Mesures de sécurité et procédures d'exploitation dans un (A) BSL-4 laboratoire: 3. Aerobiology

L'objectif général de ce protocole est de fournir une compréhension générale des procédures d'aérosols en laboratoire utilisant des enceintes de biosécurité animale de niveau IV, qui garantissent la sécurité des chercheurs en laboratoire. La visualisation de ce protocole permet de mieux faire comprendre les complexités et les éléments de sécurité aux responsables de la santé qui envisagent la conception de bâtiments similaires, ainsi qu'aux collaborateurs extérieurs impliqués dans des études portant sur des agents pathogènes à haut risque. Le principal avantage de cette technique, qui utilise des enceintes de biosécurité de classe III sous pression négative pour les expériences sur les aérosols, réside dans la possibilité pour le personnel du laboratoire de mener des recherches en aérobio­logie en toute sécurité, sans avoir à porter de combinaisons sous pression positive.

En tant que biologiste aérobiologiste principal, je vais démontrer la procédure avec Kyle Bohannon, l'ingénieur en aérosols de notre laboratoire. Vérifiez le bon fonctionnement du port de transfert rapide, ou RTP, et du matériel utilisé dans les procédures d'aérobio­logie, notamment les portes du chariot de transport et le RTP reliant le chariot de transport à la cabine de sécurité biologique de classe III, ou BSC, à travers le mur. Verrouillez le RTP en place.

Surveillez et enregistrez toutes les manipulations physiques, administrations ou procédures de routine sur les graphiques de chaque primate non humain, ou PNH. Si une anesthésie supplémentaire est nécessaire, assurez-vous que tous les capuchons retirés, aiguilles utilisées, objets tranchants et seringues soient jetés dans un conteneur pour objets tranchants. Ne recouvrez jamais les aiguilles après usage.

Transporter les primates non humains (PNH) anesthésiés dans des récipients transparents sécurisés par un loquet sur le couvercle de la caisse de transport. Charger les récipients de transport sur un chariot mobile afin de permettre aux chercheurs entièrement équipés de se déplacer librement, à l’aide de lignes respiratoires, à travers les portes résistantes à la pression d’air. Une fois l’administration d’aérosol terminée, placer le PNH à l’intérieur du chariot de transport et le ramener à sa cage d’origine.

Parallèlement à la préparation des animaux effectuée par le personnel de médecine comparée, vérifiez le bon fonctionnement de la cabine de sécurité biologique décontaminée. Assurez-vous que la pression négative dans la cabine de sécurité de classe III est maintenue dans la plage spécifiée. Inspectez la cabine de sécurité de classe III afin de détecter d'éventuelles fuites ou fissures.

Inspectez les gants en caoutchouc synthétique et les joints toriques fixés à la hotte de sécurité biologique de Classe III désinfectée afin de détecter d'éventuels points faibles, déchirures, accrocs ou pourriture sèche. À ce stade, la hotte de sécurité biologique de Classe III n'est pas contaminée. Remplacez les gants en caoutchouc synthétique et/ou les joints toriques endommagés de la hotte de sécurité biologique de Classe III.

Inspectez le bac de trempage et vérifiez qu’il est rempli de désinfectant jusqu’au niveau indiqué, soit trois pouces au-dessus du déflecteur d’immersion, soit jusqu’à une ligne marquée à l’intérieur du bac. Vérifiez que la concentration de désinfectant dans le bac atteint au minimum 3 500 microsiemens, ou 3,5 millisiemens, à l’aide d’un conductimètre. Assurez-vous que la BSC de classe III et son autoclave sont fonctionnels pour recevoir les déchets et équipements contaminés à la fin de l’expérience, ou pour faire passer, depuis le portail de l’autoclave vers la BSC de classe III, les équipements nécessaires ayant été oubliés, et ce, une seule fois.

Stériliser uniquement le matériel capable de résister aux contraintes du procédé. Tester le fonctionnement d'autres équipements d'aérobio­logie, par exemple les connexions électroniques et les prises électriques.

Placez les mains gantées à l'intérieur des gants en caoutchouc synthétique fixés à la cabine de sécurité de classe III. Montez la chambre d'exposition tête seule pour primates non humains, le tube de conditionnement et la plateforme de gestion de l'aérosol. Fixez un générateur d'aérosol au tube de conditionnement et un analyseur granulométrique aérodynamique à la chambre d'exposition tête seule pour primates non humains.

Retirer les mains gantées des gants en caoutchouc synthétique fixés. Jeter les gants individuels comme déchets biologiques à chaque fois que les mains gantées sont retirées des gants en caoutchouc synthétique fixés. Ensuite, lancer le logiciel du protocole d'aérosol sur l'ordinateur portable.

Saisissez la chambre d'exposition tête seule pour PNH, le générateur d'aérosol et le débit du biosampler appropriés, ainsi que les informations administratives dans les menus du logiciel. Recevez le pathogène déjà préparé par le port de transfert rapide et remplissez le générateur d'aérosol avec le pathogène. La cabine de sécurité biologique de classe III est désormais contaminée.

À l’aide du logiciel d’aérosol, mettre en marche le générateur d’aérosol. L’agent pathogène provenant du générateur d’aérosol remplira la chambre d’exposition. Après avoir éteint le générateur d’aérosol, vider le matériau de défi et le jeter dans un sac poubelle pour déchets biologiques situé à l’intérieur de la hotte de sécurité biologique de classe III.

Ensuite, remplir le biosampler avec le milieu de collecte et fixer le biosampler rempli à la chambre d'exposition tête seule du PNM. Connecter la ligne de vide appropriée au biosampler. Vérifier que la profondeur de l'anesthésie du PNM est adéquate, comme le montre l'absence de réponse aux stimuli externes, le tonus musculaire et la stabilité des fréquences respiratoire et cardiaque.

Faire passer le PNM anesthésié à travers le RTP dans l'ABSC de classe III. Placer le PNM en position supine sur la rampe d'exposition. Vérifier visuellement et à l'aide d'un moniteur portable que les signes vitaux du PNM sont stables.

Étalonner la pléthysmographie inductive respiratoire, ou RIP, avant l'expérience en suivant le protocole du fabricant. Placer les bandes de pléthysmographie inductive respiratoire autour de l'abdomen et du thorax du primate non humain. Vérifier que ces bandes sont correctement ajustées et que les connexions électroniques sont fermement fixées.

Ensuite, placez le masque de calibration Numatech sur le museau du primate non humain (PNH). Vérifiez ensuite qu’un joint est bien formé autour du museau du PNH. Étalonner les bandes RIP à l’aide d’un masque de calibration Numatech en utilisant un logiciel informatique.

Une fois l'étalonnage terminé, retirez le masque d'étalonnage. Enregistrez les paramètres respiratoires et exportez les données respiratoires pour chaque animal à l'aide d'un programme compatible. Passez doucement la tête du primate non humain à travers le champ de caoutchouc fixé à l'orifice crânien de la chambre d'exposition tête seule pour primates non humains.

Veiller à ce que le champ opératoire en caoutchouc crée un joint étanche autour du cou du primate non humain pendant l'exposition aux aérosols. Saisir dans le logiciel le volume cumulé ciblé de l'aérosol ainsi que les identifiants du matériel nécessaire propres à chaque cycle d'exposition, puis démarrer la procédure d'aérosol. Une fois que le primate non humain a inhalé le volume cumulé ciblé, le système s'arrête automatiquement.

Détachez les sangles RIP et posez-les sur le lit à côté du PNM. Nettoyez le PNM avec un tampon de gaze imbibé d'une solution de chlorhexidine à un à deux pour cent, en faisant attention lors du nettoyage autour des yeux du PNM. Tamponnez la tête du PNM pour éliminer l'excès de solution.

Repasser le PNS à travers le PTR vers les chercheurs situés à l’intérieur du laboratoire de microbiologie aéroportée en combinaison ABSL-4. Vider le générateur d’aérosol et tout matériau d’essai restant dans le sac à déchets biologiques contenant les déchets, l’équipement jetable et les conteneurs de pointes remplis aux trois quarts. Vider le milieu de prélèvement du biosampleur d’aérosol dans les tubes de collecte correctement étiquetés.

Placez les tubes de prélèvement sur de la glace fondante dans un seau pour le bioessai approprié afin de déterminer une dose inhalée estimée. Passez ensuite les tubes de prélèvement et le seau à travers le RTP. La cabine de sécurité biologique de classe III est une enceinte en acier inoxydable hermétiquement scellée, fonctionnant en pression négative, située à l’intérieur d’un laboratoire de niveau de sécurité biologique animalier de niveau IV.

Les matériaux sont introduits dans l'enceinte de sécurité biologique par le personnel travaillant dans le laboratoire de cabinet de niveau de biosécurité animale de niveau IV à l'aide d'un réservoir en acier inoxydable monté sous l'enceinte, ou réservoir de trempage, contenant une solution désinfectante à cinq pour cent à base d'ammonium quaternaire double. Étant donné que l'ESB est intégrée au mur séparant le laboratoire de cabinet d'un laboratoire de combinaison ABSL-4, les matériaux, les animaux et les agents pathogènes viraux peuvent également être transférés dans l'ESB depuis le côté laboratoire de combinaison, à l'aide d'un chariot de transport et d'un RTP. Dès que les portes du chariot de transfert sont ouvertes vers le laboratoire de combinaison ABSL-4, l'enceinte de sécurité biologique de classe III est considérée comme contaminée.

Les objets situés à l'intérieur de la PSC peuvent être manipulés depuis l'extérieur par le personnel portant différents types de gants en caoutchouc synthétique. Ces objets, à l'exception des échantillons infectieux, sont retirés de la PSC après stérilisation par autoclave à double porte ou désinfection au moyen du bac de trempage. En s'assurant que la hotte de sécurité biologique de classe III et l'équipement anti-aérosols biologiques fonctionnent correctement, on maintient un environnement sûr et opérationnel, essentiel à la sécurité du personnel.

Grâce à l'application stricte de ces procédures et pratiques, aucune infection acquise en laboratoire n'a été enregistrée lors de recherches sur les bioaérosols au sein de l'Installation de recherche intégrée de Frederick. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en temps opportun, permettant plusieurs expositions de primates non humains en une seule journée. Lors de l'exécution de cette procédure, veillez à maintenir une profondeur adéquate d'anesthésie.

Sans sédation en état stable, l'acquisition par pléthysmographie devient nettement plus difficile. En suivant cette procédure, d'autres expériences d'aérobio­logie impliquant des espèces plus petites, telles que les lapins et les souris, peuvent être réalisées. Cette technique ouvre la voie aux chercheurs en aérobio­logie pour contrôler les variables affectant la dosimétrie, telles que la température, l'humidité relative et l'efficacité du biosampleur, afin d'administrer une dose inhalée précise.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension des précautions de biosécurité utilisées lors d'expériences aérobio-logiques. Des précautions telles que des changements fréquents de gants personnels devraient réduire les risques d'infections acquises en laboratoire.