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20.08.2020

Virus du SARS-CoV-2 dans les eaux usées : COVID-19 Surveillance et évaluation des risques d'infection potentiels

Épidémiologie des eaux usées

Depuis le début de la pandémie, des groupes de recherche travaillent sur des méthodes permettant d'utiliser la détection des virus du SARS-CoV-2 dans les eaux usées pour surveiller le niveau d'infection de la population par le COVID-19. L'idée est simple : puisque les personnes infectées libèrent le virus du SARS-CoV-2 par leurs selles, les échantillons d'eaux usées pourraient fournir des informations sur les niveaux d'infection de tous les habitants connectés à une station d'épuration. ­Si elles sont suffisamment sensibles, ces analyses pourraient servir aux autorités de système d'alerte rapide pour détecter à un stade précoce un ­nombre localement croissant de cas dans le bassin versant d'­une station d'épuration.

Un consortium de chercheurs en hydrologie d'Aix-la-Chapelle, de virologues de Francfort, d'écotoxicologues et de chercheurs en évolution a pu montrer pour la première fois en Allemagne que le matériel génétique du SARS-CoV-2 peut être détecté dans les stations d'épuration des eaux usées à l'aide de méthodes moléculaires modernes. Les analyses ont révélé 3 à 20 copies de gènes par millilitre d'eaux usées brutes dans les neuf stations d'épuration des eaux usées échantillonnées lors de la première vague pandémique en avril 2020. C'est un niveau de concentration qui a également été mesuré dans des études aux Pays-Bas et aux États-Unis.

Les chercheurs ont été étonnés de constater que les anciens échantillons de réserve des années 2017 et 2018 avant le déclenchement de la pandémie ont également fourni des signaux. Après une validation approfondie de la méthode, il est apparu clairement que les amorces génétiques utilisées permettaient non seulement de détecter le SARS-CoV-2 , mais­ aussi de détecter par­ erreur d'­autres virus corona non pathogènes dans les eaux usées. La méthodologie désormais spécifiquement développée pour le SARS-CoV-2 dans les eaux usées a été­ confirmée ­par le séquençage des gènes.

La méthode peut maintenant être­ utilisée dans le cadre de l'épidémiologie basée sur les eaux usées :­ La charge virale mesurée d'une station d'épuration des eaux usées permet de tirer des conclusions sur le nombre de personnes infectées par le COIVD-19 dans le bassin versant. Dans la plus grande station d'épuration des eaux usées, avec une charge virale de 6 billions (6 x 1012) d'équivalents de gènes par jour, on a estimé à 1037 le nombre de cas aigus dans le bassin versant,­ tandis que ­dans les petites stations d'épuration des eaux usées, avec une charge virale inférieure de deux ordres de grandeur, on a estimé à­ 36 le nombre de cas.

La sensibilité est suffisante pour indiquer, en tant que système d'alerte précoce, si la valeur de mesure de 50 incidences pour 100 000 habitants est dépassée. Les espoirs précédents selon lesquels la précision serait suffisante pour déterminer le nombre de cas non déclarés de personnes infectées diagnostiquées hors laboratoire n­'ont pas été comblés jusqu'à présent. Cependant, les scientifiques pensent que d'autres améliorations méthodologiques sont possibles.

Les fragments de SARS-CoV-2 détectés dans les eaux usées se sont révélés non infectieux lors de tests cellulaires in vitro. ­Toutefois, en raison des charges élevées et de la faible capacité de rétention des stations d'épuration classiques, le comportement du SARS-CoV-2 dans le cycle de l'eau doit être étudié plus en détail. Les auteurs de l'étude s'efforcent de mettre leurs connaissances à disposition pour une application précoce de la méthodologie. À cette fin, une coopération étroite avec les ministères de la santé, les ministères de l'environnement, les opérateurs de stations d'épuration des eaux usées et les associations professionnelles est recherchée.

L'équipe de recherche a été fondée de sa propre initiative par l'institut de recherche à but non lucratif pour la gestion de l'eau et des déchets de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle. (FiW), l'Institut de génie sanitaire de l'­Université RWTH d'Aix-la-Chapelle (ISA), l'Institut de virologie médicale de l'Hôpital universitaire de­ Francfort (KGU) et le Département d'écologie évolutive et de toxicologie environnementale de l'Institut d'écologie, d'évolution et de diversité de l'Université Goethe de Francfort. L'équipe de recherche a été créée de sa propre initiative et soutenue par six offices des eaux de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, le Centre LOEWE de génomique translationnelle de la biodiversité (TBG) et l'Université de Saskatoon au Canada. 

Publication :

Sandra Westhaus, Frank-Andreas Weber, Sabrina Schiwy, Volker Linnemann, Markus Brinkmann, Marek Widera, Carola Greve, Axel Janke, Henner Hollert, Thomas Wintgens, Sandra Ciesek. Detection of SARS-CoV-2 in raw and treated wastewater in Germany – Suitability for COVID-19 surveillance and potential transmission risks. Science of The Total Environment, available online 18 August 2020, 141750,

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141750

CONTACTS DE PRESSE

Institut de recherche de la gestion des eaux
et des déchets de l’université RWTH d’Aix-la-Chapelle e. V. (FiW)

Dr. sc. Dipl.-Ing. Frank-Andreas Weber
+49 (0) 241 80 2 68 25 / E-Mail

L’université RWTH d'Aix-la-Chapelle
Institut pour la gestion des eaux urbaines (ISA)

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil.
Thomas Wintgens / E-Mail
apl. Prof. Dr. agr. Dipl. Chem.
Volker Linnemann / E-Mail

L’université Goethe de Francfort
Institut pour l'écologie, l'évolution et la diversité

Département de l'écologie évolutive et de la toxicologie environnementale
et le Centre LOEWE pour la génomique translationnelle de la biodiversité (TBG)
Prof. Dr. rer. nat. Henner Hollert / E-Mail

Hôpital universitaire de Francfort
Institut de virologie médicale

Prof. Dr. Sandra Ciesek / E-Mail

TÉLÉCHARGEMENT

Article disponible dans Science of the Total Environment

Communiqué de presse Détection des virus du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées

PDF (0,3 MB)