Découvrir comment le virus de la grippe aviaire se dégrade dans l'air autour du bétail et comment les solutions techniques peuvent effectuer cette dégradation rapidement et efficacement sont les principaux objectifs d'un nouveau projet dirigé par l'ingénierie de l'Université du Michigan et financé par le ministère américain de l'Agriculture. Ce travail pourrait aider à prévenir ou à atténuer de futures épidémies.
La détection de l'infection par la grippe aviaire au sein des troupeaux conduit à l'abattage massif d'animaux, ce qui perturbe les chaînes d'approvisionnement alimentaire. L’épidémie actuelle d’IAHP H5N1 qui a débuté en 2022 aux États-Unis a entraîné la perte de 175 millions d’oiseaux et, fin 2024, a coûté à l’industrie environ 1,4 milliard de dollars.
La subvention de 2 millions de dollars du Service d'inspection zoosanitaire et phytosanitaire de l'USDA vise à répondre à deux questions fondamentales sur la grippe aviaire :
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À quelle vitesse le virus responsable de la grippe aviaire perd-il son pouvoir infectieux dans l’air, en particulier dans l’air présent dans les environnements fermés du bétail ?
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Quelles technologies peuvent réduire efficacement le pouvoir infectieux de la grippe aviaire dans ces environnements ?
Herek Clack, professeur agrégé de génie civil et environnemental à l'UM, dirigera le projet et mènera des tests sur la façon dont les plasmas non thermiques peuvent rendre les aérosols contenant le virus responsable de la grippe aviaire incapables d'infecter les humains et le bétail. L'approche de son équipe expose essentiellement l'air à de puissants champs électriques, créant temporairement des charges électriques gratuites qui endommagent les virus et les rendent inoffensifs.
L'USDA et l'industrie agricole veulent des lignes directrices basées sur la science sur la façon d'opérer sous la menace de la grippe aviaire. Nous recherchons une meilleure compréhension de la façon dont le virus aéroporté se comporte dans les exploitations d'élevage fermées et quelles technologies peuvent le mieux protéger les animaux et les travailleurs.
Herek Clack, professeur agrégé de génie civil et environnemental à l'UM
Auparavant, Clack et son équipe avaient développé un réacteur à plasma capable de réduire de 99,9 % le nombre de virus infectieux dans l'air. S'appuyant sur ces travaux, ils testeront comment le plasma non thermique inactive les virus dans l'air contenant des traces de polluants, tels que l'ammoniac, courants autour du bétail.
Clack et son équipe ont déjà montré que de tels polluants atmosphériques peuvent, à de très faibles concentrations, inhiber l'efficacité des plasmas non thermiques pour inactiver les aérosols viraux. Dans le cadre de cette nouvelle subvention, ils élargiront la gamme de polluants atmosphériques testés et exploreront les améliorations du plasma non thermique qui pourraient contrecarrer les effets de ces polluants. Il est particulièrement intéressant de voir comment les polluants atmosphériques et le traitement au plasma influencent séparément le pH de l'air, une mesure chimique liée à l'acidité.
« Une question clé que nous examinons est la suivante : 'Que se passera-t-il avec les niveaux de pH ? Quel impact ont-ils sur le pouvoir infectieux des virus ?' », a déclaré Clack. « Les polluants atmosphériques ont tendance à augmenter le pH de l'air, mais le plasma non thermique le réduit. »
Si une partie de l'efficacité du plasma dépend de l'abaissement du pH de l'air, il peut ne pas être aussi efficace si le pH de l'air commence à augmenter.
Allen Haddrell, chercheur à l'Université de Bristol au Royaume-Uni, emploiera une technologie relativement nouvelle de sa propre conception pour répondre à la question de savoir combien de temps le virus responsable de la grippe aviaire conserve son pouvoir infectieux dans l'air. La méthode traditionnelle pour mesurer la rapidité avec laquelle les virus aéroportés se désintègrent consiste à remplir un tambour cylindrique avec de l'air chargé de virus, puis à faire tourner lentement le tambour pour maintenir les particules virales dans l'air. Mais la configuration de cette méthode est lente.
« Ce qu'ils manquent avec cette approche, ce sont à peu près les 20 premières minutes de la décroissance du pouvoir infectieux », a déclaré Haddrell. « Par conséquent, ils peuvent obtenir des résultats très différents. Différents groupes de recherche peuvent examiner le même virus et parvenir à des conclusions différentes. »
Haddrell utilisera une technique développée au Bristol Aerosol Research Centre.
« Nous faisons léviter des gouttelettes contenant des virus dans un champ électrodynamique », a-t-il déclaré. « Nous exposons la population de virus contenant des aérosols à différentes conditions environnementales, où nous modifions des éléments comme l'humidité relative ou la composition des gaz.
« Après une période définie, nous déposons l'aérosol et mesurons dans quelle mesure l'infectiosité virale a changé. Nous utilisons cette approche pour mesurer comment différents environnements affectent la désintégration virale aéroportée. Et nous utilisons ces informations pour comprendre les facteurs fondamentaux de la désintégration. »
Une meilleure compréhension de la dynamique de décomposition associée au virus responsable de la grippe aviaire et un moyen éprouvé d'inactiver le virus dans l'air de ventilation donneraient à l'industrie agricole les outils nécessaires pour mieux faire face à la prochaine apparition du virus. Mais cela posera également les bases d’une réponse industrielle à la prochaine pandémie humaine.
« Pendant le COVID, les travailleurs de ces opérations d'élevage ou de transformation enfermées étaient 50 à 70 fois plus à risque de contracter le virus, selon un rapport du GAO de 2023 », a déclaré Clack. « Cela nous a dit que ces conditions de travail étroites constituaient une source de risque plus élevé. »
Comprendre le taux de décomposition des virus aéroportés comme ceux qui causent la grippe aviaire nous aidera à concevoir une protection plus efficace pour les travailleurs et les animaux contre les futures maladies respiratoires infectieuses.
