Des chercheurs de l’Université du Minnesota testent les eaux usées des résidences pour le COVID-19 sur les campus des villes jumelles et de Duluth dans l’espoir de détecter rapidement les cas et de prévenir les épidémies parmi les étudiants.

L’U fait partie d’un nombre croissant de collèges à l’échelle nationale qui expérimentent les tests des eaux usées en tant qu’outil de santé publique qui pourrait aider à garder les campus ouverts pendant le semestre d’automne. L’Université de l’Arizona et l’Université d’État de l’Utah ont récemment mis en quarantaine et testé des centaines d’étudiants après que des échantillons d’eaux usées de dortoirs aient conduit à la découverte de cas de COVID-19 non détectés.

U commence à tester les eaux usées des dortoirs des Twin Cities, campus de Duluth

La technologie, comme indiqué dans un cas de dortoir sur le campus de l’Arizona en août, pourrait établir l’épidémiologie des eaux usées comme un indicateur avancé des flambées de maladies, même lorsque les personnes touchées sont asymptomatiques.

« Une grande priorité a été accordée à ce sujet », a déclaré Richard Melvin, professeur adjoint à la faculté de médecine de l’Université du Minnesota à Duluth, qui travaille avec le professeur adjoint Glenn Simmons Jr. pour diriger la recherche. « Nous sommes convaincus que nous allons avoir une bonne idée de ce qui se passe dans les dortoirs de cette façon. »

L’épidémiologie des eaux usées en est encore à ses débuts à l’U, puisqu’elle n’a commencé que la semaine dernière.

Dans une expérience distincte qui a débuté au printemps dernier, les chercheurs de U testent également l’eau dans des dizaines d’usines de traitement des eaux usées municipales de l’État et envoient les données au ministère de la Santé du Minnesota pour analyse.

« Nous sommes à un point dans cette pandémie où il n’y a rien qui va nous sauver, et je pense que nous devrions essayer diverses choses qui peuvent ajouter à toute notre compréhension collective », a déclaré Sara Vetter, intérimaire directeur adjoint de division du laboratoire de santé publique de l’État. « Cela m’intéresse suffisamment pour que je veuille voir où il va aboutir à ce stade. »

Dimanche, le département de la Santé a signalé un sommet en une journée de 1 318 nouveaux cas de COVID-19, portant le nombre total de cas confirmés en laboratoire de maladie respiratoire virale à 90 017. Au Minnesota, 1 965 personnes sont décédées des suites de la maladie, dont deux décès signalés dimanche. L’un de ces cas concernait une personne vivant dans un établissement de soins de longue durée ou de résidence-services.

À l’U, le tableau de bord COVID-19 en ligne de l’école montre que 19 des 210 étudiants ont été testés positifs à la clinique Twin Cities Boynton Health entre le 11 et le 17 septembre.

Plomberie pour virus

L’idée de tester les eaux usées pour le matériel génétique du virus qui cause le COVID-19 est basée sur le fait que les humains « répandent » le virus dans leurs selles, ainsi que dans les gouttelettes d’haleine et les sécrétions nasales. La même technologie qui permet de diagnostiquer le virus dans un écouvillon nasal peut être utilisée pour le détecter dans un échantillon d’eaux usées prélevé dans le tuyau de sortie d’un dortoir d’université.

La recherche montre que le virus peut rester dans les selles beaucoup plus longtemps que dans les échantillons des voies nasales.

Une étude portant sur 96 patients consécutifs au COVID-19 d’un hôpital de la province chinoise du Zhejiang de janvier à mars a révélé que le virus était détectable dans les matières fécales pendant une période médiane de 22 jours après son apparition, contre 18 jours pour les échantillons respiratoires, selon un rapport publié dans le BMJ.

Le virus était également détectable dans les selles, que le patient ait des symptômes légers ou sévères.

Un article d’avril dans Nature sur un programme hollandais pionnier de surveillance des eaux usées pour COVID-19 a déclaré que le virus peut apparaître dans les selles dans les trois jours suivant l’infection.

Mais le délai médian pour développer les symptômes du COVID-19 est de cinq jours après la transmission, et le délai médian pendant lequel les personnes doivent être hospitalisées est de sept jours à compter de l’apparition des symptômes, selon un article de février sur des patients chinois dans le JAMA.

Des chercheurs de l’Université de Yale ont surveillé les eaux usées de mars à mai à New Haven, Connecticut, et ont conclu dans une étude de pré-impression que l’augmentation des concentrations de traces génétiques du virus dans un égout de 200000 personnes a précédé une augmentation des admissions à l’hôpital local de trois jours, et une augmentation du nombre global de cas de COVID-19 de sept jours.

Les résultats peuvent varier dans d’autres communautés, ont noté les auteurs.

La teneur en eaux usées varie considérablement en raison des différences de régime alimentaire, de teneur en minéraux et de produits chimiques fournis par l’industrie. Et bien que les États, les villes et les universités surveillent les eaux usées pour le COVID, ils ne respectent pas les normes de l’industrie – car il n’y en a pas encore.

« C’est encore très en mode recherche », a déclaré John Albert, directeur de la recherche de la Water Research Foundation de Denver, qui a organisé un sommet sur la surveillance des eaux usées du COVID-19 en avril.

Pourtant, la surveillance des eaux usées a déjà été utilisée pour les programmes de santé publique.

En 2013, des scientifiques ont détecté une flambée « silencieuse » de poliovirus sauvage dans les eaux usées de Rahat et Beer Sheva dans le sud d’Israël. En janvier, Biobot Analytics, basé au Massachusetts, a publié un rapport montrant qu’un robot pouvait détecter les opioïdes dans les eaux usées pour aider à guider les programmes de traitement et de réduction des méfaits.

« Cette approche consistant à examiner les eaux usées à la recherche de signes de ce qui va arriver pourrait être utile au niveau municipal, au niveau de l’État, et très utile au niveau granulaire – hôtels, dortoirs, maisons de retraite. Vous pouvez même penser aux bateaux de croisière « , a déclaré Sameer Moorji, directeur des marchés appliqués chez Promega Corp., basé à Madison, qui vend des réactifs et des équipements pour la surveillance des eaux usées.

Tester à l’U

À l’U, les chercheurs recueillent et testent des échantillons d’eaux usées deux fois par semaine à partir de 13 sites sur le campus de Twin Cities et de six dortoirs Duluth tout au long du semestre d’automne.

Ils ont placé des machines d’échantillonnage automatisées aux points de vente des eaux usées des dortoirs pour recueillir des échantillons pendant 24 heures.

« Chaque fois que le débit augmente, la machine commence à échantillonner les eaux usées », a déclaré Melvin.

Les prélèvements sont effectués les mardis et jeudis et testés les mercredis et vendredis dans un laboratoire dédié sur le campus de Duluth.

Les chercheurs seront en mesure de suivre les changements de concentrations de matériel viral au fil du temps, des concentrations plus élevées indiquant potentiellement un nombre accru de cas dans le dortoir.

L’U considère actuellement le travail comme une « recherche universitaire », mais surveillera les premiers résultats pour une application potentielle, a déclaré Jill DeBoer, directrice du bureau d’intervention en cas d’urgence sanitaire de l’université.

Les tests des eaux usées pourraient donner à l’UA un regard plus large sur la transmission du COVID-19 sur le campus. L’école ne teste actuellement que les étudiants qui présentent des symptômes ou qui ont été exposés à une personne infectée, et elle ne demande pas aux étudiants de se déclarer eux-mêmes s’ils ont été testés positifs en dehors du campus.

La collecte de données sur les personnes qui n’ont pas ou ne peuvent pas passer un test COVID-19 est l’une des principales raisons pour lesquelles l’épidémiologie des eaux usées est poursuivie, sur le campus et dans la communauté en général.

« Nous avons toujours su qu’il y aurait un problème avec les tests individuels », a déclaré Simmons. « C’est vraiment un problème majeur qu’une très grande population de personnes n’a pas été testée, simplement parce qu’elles ont tant d’obstacles à se faire dépister. »

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