Les analyses des eaux usées peuvent être utilisées pour la détection précoce des maladies. (Shutterstock)
La pandémie du COVID-19 a ravivé l'intérêt pour la surveillance des eaux usées, où les systèmes d'égouts sont surveillés pour la présence de virus, de bactéries et d'autres agents pathogènes. Des fragments non infectieux du matériel génétique du virus ont été trouvés dans les eaux usées non traitées en Italie, en Espagne, en France, aux États-Unis et au Canada.
Plusieurs villes utilisent maintenant l'approche pour détecter l'infection, y compris Ottawa. Au moins un Une université américaine a utilisé la surveillance des eaux usées pour identifier une épidémie de COVID-19, ordonnant le test et la mise en quarantaine de près de 300 étudiants vivant dans quatre résidences du campus - et arrêtant sa propagation.
En tant que microbiologiste avec une expertise dans la surveillance des agents pathogènes d'origine alimentaire, tels que des salmonelles ainsi que E. coli, Je suis toujours intéressé par de meilleures façons d'identifier les infections dans les populations.
Identification des maladies compte actuellement sur les personnes malades pour demander une aide médicale. Mais de nombreuses personnes malades ne demandent pas d'aide et les responsables peuvent ne pas être au courant des maladies ou des épidémies pendant des jours ou des semaines, ce qui entraîne davantage de maladies et de décès. Pour lutter contre les épidémies de maladies infectieuses, telles que le COVID-19, nous avons besoin de systèmes de surveillance active qui ne reposent pas sur les actions des personnes malades.
Surveillance des eaux usées pour la détection des maladies
La surveillance des eaux usées fonctionne parce que de nombreux agents infectieux sont excrétés dans les fluides corporels, avant et pendant l'infection active. Lorsque ces fluides pénètrent dans les réseaux d'égouts, ils sont transportés vers une installation centrale de traitement des eaux usées où ils peuvent être détectés.
L'utilité de la surveillance des eaux usées a été reconnue pour la première fois dans les années 1960, lorsque des chercheurs de l'Université de Yale plusieurs expériences évaluer l’efficacité des campagnes de vaccination contre la polio. Ils ont testé les eaux usées de Middletown, dans le Connecticut, à la recherche de diverses souches du virus de la polio avant, pendant et après le programme de vaccination.
Des échantillons d'eaux usées sont collectés dans les dortoirs de l'Université d'État de l'Utah, le 2 septembre 2020. (Photo AP / Rick Bowmer)
Trente-cinq ans plus tard, la sensibilité de la surveillance des eaux usées pour surveiller les programmes de vaccination contre le virus de la polio a été confirmée dans une étude élégante qui est devenue connue sous le nom de Expérience sur le virus de la polio à Helsinki.
Les scientifiques ont jeté un vaccin antipoliomyélitique dans des toilettes à 20 kilomètres d'une station de traitement des eaux usées. Les chercheurs ont ensuite collecté des échantillons d'eaux usées de l'installation pendant quatre jours et ont montré qu'ils pouvaient encore détecter le vaccin après que 800 millions de litres d'eaux usées aient traversé le système. Ils ont conclu qu'une personne infectée excrétant le virus de la polio pouvait être détectée dans une communauté de 10,000 XNUMX habitants.
D'autres recherches ont démontré que les éclosions pouvaient être prédites en surveillant les eaux usées. Par exemple, en Israël dans les années 1970, le virus de la polio infectieuse était détecté dans les eaux usées neuf jours avant que les médecins identifient le premier cas. Cette approche a ensuite été adaptée pour suivre le succès des campagnes de vaccination contre la polio au niveau international.
Surveillance des eaux usées comme système d'alerte précoce
Ces expériences ont jeté les bases de l'utilisation des eaux usées pour surveiller d'autres maladies.
En 2013, chercheurs en Suède ont signalé que la surveillance des eaux usées fournissait des alertes précoces de flambées de norovirus et de virus de l'hépatite A, deux causes de maladies virales d'origine alimentaire. Des échantillons d'eaux usées quotidiens ont été collectés toutes les deux semaines entre janvier et mai 2013 dans une station d'épuration à Göteborg. À l'aide d'une technique appelée réaction en chaîne par polymérase, ou PCR, les chercheurs ont détecté le matériel génétique du norovirus deux à trois semaines avant d'identifier les personnes malades.
Plusieurs souches (types génétiques) du virus de l'hépatite A ont également été détectées dans des échantillons d'eaux usées à l'aide de la PCR, et une analyse supplémentaire a montré que deux souches étaient impliquées dans une épidémie en cours en Scandinavie et à Göteborg au printemps 2013.
Chercheurs en Italie a utilisé une approche similaire pour montrer que les patients hospitalisés souffrant de diarrhée de cause inconnue étaient en fait infectés par des norovirus.
Surveillance des réseaux sociaux
L'une des limites de la surveillance des eaux usées est qu'elle ne peut pas identifier les personnes réellement infectées. L '«analyse syndromique des réseaux sociaux», dans laquelle les publications sur les réseaux sociaux sont recherchées à la recherche de descriptions de symptômes compatibles avec une maladie donnée, est devenue outil efficace de surveillance des maladies infectieuses, y compris le COVID-19.
La combinaison de la surveillance des eaux usées et de l'analyse des médias sociaux pourrait détecter des épidémies communautaires qui auraient autrement pu ne pas être détectées parce que l'approche identifie les personnes infectées qui ne présentent pas encore de symptômes (présymptomatiques) ou qui ne présentent pas de symptômes (asymptomatiques). (Les deux groupes peuvent propager le virus.) Ces informations peuvent être utilisées par les responsables de la santé publique pour renforcer la distance physique et d'autres pratiques d'isolement telles que le dépistage ciblé des individus pour limiter la propagation de la maladie dans la communauté.
L'augmentation des voyages internationaux et la mondialisation ont conduit à une propagation rapide des maladies infectieuses. Pour lutter contre cela, la surveillance mondiale des maladies infectieuses doit être menée en temps réel ou quasiment en temps réel, et aller au-delà de la simple surveillance du nombre de personnes infectées pour inclure également la capacité de reconnaître rapidement de nouveaux modèles de maladies. Le faible coût, la rapidité et la capacité de la surveillance des eaux usées à détecter les agents pathogènes émergents avant qu'ils ne deviennent endémiques améliorent la capacité de répondre sans délai aux flambées épidémiques, ce qui diminue les maladies et les décès dans le monde.
À propos de l’auteur
Lawrence Goodridge, professeur, sécurité alimentaire, Université de Guelph
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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