Le syndrome respiratoire aigu sévère connu sous le nom de maladie COVID-19 - due au virus SARS-CoV-2 - est reconnu pour se propager via des gouttelettes respiratoires et des contacts étroits.[1]Le fardeau du COVID-19 était extrêmement sévère 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 %) , Piémont (10,5 %) et Vénétie (10 %).[2]Ces quatre régions de la vallée du Pô représentent 80 % du total des décès enregistrés en Italie et 65 % des admissions dans les unités de soins intensifs.[2]
Une recherche menée par la Harvard School of Public Health semble confirmer une association entre les augmentations 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 SRAS-CoV-2 le virus pourrait être présent sur les particules (PM) pendant la propagation de l'infection, [5,6] conformément aux preuves déjà
disponible pour d'autres virus.[7-15] Cependant, la question du microbiome associé aux particules 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 exclure la présence du SARS-CoV-2 sur PM.
Ici, nous présentons les premiers résultats des analyses que nous avons effectuées sur 34 échantillons de PM10 de PM10 extérieurs/aéroportés 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 à mars. 13e.
Suivant la méthodologie décrite par Pan et al.en 2019 (pour la collecte, la granulométrie et la détection des virus aéroportés),[17] des échantillons de PM ont été prélevés sur des filtres en fibre de quartz à l'aide d'un préleveur 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 des filtres avec 99,9 % typiquerétention d'aérosol, correctement stocké et livré au laboratoire de génomique appliquée et comparée 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 en utilisant le kit Quick RNA fecal soil microbe adapté au type de filtres.[18]La moitié du filtre a été roulée, avec la face supérieure tournée vers l'intérieur,dans un tube en polypropylène de 5 ml, avec les billes fournies dans le kit.A partir du 1 ml initial de tampon de lyse, nous avons pu obtenir environ 400 ul de solution, qui a ensuite été traitée comme défini par les protocoles standard, résultant en un éluat final de 15 ul.Par la suite, 5 ul ont été utilisés pour le test 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 de l'OMS [20].
Le test visait explicitement à confirmer ou à exclure la présence de l'ARN du SRAS-CoV-2 sur les particules.La première analyse a utilisé le « gène E » comme marqueur moléculaire et 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 pour le SRAS-CoV-2 - atteignant 5 résultats significatifs de positivité;des tests de contrôle pour exclure une fausse positivité ont également été réalisés avec succès (Fig. 1).
Pour éviter de manquer du rare matériel d'échantillonnage disponible, les ARN extraits restants ont été livrés à l'hôpital universitaire local (l'un des centres cliniques autorisés par le gouvernement italien pour les tests de diagnostic du SRAS-CoV-2), afin d'effectuer un deuxième test en aveugle 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, avec une positivité 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 de l'environnement (compte tenu également du fait que les filtres ont été stockés pendant au moins quatre semaines avant de subir des analyses génétiques moléculaires, commeune conséquence de l'arrêt italien), nous pouvons confirmer avoir raisonnablement démontré la présence d'ARN viral du SRAS-CoV-2 en détectant un «gène RtDR» hautement spécifique sur 8 filtres.Cependant, en raison du manque de matériaux supplémentaires provenant des filtres, nous n'avons pas été en mesure de répéter un nombre suffisant de tests pour montrer la positivité pour les 3 marqueurs moléculaires simultanément.
Il s'agit de la première preuve préliminaire que l'ARN du SARS-CoV-2 peut être présent sur les particules extérieures, suggérant ainsi que, dans des conditions de stabilité atmosphérique et de fortes concentrations de PM, le SARS-CoV-2 pourrait créer des grappes avec des PM extérieures et - par réduire leur coefficient de diffusion – augmenter la persistance du virus dans l'atmosphère.D'autres confirmations de ce préliminaireles preuves sont en cours et devraient inclure une évaluation en temps réel de la vitalité du SRAS-CoV-2 ainsi que de sa virulence lorsqu'il est adsorbé sur des particules.À l'heure actuelle, aucune hypothèse ne peut être faite concernant la corrélation entre la présence du virus sur les PM et la progression de l'épidémie de COVID-19.D'autres questions à traiter spécifiquement sont les concentrations moyennes de PM éventuellementnécessaire pour un potentiel « effet de rappel » de la contagion (au cas où il serait confirmé que les PM pourraient agir comme un « porteur » pour les noyaux de gouttelettes virales), ou même la possibilité théorique d'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 ;lignes croiséesreprésente les extractions de 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 de l'échantillon 34 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 « Energies Renouvelables, Environnement, Croissance Bleue, Energie »,
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 la 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 de l'environnement et Poicy, Université de Milan, Milan, Italie
e-mail: priscofreedom@hotmail.com; alessandro.miani@unimi.it
Auteur correspondant:
Leonardo Setti, Department of Industrial Chemistry, University of Bologna Viale del Risorgimento 4, 40136, Bologna, Italy; e-mail: leonardo.setti@unibo.it
Les références
1. Organisation mondiale de la santé, Modes de transmission du virus causant le COVID-19 : implications pour les recommandations de précaution de l'IPC, note scientifique ;disponible sur : 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 sur : 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 par COVID-19 aux États-Unis, disponible sur : https://projects.iq.harvard.edu/ files/covid-pm/files/pm_and_covid_mortality.pdf
5. Société italienne de médecine environnementale (SIMA), Position Paper Particulate Matter and 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., Existe-t-il un rôle plausible pour les particules dans la propagation du COVID-19 dans le nord de l'Italie ?, 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
Heure de publication : 18 avril 2020