La détermination de la concentration effective de microorganismes dans les échantillons de surface et d’eaux usées pour l’analyse des communautés microbiennes et les études épidémiologiques est l’une des étapes importantes pour surveiller et prévoir l’évolution des éclosions dans les communautés 1,2. La pandémie de COVID-19 a révélé l’importance d’améliorer les méthodes de concentration. La COVID-19 est apparue à la fin de 2019 et, en mars 2023, constitue toujours une menace pour la santé humaine, la vie sociale et l’économie. Les stratégies efficaces de surveillance et de contrôle visant à atténuer les répercussions des éclosions de COVID-19 dans les communautés sont devenues un sujet de recherche important, car de nouvelles vagues et variantes de la COVID-19 ont fait leur apparition en plus de la transmission et de la propagation rapides du virus, ainsi que des cas asymptomatiques non déclarés et non diagnostiqués 3,4,5. L’utilisation de l’épidémiologie basée sur les eaux usées pour la COVID-19 par les organisations de la société civile, les agences gouvernementales et les services publics ou privés a été utile pour fournir rapidement des informations liées à l’épidémie et atténuer les impacts des épidémies de COVID-19 6,7,8,9. Cependant, la concentration de SARS-CoV-2, un virus à ARN enveloppé, dans les échantillons d’eaux usées pose toujours des défis10. Par exemple, l’un de ces défis est la répartition du SRAS-CoV-2 dans les solides d’eaux usées, ce qui peut avoir une incidence sur la récupération lorsque les solides sont éliminés pendant la concentration11. Si tel est le cas, la quantification/évaluation devrait être axée sur les phases solide et aqueuse des échantillons d’eau environnementale, plutôt que sur la phase aqueuse seulement. En outre, le choix de la méthode de concentration peut être modifié en fonction des essais et des analyses en aval. La concentration de particules virales et d’agents pathogènes provenant d’échantillons environnementaux est devenue un sujet de recherche urgent avec les développements dans les domaines du séquençage et du microbiome.
Diverses méthodes de concentration virale ont été appliquées dans le domaine de la concentration virale à partir d’échantillons d’eau et d’eaux usées environnementales. Certaines méthodes couramment utilisées sont la filtration, la floculation de lait écrémé (SMF), l’adsorption/élution et la précipitation du polyéthylèneglycol12-17. Parmi eux, le SMF a été considéré comme une méthode peu coûteuse et efficace, testée avec succès et appliquée pour récupérer des virus, y compris le SARS-CoV-2, des eaux usées et des eaux de surface12,15,16,18. La procédure SMF est une approche relativement nouvelle qui est de plus en plus reconnue par de nombreuses études environnementales comme une méthodologie appropriée pour récupérer simultanément un large éventail de micro-organismes tels que des virus, des bactéries et des protozoaires à partir de tous les types d’échantillons d’eau, à savoir les échantillons de boues, d’eaux usées brutes, d’eaux usées et d’effluents19. Comparativement à d’autres méthodes connues de récupération de virus à partir d’échantillons environnementaux, comme l’ultrafiltration et l’élution glycine-alcaline, l’approche basée sur la lyophilisation ou l’ultracentrifugation et l’élution glycine-alcaline, la FMS a été signalée comme la méthode la plus efficace avec des taux de récupération et de détection virale plus élevés18,20. Dans la présente étude, nous avons utilisé l’ARN blindé comme virus test pour évaluer l’efficacité de récupération des méthodes de concentration virale, y compris les tests pour évaluer la récupération du SARS-CoV-221,22.
Ici, nous avons testé des échantillons d’eaux usées et d’eau environnementale pour démontrer l’utilité de la SMF et d’une méthode d’ultrafiltration séquentielle pour concentrer les fractions microbiennes pour la réaction en chaîne de la polymérase quantitative (qPCR), la métagénomique basée sur les séquences et le séquençage à amplicon profond. La SMF est une méthode relativement moins chère et optimale pour un plus grand volume d’échantillons par rapport aux méthodes d’ultrafiltration. L’idée d’utiliser une méthode d’ultrafiltration séquentielle est née de la nécessité de diminuer le volume final des concentrés viraux pendant la pandémie de COVID-19, lorsque l’approvisionnement en dispositifs d’ultrafiltration couramment utilisés était limité et qu’il était nécessaire de développer d’autres méthodes de concentration virale.