Analyse virologique d'eau potable au moyen de méthodes de biologie moléculaire
Partenaires de recherche:
Institut fédéral pour l'aménagement, l'épuration et la protection des eaux (IFAEPE), Dübendorf
Dr. T. Egli
http://www.eawag.ch
Contexte
Les virus étant compliqués à mettre en évidence, leur présence n'est pas mesurée de manière standard [Ordonnance sur l'hygiène, 2002]. De plus, dans le cas de petits captages d'eau potable, on ne prélève pas régulièrement des échantillons. Aussi est-on étonnamment très peu renseigné sur la composition virologique de l'eau potable. Pour des raisons d'hygiène, il y aurait toutefois intérêt à connaître plus précisément la composition de l'eau potable.
On suspecte en outre que les diarrhées sporadiques sont causées par des virus pathogènes en faible concentration dans l'eau potable [OMS, 1979]. En faire la preuve s'avère cependant très difficile, du fait qu'il s'agit de cas individuels et que le recensement des patients est très lacunaire. La plupart du temps, on n'effectue pas non plus de recherche de virus dans les échantillons cliniques.
But du projet
Il s'agit, au moyen de méthodes de biologie moléculaire (PCR, PCR en temps réel, hybridation in situ, etc.) qui permettent une analyse approfondie du point de vue de la sensibilité et de la sélectivité, de caractériser plus précisément la composition virale de certains captages d'eau de l'armée.
L'analyse des données virologiques doit servir à déterminer la composition virale de l'eau potable. Il s'agira ensuite, par comparaison avec les données recueillies par les médecins scolaires, d'examiner s'il existe une relation entre le nombre des cas de coliques sporadiques et la composition virale de l'eau potable.
Les expériences pratiques de mesure acquises par les méthodes de biologie moléculaire devront permettre d'en déduire comment réaliser la mise en évidence la plus rapide possible de virus dans l'eau potable de façon quantifiée.
Problématiques
1. Evaluation de méthodes de mise en évidence pour l'analyse de virus dans l'eau potable
Les méthodes actuelles de biologie moléculaire telles que la PCR ou l'hybridation in situ sont certes plus rapides et plus spécifiques, mais l'application concernant la détection de virus dans l'eau potable n'en est qu'à ses débuts et n'est donc pas encore normalisée.
Quelques méthodes d'identification de microorganismes spécifiques sont toutefois déjà disponibles sur le marché et de nouveaux procédés vont être développés à l'avenir. Concernant la mise en évidence de virus dans l'eau potable, il n'est pas nécessaire de mettre au point de nouvelles méthodes, mais d'adapter celles qui se trouvent déjà sur le marché.
Les méthodes de biologie moléculaire suivantes sont étudiées en vue de leur éventuelle application à l'analyse de l'eau potable:
- PCR
- PCR en temps réel en vue d'appréciations quantitatives
Les méthodes mentionnées seront examinées sur les points suivants:
- Détermination de la limite de détection concernant certains virus à définir spécifiquement:
- Détermination de la sélectivité
- Détermination de la robustesse face aux facteurs environnementaux (p. ex. substances inhibitrices)
2. Caractérisation de la population virale de captages sélectionnés d'eau potable destinée à l'armée:
Un certain nombre de points de captage d'eau potable de l'armée suisse doivent être sélectionnés et répartis en diverses catégories en fonction de leur zone de captage (région alpine, région karstique, région agricole, région urbaine, etc.). Des séries de mesures de diverses durées (24 heures, 1 mois, 1 an) doivent être effectuées pour pouvoir évaluer l'ampleur de la marge de variation. Il faut également comparer les mesures prises avant et après des précipitations importantes.
Les virus suivants seront intégrés:
- Coliphage (indicateur fécal)
- Rotavirus (agent pathogène)
- Virus Norwalk (calicivirus) (agent pathogène)
- Coliphage (indicateur fécal)
Eventuellement:
- Adénovirus (agent pathogène)
- Virus de la polio (agent pathogène)
- Hépatite E
3. Analyse des données
Les données recueillies serviront à éclaircir les questions suivantes, encore ouvertes:
- Lien entre les épisodes de diarrhées observées et la composition virale de l'eau potable.
- Influence de l'environnement du captage d'eau sur la composition virale de l'eau potable.
- Effets des substances nutritives dissoutes sur la population virale dans l'eau potable.
- Mesures dans le réseau d'eau potable.
- Influence du biofilm sur la population virale dans les conduites d'eau potable.
4. Technique de mesure "contrôle online" de virus dans l'eau potable
Le contrôle online de virus spécifiques dans l'eau potable n'est actuellement pas réalisable sur le plan technique. On propose par conséquent un système graduel de mesure en trois étapes. Dans un premier temps, il s'agirait de choisir un paramètre si possible mesurable online qui pourrait indiquer l'apparition subite de virus. Lorsqu'une valeur seuil d'alarme serait dépassée, la quantité de virus serait déterminée de façon non spécifique. Enfin, en cas de confirmation d'une augmentation marquée des virus dans l'eau potable, ceux-ci seraient déterminés spécifiquement.
Il convient de décider quel serait le paramètre le mieux approprié à la mesure online.
Les déterminations spécifiques se feront par PCR en temps réel.
Reférences
Grabow W. O. K. (1996). Waterborne diseases: Update on water quality assessment
and control. Water SA 22, 193-202.
Ordonnance sur l'hygiène (2005). Ordonnance sur les exigences en matière d'hygiène et de microbiologie relatives aux denrées alimentaires, aux objets usuels, aux locaux, aux installations et au personnel. Dans l'ordonnance suisse sur l'hygiène.
Payment P., Trudel M. & Plante, R. (1985). Elimination of viruses and indicator bacteria at each step of treatment during preparation of drinking water at seven water treatment plants. Appl. Environm. Microbiol. 59, 2418-2424.
Walter R. (2000). Umweltvirologie - Viren in Wasser und Boden. Slovenia: Springer-Verlag.
WHO (1979). Human viruses in water, wastewater and soil. Geneva: World health organisation (WHO).