Il y a un an, le test des eaux usées pour COVID-19 était une nouvelle science marginale avec un facteur de grossissement accrocheur. Les mots «merde» et «coronavirus» faisaient la une des journaux à travers le pays.
Alors, que s'est-il passé entre-temps à tout cet échantillonnage de déchets humains et à son potentiel à prédire où le COVID-19 se propage?
La réponse courte est que cela continue; cela s'est avéré utile; et il passe maintenant par un surnom plus savoureux. Comme un Bobby grandissant pour devenir un M. Roberts plus digne, les «tests de caca» sont devenus une niche scientifique connue sous le nom de «surveillance des eaux usées» ou «d'épidémiologie des eaux usées».
Plus de 65% de la population du Colorado est maintenant sous surveillance des eaux usées. Vingt-deux municipalités, comtés et entités de traitement des eaux usées de Front Range sont suivis dans le cadre d'un programme de subventions avec le Département de la santé publique et de l'environnement du Colorado, la Metropolitan State University, la Colorado State University et la société privée GT Molecular. Ces tests sont effectués en coordination avec les Centers for Disease Control and Prevention.
Vingt autres entités du Colorado ont participé à des tests via Biobot Analytics, une société basée à Somerville, dans le Massachusetts. Un certain nombre d'universités du Colorado effectuent leurs propres tests dans des laboratoires sur le campus.
Tous ces tests des déchets de conglomérat qui sont jetés dans les toilettes, broyés dans les poubelles et vidés des baignoires se sont révélés être un indicateur fiable de la quantité de COVID-19 qui tourbillonne dans certains endroits géographiques. Il peut également s'agir d'un système d'alerte précoce car le virus apparaît jusqu'à trois jours avant l'apparition des symptômes ou avant que les tests sur les individus ne montrent une infection.
Avec tous ces points positifs, les tests des eaux usées ne sont pas considérés comme le test ultime pour détecter un méchant propagateur de maladies dans le monde comme le COVID-19. Au lieu de cela, il est considéré comme un gadget incontournable dans la boîte à outils des méthodes de suivi COVID-19.
«Nous pensons que la surveillance des eaux usées peut être un outil utile pour analyser diverses tendances de la maladie», a écrit Erin Garcia, porte-parole du département de la santé de l’État, dans une réponse par courrier électronique aux questions sur l’expérience de l’État en matière de tests des eaux usées pour COVID-19.
Le CDC a estimé que l'analyse des eaux usées était à la fois «un complément à d'autres systèmes de surveillance» et «un indicateur avancé des changements dans le fardeau du COVID-19 dans les communautés». L'agence travaille actuellement en partenariat avec davantage d'États, de tribus et de territoires américains pour une surveillance plus étendue des eaux usées. Le CDC a mis en place un système national de données pour la surveillance des eaux usées.
«Les données sur les eaux usées peuvent aider les responsables de la santé publique à comprendre les véritables augmentations et diminutions des cas», a écrit Jade Fulce, spécialiste des affaires publiques au CDC, en réponse à des questions. «Plusieurs communautés ont mis en place une surveillance des eaux usées dans les zones où les tests cliniques étaient limités et ont utilisé ces données pour prendre des décisions concernant les sites mobiles de dépistage et de vaccination. Les agences de santé publique ont également utilisé les données sur les eaux usées pour prévoir les changements dans le nombre de cas et l'utilisation des hospitalisations, ce qui donne plus de temps pour se préparer à l'augmentation des cas.
Les laboratoires regorgent d'informations
Tester ce qui se passe dans les toilettes fonctionne comme un suivi des maladies, car les virus, y compris le virus SRAS-CoV-2 qui déclenche la maladie COVID-19, transportent du matériel génétique dans chaque particule virale.
Lorsqu'un échantillon d'eaux usées est immergé dans un système d'égouts, filtré et soumis à des tests de réaction en chaîne par polymérase sensibles par des microbiologistes et des chercheurs en ingénierie, le matériel génétique ARN du virus SARS-CoV-2 se révèle. La concentration de ce matériel génétique dans un litre d'eaux usées est ensuite calibrée avec les nombres de population. Ce calcul indique quand les niveaux du virus qui cause le COVID-19 augmentent ou diminuent dans une zone géographique donnée qui alimente un système d'égouts particulier.
Un système d'égouts qui produit un niveau COVID-19 peut être aussi grand qu'une communauté entière ou aussi identifié comme un dortoir universitaire particulier.
Même si ce suivi fécal n'est pas une nouvelle science, le CDC l'appelle «un domaine scientifique en développement». Les analyses des eaux usées ont été utilisées ces dernières années pour mettre en évidence des flambées de norovirus, d'hépatite C, de poliomyélite et d'autres pathogènes pathogènes dans le monde. Il a également été utilisé en Australie et dans les États du sud des États-Unis pour mesurer les niveaux de consommation de drogues illicites, le plus souvent axés sur les opioïdes.
Avec tout le battage médiatique sur son utilité, certains inconvénients de ce type de test demeurent. Environ 20% des ménages du pays ne sont pas connectés aux réseaux d’égouts communaux. Et les systèmes d'égouts peuvent donner des résultats biaisés en raison des mouvements humains liés aux trajets quotidiens ou aux déplacements. Dans les régions montagneuses, le ruissellement peut modifier la composition des eaux usées.
Le comté de Gunnison est un bon exemple d'endroit où l'épidémiologie des eaux usées n'est pas utile. Le comté a été l'un des premiers endroits de l'État à échantillonner ses eaux usées pour le COVID-19 il y a plus d'un an et a découvert que le mouvement des vacanciers et le ruissellement printanier des montagnes vers les étangs d'égouts faisaient des tests de caca une mesure inutile. pour cette zone. Le comté de Gunnison ne fait plus de tests sur les eaux usées.
Les autorités du Colorado avaient initialement prévu de tester les eaux usées pendant un an pour voir si cela pourrait être utile pour suivre le coronavirus. Avec ce projet de 520 000 $ se terminant en juillet, et les tests s'avérant viables, l'État reconduit pour encore deux ans. Le CDC finance cette phase suivante.
L'État espère étendre les tests à certains systèmes d'égouts de Western Slope dans la phase à venir, a écrit Garcia.
Actuellement, l'Université Colorado Mesa est l'un des rares endroits - sinon le seul - sur le versant occidental à faire des tests COVID-19. L'université a récemment attiré l'attention nationale pour avoir utilisé ces tests avec un certain nombre d'autres systèmes de suivi pour détecter les points chauds des dortoirs pour le coronavirus avant qu'ils ne se transforment en épidémies généralisées.
L'université a mis en place son propre système de test interne pour traiter les échantillons d'eaux usées provenant de dortoirs spécifiques six jours par semaine. Cela est accompli avec une équipe d'étudiants en génie à la robe blanche qui parcourent le campus à vélo en transportant une petite remorque. Les échantillons sont envoyés à un laboratoire sur le campus géré par un récent étudiant diplômé et supervisé par un groupe de professeurs. Le système interne permet au campus d'obtenir des résultats en 24 heures et de modifier les rassemblements du campus, tels que la pratique sportive et la compétition, en fonction de ces résultats.
«Plus tôt nous saurons où se trouvent les personnes susceptibles d'être infectées, plus tôt nous pourrons intervenir d'une manière qui pourrait limiter la propagation», a déclaré le professeur de biologie de la CMU, Kyle McQuade.
«Les égouts intelligents» peuvent être dans notre avenir
À CSU, les étudiants diplômés prélèvent des échantillons de regards sur le campus toutes les 15 minutes. Ces échantillons sont ensuite combinés en un échantillon composite pour tester les bits génétiques COVID-19. Deux résidences universitaires ont été mises en quarantaine après que les tests ont montré des niveaux élevés de virus dans les eaux usées de ces bâtiments.
Biobot Analytics, qui travaille avec 400 entités sur l'analyse des eaux usées dans tout le pays, prédit que l'analyse des eaux usées pour diverses maladies et médicaments deviendra une partie de routine des installations de traitement des eaux usées au-delà de la pandémie COVID-19. Newsha Ghaeli, présidente et co-fondatrice de Biobot, a déclaré qu'elle envisageait le traitement des eaux usées connu sous le nom d '«égouts intelligents» à l'avenir.
«Nous voulons transformer l'épidémiologie des eaux usées en éléments permanents des systèmes de traitement des eaux usées», a déclaré Ghaeli.
Ghaeli, un architecte qui s'est associé à un ami épidémiologiste pour créer Biobot en 2017, a déclaré qu'ils n'avaient pas de pandémie en tête lorsqu'ils ont commencé à tester les eaux usées. La seule épidémie ciblée à l'époque était le fléau des opioïdes qui se propageait dans les États du Sud. Les niveaux d'opioïdes trouvés dans les égouts reflétaient l'utilisation d'opioïdes reflétée dans des mesures plus conventionnelles comme les surdoses et les arrestations.
«L'épidémiologie des eaux usées était une science marginale avant la pandémie (COVID-19)», a déclaré Ghaeli.
L'épidémiologie des eaux usées était également une science coûteuse au début.
Biobot facturait un montant prohibitif de 1 200 $ par échantillon au début de la pandémie. Ces frais sont désormais aussi bas que 350 $ par échantillon. Pour les entités qui ont acheté leur propre équipement, l'échantillonnage peut être beaucoup moins cher, et le CDC a signalé qu'il contribuera à financer l'analyse des eaux usées.
La chercheuse de la CSU Carol Wilusz, qui aide à diriger le projet de cette université, a déclaré dans une publication interne de la CSU que les tests peuvent être effectués pour quelques centimes par personne lorsqu'une population entière est prise en compte.
Ghaeli a déclaré qu'elle pensait que l'épidémiologie des eaux usées deviendrait encore plus utile après la pandémie pour détecter les maladies affectant la population comme les épidémies de grippe. En attendant, il est en cours de modification afin de pouvoir séparer les nombreuses variantes du COVID-19. Ghaeli a déclaré qu'ils l'utilisaient déjà pour trouver la variante britannique B.1.1.7.
Le Sabeti Lab de l'Université de Harvard, qui a travaillé avec Colorado Mesa sur la mise en place de son système de suivi, a identifié une nouvelle souche possible de COVID-19 dans les eaux usées de la CMU. Pour l'instant, le laboratoire l'appelle «paon» et le surveille pour déterminer s'il s'agit bien d'une nouvelle mutation du virus.
On s'attend à ce que ce type de recherche détaillée des virus devienne une partie plus importante des tests fécaux de plus en plus sophistiqués.
Le CDC s'apprête à publier un rapport qui exposera ses futurs plans de surveillance des eaux usées. Ce rapport abordera des questions potentiellement épineuses telles que l'éthique de la collecte des eaux usées humaines à des fins de test et la réticence de certaines agences de santé publique à accepter son utilité.
Une fois ces obstacles surmontés, le CDC prédit que «la pandémie du COVID-19 pourrait être l'événement déclencheur qui transforme cet outil de santé publique émergent en un système de surveillance durable à l'échelle nationale.»
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