Les scientifiques recherchent des méthodes alternatives pour prédire la propagation du COVID-19

Avec les défis actuels associés aux tests à grande échelle pour COVID-19, y compris les pénuries de kits de test, des critères de test stricts et les limites inhérentes aux systèmes de suivi actuels sur les populations légèrement symptomatiques et asymptomatiques, les scientifiques recherchent des méthodes alternatives pour stimuler les tests afin de prédire la propagation de la maladie.

Cristal Hepp, professeur assistant à l'École d'informatique de la NAU, L'informatique, et Cyber ​​Systèmes (SICCS), teste les eaux usées dans les communautés du nord de l'Arizona pour aider à déterminer la propagation du SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Parce que le virus est rejeté dans les déchets humains, elle pense que les eaux usées sont une voie viable pour leur détection.

Alors que les scientifiques prédisent une deuxième ou même plusieurs épidémies de COVID-19, Hepp pense que l'analyse des eaux usées peut fonctionner comme un système d'alerte précoce et continu, en particulier dans les communautés rurales mal desservies par les travailleurs de la santé et les établissements médicaux, et peut alerter les opérateurs de stations d'épuration des risques élevés.

Il sera essentiel de poursuivre les activités de surveillance qui peuvent aider à développer des stratégies d'intervention régionales dynamiques. Pour être durable pendant une épidémie de cette ampleur, un plus robuste, Une méthode d'échantillonnage communautaire réalisable et indépendante de l'homme doit être mise en œuvre. »

Cristal Hepp, Maître assistant, École d'informatique, L'informatique, et Cybersystèmes, NAU

Actuellement, Hepp et son équipe testent des échantillons d'influents (non traités) et d'effluents (traités) chaque semaine à six endroits à Flagstaff, Parc Munds, Village Kachina et Kayenta, situé dans la nation Navajo. Les collaborateurs du projet comprennent la ville de Flagstaff, District sanitaire de Pinewood, Quartier d'amélioration du village de Kachina, la Navajo Tribal Utility Authority et TGen-North.

Doctorante Jill Cocking, un spécialiste de recherche senior au Hepp Lab du SICCS, dirige la composante laboratoire du travail et traite chaque échantillon comme s'il était infectieux.

"Je prends ce matériel et enlève les acides nucléiques, " a déclaré Cocking. " COVID-19 est un virus à ARN (un virus qui a de l'acide ribonucléique comme matériel génétique), la prochaine étape consiste donc à transformer l'ARN en ADN afin qu'il puisse être détecté par un test conçu par les Centers for Disease Control and Prevention.

"Le test fait des copies du matériel génétique jusqu'à ce qu'il y en ait assez pour le détecter avec nos instruments. Si le coronavirus est présent dans les eaux usées, cette analyse nous le fera savoir."

Des échantillons de trois sites d'eaux usées entrantes ont été testés positifs début avril. Hepp, directeur adjoint au Pathogen and Microbiome Institute (PMI) de la NAU, constate que l'équipe n'a trouvé aucun cas positif dans les effluents, indiquant que le processus de la station d'épuration est efficace pour traiter le virus.

Les chercheurs effectueront une analyse de séquençage génétique sur des échantillons positifs dans l'influent pour rechercher différentes souches.

"Le virus est en constante évolution, " Hepp a dit. " Il y a toujours de nouvelles tensions qui pourraient surgir. Si nous trouvons plusieurs souches différentes avec des mutations différentes, cela indiquerait que le virus a eu plus de chance de muter au fil du temps au sein de la population ou que de nouvelles introductions ont eu lieu. Un nombre plus élevé de souches à un moment donné peut indiquer plus d'individus infectés."

Hepp travaille avec Jason Sahl, un directeur adjoint de PMI, qui utilisera son pipeline génomique établi, WG-FAST, pour examiner la diversité des souches.

"Notre approche WG-FAST peut fournir une identification du virus au niveau de la souche, identifier les mélanges de souches et faire correspondre les échantillons cliniques et d'eaux usées, " a déclaré Sahl. " Cette approche peut identifier les virus en circulation sans avoir besoin de prélever des échantillons humains directement et identifiera indépendamment les cas.

« Il peut également détecter les cas de COVID-19 qui peuvent ne pas se présenter à l'hôpital et pourrait alerter les agences de santé publique sur les souches en circulation, qui aidera à la recherche des contacts et informera le public sur les nouvelles vagues de COVID-19 dans leurs communautés. »

"Cette analyse de séquençage nous aidera à comprendre la souche circulante dans une communauté, la diversité globale du virus et comment cela change entre les différents lieux et à différents moments de l'année, " a déclaré Dave Engelthaler, professeur agrégé et directeur de TGen-Nord.

L'étude de Hepp devrait se poursuivre tout l'été. Elle espère obtenir un financement par le biais des National Institutes of Health (NIH) et étendre la recherche jusqu'à la fin de l'épidémie.

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