Ils traquent la Covid-19 dans les eaux usées

Avant d'être analysés, les échantillons d'eaux usées doivent subir un processus de préparation élaboré comprenant la filtration, la concentration et l'extraction de l'ARN. swissinfo.ch

Depuis plus d’un an, des scientifiques suisses tracent la présence de la Covid-19 dans les eaux d’égout helvétiques, avec plusieurs percées scientifiques mondiales à la clé. Mais l’avenir du projet est désormais incertain. Explications.

“Les échantillons ont parfois davantage la couleur du champagne, d’autres fois celle du cappuccino, ça varie.“

Nous sommes dans un laboratoireLien externe de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Federica Cariti utilise un dispositif rappelant un revolver pour transvaser avec minutie l’effluant dans des tubes de verre. Le liquide troublé sera ensuite filtré et concentré au fil d’un processus élaboré afin de détecter et quantifier la présence du SARS-CoV-2.

“Il s’agit d’une centrifugeuse qui fonctionne un peu comme une machine à laver, explique la jeune chercheuse. Nous y plaçons les échantillons durant 30 minutes à puissance maximale pour les nettoyer.“

Un bécher couvert d’une membrane spéciale permet ensuite la filtration du liquide. Objectif: capturer virus et protéines. Puis l’échantillon est concentré afin d’obtenir un condensé utilisable pour en tirer des conclusions.

Depuis leur découverte du nouveau coronavirus dans des prélèvements d’eaux usées suisses en février 2020, ce minutieux processus s’est mué en routine pour le quatuor de l’EPFL. Lesdits chercheurs collaborent avec des spécialistes de l’Institut fédéral pour l’aménagement, l’épuration et la protection des eauxLien externe (Eawag) près de Zurich et une succursale de l’EPFZ à Bâle afin de fournir des évaluations détaillées de la progression du virus.

Des échantillons d’eaux usées sont collectés à la station d’épuration de Werdhölzli à Zurich. © Esther Michel

Depuis l’été dernier, des échantillons sont régulièrement prélevés dans les stations d’épuration de Zurich et Lausanne et testés afin d’y déceler la présence du Covid-19. Grâce au financement de l’Office fédéral de la santé publique (OFSP), le projet de recherche a pu être élargi à six autres stations du pays en février dernier. Il concerne désormais un million d’habitants, en zones rurales comme urbaines (sur les 8,6 millions que compte la Suisse).

“Recourir aux eaux usées pour surveiller les virus en circulation n’est pas nouveau, explique Xavier Fernandez Cassi, scientifique à l’EPFL. Mais pratiquer à cette échelle sur une base quotidienne avec autant de stations et un utilisant le séquençage génétique, c’est exceptionnel. Nous n’avions jamais fait ce genre de travail pour aucun autre virus jusqu’ici.“

Les eaux usées ne mentent pas

Le contexte est le suivant. Après deux vagues meurtrières, le Covid-19 a infecté près de 665’000 personnes en Suisses et en a tué plus de 10’000. Mais l’OFSP estime que le nombre réel d’infections pourrait atteindre le tiers de la population helvétique. La campagne de vaccination a commencé en décembre dernier et le nombre de nouveaux cas s’est récemment stabilisé sans évacuer la crainte d’une troisième vague.

La mise en œuvre du dépistage et du traçage du virus n’a pas été sans mal dans un pays fédéraliste qui confère cette responsabilité à ses 26 cantons. Mais au fil du temps, le monitorage a fait des progrès.

Le programme de surveillance du Covid-19 dans les eaux usées, initié comme un petit projet de recherche, est désormais envisagé comme un outil additionnel important pour les décideurs, en sus des tests cliniques. Ses conclusions sur les concentrations et fluctuations du virus figurent désormais au menu des conférences de presse régulières des experts de la santé à Berne.

Il faut dire que la méthode a ses avantages. Le virus est détectable dans les eaux usées plusieurs jours avant sa mise en évidence par les tests cliniques. Un délai existe en effet entre les premiers symptômes et le résultat du test. Le Covid-19 est perceptible dans les eaux d’égout à partir de dix nouveaux cas seulement.

Les eaux usées ne mentent pas, affirme Christoph Ort, chercheur et chef d’équipe à l’Eawag. “C’est un moyen efficace de tester une vaste population. Surtout dans un pays comme la Suisse qui dispose d’un bon système de gestion des eaux d’égout. C’est aussi relativement bon marché comparé aux autres moyens de test.“

Cette approche des égouts en lien avec le Covid-19 n’est pas le seul fait des Suisses. Des pays comme les Etats-Unis, la Grande-Bretagne, le Brésil, les Pays-Bas et l’Italie la pratiquent aussi. Mais l’équipe des écoles polytechniques fédérales a ouvert la voie à travers plusieurs percées scientifiques.

Exemple parmi d’autres: l’utilisation des données tirées des eaux usées pour le calcul du taux de reproduction du virus (Re). “A ce stade, il semble que nous soyons les seuls à le faire pour faciliter une comparaison efficace au moyen de valeurs de Re basées sur le nombre de cas, d’hospitalisations ou de décès“, indique Andri Bryner, porte-parole de l’Eawag.

Qui plus est, les scientifiques suisses ont été les premiers à identifier avec succès le variant britanniqueLien externe (lien en anglais) dans les eaux usées à Noël dernier.

Les scientifiques de l’EPFL Xavier Fernandez Cassi and Marie-Hélène Corre préparent des échantillons d’eaux usées. EPFL

Les tendances plutôt que les cas

Cela dit, ce suivi a ses limites. Il fournit pour l’heure des données sur les tendances, non sur le nombre réel de cas. Il ne permet pas non plus de faire le distinguo entre nouvelles infections et personnes rétablies émettant encore du matériel génétique du SARS-CoV-2.

“Nous ne savons pas encore suffisamment bien qui excrète combien de matériel génétique identifiable ni quand cela se produit“, précise Christoph Ort.

Initialement, l’équipe comptait sur le fait que l’analyse des eaux usées procurerait des informations bien plus rapidement que les tests cliniques. En Suisse comme à l’étranger, les scientifiques étaient avertis des tendances jusqu’à deux semaines avant leur manifestation dans les tests de masse.

“Mais comme bien plus de tests sont effectués désormais et que les résultats sont disponibles plus rapidement, nous ne sommes plus aussi en avance“, constate le chercheur.

En de nombreux moments de la pandémie, la Suisse a enregistré des taux de positivité bien supérieurs à 5%. Ce qui indique un nombre élevé de cas non identifiés, selon l’OMS.

Récemment, les données de l’Eawag ont d’ailleurs confirmé une disparité entre les niveaux d’infection élevés dans les eaux usées de Zurich et le nombre réel de tests cliniques. L’écart serait à mettre sur le compte d’un recul des tests PCR et antigéniques effectués dans la région depuis Pâques.

A Noël dernier, les scientifiques suisses ont été les premiers à identifier avec succès le variant britannique dans les eaux usées. © Esther Michel

Quel avenir?

En définitive, l’OFSP considère ce programme de recherche centré sur les eaux usées comme un instrument complémentaire utile pour identifier de possibles foyers d’infection de Covid-19. “Nous soutenons clairement ces tests et nous souhaitons continuer à les utiliser. C’est un bon outil pour pouvoir suivre le développement de la pandémie d’une manière différente“, a récemment déclaré devant la presse le chef de la section Gestion de crise et collaboration internationale à l’OFSP, Patrick Mathys.

Mais en l’état, l’avenir du programme comme l’évolution de la pandémie demeurent incertains. L’actuel contrat avec l’OFSP portant sur le projet court jusqu’à juillet de cette année. Divers services et responsables fédéraux et cantonaux sont impliqués dans les décisions sur son avenir.

“La conclusion d’un nouveau contrat en vue de la poursuite du projet n’est pas exclue mais elle dépendra beaucoup de la situation du virus et de l’évolution du nombre d’infections en Suisse“, indique à SWI swissinfo.ch le porte-parole de l’OFSP Grégoire Gogniat.

A l’avenir, les chercheurs espèrent que leur travail de monitorage pourra se poursuivre et, grâce au réseau en place, servira de système d’alerte précoce à large échelle pour toute épidémie future, y compris l’identification de variants nouveaux ou émergeants. Ils ne contestent pas toutefois que ce travail pourrait partiellement être confié à des laboratoires cantonaux ou privés.

Mais au-delà de la Covid-19, l’équipe reste convaincue de l’efficacité de cette technique de surveillance via les eaux d’égouts, déjà utilisée dans le passé pour traquer les cas de polio et les drogues illégales.

“Il ne s’agit pas seulement d’un instrument de lutte contre les pandémies“, assure Tamar Kohn, cheffe d’équipe à l’EPFL. Le monitorage pourrait servir à l’échantillonnage de gènes de résistance aux antibiotiques – un problème qui inquiète beaucoup les agences de santé publique.

“Ce dispositif pourrait avoir beaucoup d’autres applications en matière de santé, explique-t-elle. Par exemple dans la surveillance de la grippe ou de virus cancérogènes comme le papillomavirus humain que nous connaissons de mieux en mieux. Nous verrons bien jusqu’où nous pourrons poursuivre.“

Pierre-François Besson