Mobiles Personal für die Lokalisierung von Corona-Hotspots

Le laboratoire mobile est divisé en différentes pièces pour séparer la préparation des échantillons d'eaux usées, la purification des fragments viraux et l'analyse sensible des virus. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

Appareils de laboratoire pour la détection de fragments de SARS-CoV-2 à partir d'échantillons d'eaux usées concentrés. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

Préparation de l'échantillon d'eaux usées pour l'isolement des fragments de SARS-CoV-2. © Fraunhofer IPA, Photo : Rainer Bez

Avec un laboratoire mobile, les chercheurs du Fraunhofer IPA pourront désormais détecter rapidement et de manière fiable des fragments de coronavirus dans les eaux usées. Ceux-ci indiquent une augmentation du nombre d'infections et constituent ainsi un indicateur de points chauds de la pandémie. Le lancement est prévu pour septembre.

Le compte à rebours est lancé. Il reste encore la remorque portant l'inscription « Détection du coronavirus dans les eaux usées » sur le parking derrière le bâtiment de l'IPA. La biologiste Sibylle Thude s'occupe de la conception et de l'aménagement du laboratoire mobile, y compris la sécurisation électrique des appareils de laboratoire, l'évaluation des risques, la sécurité biologique, jusqu'à la mise en œuvre du processus analytique dans le laboratoire mobile : « Ce n'est pas si simple de coordonner logistiquement les opérations expérimentales et de faire tenir tous les appareils dont nous avons besoin dans un espace réduit, tout en les plaçant de manière à pouvoir travailler de manière analytique, sûre et efficace. De plus, tout doit être bien fixé pour que les appareils d'analyse très sensibles et coûteux ne subissent pas de dommages pendant le transport. »

Dans quelques semaines, Sibylle Thude partira en tournée avec le laboratoire mobile. Lors de la première sortie, des échantillons seront prélevés dans différentes stations d'épuration de la région de Stuttgart et analysés sur place. « Notre objectif est de détecter plus rapidement et précisément les points chauds de la COVID-19 avec le laboratoire mobile que ce qui était possible jusqu'à présent », explique Guido Kreck, chef de projet en technologie de purification à l'IPA. « Dans chaque station d'épuration, les eaux usées de quelque 10 000 habitants sont traitées. Si des personnes infectées s'y trouvent, nous pouvons détecter des fragments du virus dans les eaux usées, une semaine et demie avant que les personnes concernées ne présentent des symptômes ou ne soient testées. » L'idée de détecter les épidémies de COVID-19 grâce à l'analyse des eaux usées n'est pas nouvelle. Des analyses d'échantillons d'eaux usées de Milan et Turin, par exemple, suggèrent que le virus était déjà présent en Italie dès décembre 2019 – deux mois avant la première épidémie connue. Jusqu'à présent, ces analyses étaient toutefois longues : les échantillons devaient être emballés, envoyés dans des laboratoires spécialisés, manipulés et analysés sans risque de contamination croisée. Plusieurs jours pouvaient s'écouler avant d'obtenir un résultat.

Plus vite, c'est mieux

Ceux qui veulent détecter les cas de COVID-19 pour lutter contre la pandémie doivent agir rapidement : les résultats sont nécessaires immédiatement pour prendre des mesures appropriées afin d'empêcher la propagation. Avec le remorqueur du laboratoire mobile, les échantillons peuvent être analysés sur place sans délai. Tout ce dont on a besoin est à bord : centrifugeuse, congélateur, appareil de séchage et pipettes. De plus, une installation de purification où, à l'aide de billes magnétiques, les fragments viraux sont extraits des eaux usées. Et enfin, un PCRCycler, qui amplifie et analyse le matériel génétique viral. En quelques heures, les résultats sont disponibles.

Algorithmes pour la prévision

« Si tout fonctionne, nous pourrons analyser en seulement une à deux semaines toutes les stations d'épuration d'un Land grâce à la nouvelle méthode. Étant donné que toutes les analyses sont effectuées dans un seul laboratoire, les résultats sont comparables – ce qui permet de localiser très précisément d’éventuels points chauds », prévoit Kreck. À partir de la concentration de fragments viraux dans un échantillon, des algorithmes peuvent permettre de déduire le nombre de personnes infectées.

Les données pour ces calculs devraient désormais provenir des analyses dans la région de Stuttgart : « Notre laboratoire est encore un prototype. Nous devons tester les appareils, optimiser les processus de travail, collecter des données et développer davantage les outils de prévision », explique Kreck. Grâce à l'IA, le système apprend en permanence : plus il y a de mesures disponibles à comparer avec les chiffres connus d'infection d'une région, meilleures sont les prévisions.

Et si la pandémie de COVID-19 venait à se terminer un jour ? Le laboratoire mobile sera toujours utile, convaincue la chercheuse de l'IPA, Thude : « En cas de nouvelle pandémie, nous pourrons rapidement adapter l’analyse et rechercher d’autres virus. Ce qui est formidable avec le nouveau remorqueur de laboratoire, c’est notre flexibilité totale : nous pouvons aller là où nous sommes nécessaires – par exemple, pour rechercher dans l’eau potable ou les eaux usées des substances dangereuses pour la santé comme des insecticides ou des antibiotiques. »