Une nouvelle étude menée aux États-Unis (É.-U.) examine la persistance (durée de vie) de l’acide ribonucléique (ARN) viral dans différentes conditions ambiantes au sein de l’infrastructure des eaux usées afin de comprendre son impact sur les mesures d’ARN et l’épidémiologie des eaux usées associée.
Les résultats ont montré une dégradation limitée de l’ARN endogène du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) et du virus de la marbrure douce du poivre (PMMoV) dans les eaux usées et les solides décantés primaires aux différentes températures testées pendant 10 jours.
Bien que l’ARN du SARS-CoV-2 et du PMMoV se révèle persistant dans les solides, la présente étude a montré que l’ARN du SARS-CoV-2 se dégradait plus lentement dans les solides décantés primaires que la décroissance précédemment signalée dans les affluents des eaux usées. Le document est actuellement disponible sur le medRxiv* serveur de préimpression pendant qu’il subit une évaluation par les pairs.
Étude : persistance de l’ARN endogène du virus de la marbrure douce du SRAS-CoV-2 et du poivre dans les solides déposés dans les eaux usées. Crédit d’image: NIAID
introduction
Les preuves suggèrent une corrélation significative entre l’ARN du SRAS-CoV-2 isolé à partir d’échantillons primaires de solides décantés provenant d’usines de traitement des eaux usées et les cas de COVID-19 confirmés en laboratoire. Pour cette raison, les solides sont explorés pour l’épidémiologie basée sur les eaux usées.
Les données de l’épidémiologie basée sur les eaux usées peuvent refléter l’incidence réelle des cas de COVID-19 par rapport aux résultats de laboratoire en raison d’autres facteurs tels que le manque de disponibilité des tests, les infections asymptomatiques et la gravité. De nombreuses études ont conçu des modèles pour prédire les cas réels d’incidents de COVID-19 à partir des concentrations d’ARN du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées.
Cependant, cela est très difficile car cela dépend de nombreux paramètres qui incluent les charges fécales, les taux d’excrétion virale, le débit d’écoulement des eaux usées vers la station de traitement, la constante de taux de décomposition et le coefficient de partage de l’ARN du SRAS-CoV-2, le degré de sorption aux solides, et le temps de séjour moyen des eaux usées avant le prélèvement de l’échantillon. Alors que des recherches sont en cours pour améliorer les modèles, le taux de décroissance de l’ARN est la clé de la mise en œuvre de la méthode.
Dans ce contexte, un groupe de recherche des États-Unis, dirigé par le professeur Alexandria B. Boehm de l’Université de Stanford, visait à documenter la désintégration de l’ARN du SARS-CoV-2 dans les solides décantés primaires des eaux usées.
Les scientifiques ont également mesuré la désintégration de l’ARN PMMoV puisqu’il fait partie des programmes de surveillance des eaux usées pour normaliser les concentrations d’ARN du SRAS-CoV-2. Le PMMoV est un virus à ARN simple brin non enveloppé, très abondant dans les excréments humains et les eaux usées. Il est également remarquablement stable et ne présente aucune variation saisonnière.
Par conséquent, « étudier sa persistance par rapport aux cibles du SRAS-CoV-2 est important ». Les scientifiques ont ajouté qu’à ce jour, aucune étude n’a fait état de la persistance d’ARN PMMoV dans les eaux usées ou les solides décantés primaires.
Bien que des études antérieures aient étudié la persistance de l’ARN PMMoV endogène dans les zones humides artificielles et trouvé la décroissance limitée à trois températures (4 °C, 22 °C et 37 °C) pendant 21 jours, il s’avère être très persistant.
Principales conclusions
Dans la présente étude, les scientifiques ont mesuré la constante de taux de décroissance de premier ordre du SARS-CoV-2 (cibles N1 et N2) et de l’ARN PMMoV dans les solides décantés primaires. Ils ont collecté les échantillons primaires de solides décantés dans deux usines de traitement des eaux usées (1. Installation régionale d’épuration des eaux usées de San José-Santa Clara (POTW A) et Usine régionale de traitement des eaux usées de Sacramento (POTW B)) dans la région de la baie de San Francisco.
Courbes de décroissance de l’ARN du SRAS-CoV-2 (N1 et N2) et de l’ARN PMMoV au fil du temps (jours) dans des échantillons de solides décantés primaires stockés à 4, 22 et 37 ° C. Colonne de gauche : résultats de la Station d’épuration régionale des eaux usées de San José-Santa Clara (POTW A). Colonne de droite : résultats de l’usine régionale de traitement des eaux usées de Sacramento (POTW B). Les barres d’erreur représentent l’écart type entre les réplicats biologiques (n = 2).
Les échantillons collectés ont été transportés sur de la glace jusqu’au laboratoire, soigneusement mélangés et aliquotés en sous-échantillons. Ils ont été conservés à 4°C, 22°C et 37°C pendant 10 jours. Ensuite, à l’aide d’une RT-ddPCR (reverse transcriptase digital droplet Polymerase Chain Reaction), les scientifiques ont mesuré la concentration du SARS-CoV-2 (cibles N1 et N2) et de l’ARN PMMoV.
Ils ont observé une décroissance limitée (<1 x logdix réduction sur 10 jours) dans la détection des cibles d’ARN viral à toutes les conditions de température testées. Cela suggère que le SARS-CoV-2 et l’ARN PMMoV peuvent être très persistants dans les solides. De plus, les constantes de taux de décroissance de toutes les cibles d’ARN augmentaient avec la température.
Cette étude a rapporté les constantes de taux de décroissance de premier ordre qui allaient de 0,011 à 0,098 jour-1 pour l’ARN du SARS-CoV-2 et 0,010 – 0,091 jour-1 pour l’ARN PMMoV, en fonction des conditions de température. Le T90 (le temps nécessaire pour atteindre une réduction de 90 % de la concentration) les valeurs de l’ARN du SRAS-CoV-2 variaient de 24 à 214 jours.
Notamment, une décroissance plus lente a été observée pour l’ARN du SRAS-CoV-2 dans les solides décantés primaires par rapport à la décroissance précédemment signalée dans les affluents des eaux usées. L’étude a également observé des taux de décomposition différents dans les deux usines de traitement d’où les échantillons ont été prélevés. Cela peut s’expliquer par un pourcentage plus important de solides ou une concentration plus élevée de matières fécales ou d’ARN.
Cependant, les facteurs qui influencent la dégradation de l’ARN génomique dans ces environnements doivent être approfondis,
Conclusion
En conclusion, cette étude rapporte que le SARS-CoV-2 et l’ARN génomique PMMoV sont très stables dans les solides déposés dans les eaux usées pendant 10 jours à plusieurs températures pertinentes pour l’environnement. Ceux-ci peuvent être très persistants dans les solides décantés primaires pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois. Cette étude suggère une dégradation limitée des ARN viraux dans le réseau d’égouts.
De plus, il s’agit de la première étude qui estime le taux de décomposition de l’ARN PMMoV dans les solides décantés primaires provenant de sources d’eaux usées.
« Les valeurs k rapportées ici seront particulièrement utiles dans les modèles qui relient l’ARN du SRAS-CoV-2 dans les solides déposés aux taux d’incidence de COVID-19 dans les égouts, et aident à l’interprétation des concentrations d’ARN du SRAS-CoV-2 dans les solides déposés pour applications en épidémiologie basée sur les eaux usées », ont déclaré les scientifiques. Ils appellent à des recherches supplémentaires pour comprendre si la teneur en solides et les caractéristiques des eaux usées pourraient influencer la persistance des cibles d’ARN viral.
