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Tirer parti de l’analyse des eaux usées pour la détection d’éclosions de COVID-19

Des scientifiques de l'Agence de la santé publique du Canada (ASPC) repoussent les frontières de la surveillance en santé publique en utilisant des techniques avancées pour détecter la COVID‑19 dans les collectivités partout au Canada par l'analyse des eaux usées.

Dans les premiers jours de la pandémie, Mike Mulvey du Laboratoire national de microbiologie (LNM) et James Brooks du Centre de la lutte contre les maladies transmissibles et les infections ont mis au point des méthodes de surveillance des eaux usées afin de produire un indicateur d'alerte précoce pour la détection de la COVID‑19.

Chand Mangat et Chrystal Landgraff, des scientifiques du LNM, ont rapidement détourné leur attention de leurs travaux de recherche courants pour se concentrer sur la façon dont la surveillance des eaux usées pourrait être appliquée pour détecter le virus qui cause la COVID‑19 et aider à protéger la santé des Canadiens.

Eaux usées - une fenêtre sur la collectivité

Selon M. Mangat, les eaux usées ouvrent une fenêtre sur la collectivité, car elles donnent aux responsables de la santé publique un aperçu des types de maladies infectieuses qui circulent localement. La surveillance des eaux usées est également efficace parce qu'elle fournit les mêmes renseignements que la collecte et l'analyse d'échantillons individuels.

« Les échantillons d'eaux usées sont beaucoup plus informatifs qu'on ne l'aurait cru au début », affirme Mme Landgraff. « L'un des principaux avantages de l'analyse des eaux usées pour la COVID‑19 est qu'elle peut servir de système d'alerte précoce. »

Les personnes infectées par le virus peuvent commencer à présenter des symptômes jusqu'à 14 jours après l'exposition, ou elles peuvent être asymptomatiques ou légèrement symptomatiques. De nombreuses personnes infectées ne vont donc pas nécessairement se faire tester et ne savent pas qu'elles peuvent transmettre le virus à d'autres. Quoi qu'il en soit, elles excrètent quand même le virus dans leur urine et leurs selles. L'analyse des eaux usées permet de déceler des cas positifs au moins une semaine avant que les personnes présentent des symptômes et permet aussi d'encourager l'augmentation des tests et des interventions en santé publique pour arrêter la propagation.

Devenir des experts en temps réel

Pour les scientifiques de l'ASPC, il y a eu une vague d'activités en 2020-2021 visant à établir des tests de laboratoire complexes sur les eaux usées et un programme national de surveillance. Ils analysent les eaux usées de deux manières différentes : le test de laboratoire classique permettant de détecter les infections actives, que l'on appelle test de réaction en chaîne de la polymérase (PCR), et la métagénomique, qui est une forme avancée de séquençage génétique. Des collègues, Aamir Fazil et David Champredon, utilisent leurs données pour élaborer des modèles visant à prédire l'évolution des éclosions de COVID‑19.

M. Mangat et son équipe se concentrent sur les tests de PCR. Leur travail consiste à établir des réseaux de surveillance, à fournir du matériel de laboratoire et à offrir une expertise technique. L'équipe a même mis au point un guide d'échantillonnage illustré afin que les personnes sans connaissances spécialisées puissent recueillir, emballer et envoyer des échantillons. M. Mangat travaille en étroite collaboration avec d'autres organismes fédéraux, comme Statistique Canada, Environnement et Changement climatique Canada, Services aux Autochtones Canada et Service correctionnel Canada, ainsi qu'avec plusieurs partenaires provinciaux et universitaires pour combiner les ressources et l'expertise.

« Nous sommes devenus des experts de l'analyse des eaux usées petit à petit », affirme M. Mangat. « Nous progressons à un rythme effréné et plusieurs travaux de recherche scientifique fascinants sont en cours. Nous avons beaucoup appris sur l'adaptation de nos tests de laboratoire à ce processus spécialisé. »

Mme Landgraff se concentre sur la métagénomique, une forme avancée de séquençage génétique. La métagénomique diffère du séquençage génomique classique en ce sens qu'elle permet d'extraire toute l'information génétique et ainsi de détecter toutes les maladies infectieuses possibles - comme une soupe où les scientifiques sont capables de déterminer tous les ingrédients, y compris les épices. Le séquençage génomique classique est axé sur la détection d'un virus ou d'une bactérie en particulier, c'est-à-dire un seul ingrédient précis.

« Bien que certains tests de PCR puissent détecter la présence d'un variant, le séquençage métagénomique peut aider les collectivités à déterminer lequel des variants préoccupants est présent et dans quelle mesure. C'est là que la véritable force du séquençage entre en jeu, car nous obtenons le génome entier », affirme Mme Landgraff.

Miser sur la détection précoce

Le programme de surveillance des eaux usées a pris beaucoup d'ampleur et a été utilisé avec succès pour freiner les éclosions et détecter les variants préoccupants. Les scientifiques continuent d'élargir le réseau et leurs activités d'analyse; ils reçoivent des échantillons de divers endroits au Canada.

M. Mangat décrit un exemple de l'efficacité de l'analyse des eaux usées comme intervention précoce dans les Territoires du Nord-Ouest. La première indication de son efficacité a été constatée lorsqu'une personne a été mise en quarantaine à Yellowknife et qu'on a détecté la COVID‑19 dans les eaux usées de la ville. Dans le cadre d'une surveillance continue, on a recueilli plus d'échantillons positifs, ce qui laissait croire qu'il y avait d'autres cas dans la collectivité. La santé publique a diffusé un communiqué demandant aux membres de la collectivité mis en quarantaine de se soumettre à un test de dépistage, ce qui a permis de détecter d'autres cas et ainsi de prévenir une éclosion potentielle.

Suivi et prévention de futures éclosions

La surveillance des eaux usées a des applications qui vont bien au-delà du dépistage de la COVID‑19. Ce n'est que le début d'un système de surveillance qui peut être utilisé pour protéger la santé des Canadiens contre diverses maladies infectieuses. Cette méthode peut être utilisée pour détecter des « superbactéries » résistantes aux antimicrobiens et des microorganismes d'origine alimentaire, comme E. coli ou Listeria.

L'application la plus avantageuse de la surveillance des eaux usées concerne les petites collectivités, car plus la population est petite, plus cette méthode peut être utilisée pour guider les mesures de santé publique. Cette méthode présente un avantage évident pour la santé publique lorsqu'on l'utilise dans les collectivités nordiques, éloignées et isolées.

Le Canada est un pays vaste sur le plan géographique, et les eaux usées fournissent des renseignements sur les collectivités qui nous permettent de mieux comprendre et d'utiliser les ressources efficacement pour protéger la santé des résidents.


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