Les robots d’échantillonnage des eaux usées accélèrent la détection du SARS-CoV-2 -Ecologie, science


UNEs en plus d’excréter le virus SRAS-CoV-2 par les sécrétions du nez et de la gorge, les personnes infectées peuvent, même lorsqu’elles sont asymptomatiques, excréter le virus dans leurs selles. Pour cette raison, l’échantillonnage des eaux usées fait l’objet d’une enquête depuis le début de la pandémie afin de surveiller les niveaux du nouveau coronavirus dans des populations entières.

Accumuler des preuves suggère que ces analyses peut détecter des pics de nombre de cas plus tôt que les tests de diagnostic, et peut donc conduire à une mise en œuvre plus rapide des mesures de santé publique. Cependant, les méthodes de détection du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées sont lentes et laborieuses, explique le microbiologiste Smruthi Karthikeyan, post-doctorant au laboratoire du microbiologiste et ingénieur en informatique Rob Knight à l’Université de Californie à San Diego. Karthikeyan avait effectué de telles analyses à petite échelle, en utilisant la filtration traditionnelle pour concentrer l’ARN viral à partir d’échantillons d’eaux usées. Mais lorsque son université a annoncé, au début de la pandémie, qu’elle souhaitait lancer une telle surveillance à l’échelle du campus, elle a réalisé qu’il ne serait pas possible d’augmenter la production sans employer beaucoup plus de personnes. Au lieu de cela, son équipe a développé une alternative automatisée plus rapide et moins chère.

Aux échantillons d’eaux usées brutes, l’équipe ajoute des particules magnétiques conçues pour se lier au SRAS-CoV-2 et à d’autres virus. Ensuite, un robot de manipulation de liquide équipé d’une tête magnétique concentre et extrait l’ARN viral. Ces échantillons d’ARN sont ensuite transférés vers un autre robot qui mélange des aliquotes de l’ARN avec des réactifs PCR et des amorces pour des variantes connues de SARS-CoV-2 avant que les mélanges ne subissent des cycles d’amplification pour permettre la détection du virus. Bien que les billes magnétiques et les robots n’aient pas été développés par l’équipe, leur utilisation dans le processus nouvellement conçu et optimisé a permis aux chercheurs d’accélérer considérablement le débit.

UN VIRUS CRAPPY: Les eaux usées brutes collectées à la sortie des bâtiments, ou le flux affluent des stations d’épuration, sont distribuées dans des plaques multipuits contenant des particules virales magnétiques Nanotrap ® (Ceres Nano) et chargées dans le robot de manipulation de liquides KingFisher Flex (Thermo Scientific) , dans lequel l’ARN viral est concentré et extrait. Des aliquotes de l’ARN sont ensuite mélangées avec des réactifs de PCR et des amorces spécifiques au SARS-CoV-2 par le robot de manipulation de liquides epMotion 5075 (Eppendorf) avant amplification. LA TOILE

«Avec leur processus, ils peuvent faire cent [samples] en une journée et sans beaucoup d’efforts humains », explique la microbiologiste Katrine Whiteson de l’Université de Californie à Irvine, qui teste les eaux usées pour le SRAS-CoV-2 mais n’a pas été impliquée dans le développement de la technique. Avant cela, le nombre d’échantillons qu’il était possible de traiter par filtration – une méthode qu’elle utilise également – était «de dix par jour», dit-elle, donc ce système automatisé est une «énorme contribution» au domaine.

L’équipe de Knight a utilisé les robots pour surveiller l’écoulement des eaux usées de plusieurs bâtiments résidentiels du campus de l’Université de Californie à San Diego et a constaté qu’il était suffisamment sensible pour détecter un seul individu asymptomatique dans un bâtiment de plus de 400 occupants (confirmé par des tests de diagnostic). Les chercheurs ont également analysé des échantillons prélevés chaque jour pendant trois mois dans le ruisseau influent de la station d’épuration municipale de San Diego, qui dessert 2,3 millions d’habitants de la ville. À partir de cette analyse, ils ont pu montrer que le niveau de virus détecté pouvait prédire des augmentations et des diminutions du nombre de cas diagnostiqués dans la ville une semaine à l’avance.

Voir «Les pays commencent un dépistage à grande échelle du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées»

Avec la puissance prédictive de la méthode, son débit élevé et son faible coût, « ce serait merveilleux si cela [wastewater sampling] faisait partie intégrante de notre surveillance de la santé publique », déclare Whiteson.

S. Karthikeyan et al., «La détection à haut débit des eaux usées du SRAS-CoV-2 permet de prévoir la dynamique des infections communautaires dans le comté de San Diego», mSystèmes, 6: e00045-21, 2021

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