Une puce en plastique pour détecter les virus présents dans l'eau
Les eaux usées urbaines contiennent un grand nombre de virus pathogènes humains qui ne peuvent pas être complètement éliminés, même par les traitements des eaux usées les plus perfectionnés. De plus, les indicateurs classiques de la qualité biologique de l'eau sont coûteux à la fois en temps et en main-d'œuvre, et ne fournissent pas suffisamment d'informations sur la présence de virus pathogènes. Ces problèmes ont été abordés par le projet AQUAVIR (Portable automated water analyser for viruses). Le consortium, composé de 14 partenaires de 8 pays européens, a entrepris de développer un prototype de système de détection pour le suivi des rotavirus, des norovirus et du virus de l'hépatite A, dans différents types d'eau destinés à l'usage humain. «Ce système de surveillance vise à détecter des particules virales dans un échantillon d'eau concentrée, au moyen d'un indicateur électrique. Les données de mesure peuvent alors être envoyées à une station de surveillance », explique le Dr Noemi Rozlosnik, coordinatrice du projet AQUAVIR. «Le système se compose d'une unité d'échantillonnage et de filtrage de l'eau (WSFU) et d'un système de concentration et de mesure (CMS), qui comprend une unité de concentration virale (VCU) et une unité de détection virale (VDU).» Des échantillons d'eau sont recueillis par le WSFU et passés à travers un filtre grossier pour éliminer les particules, puis à travers de la laine de verre. Un tampon d'élution est ensuite utilisé pour récupérer les virus à partir de la laine de verre et l'échantillon collecté est stocké pour un traitement ultérieur. Le CMS est quant à lui utilisé pour augmenter encore la concentration virale dans l'échantillon liquide, afin d'améliorer la limite de détection du système. Les virus ciblés sont détectés de façon précise en utilisant une puce en plastique bon marché à usage unique. À l'intérieur de la puce du capteur, plusieurs ensembles d'électrodes sont exposées à un échantillon de liquide. Les électrodes sont fonctionnalisées avec des molécules de reconnaissance spécifiques (des aptamères), qui ont une forte affinité pour les germes pathogènes qu'elles détectent. «La molécule de reconnaissance, l'aptamère, est une courte séquence d'oligonucléotides (ADN simple brin) ayant une fonction similaire à celle des anticorps, et la détection des pathogènes cibles se base sur une mesure électrique. Il est ainsi possible de détecter simultanément différents analytes sur les diverses électrodes», explique le Dr Rozlosnik. Parmi les résultats d'AQUAVIR, on compte la démonstration de la concentration de particules virales à partir d'un échantillon d'eau en utilisant une puce microfluidique, ainsi que la détection des norovirus dans l'eau brute, l'eau de surface et des eaux usées. Les autres résultats comprennent la production en série de puces jetables en plastique pour la détection d'agents pathogènes. Le développement d'un multi-capteur facile à utiliser et portable utilisant des puces bon marché contribuera à réduire les coûts liés à la surveillance des agents pathogènes viraux. Il permettra également la normalisation des niveaux de contamination virale dans l'eau, car des résultats quantitatifs peuvent être obtenus à partir de la lecture électrique, fournissant ainsi un test de routine pour le dépistage des virus. Potentiellement, le principal marché pour le système de détection de virus d'AQUAVIR est celui de l'industrie de l'eau. Parmi les autres utilisateurs finaux, on compte les inspections environnementales et les directions de l'eau qui pourraient bénéficier de l'utilisation du capteur de virus pour le contrôle régulier de surveillance exigé par la directive-cadre de l'UE sur l'eau. De plus, les utilisateurs finaux peuvent constituer des bases de données, ou compléter celles qui existent déjà, sur l'état virologique des étendues d'eau ou vérifier les ressources en eau brute avant et après l'utilisation de technologies de traitement de l'eau. Ces possibilités sont particulièrement intéressantes pour les industries agroalimentaires et alimentaires, les brasseries et les laiteries.
Mots‑clés
Qualité de l'eau, virus pathogènes, AQUAVIR, aptamères, détection électrique
