met ziektekiemen in water te beperken.