Comment les analyses des eaux usées pourraient aider à arrêter la propagation communautaire du COVID-19

En testant régulièrement les eaux usées des dortoirs, l’Université de l’Arizona a détecté le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, dans les échantillons.L’université a réagi par des mesures immédiates pour stopper une éventuelle épidémie, mais l’histoire a soulevé des questions sur les raisons pour lesquelles les échantillons d’urine et de selles n’ont pas encore été ajoutés aux options de test du COVID-19.

“Tout cela est en fait assez nouveau”, explique Aaron Peacock, PhD, directeur de la biologie moléculaire chez Microbac Laboratories, Inc. à Gesundmd. “Cela n’a pas vraiment été fait de manière régulière… la plupart de ces entreprises qui effectuent des tests sur les eaux usées sont nos sociétés de services publics, elles sont donc situées dans des villes ou des comtés, ou dans des districts de services publics, et elles sont fortement réglementées.”

Peacock n’a pas participé aux tests des eaux usées des dortoirs de l’Université de l’Arizona, mais les laboratoires Microbac travaillent actuellement avec d’autres collèges et universités pour tester leurs eaux usées pour le nombre viral du SRAS-CoV-2.

La société travaille également avec certaines villes et municipalités qui ont alloué des fonds pour les tests du SRAS-CoV-2. Peacock affirme que les analyses des eaux usées pendant une pandémie – et autrement – ​​peuvent compléter d’autres méthodes d’analyse pour donner aux campus, aux entreprises et aux communautés une vision plus large des problèmes à venir. 

Surveillance des tendances des infections communautaires

Tester des échantillons d’eaux usées pour déterminer le nombre de virus COVID-19 est différent du test d’une personne à la fois. Différents modèles et algorithmes pourraient aider à surveiller un nombre général d’infections actives dans une zone, et les données pourraient aider à informer une communauté pour savoir si les cas d’infection augmentent, diminuent ou restent les mêmes. 

“Si vous regardez les choses de cette façon, vous êtes dans un ballon à 10 000 pieds d’altitude, regardant la forêt, ce qui vous donne une idée globale de ce qui se passe dans la forêt. Mais lorsque vous testez des personnes individuelles, vous testez des arbres individuels”, explique Peacock.

Peacock dit que le SRAS-CoV-2 peut être excrété dans les selles d’une personne avant qu’elle ne présente des symptômes.

«C’est en quelque sorte un signe avant-coureur de ce qui pourrait se produire en matière d’infections actives», dit-il.

Selon cette logique, la détection de particules virales dans les eaux usées pourrait aider les communautés à identifier plus tôt les cas de COVID-19, ce qui s’est produit à l’Université de l’Arizona.

Le Centre de technologies durables de l’eau et de l’énergie de l’école a testé les eaux usées des résidences universitaires du campus au cours de la première semaine de cours en personne. Ils ont découvert la présence du SRAS-CoV-2 dans un dortoir. Lorsqu’ils ont testé les étudiants et le personnel à cet endroit, ils ont identifié deux personnes qui étaient positives pour le virus mais ne présentaient aucun symptôme.

Dans le cadre de la stratégie « Test, Trace, Treat » du campus, tous les étudiants devaient passer un test antigénique négatif avant de pouvoir emménager dans une résidence universitaire, selon un communiqué de l’université.

“Ici, tout est question de timing”, explique Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS, professeur de santé publique à l’Université d’État du Nouveau-Mexique, à Gesundmd. “Je pense qu’aujourd’hui, si vous me testez, j’espère – et très probablement – ​​que je serai négatif. Mais vous me laissez tranquille pendant trois jours. Au cours de ces quelques jours, je suis peut-être allé à l’épicerie du coin ou j’ai rencontré des gens et j’ai été infecté.”

Détecter les cas avant les symptômes

Selon une étude de Johns Hopkins Medicine, lorsqu’une personne est testée dans les premiers jours d’une infection au COVID-19, le résultat pourrait produire un faux négatif.

Pour l’étude, publiée dans le Annales de médecine interne, les données de 1 330 échantillons ayant subi des tests de réaction en chaîne par polymérase par transcriptase inverse (RT-qPCR) ont été examinées. Les chercheurs ont calculé les taux quotidiens de faux négatifs en utilisant les résultats des tests et la date d’infection signalée ou l’heure à laquelle les symptômes sont apparus.

Selon leurs estimations, les personnes qui ont été testées pour le virus au cours des quatre jours suivant leur infection étaient 67 % plus susceptibles d’être testées négatives, et donc de recevoir un faux négatif. Le test s’est avéré plus précis huit jours après l’infection, mais même dans ce cas, le taux de faux positifs était de 20 %.

«Même lorsque je suis infecté», explique hypothétiquement Khubchandani, «au début, pendant les 7 à 10 premiers jours – voire deux semaines pour certaines personnes – je n’ai aucun symptôme, mais je continue à excréter le virus.»

L’Université de l’Arizona a transféré les deux étudiants testés positifs au COVID-19 de la résidence vers la quarantaine. Les étudiants continueront leurs cours en ligne jusqu’à ce qu’ils soient en mesure de retourner en toute sécurité à la vie en résidence universitaire et aux études en personne.

Après la mise en quarantaine des élèves, le Centre de technologies durables de l’eau et de l’énergie de l’école a de nouveau testé les eaux usées du dortoir et n’a trouvé aucune trace du virus. 

Si le virus est excrété dans les déchets corporels et peut potentiellement être utilisé pour détecter le coronavirus plus tôt que les tests COVID-19 comme le prélèvement nasopharyngé, alors pourquoi davantage d’écoles et de communautés ne testent-elles pas des échantillons d’urine et de matières fécales ?

“L’analyse d’urine imposerait des étapes supplémentaires et un fardeau supplémentaire en matière de tests”, explique Khubchandani. Alors que les tests et les retards dus aux laboratoires en retard constituent déjà un problème, les tests de déchets corporels pour les individus constitueraient un défi supplémentaire.

Comment tester les eaux usées pour le COVID-19

Peacock explique que les Laboratoires Microbac obtiennent un échantillon représentatif de deux manières. Le premier est ce qu’on appelle un test ponctuel, où un échantillon aléatoire est collecté. Le second est un test composite, où un instrument est mis en place pour collecter les eaux usées toutes les 15 ou 20 minutes.

Ensuite, le pH de l’échantillon est ajusté pour que les particules virales adhèrent aux autres particules, ce qui facilite le filtrage. Ensuite, les acides nucléiques et l’ARN viral potentiel sont extraits et un test RT-qPCR est effectué. Le test « transforme l’ARN en ADN complémentaire », explique Peacock. “Et puis cet ADN complémentaire est lu par notre instrument.” 

RT-qPCR
L’ARN est transformé en ADN complémentaire, une forme synthétique d’ADN fabriquée à partir d’une matrice d’ARN. Le test a de nombreuses applications, de la génétique à la recherche clinique.

Le test RT-qPCR est la même analyse que celle utilisée pour les échantillons prélevés sur des écouvillons nasopharyngés. Cependant, vous avez besoin d’une autre mesure pour les analyses des eaux usées. Microbac teste également le virus de la marbrure légère du poivre (PMMoV).

“C’est en quelque sorte le virus associé à l’homme le plus abondant dans les eaux usées”, explique Peacock. Il est également utilisé pour tester la qualité de l’eau. “Vous pouvez utiliser ce PMMoV pour vous indiquer la quantité de déchets humains présents dans les eaux usées à un moment donné”, explique Peacock, citant la nécessité de faire la différence entre l’apport humain et l’apport industriel. “Et puis vous pouvez l’utiliser pour étalonner en quelque sorte vos résultats pour vos chiffres du SRAS-CoV-2.”

Tests au-delà des dortoirs

« Les entreprises, les industries, les usines et les chantiers peuvent être de bons endroits pour évaluer la charge du virus », explique Khubchandani. Par exemple, au cours des premiers mois de la pandémie, les usines de conditionnement de viande sont devenues des foyers d’épidémie de COVID-19. Vérifier la présence du virus dans les eaux usées d’une usine pourrait aider à prévenir de futures épidémies.

Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS
Je pense que ce que je dois souligner, c’est que notre plus grand défi en matière de tests des eaux usées ou des personnes est le suivant : comment les traduire en adaptation publique ?
— Jagdish Khubchandani, PhD, MPH, MBBS

Les villes pourraient également utiliser les tests pour collecter des données auprès de différentes sous-sections d’une communauté. “Partout où vous avez une station de relevage (une station de pompage) ou une zone où l’eau se rassemble – [que ce soit] pour un quartier ou pour une école secondaire – vous pouvez aller le tester”, explique Peacock.

Cela dit, le financement et les formalités administratives pourraient encore constituer un obstacle. “Dans une situation communautaire plus vaste, il y a beaucoup de dépenses supplémentaires pour enrichir l’échantillon afin d’obtenir le bon type de charge virale. Et de nombreuses villes peuvent ne pas disposer de ce type de ressources.” dit Khubchandani. 

Khubchandani soulève également une autre considération importante concernant la collecte de données. « Je pense que ce que je dois souligner, c’est que notre plus grand défi en matière de test des eaux usées ou des personnes est le suivant : comment le traduire en adaptation publique ?

Si une communauté découvre un fardeau élevé de COVID-19 grâce aux analyses des eaux usées, des mesures de distanciation sociale et des tests plus agressifs sur les individus au sein de cette communauté devraient être mis en place. Khubchandani ajoute qu’en fin de compte, les données ne sont « utiles que s’il existe une évaluation en temps réel et une action communautaire guidée par cette évaluation ».

Ce que cela signifie pour vous
Même si votre communauté ne testera peut-être pas ses eaux usées pour le COVID-19 de sitôt, l’histoire de l’Université de l’Arizona nous rappelle que le virus peut se propager même lorsque vous ne présentez pas de symptômes. Continuer à prendre des précautions appropriées en matière de distanciation sociale, porter votre masque et pratiquer une hygiène des mains efficace restent les meilleurs moyens d’assurer votre sécurité, celle de votre famille et celle de votre communauté.

Les informations contenues dans cet article sont à jour à la date indiquée, ce qui signifie que des informations plus récentes peuvent être disponibles lorsque vous lirez ceci. Pour les mises à jour les plus récentes sur le COVID-19, visitez notre page d’actualités sur les coronavirus.