Fiche Résumé 16-AEP-02

Il est désormais admis que la surveillance microbiologique réglementaire de la qualité des eaux, reposant sur le suivi d'indicateurs bactériens de contamination fécale (Escherichia coli, coliformes totaux, entérocoques intestinaux) ne suffit pas à refléter l'absence de pathogènes viraux ou parasitaires. Les progrès faits en automatisation dans le domaine médical apportent de nouveaux appareils prêts à être utilisés en microbiologie de l'environnement. Ainsi, une firme américaine vient de commercialiser un équipement permettant, en une seule analyse et avec un temps de main d'œuvre de quelques minutes, la détection par RT-PCR (analyse moléculaire) d’une vingtaine de pathogènes responsables de gastro-entérites. Ce type d'équipement représente véritablement un saut technologique qui facilitera la détection et l'identification des pathogènes potentiellement véhiculés par l'eau potable grâce à une diminution du temps d'analyse et du coût.

L'objectif de l'étude est, à partir de la méthode multi-détection disponible sur le marché, de développer et valider, pour le domaine de l’eau potable (eau brute et eau traitée), un nouvel outil permettant, à des coûts compétitifs, une détection rapide, automatique et multi-cibles des micro-organismes pathogènes responsables de gastro-entérites. Le système de multi-détection testé est appelé FilmArray® (société BioFire). Il permet de détecter, de façon automatisée et en une heure seulement, 22 pathogènes responsables de gastro-entérites (13 espèces bactériennes, 5 familles de virus et 4 espèces de protozoaires).

La première phase de l'étude a permis de développer une méthode de concentration compatible à la fois pour les parasites, les bactéries et les virus cibles puis d'évaluer la faisabilité de l'utilisation de ce nouveau procédé dans le domaine de l'eau potable. Ce protocole, basé sur deux étapes d’ultrafiltration (cassette Vivaflow et cartouche Vivacell), permet de concentrer le volume initial d’échantillon (jusqu’à 1 L d’eau brute ou 5 L d’eau traitée) en moins de 300 µL. Un agent intercalant PMA (Propidium monoazide) peut être utilisé à ce stade pour la discrimination des bactéries viables et non viables. Cette molécule pénètre à l’intérieur des cellules ayant une membrane endommagée et se lie à l’ADN, empêchant ainsi son amplification, donc sa détection par PCR.

Les essais ont montré : - une analyse et un rendu des résultats pouvant être réalisés très rapidement, en trois heures dès la réception de l’échantillon par le laboratoire, - la spécificité de détection vis-à-vis des souches de pathogènes testés, - des seuils de détection plus bas que ceux décrits dans la littérature et compatibles pour une recherche d’agents pathogènes dans un échantillon d’eau à condition d’appliquer au préalable un protocole efficace de concentration de l’échantillon, - l’absence d’effet de matrice lié à la concentration, - un prix total d’analyse très compétitif par rapport aux techniques actuelles de détection (environ 500 € pour un screening qualitatif de 22 pathogènes), - la robustesse et la facilité de mise en oeuvre de l’appareil permettant d’envisager l’implantation de telles analyses dans des laboratoires non spécialisés en biologie moléculaire.

Les résultats de cette première phase étant satisfaisants, une seconde phase a été envisagée afin d’optimiser le procédé et réaliser une validation technique et économique pour le suivi d'une filière de production d'eau potable qui prélève dans une ressource d’eau superficielle. L’occurrence des 22 pathogènes a alors été suivie dans l’eau de Seine pendant 12 mois. La fréquence de détection est de 92 % pour Adenovirus et Rotavirus, de 75 % pour E. coli pathogènes, 58 % pour Plesiomonas shigelloides et Sapovirus, 50 % pour Giardia, 42 % pour Campylobacter, Astrovirus et Norovirus, 25 % pour Yersinia enterocolitica, 17 % pour Cryptosporidium et enfin 8 % pour Salmonella et Clostridium difficile. Au vu de ces résultats, le système de multi-détection peut être utilisé pour gérer les pollutions et connaître l’occurrence des pathogènes dans la ressource. Il est donc tout à fait adapté pour faciliter la mise en oeuvre de la gestion préventive des risques sanitaires, qui a été introduite en octobre 2015 dans la directive européenne “eau potable”.