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# Sciences de la santé # Épidémiologie

Test de eaux usées : Une nouvelle approche pour surveiller les virus

La surveillance des eaux usées révèle des infos super importantes sur les tendances des virus respiratoires.

Melissa Pitton, Rachel E. McLeod, Lea Caduff, Ayazhan Dauletova, Jolinda de Korne-Elenbaas, Charles Gan, Camille Hablützel, Aurélie Holschneider, Seju Kang, Guy Loustalot, Patrick Schmidhalter, Linda Schneider, Anna Wettlauffer, Daniela Yordanova, Timothy R. Julian, Christoph Ort

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Les infections respiratoires, c'est vraiment un gros sujet partout dans le monde, surtout pour les gosses et les personnes âgées. Ces infections peuvent venir de différents virus comme la grippe A et B, le virus respiratoire syncytial (VRS), et le SARS-CoV-2, qui cause le COVID-19. En général, ces virus aiment pointer le bout de leur nez à certaines saisons, mais parfois la grippe aime s'incruster toute l'année dans certains coins. Comprendre comment ces virus se propagent est hyper important, mais obtenir des données précises peut être galère pour plein de raisons, comme les gens qui n'iraient pas chez le doc ou les hôpitaux qui changent leurs méthodes de rapport.

Qu'est-ce que la Surveillance basée sur les eaux usées ?

La surveillance basée sur les eaux usées (WBS), c'est comme avoir un agent secret qui aide à surveiller les virus dans la communauté. Au lieu de compter uniquement sur les gens qui vont chez le médecin, la WBS cherche du matériel génétique de ces virus dans les eaux usées. Ce truc a pris de l'ampleur, surtout pendant la pandémie de COVID-19, car ça donne une vue d'ensemble sur combien de personnes pourraient être infectées.

En analysant les eaux usées, les scientifiques peuvent avoir un aperçu des virus qui circulent dans toute une région. Un échantillon d'une station d'épuration peut révéler des tendances dans une communauté sans que les gens aient besoin de se pointer pour un test. Cette méthode soutient aussi les données cliniques traditionnelles, permettant aux autorités sanitaires de réagir plus rapidement et avec plus de précision.

Comment ça marche le test des eaux usées ?

La WBS consiste à collecter des échantillons d'eaux usées et à les tester avec des outils high-tech comme la PCR quantitative (qPCR) et la PCR numérique (dPCR). Ces méthodes aident les scientifiques à trouver et mesurer la quantité de matériel génétique viral spécifique dans l'eau. Le super pouvoir de cette technique, c'est qu'elle peut détecter plusieurs virus en même temps. Donc, pendant que tu tires la chasse pour éliminer la pizza de la veille, les scientifiques sont peut-être en train de compter combien de virus de la grippe se cachent dans les égouts de ta ville.

Un aperçu du nouveau test dPCR

En Suisse, les scientifiques ont développé un nouveau test dPCR qui peut détecter simultanément quatre virus respiratoires courants : la grippe A, la grippe B, le VRS et le SARS-CoV-2. Ils ont même ajouté un petit contrôle de qualité en incluant le virus de l'hépatite murine (MHV) comme marqueur pour s'assurer que tout fonctionne bien.

Pense à ce test comme au couteau suisse de la détection des virus. Au lieu d'utiliser plusieurs tests pour chaque virus, celui-ci peut en gérer plusieurs à la fois, ce qui fait gagner du temps et des ressources. Il utilise des marqueurs fluorescents spéciaux pour identifier différents virus, rendant la tâche plus simple pour les scientifiques.

Suivi à travers les stations d'épuration suisses

Le programme de surveillance des eaux usées en Suisse a commencé en juillet 2020 et a évolué pour inclure le test des quatre virus mentionnés. En collectant des échantillons de 14 stations d'épuration, le programme couvre une bonne partie de la population, garantissant une représentation fiable de l'état de santé de la région.

Durant la période d'étude de juillet 2023 à juillet 2024, les chercheurs ont effectué plus de 13 000 tests individuels, en analysant près de 3 600 échantillons différents. Grâce à ce travail, ils ont appris à repérer les problèmes liés aux virus respiratoires.

Défis du test des eaux usées

Les eaux usées, ce n'est pas que des arc-en-ciel et des papillons ; c'est un mélange plutôt sale de choses. Comme ce n'est pas pur, ça peut contenir des substances qui interfèrent avec les tests, appelées inhibiteurs de PCR. Les scientifiques ont dû développer des moyens de gérer ces inhibiteurs et de répéter les tests quand c'était nécessaire. Ils ont constaté que, même si la plupart des tests se sont bien déroulés, il y avait quand même quelques couacs dans le processus.

Par exemple, dans des endroits comme Bâle, ils ont rencontré plus de problèmes de qualité d'échantillons par rapport à des villes comme Soleure. C'est un peu comme essayer de préparer un café parfait dans un café avec une eau pas terrible ; ça ne donne pas le même résultat.

Qu'ont-ils trouvé ?

En termes de résultats, ils ont détecté la grippe A dans environ 27 % des échantillons, la grippe B dans 42 % et le VRS dans 38 %. En ce qui concerne le SARS-CoV-2, ils l'ont trouvé dans presque chaque échantillon testé. Ça montre que même si certains virus sont moins courants, le COVID-19 circulait bien pendant l'étude.

Fait intéressant, les tests ont aussi montré des variations dans les charges virales au fil du temps. L'équipe a noté des pics dans la quantité d'ARN viral dans les eaux usées, souvent en phase avec des épidémies connues dans la communauté. Ce genre de données aide non seulement à suivre les tendances actuelles, mais donne aussi des idées pour les actions de santé publique futures.

Les montagnes russes des tendances virales

Tout au long de la période de surveillance, il y a eu des tendances bien marquées. Par exemple, il y a eu une grosse vague de cas de SARS-CoV-2 d'octobre 2023 à février 2024, suivie d'une autre vague plus petite en avril 2024. D'autres virus comme le VRS et la grippe A ont aussi montré des schémas saisonniers, avec un pic de grippe A en début d'année.

Les chercheurs ont utilisé une technique astucieuse appelée médianes glissantes pour lisser les données et montrer des tendances plus claires au fil du temps. Cette méthode a aidé à visualiser quand certains virus atteignaient leur pic, un peu comme repérer une vague dans l'océan qui se prépare à déferler.

Comparaison des données des eaux usées avec les cas cliniques

Un des aspects les plus utiles de cette étude était de comparer les charges virales détectées dans les eaux usées avec les cas cliniques réels rapportés par les autorités sanitaires. Ils ont trouvé de fortes corrélations, surtout avec le SARS-CoV-2 et la grippe A. C'est un peu comme pouvoir prédire quand le camion de glace va arriver en fonction du moment où les gens commencent à se rassembler au coin de la rue – les eaux usées donnent des indices sur les tendances de santé dans la communauté.

Cependant, ils ont constaté que la corrélation pour la grippe B était plus faible, suggérant qu'elle ne causait peut-être pas autant d'infections notables. Cette différence a montré que surveiller les eaux usées ne donne pas seulement un aperçu de ce qui se passe ; ça aide aussi les chercheurs à comprendre l'impact de la maladie sur la communauté.

Délai entre les données des eaux usées et cliniques

Un autre point intéressant était d'explorer les délais entre les données. L'équipe a trouvé que, dans certains cas, les données des eaux usées pouvaient montrer des tendances avant que les données cliniques ne se mettent à jour. Ça veut dire que la surveillance des eaux usées pourrait servir de système d'alerte précoce pour d'éventuelles épidémies.

Cependant, les délais variaient selon le virus, certains n'ayant qu'un retard d'une semaine, tandis que d'autres prenaient plus de temps. C'est un peu comme essayer d'attraper un train : parfois tu arrives juste à temps, d'autres fois tu restes un petit moment sur le quai.

Limitations de la surveillance des eaux usées

Bien que le travail réalisé dans cette étude soit impressionnant, il est essentiel de noter qu'il y a des limites. D'une part, bien que le test des eaux usées aide à identifier des tendances, il peut avoir du mal avec des virus à faible prévalence, rendant plus difficile la détection des épidémies de ces derniers.

De plus, les données peuvent varier considérablement selon la localisation et d'autres facteurs, comme la configuration du système d'égouts et le comportement de la communauté. Un peu comme une ville où les habitants adorent faire la fête mais pourraient aussi ignorer les consignes sanitaires, l'efficacité de cette méthode peut dépendre de divers facteurs sociaux et environnementaux.

La surveillance des eaux usées comme outil précieux

Malgré les défis, les résultats montrent que la surveillance des eaux usées peut être un complément puissant aux données cliniques. Elle fournit des insights qui pourraient autrement passer inaperçus, surtout dans des endroits où les systèmes de santé traditionnels pourraient manquer de robustesse.

Dans les zones où les systèmes de surveillance ne sont pas aussi solides, la WBS pourrait jouer un rôle encore plus crucial en santé publique. Pense à ça comme un détective de la santé, recollant les morceaux pour s'assurer que les communautés restent en sécurité et en bonne santé.

Conclusion

En résumé, cette approche innovante de surveillance des virus respiratoires via les eaux usées a donné des résultats précieux pour la santé publique. Le développement d'un test dPCR à six composants permet une détection efficace de plusieurs virus en une seule fois. Grâce aux données collectées en Suisse, les chercheurs peuvent observer comment ces virus se comportent dans le temps et comment ils se corrèlent avec les cas cliniques rapportés.

Bien qu'il y ait des obstacles à surmonter, le potentiel des données des eaux usées pour informer la santé publique continue de briller. Alors que les scientifiques travaillent à affiner leurs méthodes et à améliorer les taux de détection, cette approche créative pourrait bien devenir un outil standard dans la surveillance de la santé à l'échelle mondiale.

Alors, la prochaine fois que tu tires la chasse, souviens-toi : cette eau ne fait pas que traîner les restes du déjeuner d'hier ; elle pourrait bien révéler aux autorités sanitaires quels virus se cachent dans ta communauté !

Source originale

Titre: A six-plex digital PCR assay for monitoring respiratory viruses in wastewater

Résumé: Wastewater-based surveillance systems can track trends in multiple pathogens simultaneously by leveraging efficient, streamlined laboratory processing. In Switzerland, wastewater surveillance is conducted for fourteen locations representing 2.3 million people, or 26% of the national population, with simultaneous surveillance of four respiratory pathogens. Trends in respiratory diseases are tracked using a novel, six-plex digital PCR assay targeting Influenza A, Influenza B, Respiratory Syncytial Virus, and SARS-CoV-2 N1 and N2 genes, as well as Murine Hepatitis Virus for recovery efficiency control. The multiplex assay was developed to ensure sensitivity and accurate quantification for all targets simultaneously. Wastewater data is also integrated with disease data obtained through both a mandatory disease reporting system and the Swiss Sentinel System (Sentinella), a voluntary reporting system for general practitioners. Comparisons between wastewater data and case data from July 2023 through July 2024 demonstrate a high level of agreement, specifically for Influenza A, SARS-CoV-2, and Respiratory Syncytial Virus. Lower correspondence is observed for Influenza B, which highlights challenges in tracking disease dynamics during seasons without pronounced outbreak periods. Wastewater monitoring further revealed that targeting the N1 or N2 gene led to divergent estimates of SARS-Cov-2 viral loads, highlighting the impact of mutations in the target region of the assay on tracking trends. The study emphasizes the importance of an integrated wastewater monitoring program as a complementary tool for public health surveillance by demonstrating clear concordance with clinical data for respiratory pathogens beyond SARS-CoV-2.

Auteurs: Melissa Pitton, Rachel E. McLeod, Lea Caduff, Ayazhan Dauletova, Jolinda de Korne-Elenbaas, Charles Gan, Camille Hablützel, Aurélie Holschneider, Seju Kang, Guy Loustalot, Patrick Schmidhalter, Linda Schneider, Anna Wettlauffer, Daniela Yordanova, Timothy R. Julian, Christoph Ort

Dernière mise à jour: 2024-12-10 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24317241

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.24317241.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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