De nouvelles recherches menées par Alexandria Boehm de l’Université de Stanford en Californie montrent que l’acide ribonucléique (ARN) du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) dans les eaux usées peut être détecté en mesurant des échantillons solides et des échantillons d’eaux usées.
L’ARN du SRAS-CoV-2 a tendance à se regrouper en petites masses de solides, ce qui rend possible l’extraction directe des acides nucléiques lorsque les niveaux d’ARN viral sont faibles.
Les méthodes solides et liquides étaient suffisamment sensibles pour détecter de faibles niveaux d’ARN du SRAS-CoV-2. À moins qu’il n’y ait un nombre élevé de cas de COVID-19 dans la communauté environnante, les chercheurs notent que les eaux usées doivent être traitées au préalable s’il y a de faibles concentrations d’ARN du SRAS-CoV-2 dans de grands volumes.
L’étude « L’ARN du SARS-CoV-2 est enrichi par des ordres de grandeur dans les eaux usées solides par rapport aux eaux usées liquides dans les stations d’épuration publiques » a récemment été publiée sur le site medRxiv* serveur de préimpression.
Sommaire
Détails de l’étude
Les chercheurs ont mesuré la quantité d’ARN du SRAS-CoV-2 circulant dans les eaux usées solides et brutes de cinq usines de traitement publiques.
Les niveaux d’ARN du SRAS-CoV-2 étaient plus élevés dans les solides de près de trois à quatre ordres de grandeur.
Des recherches antérieures sur les bactéries et les virus dans les eaux usées ont également montré une affinité similaire pour les solides des eaux usées. De même, la présente étude a montré que d’autres virus tels que le Pepper Mild Mottle Virus (PMMoV) sont abondants dans les fractions solides plutôt que dispersés dans les eaux usées qui s’écoulent.
Les solides qui pénétraient dans les égouts publics étaient suspendus dans l’eau et transformés plus tard en boues. Les chercheurs estiment que la concentration d’ARN du SRAS-CoV-2 dans les solides est basée sur la concentration dans les solides en suspension et que les solides ont trois ordres de grandeur plus d’ARN du SRAS-CoV-2 que les eaux usées qui s’écoulent. Sur la base des hypothèses, ils estiment que seulement 10 % de l’ARN du SRAS-CoV-2 se trouve dans les eaux usées qui s’écoulent.
Une approche solide nécessite moins d’échantillon pour mesurer l’ARN du SRAS-CoV-2
Le rapport de concentration dans les eaux usées solides et liquides peut être mesuré en utilisant le coefficient de partage Kré. Pour déterminer les caractéristiques des solides dans les eaux usées, les chercheurs ont ensuite mesuré Kré au PMMoV dans les solides.
PMMoV a été sélectionné pour mesurer la force fécale et comme mesure des substances organiques dans les solides.
Kré est positivement corrélée avec la concentration de PMMoV dans les solides.
D’après les résultats, il est possible que Kré peut être modifié par la façon dont l’ARN du SARS-CoV-2 est mesuré. Les approches solides sont similaires aux méthodes de pré-analyse et d’extraction car l’ARN est concentré dans un petit volume de l’échantillon de moins de 1 millilitre. Pour les approches liquides, il existe un besoin de diverses étapes pré-analytiques et d’une série d’étapes d’extraction nécessitant une collecte et une concentration d’ARN du SRAS-CoV-2 à partir de plus de 20 millilitres de liquide.
En conséquence, les approches liquides peuvent rendre Kré inférieur lors de la mesure des niveaux d’ARN du SARS-CoV-2 dans les eaux usées qui coulent.
Série chronologique (de haut en bas) des cibles du SRAS-CoV-2 N1 ou N mesurées dans les solides (cp/g poids sec), concentration mesurée dans l’influent (cp/mL) et taux d’incidence du SRAS-CoV-2 confirmé en laboratoire pour chacun des cinq POTW sur leur durée respective de prélèvement d’échantillons. N a été mesuré pour les solides OS et N1 pour tous les autres ensembles de données. Chaque point de données sur les eaux usées représente la concentration d’ARN du SRAS-CoV-2 pour un seul échantillon, telle que rapportée par le laboratoire respectif. La réplication a été effectuée différemment pour chaque laboratoire (voir SI). Les échantillons au-dessus de la limite de mesure inférieure sont représentés par des cercles pleins. Les échantillons qui ont entraîné une ND, représentés par des cercles vides, ont été remplacés par une valeur moitié de la limite de mesure inférieure de l’échantillon. Les lignes pour les solides et les affluents sont un lissage de nuage de points pondéré localement (lowess) avec une valeur de qui minimise le résidu pour chaque ensemble de données . Les lignes cliniques sont des moyennes lissées centrées sur 7 jours
Sensibilité de détection de l’ARN du SARS-CoV-2 dans les eaux usées
Les chercheurs ont ensuite examiné la sensibilité de chaque approche pour détecter le SRAS-CoV-2 lorsque les cas de COVID-19 étaient faibles dans la région. Le faible taux d’incidence du COVID-19 aurait dû donner des niveaux non détectables d’ARN viral.
Les résultats ont montré que les méthodes solides et liquides étaient sensibles pour détecter l’ARN viral dans toutes les eaux usées publiques.
Leur taux de détection de l’ARN du SRAS-CoV-2 est tombé entre ~ 1 et ~ 10/100 000 et était le plus sensible lorsqu’ils pouvaient détecter un taux d’incidence < 1/100 000.
Bien que les chercheurs notent qu’il n’est toujours pas clair à quel point les méthodes de détection des eaux usées doivent être sensibles pour fournir une réponse pandémique informative. Les résultats suggèrent que les deux méthodes pourraient identifier environ 1 à 100 cas de COVID-19.
Dans l’ensemble, les deux méthodes étaient représentatives et sensibles pour la détection de l’ARN du SRAS-CoV-2. La détection des solides peut également être utilisée avec des méthodes pré-analytiques et évolutives.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
