Français Le syndrome respiratoire aigu sévère connu sous le nom de maladie COVID-19 – dû au virus SARS-CoV-2 – est reconnu pour se propager par le biais de gouttelettes respiratoires et de contacts étroits.[1] Le fardeau du COVID-19 était extrêmement lourd en Lombardie et dans la vallée du Pô (nord de l'Italie),[2] une zone caractérisée par de fortes concentrations de particules, dont on sait déjà qu'elles produisent des effets négatifs sur la santé humaine.[3] Les chiffres régionaux disponibles pour l'Italie à la date du 12 avril montrent qu'environ 30 % des personnes actuellement positives vivent encore en Lombardie (environ 40 % si l'on considère l'ensemble des cas confirmés depuis le début de l'épidémie), suivie de l'Émilie-Romagne (13,5 %), du Piémont (10,5 %) et de la Vénétie (10 %).[2] Ces quatre régions de la vallée du Pô représentent 80 % du total des décès enregistrés en Italie et 65 % des admissions en unités de soins intensifs.[2]
Une recherche menée par la Harvard School of Public Health semble confirmer une association entre l'augmentation des concentrations de PM et les taux de mortalité dus au COVID-19 aux États-Unis[4]. Dans des communications précédentes, nous avons émis l'hypothèse que le virus SARS-CoV-2 pourrait être présent sur les particules fines (PM) lors de la propagation de l'infection,[5,6] conformément aux preuves déjà disponibles.
disponible pour d'autres virus.[7-15] Cependant, la question du microbiome associé aux PM en suspension dans l'air, en particulier dans les environnements urbains, reste largement sous-étudiée,[16] et - à l'heure actuelle - personne n'a encore mené d'études expérimentales visant spécifiquement à confirmer ou à exclure la présence du SARS-CoV-2 sur les PM.
Nous présentons ici les premiers résultats des analyses que nous avons effectuées sur 34 échantillons de PM10 de PM10 en suspension dans l'air/l'air provenant d'un site industriel de la province de Bergame, collectés avec deux échantillonneurs d'air différents sur une période continue de 3 semaines, du 21 février au 13 mars.
Suivant la méthodologie décrite par Pan et al. en 2019 (pour la collecte, la granulométrie et la détection des virus en suspension dans l'air),[17] des échantillons de PM ont été prélevés sur des filtres en fibre de quartz à l'aide d'un échantillonneur d'air gravimétrique à faible volume (38,3 l/min pendant 23 h), conforme à la méthode de référence EN12341:2014 pour la surveillance des PM10. Les particules ont été piégées sur les filtres avec un taux typique de 99,9 %.Rétention des aérosols, correctement stockés et livrés au laboratoire de génomique appliquée et comparative de l'université de Trieste. Compte tenu de la nature « environnementale » de l'échantillon, vraisemblablement riche en inhibiteurs d'ADN polymérases, nous avons procédé à l'extraction de l'ARN à l'aide du kit Quick RNA pour microbes du sol fécal, adapté au type de filtres.[18] La moitié du filtre a été enroulée, face supérieure tournée vers l'intérieur.Français dans un tube en polypropylène de 5 ml, avec les billes fournies dans le kit. À partir du 1 ml initial de tampon de lyse, nous avons pu obtenir environ 400 µl de solution, qui a ensuite été traitée selon les protocoles standard, ce qui a donné un éluat final de 15 µl. Par la suite, 5 µl ont été utilisés pour le test du SARS-CoV-2. Compte tenu de l'origine particulière de l'échantillon, le qScript XLT 1-Step RT-qPCR ToughMix a été utilisé.[19] Les systèmes d'amplification étaient ceux du protocole développé par Corman et al, publié sur le site Web de l'OMS [20].
Le test visait explicitement à confirmer ou à exclure la présence de l'ARN du SARS-CoV-2 sur les particules. La première analyse, utilisant le « gène E » comme marqueur moléculaire, a produit un résultat positif impressionnant sur 15 filtres sur 16, même si, comme on pouvait s'y attendre, le Ct se situait entre 36 et 38 cycles.
Après cela, nous avons répliqué l'analyse sur 6 des filtres positifs (déjà positifs au « gène E ») en utilisant le « gène RtDR » comme marqueur moléculaire – qui est hautement spécifique du SARS-CoV-2 – atteignant 5 résultats significatifs de positivité ; des tests de contrôle pour exclure la fausse positivité ont également été réalisés avec succès (Fig. 1).
Afin d'éviter l'épuisement du matériel d'échantillonnage disponible, les ARN extraits restants ont été livrés à l'hôpital universitaire local (l'un des centres cliniques agréés par le gouvernement italien pour les tests de diagnostic du SARS-CoV-2), afin de réaliser un deuxième test en aveugle en parallèle. Ce deuxième laboratoire clinique a testé 34 extractions d'ARN pour les gènes E, N et RdRP, rapportant 7 résultats positifs pour au moins un des trois gènes marqueurs, la positivité étant confirmée séparément pour les trois marqueurs (Fig. 2). En raison de la nature de l'échantillon, et considérant que le prélèvement n'a pas été effectué à des fins de diagnostic clinique, mais pour des tests de pollution environnementale (compte tenu également du fait que les filtres ont été stockés pendant au moins quatre semaines avant de subir des analyses de génétique moléculaire),(conséquence du confinement italien), nous pouvons confirmer avoir raisonnablement démontré la présence de l'ARN viral du SARS-CoV-2 en détectant le gène RtDR hautement spécifique sur huit filtres. Cependant, faute de matériel supplémentaire provenant des filtres, nous n'avons pas pu répéter suffisamment de tests pour démontrer simultanément la positivité des trois marqueurs moléculaires.
Il s'agit de la première preuve préliminaire de la présence d'ARN du SARS-CoV-2 sur les particules fines extérieures, ce qui suggère que, dans des conditions de stabilité atmosphérique et de fortes concentrations de particules fines, le SARS-CoV-2 pourrait créer des agrégats avec les particules fines extérieures et, en réduisant leur coefficient de diffusion, renforcer la persistance du virus dans l'atmosphère. Confirmations supplémentaires de cette preuve préliminaireLes données probantes sont en cours d'élaboration et devraient inclure une évaluation en temps réel de la vitalité du SARS-CoV-2 ainsi que de sa virulence lorsqu'il est adsorbé sur des particules. À l'heure actuelle, aucune hypothèse ne peut être formulée concernant la corrélation entre la présence du virus sur les particules et la progression de l'épidémie de COVID-19. D'autres questions doivent être spécifiquement abordées, notamment les concentrations moyennes de particules.nécessaire à un potentiel « effet boost » de la contagion (dans le cas où il serait confirmé que les PM pourraient agir comme « porteur » pour les noyaux de gouttelettes virales), ou même à la possibilité théorique d’une immunisation consécutive à des expositions à des doses minimales à des seuils inférieurs de PM.
Fig.1 Courbes d'amplification des gènes E (A) et RdRP (B) : les lignes vertes représentent les filtres testés ; les lignes croiséesreprésente les extractions du filtre de référence ; les lignes rouges représentent l'amplification des échantillons positifs.
Fig. 2. Résultats positifs (marqués d'un X) pour les gènes E, N et RdRP obtenus pour l'ensemble des 34 échantillons PM10filtres testés dans les deuxièmes analyses parallèles.
Leonardo Setti1, Fabrizio Passarini2, Gianluigi De Gennaro3, Pierluigi Barbieri4, Maria Grazia Perrone5, Massimo Borelli6, Jolanda Palmisani3, Alessia Di Gilio3, Valentina Torboli6, Alberto Pallavicini6, Maurizio Ruscio7, Prisco Piscitelli8, Alessandro Miani8,9
1. Département de chimie industrielle, Université de Bologne, Viale del Risorgimento – 4, I-40136, Bologne, Italie
e-mail: leonardo.setti@unibo.it
2. Centre interdépartemental de recherche industrielle « Sources renouvelables, environnement, croissance bleue, énergie »,
University of Bologna, Rimini, Italy e-mail: fabrizio.passarini@unibo.it
3. Département de biologie, Université « Aldo Moro » de Bari, Bari, Italie
e-mail: gianluigi.degennaro@uniba.it; alessia.digilio@uniba.it; jolanda.palmisani@uniba.it
4. Département des sciences chimiques et pharmaceutiques, Université de Trieste, Trieste, Italie
e-mail: barbierp@units.it
5. Division de recherche environnementale, TCR TECORA, Milan, Italie
e-mail: mariagrazia.perrone@tcrtecora.com
6. Département des sciences de la vie – Université de Trieste, Trieste, Italie
e-mail: borelli@units.it; torboli@units.it; pallavic@units.it
7. Division de médecine de laboratoire, hôpital universitaire Giuliano Isontina (ASU GI), Trieste, Italie
email: maurizio.ruscio@asugi.sanita.fvg.it
8. Société italienne de médecine environnementale (SIMA), Milan, Italie
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
9. Département des sciences et politiques de l'environnement, Université de Milan, Milan, Italie
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Auteur correspondant :
Léonard de Vinci, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Références
1. Organisation mondiale de la Santé, Modes de transmission du virus responsable de la COVID-19 : implications pour les recommandations de précaution en matière de PCI, Note scientifique ; disponible à l’adresse : https://www.who.int/newsroom/commentaries/detail/modes-of-transmission-of-virus-causing-covid-19-implications-for-ipcprecaution-recommendations (29 mars 2020)
2. Ministère italien de la Santé, bulletin quotidien sur l'épidémie de Covid-19 en Italie, disponible sur http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_notizie_4451_0_file.pdf
3. AEE, Agence européenne pour l'environnement, Rapport 2019 sur la qualité de l'air en Europe ; n° 10/2019 ; Agence européenne pour l'environnement : Copenhague, Danemark, disponible à l'adresse : https://www.eea.europa.eu/publications/airquality-in-europe-2019
4. Xiao Wu, Rachel C. Nethery, M. Benjamin Sabath, Danielle Braun, Francesca Dominici, Exposition à la pollution de l'air et mortalité due à la COVID-19 aux États-Unis, disponible à l'adresse : https://projects.iq.harvard.edu/files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Société italienne de médecine environnementale (SIMA), Document de position sur les particules fines et la COVID-19,
disponible sur : http://www.simaonlus.it/wpsima/wp-content/uploads/2020/03/COVID_19_positionpaper_ENG.pdf
6. Setti L., Passarini F., De Gennaro G., Barbieri P., Perrone MG, Piazzalunga A., Borelli M., Palmisani J., Di Gilio A, Piscitelli P, Miani A., Is There a Plausible Role for Particulate Matter in the spread of COVID-19 in Northern Italy ?, BMJ Rapid Responses, 8 avril 2020, disponible sur : https://www.bmj.com/content/368/bmj.m1103/rapid-responses
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Original : https://doi.org/10.1101/2020.04.15.20065995
Date de publication : 18 avril 2020
