Comment les virus se propagent à l’intérieur et que faire à ce sujet ?

«Comment les virus se propagent à l’intérieur et que faire à ce sujet» source article de Madeline Barron paru dans ASM News du 29 novembre 2023.

Comprendre la transmission virale intérieure est important pour prévenir les maladies.

Les humains sont des créatures d’intérieur ; la plupart de leur temps (environ 90%) est passé à l’intérieur, surtout lorsque les mois d’hiver apportent des températures extrêmement froides. Mais lorsque les personnes se rassemblent dans des bâtiments, ils partagent bien plus que de l’espace : ils partagent également des microbes, dont certains provoquent des maladies.

Au cours des dernières années, la façon dont les agents pathogènes (en particulier les virus) se déplacent dans les espaces intérieurs – des écoles et bureaux aux maisons et hôpitaux – est devenue une pièce importante du puzzle pour contrôler la propagation de maladies infectieuses comme la COVID-19. Comprendre les tenants et les aboutissants de la transmission virale à l’intérieur des bâtiments peut éclairer la manière dont ces structures sont conçues et gérées pour maintenir les occupants en bonne santé.

Comment les virus se propagent-ils à l’intérieur ?

La transmission virale dépend de facteurs environnementaux (température, humidité, mode d'utilisation de l'espace), des personnes occupant l'espace et de leurs activités (tirer la chasse d'eau, parler, manger, passer l'aspirateur) et des caractéristiques des virus eux-mêmes (charge de surface, interactions avec d'autres microbes, présence d'enveloppe virale et plus). «Ce n’est pas une question simple, mais plutôt une écologie complexe quant à la façon dont les virus survivent dans l’environnement», a dit Charles Gerba, professeur de virologie au Water & Energy Sustainable Technology Center de l’Université d’Arizona.

Bien que tous ces facteurs créent une image de transmission unique pour chaque espace intérieur, il existe quelques voies clés pour la dissémination des agents pathogènes.

Légende. Les virus se propagent à l’intérieur par de multiples voies interconnectées, notamment via des vecteurs passifs et des aérosols. Source Ijaz, M.K., et al./PeerJ, 2023 via une licence CC BY 4.0.

Surfaces contaminées

Les agents pathogènes se propagent notamment par des surfaces inertes contaminées (fomites), comme les poignées de porte, les dessus de table, les claviers, les interrupteurs et les fontaines à eau, pour n'en nommer que quelques-unes. Les virus se déposent directement sur les surfaces (par exemple, touchés par une personne infectée par un virus) ou s'y déposent depuis l'air. Si quelqu'un touche une surface hébergeant un virus infectieux, puis se touche le visage (ce que les adultes font toutes les 3 à 5 minutes selon la situation, et les enfants le font environ 80 fois par heure selon l'âge), il peut être infecté.

L'importance et la durée de la transmission par un vecteur passif (fomite) dépendent du virus (par exemple, s'il possède une enveloppe, ce qui le rend plus sensible aux facteurs de stress environnementaux, comme les désinfectants) et de sa quantité présente. Par exemple, norovirus, un virus non enveloppé qui infecte l'intestin, peut persister sur les surfaces jusqu'à deux semaines, et les vecteurs passifs font partie intégrante de la transmission. Le SRAS-CoV-2, un virus enveloppé, peut survivre sur des surfaces pendant plusieurs jours, et une transmission par vecteur passif est possible et probablement impliquée dans la dissémination virale. Cependant, la transmission du SRAS-CoV-2 est hautement multimodale, les aérosols et les gouttelettes respiratoires jouant un rôle essentiel.

Aérosols

À cet effet, les aérosols (particules ou gouttelettes en suspension < 5 µm de diamètre sur lesquelles les virus peuvent faire du stop) représentent une autre voie par laquelle les virus se propagent dans les bâtiments.

Alors que les gouttelettes respiratoires (qui sont plus grosses que les aérosols avec un diamètre > 5 à 10 μm) sont plus lourdes et plus susceptibles de tomber de l'air avant de s'évaporer, les aérosols peuvent rester dans l'air pendant des minutes, voire des heures, posant ainsi un risque potentiel pendant de longues périodes. de temps. Ce risque est lié à la manière dont l'air circule dans un espace (par exemple, le degré de ventilation) et à la fonction du bâtiment. Les écoles, par exemple, ont le potentiel de contenir davantage d’agents pathogènes putatifs dans l’air, en raison du grand nombre de personnes se rassemblant dans un espace, pendant de longues périodes, et avec un roulement élevé. 

«L'une des choses que nous avons rapidement apprises [est que] la propagation du virus dans l'environnement intérieur dépend du scénario et de la voie dans laquelle vous vous trouvez - que vous soyez dans une chambre d'hôtel ou à l'hôpital peut faire une grande différence», a dit Gerba.

Légende. Les toilettes crachent des aérosols à plusieurs mètres au-dessus et autour de la cuvette après la chasse d'eau. Source Crimaldi, J.P., et al./Scientific Reports, 2022 via une licence CC BY 4.0 DEED.

Les aérosols provenant des sources d'eau, telles que les éviers et les toilettes, peuvent également propager des agents pathogènes, et les systèmes d'eau/eau contaminée sont une autre voie par laquelle les microbes traversent les bâtiments. «Lorsque vous êtes dans les toilettes et que vous tirez la chasse d'eau, vous avez un panache d'aérosols», a dit Stephanie Boone, chercheuse scientifique au Gerba Lab. «Nous avons mesuré [le panache] jusqu'à 91,5 cm de la surface des toilettes et jusqu'à 76,2 cm à l'extérieur de la surface des toilettes. Si vous avez, disons, le [SRAS-CoV-2], la grippe ou norovirus, ces virus [sont inclus] dans ce panache. Ces agents pathogènes associés au panache contaminent les surfaces environnementales, ce qui pourrait présenter un risque potentiel d'infection pendant plusieurs jours si elles ne sont pas décontaminées.

Gerba a souligné que tous les modes de transmission sont interdépendants. «C’est un processus assez dynamique, et je pense que l’un des défis que nous avons à relever est d’étudier la dynamique de celui-ci et de savoir comment les caractériser. Nous devons mieux comprendre tous ces facteurs et la manière dont ils interagissent avec l’environnement.

La remise en suspension des virus : un acteur clé de la transmission ?

Dans cet esprit, il existe un autre mode de transmission, souvent négligé, qui fait le pont entre la contamination de surfaces et la transmission par aérosol : la remise en suspension virale. La remise en suspension se produit lorsque des particules en suspension dans l'air se déposent sur sur une surface, puis sont repoussés dans l’air par des activités comme marcher ou ouvrir une porte. Le yo-yo du virus de l’air vers les surfaces, et vice-versa, pourrait-il conduire à des infections ?

Boone a exploré cette question. Elle utilise un bactériophage (un virus qui infecte uniquement les bactéries) comme indicateur de la manière dont les virus infectant l'homme se déplacent dans les espaces intérieurs. Lors d'expériences récentes, Boone et ses collègues ont appliqué des phages sur des tapis, des parquets, des rideaux et d'autres surfaces. Ils ont quantifié la quantité de phages qui s'est déposée sur des plaques de gélose dispersées dans l'espace 1 heure après avoir terminé une activité perturbatrice (par exemple passer l'aspirateur).

Les scientifiques ont découvert que des activités telles que passer l’aspirateur, marcher et ouvrir les rideaux entraînaient un déplacement des virus loin du site d’origine de la contamination. Par exemple, lorsqu'une personne a marché 5 fois sur un tapis dans une pièce non ventilée, les phages ont été retrouvés à plus de 2,13 mètres du site de marche et à près de 1,83 mètre au-dessus du sol (pour les planchers en bois, la suspension était moins dramatique). «Nous avons été stupéfaits», a dit Boone, notant que si les phages représentaient un virus respiratoire viable, il serait suspendu à portée de respiration des enfants et des adultes occupant l'espace, notamment en présence de poussière.

Divers événements peuvent conduire à une remise en suspension du virus, comme marcher ou passer l'aspirateur. Source Joseph J., et al. Exploration, 2022 via une licence CC BY 4.0 DEED.

En fait, dans tous les cas, la poussière a joué un rôle clé dans l’étendue et l’ampleur de la propagation du virus. Ce phénomène a également été démontré pour les virus qui infectent les humains : les «vecteurs passifs aérosolisés» (c'est-à-dire la poussière ambiante) ont contribué à la propagation de la grippe de type A dans un modèle chez le cobaye. Boone a souligné que les particules augmentent également l'expression de l'ACE2 (le récepteur du SRAS-CoV-2) dans les tissus pulmonaires de la souris, ce qui pourrait favoriser la susceptibilité à l'infection. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre si et comment la poussière influence la dynamique de l’infection.

On ne sait toujours pas encore si la remise en suspension du virus présente un risque d’infection pour l’homme. Une étude a suggéré que la remise en suspension des particules des surfaces est une source importante d'ARN du SRAS-CoV-2 dans l'air des chambres d'hôpital, bien que les scientifiques n'aient pas examiné le virus infectieux. Une autre étude a révélé que laremise en suspension du virus de la grippe A simulée en laboratoire envoyait effectivement le virus dans l'air, mais que les concentrations étaient de 2 ordres de grandeur inférieures à celles générées par une émission respiratoire directe simulée.

«Nous avons démontré que nous pouvons ré-aérosoliser le virus des surfaces dans la plage d’inhalation-[mais] y a-t-il vraiment un risque ? Y a-t-il suffisamment de virus générés dans l’air pour constituer un risque ? Le nettoyage et la désinfection des vecteurs passifs réduiraient-ils le risque de remise en suspension des aérosols ?» se demanda Gerba. «Ce sont des questions auxquelles nous n'avons pas encore de réponse.»

Construire des solutions

Les connaissances concernant le mouvement des virus dans les bâtiments sont un facteur clé dans la façon dont les espaces intérieurs sont conçus et gérés afin de minimiser la transmission d'agents pathogènes. De telles solutions peuvent partir de zéro, notamment en concevant des bâtiments pour minimiser les interactions étroites entre les occupants et contrôler le flux de personnes et de circulation. Boone a noté que les mesures pourraient être aussi simples que d'opter pour des sols durs plutôt que de la moquette dans les maisons afin de réduire le risque de remise en suspension et d'accumulation de poussière.

Désinfection

La désinfection des surfaces peut également minimiser la contamination des surfaces et réduire le risque de remise en suspension du virus. Boone a suggéré de prêter attention aux zones «fréquemment touchées» comme les poignées de réfrigérateur, les poignées de porte et les interrupteurs d'éclairage qui sont souvent négligés lors du nettoyage de routine. Elle recommande également d'éviter les outils de nettoyage chargés de microbes, comme les éponges, et d'opter plutôt pour des serviettes en papier ou des articles qui peuvent être lavés régulièrement. Des scientifiques développent également des matériaux auto-désinfectants et/ou dotés de revêtements virucides qui peuvent minimiser le risque de contamination, tout en évitant les effets potentiellement négatifs sur l'environnement et la santé des nettoyants chimiques.

Pourtant, même les surfaces les plus contaminées posent peu de problèmes si personne n'interagit avec elles. Gerba a souligné la nécessité de réaliser des études d'évaluation des risques pour déterminer quels sont et où se situent les risques d'infection, et s'il existe des moyens d'optimiser l'énergie et les ressources pour désinfecter de manière ciblée. Au début de la pandémie de COVID-19, «beaucoup d’efforts ont été consacrés à la désinfection du SRAS-CoV-2», a-t-il dit. «En avons-nous fait trop pour le SRAS-CoV-2 ? Pourrions-nous bénéficier d’une meilleure allocation des ressources ? C’est pourquoi il est important de comprendre la transmission du virus dans l’environnement intérieur.

Filtration et ventilation de l'air

En ce qui concerne la transmission des aérosols, une architecture qui prend en charge une ventilation adéquate de l’air et évite les possibilités de stagnation de l’air (comme les couloirs fermés) est idéale. De plus, les systèmes d'air intérieur sont essentiels pour contrôler la propagation des virus aéroportés. Choisir des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation adaptés à l'utilisation prévue d'un espace (par exemple, un établissement de santé par rapport à une école ou une maison) et favorisant l'efficacité des équipements et de l'énergie, tout en éliminant efficacement les contaminants de l'air, fait partie intégrante de la création et de l’entretien de bâtiments en tenant compte des microbes.

Légende. Une boîte Corsi-Rosenthal. Source Wikipédia. via une licence CC BY-SA 4.0.

Les filtres portables sont également re déplacer les virus infectieux, dont le SRAS-CoV-2, de l'air. Les personnes peuvent même fabriquer les leurs à partir de 4 filtres MERV-13 (MERV pour minimum efficiency reporting value) et d'un ventilateur en forme de boîte (connu sous le nom de boîte Corsi-Rosenthal). L'Agence de protection de l'environnement (EPA) des Etats-Unis a mené une étude avec des phages pour montrer que l'utilisation d'un de ces filtres à faire soi-même pendant 60 minutes pouvait réduire de 99% la présence de virus en suspension dans l'air. Des technologies émergentes de capture des aérosols, ou celles qui détectent et alertent rapidement les occupants d'une pièce de la présence de virus dans l'air, peuvent éclairer davantage les actions visant à prévenir la transmission à l'intérieur.

Des chercheurs découvrent un nouveau moyen de détecter le coronavirus à travers les systèmes de ventilation des bâtiments

«Détection aéroportée. Des chercheurs de l'ECU découvrent un nouveau moyen de détecter le coronavirus à travers les systèmes de ventilation des bâtiments», source communiqué de l’East Carolina University.

Des chercheurs de la Brody School of Medicine de l'East Carolina University ont trouvé un nouveau moyen de détecter le virus qui cause la COVID-19 en analysant l'air traversant les systèmes de ventilation des bâtiments. La découverte pourrait conduire à une détection plus précoce du virus, à des protocoles de quarantaine améliorés, à une transmission réduite et à moins d'épidémies.

Le Dr Sinan Sousan, professeur au Département de santé publique et de recherche de Brody au North Carolina Agromedicine Institute, et expert en exposition environnementale et professionnelle à l'air, et la Dr Rachel Roper, professeur au Département de microbiologie et d'immunologie avec une importante connaissance sur l'étude des coronavirus, a été le fer de lance des efforts pour savoir si le SRAS-CoV-2 pouvait être détecté dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVAC) dans les dortoirs des étudiants.

Leurs travaux ont été récemment publiés dans The American Journal of Infection Control (texte complet en accès libre) et représentent une percée dans la manière dont le virus peut être détecté avant qu'un individu ne soit positif.

«Je pense que c'est important parce que vous voulez savoir si quelqu'un dans le bâtiment est infecté, potentiellement contagieux et infectant d'autres personnes, c'est donc une mesure de santé publique vraiment importante», a dit Roper à propos de l'étude, ajoutant que cette méthode pourrait également être utilisée pour rechercher d'autres virus et pathogènes en suspension dans l'air, tels que le virus de la grippe.

Les chercheurs ont collecté des échantillons dans deux grands dortoirs pour étudiants et une suite d'isolement hébergeant des étudiants, qui avaient été testés positifs pour la COVID-19, plusieurs fois par semaine pendant plus de trois mois à partir de janvier 2021.

L'équipe de Sousan a collecté un total de 248 échantillons d'air, testant quatre méthodes de collecte qui déposaient des échantillons dans de petits filtres, des solutions salines et des cartouches qui ont ensuite été conservés et transportés au laboratoire de Roper pour une analyse par RT-PCR. Les tests ont révélé la présence du SRAS-COV-2 dans les échantillons d'air de la salle d'isolement dans 100% du temps. Dans les dortoirs où les étudiants n'étaient pas déjà en isolement de la COVID-19, les chercheurs ont pu détecter le virus dans les échantillons d'air dans 75% du temps lorsque les étudiants du même étage ont ensuite été testés positifs via un écouvillon nasal.

L'astuce du succès consistait à capturer des échantillons d'air avec un virus suffisamment concentré pour être détecté et à maintenir la stabilité du virus dans les échantillons pour le ramener au laboratoire avec de l'ARN intact pour l'analyse PCR, a dit Roper.

De la même manière que pour tester les eaux usées d'un bâtiment, la mise en œuvre d'un échantillonnage de l'air du bâtiment à plus grande échelle pourrait permettre une détection plus précoce du virus, en particulier dans les espaces partagés.

«La détection dans l'air fournit un préavis d'expositions potentielles à des endroits spécifiques dans un bâtiment», a dit Mike Van Scott, vice-chancelier par intérim de la division de la recherche, du développement économique et de l'engagement d'ECU. «Il était fortuit que le SRAS-CoV-2 puisse être détecté dans les eaux usées, mais le prochain virus respiratoire que nous rencontrerons pourrait ne pas être aussi stable, et la détection dans l'air nous permettrait de réagir rapidement.»

Aux lecteurs du blog

Grâce à la revue PROCESS Alimentaire, vous n'avez plus accès aux 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le lien suivant, http://amgar.blog.processalimentaire.com/. Triste histoire de sous ...

Comment les microbiomes urbains contribuent à l'écologie de la vie en ville

«Comment les microbiomes urbains contribuent à l'écologie de la vie en ville», source article de Madeleine Baron dans ASM News.

Chaque ville a un microbiome. En fait, les paysages urbains hébergent des communautés microbiennes résidentes et transitoires qui peuplent tout, du sol et de l'air aux eaux usées et à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments. La composition de ces communautés varie d'une ville à l'autre. Il est important de noter que les microbes citadins jouent de nombreux rôles, largement inexplorés, dans la structure et la fonction des espaces urbains et la santé de ceux qui les habitent. Une meilleure compréhension des microbiomes urbains pourrait faciliter la conception de villes avec des microbes et leur importance pour le bien-être de la ville et des citoyens.

Comme le microbiome humain se compose de consortiums microbiens habitant des régions du corps (c'est-à-dire l'intestin, la peau, les poumons, etc.), les microbiomes urbains sont un ensemble de communautés microbiennes qui occupent divers réservoirs dans les paysages urbains, des profondeurs des égouts aux sommets des bâtiments. En tant que tel, il existe plusieurs réservoirs avec des rôles connus et émergents dans la santé et le fonctionnement des villes et de leurs habitants.

Sol

Le sol est l'une des substances les plus microbiennes et les plus diversifiées de la planète, et les écologistes microbiens découvrent les merveilles du microbiome du sol depuis des décennies. Les sols urbains (en particulier ceux des espaces verts, comme les parcs) contiennent une biodiversité considérable. En fait, Central Park à New York conserve un degré de diversité microbienne comparable à celui des paysages naturels du monde entier, y compris les sols tropicaux et désertiques. Comme dans les milieux naturels, les microbes du sol remplissent des fonctions biochimiques importantes pour l'écosystème urbain, notamment en facilitant le cycle des nutriments et le stockage du carbone.

Au-delà de ces fonctions, les microbes du sol urbain peuvent affecter la santé des habitants de la ville. Il est bien établi que les interactions avec les microbes environnementaux, y compris ceux du sol, sont nécessaires au bon développement et au bon fonctionnement du système immunitaire. Les sols urbains peuvent également héberger des pathogènes issus de la contamination par les eaux usées et d'autres déchets, ainsi que de nouveaux produits naturels dérivés de microbes ayant un potentiel thérapeutique. Des gènes microbiens censés coder un certain nombre de produits naturels thérapeutiquement pertinents, y compris l'agent anticancéreux épothilone et l'antibiotique érythromycine, ont été identifiés dans les sols des parcs de la ville de New York.

Air

L'air contient des populations microbiennes transitoires dont les compositions varient en fonction de l'utilisation des terres (par exemple, quelle partie du paysage est recouverte de végétation par rapport au béton). Les microbes qui occupent les surfaces des plantes peuvent être balayés dans l'atmosphère et aider à façonner la composition d’«aérobiome». En tant que telles, les communautés bactériennes planant au-dessus des parcs urbains sont distinctes et plus diversifiées sur le plan de la composition que celles au-dessus des parkings. De plus, le type de végétation dans les zones urbaines influence la diversité des aérobiomes urbains, avec une plus grande diversité microbienne observée dans les régions riches en arbres par rapport aux zones herbeuses.

Du point de vue de la santé, des études ont établi un lien entre les aérobiomes urbains et de moins bons résultats pour la santé par rapport aux zones rurales, notamment une prévalence accrue d'affections telles que l'asthme et les allergies. Cela peut être dû à l'abondance et à la diversité microbiennes accrues dans l'air rural par rapport aux zones urbaines, bien que seules quelques études aient évalué expérimentalement le lien entre les aérobiomes ruraux et urbains et la santé humaine. Ces études suggèrent que, par rapport aux espaces urbains, les aérobiomes ruraux orientent la réponse immunitaire vers une réponse T-régulatrice et de type Th1 (cellules T helper de type 1) plutôt qu'une réponse Th2 associée à l'allergie et l'asthme. Néanmoins, il existe un plus grand besoin d'explorations mécanistes sur les facteurs qui façonnent les communautés microbiennes aéroportées et leurs effets sur les citadins.

Eaux usées

Sous les villes animées se trouvent des réseaux de canalisations d'égouts; à travers ces tuyaux s'écoulent les déchets humains, les produits chimiques et les eaux de ruissellement. Les systèmes d'égouts contiennent des consortiums microbiens qui maintiennent des taxons de communautés sources (par exemple, des microbes dérivés d'excréments humains), mais diffèrent également de ces sources, suggérant une adaptation des microbes à l'environnement nutritionnellement et chimiquement distinct du système d'égouts. 

De plus, les biofilms bactériens le long de l'intérieur des tuyaux sont uniques du point de vue de la composition des populations transitoires dans les déchets qui s'écoulent, mettant l'accent sur la diversité de l'habitat au sein du système d'égout lui-même. Notamment, les eaux usées peuvent être utilisées pour surveiller la prévalence et la propagation des microbes pathogènes, y compris le SRAS-CoV-2, ainsi que des organismes résistants aux antibiotiques. Les microbes sont également bénéfiques pour la purification des déchets ; les usines de traitement des eaux usées s'enrichissent en micro-organismes qui digèrent les boues (c'est-à-dire les eaux usées filtrées pour éliminer le sable) pour les étapes ultérieures de purification de l'eau.

Bâtiments

Les villes ne sont pas appelées «jungles de béton» pour rien, les surfaces artificielles sont les fondements de la vie urbaine. L'intérieur des bâtiments héberge des assemblages de microbes largement dérivés de l'homme, comme ceux de la peau, ainsi que ceux introduits par l'air, le sol et l'eau. Les interactions avec ces microbes peuvent conduisent principalement à l'acquisition de microbes pathogènes et bénéfiques.

L'extérieur des bâtiments, qui communique avec l'air et d'autres réservoirs, héberge des communautés microbiennes qui influencent l'intégrité structurelle de la ville. Par exemple, les bactéries oxydant les sulfures déposées sur les surfaces des bâtiments peuvent produire des acides qui dégradent les métaux, tandis que certains champignons peuvent se transformer en pierre et produire des métabolites qui causent des dommages physiques et biochimiques. D'autre part, les microbes peuvent également protéger contre une telle dégradation et destruction. Par exemple, certains microbes non corrosifs produisent des antimicrobiens qui inhibent la croissance des espèces corrosives. Une meilleure compréhension des attributs structurels et fonctionnels des communautés habitant l'environnement ‘bâti’ peut favoriser l'application de méthodes microbiologiques pour préserver l'architecture de la ville, y compris les éléments précieux comme les monuments.

Bien que chacun des réservoirs ci-dessus soit caractérisé par son propre profil microbien, le microbiome urbain dans son ensemble est un ensemble de ceux associés à son sol, son atmosphère, son eau et ses surfaces. Les communautés microbiennes au sein des réservoirs se croisent pour façonner l'écosystème microbien à l'échelle de la ville. De plus, il existe des réservoirs au-delà de ceux discutés ici, tels que les animaux et les humains, qui contribuent aux assemblages microbiens des paysages urbains.

La composition des microbiomes urbains est spécifique à la ville

Il existe des variations considérables dans la composition des microbiomes urbains à travers le monde. Des facteurs tels que l'abondance d'espaces verts et l'exposition du sol, l'architecture urbaine et la composition des eaux usées varient d'une ville à l'autre. D'autres facteurs comme la géographie et le climat influencent également le type de microbes qui survivent dans les paysages urbains. Par conséquent, aucune ville n'a le même microbiome. Lorsque les scientifiques ont effectué des analyses du microbiome sur des échantillons prélevés sur diverses surfaces dans des immeubles de bureaux à Toronto, au Canada, Flagstaff, Arizona et San Diego, Californie, ils ont découvert que chacun présentait une structure de communauté bactérienne spécifique à la ville.

Plus récemment (et à plus grande échelle), le séquençage métagénomique d'échantillons prélevés dans des stations de transport en commun dans 60 villes du monde, de Denver à Tokyo, a révélé que chaque ville avait une empreinte microbienne unique. Il est important de noter que ces empreintes n'étaient pas des reflets directs des microbiomes humains ou du sol, illustrant que le microbiome urbain dans son ensemble est plus que la somme de ses parties. De plus, les chercheurs ont identifié 750 bactéries et plus de 10 900 virus dont les séquences ne correspondaient à aucune base de données de référence, soulignant qu'une grande partie de la vie microbienne habitant les espaces urbains, et leurs implications fonctionnelles en termes de structure de la ville et de santé des résidents, restent à explorer. Cette variation microbienne offre une excellente occasion de comprendre comment l'emplacement, la conception et les opérations de la ville influencent son microbiome, ce qui pourrait donner un aperçu de la façon dont les villes peuvent façonner leur microbiome pour un avantage fonctionnel maximal.

Vers une compréhension fonctionnelle des microbiomes urbains

Les progrès technologiques ont rendu de plus en plus évidents la complexité, le dynamisme et l'importance potentielle des microbiomes urbains, et de nombreuses questions restent sans réponse. Par exemple, l'importance relative des réservoirs microbiens spécifiques (par exemple, le sol, l'air, etc.) dans le paysage urbain varie-t-elle en fonction de la ville et du temps ? Comment les populations microbiennes au sein de ces réservoirs interagissent-elles et s'influencent-elles les unes les autres ? Une meilleure compréhension de ces interactions fournirait une vision plus nuancée des réseaux microbiens complexes qui définissent les microbiomes urbains dans leur ensemble.

De plus, une grande partie de ce que l'on sait sur les microbiomes urbains provient d'analyses d'acides nucléiques microbiens (principalement bactériens) dispersés dans les espaces urbains. Bien que cette approche donne un aperçu de la composition et des fonctions potentielles des communautés microbiennes, elle fait peu pour révéler les fonctions biologiques et écologiques réelles des microbes urbains et ce qu'elles signifient pour la santé humaine. Détecter les fragments d'ADN de pathogènes, par exemple, ne signifie pas nécessairement qu'ils sont largement répandus, ou même vivants. En effet, une analyse métagénomique du métro de New York a détecté Yersinia pestis et Bacillus anthracis (bactéries respectivement responsables de la peste et de la fièvre charbonneuse), bien que l'absence de cas signalés de peste ou de fièvre charbonneuse dans la ville suggère que ces pathogènes ne posent pas de problème de risque net pour la santé humaine. En fin de compte, obtenir des informations phénotypiques sur les communautés microbiennes urbaines, couplées à des enquêtes approfondies sur si et comment elles interagissent avec les humains et les infrastructures, permettrait de faire la lumière sur le rôle et l'utilisation potentielle de ces microbes dans la modulation de la santé de nos villes.

Un échange d'air plus rapide dans les bâtiments n'est pas toujours bénéfique pour les taux de coronavirus

Il y a quelques jours, le blog vous avait proposé «Le Covid-19 a redéfini la transmission aéroportée» et voici aujourd'hui, «Un échange d'air plus rapide dans les bâtiments n'est pas toujours bénéfique pour les taux de coronavirus», source Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).

Une étude de modélisation suggère qu'une ventilation vigoureuse peut provoquer un pic de concentrations virales.

Selon une nouvelle étude de modélisation, des échanges d'air vigoureux et rapides ne sont peut-être pas toujours une bonne chose pour s'attaquer aux taux de particules de coronavirus dans un bâtiment comprenant plusieurs pièces.

L'étude suggère que, dans un bâtiment avec plusieurs pièces, des échanges d'air rapides peuvent propager rapidement le virus de la pièce source vers d'autres pièces à des concentrations élevées. Les taux de particules augmentent dans les pièces adjacentes en 30 minutes et peuvent rester élevés pendant environ 90 minutes.

Les résultats, publiés en ligne sous leur forme définitive le 15 avril dans la revue Building and Environment, proviennent d'une équipe de chercheurs aux États-Unis du Laboratoire national Nord-Ouest du Pacifique du ministère de l'Énergie. L'équipe comprend des experts en bâtiment et en HVAC (heating, ventilation and air-conditioning, en français, chauffage, ventilation et climatisation) ainsi que des experts en particules d'aérosols et en matériaux viraux.

«La plupart des études ont examiné les taux de particules dans une seule pièce, et pour un bâtiment d'une seule pièce, une ventilation accrue est toujours utile pour réduire leur concentration», a dit Leonard Pease, auteur principal de l'étude. «Mais pour un bâtiment avec plus d'une pièce, les échanges d'air peuvent poser un risque dans les pièces adjacentes en augmentant les concentrations de virus plus rapidement que cela ne se produirait autrement.»

«Pour comprendre ce qui se passe, considérez comment la fumée secondaire est distribuée dans tout un bâtiment. Près de la source, l'échange d'air réduit la fumée près de la personne mais peut distribuer la fumée à des niveaux inférieurs dans les pièces voisines», a ajouté Pease. «Le risque n'est pas nul, pour toute maladie respiratoire.»

L'équipe a modélisé la propagation de particules similaires au SARS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, via des systèmes de traitement de l'air. Les scientifiques ont modélisé ce qui se passe après qu'une personne a eu une quinte de toux de cinq minutes dans une pièce d'un petit immeuble de bureaux de trois pièces, en exécutant des simulations avec des particules de cinq microns.

Les chercheurs ont examiné les effets de trois facteurs: différents niveaux de filtration, différents taux d'incorporation d'air extérieur dans l'alimentation en air du bâtiment et différents taux de ventilation ou de renouvellement d'air par heure. Pour les pièces en aval, ils ont trouvé un avantage clair attendu de l'augmentation de l'air extérieur et de l'amélioration de la filtration, mais l'effet d'une augmentation du taux de ventilation était moins évident.

Un air extérieur plus propre réduit la transmission

Les scientifiques ont étudié les effets de l'ajout de quantités variables d'air extérieur à l'alimentation en air du bâtiment, de l'absence d'air extérieur à 33% de l'alimentation en air du bâtiment par heure. Comme prévu, l'incorporation d'un air extérieur plus propre a réduit le risque de transmission dans les pièces connectées. Le remplacement d'un tiers de l'air d'un bâtiment par heure par de l'air extérieur propre dans les pièces en aval a réduit le risque d'infection d'environ 20% par rapport aux niveaux inférieurs d'air extérieur généralement inclus dans les bâtiments. L'équipe a noté que le modèle supposait que l'air extérieur était propre et exempt de virus.

«Plus d'air extérieur est clairement une bonne chose pour le risque de transmission, tant que l'air est exempt de virus», a dit Pease.

Lorsque la personne infectée dans le bureau tousse à gauche, des gouttelettes respiratoires contenant des particules virales sortent par l'évent du bureau au plafond. Certaines gouttelettes sortent du bâtiment, tandis que d'autres sont renvoyées dans le bâtiment et dans plusieurs pièces via la centrale de traitement d'air. Une équipe du PNNL a découvert qu'un taux de ventilation élevé peut augmenter les taux de particules virales en aval d'une pièce source.

Une forte filtration réduit la transmission

Le deuxième facteur étudié, une forte filtration, était également très efficace pour réduire la transmission du coronavirus.

L'équipe a étudié les effets de trois niveaux de filtration: MERV-8, MERV-11 et MERV-13, où MERV signifie minimum efficiency reporting value, une mesure courante de la filtration. Un nombre plus élevé se traduit par un filtre plus fort.

La filtration a considérablement réduit les risques d'infection dans les pièces connectées. Un filtre MERV-8 a réduit le niveau maximal de particules virales dans les pièces connectées à seulement 20% par rapport à ce qu'il était sans filtration. Un filtre MERV-13 a abaissé la concentration maximale de particules virales dans une pièce connectée de 93%, à moins d'un dixième de ce qu'elle était avec un filtre MERV-8. Les chercheurs notent que les filtres plus puissants sont devenus plus courants depuis le début de la pandémie.

Augmentation de la ventilation, une image plus complexe

La découverte la plus surprenante de l'étude concernait la ventilation, l'effet de ce que les chercheurs appellent des renouvellement d'air par heure. Ce qui est bon pour la pièce source, réduire le risque de transmission dans la pièce de 75%, n'est pas aussi bon pour les pièces connectées. L'équipe a découvert qu'un taux rapide d'échange d'air, 12 changements d'air par heure, peut provoquer une augmentation des niveaux de particules virales en quelques minutes dans les pièces connectées. Cela augmente le risque d'infection dans ces pièces pendant quelques minutes à plus de 10 fois ce qu'il était à des taux de renouvellement d'air inférieurs. Le risque de transmission plus élevé dans les pièces connectées demeure pendant environ 20 minutes.

«Pour la pièce source, il est clair que plus de ventilation est une bonne chose. Mais cet air va quelque part», a dit Pease. «Peut-être que plus de ventilation n'est pas toujours la solution.»

Interpréter les données

«Il y a de nombreux facteurs à considérer et le calcul du risque est différent pour chaque cas» a dit Pease. «Combien de personnes y a-t-il dans le bâtiment et où se trouvent-elles? Quelle est la taille du bâtiment? Combien de pièces? Il n'y a pas beaucoup de données à ce stade sur la façon dont les particules virales se déplacent dans les bâtiments de plusieurs pièces.»

«Ces chiffres sont très spécifiques à ce modèle - ce type particulier de modèle, la quantité de particules virales rejetées par une personne. Chaque bâtiment est différent et des recherches supplémentaires doivent être effectuées», a ajouté Pease.

Le co-auteur Timothy Salsbury, un expert en contrôle des bâtiments, note que de nombreux compromis peuvent être quantifiés et pondérés en fonction des circonstances.

«Une filtration plus forte se traduit par des coûts énergétiques plus élevés, tout comme l'introduction de plus d'air extérieur que ce qui serait habituellement utilisé dans des opérations normales. Dans de nombreuses circonstances, la pénalité énergétique pour l'augmentation de la puissance du ventilateur requise pour une filtration forte est inférieure à la pénalité énergétique pour le chauffage ou le refroidissement de l'air extérieur supplémentaire», a déclaré Salsbury.

«Il y a de nombreux facteurs à équilibrer, niveau de filtration, niveaux d'air extérieur, échange d'air, pour minimiser le risque de transmission. Les gestionnaires d'immeubles ont certainement du pain sur la planche», a-t-il ajouté.

Des études expérimentales supplémentaires en cours

L'équipe mène déjà une série d'études expérimentales dans le même sens que l'étude de modélisation. À l'instar de l'étude récemment publiée, les analyses supplémentaires portent sur les effets de la filtration, de l'incorporation d'air extérieur et des changements d'air.

Ces études en cours impliquent de vraies particules de mucus (n'incorporant pas le virus SARS-CoV-2) et tiennent compte des différences entre les particules expulsées de diverses parties des voies respiratoires, telles que la cavité buccale, le larynx et les poumons. Les enquêteurs déploient une machine d'aérosolisation qui disperse les particules de type viral au fur et à mesure qu'elles seraient dispersées par une toux, ainsi qu'une technologie de suivi fluorescent pour surveiller où elles vont. D'autres facteurs incluent la taille variable des particules, la durée pendant laquelle les particules virales sont susceptibles d'être infectieuses et ce qui se passe lorsqu'elles tombent et se désintègrent.

COVID-19 et l'environnement bâti. Comment la conception des bâtiments peut influencer la transmission des maladies ?

« COVID-19 et l'environnement bâti. Examinons comment la conception des bâtiments peut influencer la transmission des maladies », source communiqué de l’Université de Californie – Davis du 10 avril 2020.

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Conceptualisation des dépôts de SARS-CoV-2.

a) Une fois qu'un individu a été infecté par le SRAS-CoV-2, des particules virales s'accumulent dans les poumons et les voies respiratoires supérieures. (b) Les gouttelettes et les particules virales aérosolisées sont expulsées du corps par des activités quotidiennes, telles que la toux, les éternuements et la conversation, et des événements non routiniers tels que les vomissements, et peuvent se propager dans l'environnement et aux individus à proximité. (c et d) Les particules virales, excrétées par la bouche et le nez, se trouvent souvent sur les mains (c) et peuvent se propager aux objets couramment touchés (d) tels que les ordinateurs, les lunettes, les robinets et les plans de travail. Il n'y a actuellement aucun cas confirmé de transmission d’un objet contaminé (vecteur passif de la contamination) à l'homme, mais des particules virales ont été retrouvées sur des surfaces abiotiques l’environnement bâti.

La distanciation sociale a principalement éloigné les Américains des endroits où ils se rassemblent habituellement et chez eux alors que nous essayons de réduire la propagation du COVID-19. Mais certains bâtiments, comme les hôpitaux et les magasins d’alimentation, doivent rester ouverts et, à un moment donné, la plupart d'entre nous retournerons au bureau ou au travail.

Quel est le rôle de la conception des bâtiments dans la transmission des maladies, et pouvons-nous changer la façon dont nous concevons l'environnement bâti pour le rendre plus sain?

Ces questions sont abordées dans une revue qui vient d'être publiée dans mSystems, une revue de l’Américan Society for Microbiology, par David Coil, scientifique du projet, et le professeur Jonathan Eisen au UC Davis Genome Center and School of Medicine; et ses collègues du Biology and Built Environment Center, University of Oregon.

Parmi les suggestions les plus simples pour des bâtiments plus sains: ouvrir les fenêtres pour améliorer la circulation de l'air et ouvrir les stores pour admettre la lumière naturelle.

Alors que davantage de recherches doivent être effectuées sur l'effet de la lumière du soleil sur le SRAS-CoV-2 à l'intérieur, « la lumière du jour existe comme une ressource gratuite et largement disponible pour les occupants des bâtiments avec peu d'inconvénients à son utilisation et de nombreux avantages positifs documentés pour la santé humaine », écrivent les auteurs.

Nous passons presque toute notre vie quotidienne dans des environnements construits par l'homme, que ce soit à la maison, dans un véhicule ou sur un lieu de travail. Les environnements construits offrent de nombreuses possibilités aux personnes d'entrer en contact avec des virus et des bactéries par le biais de la circulation de l'air, des surfaces et également de la façon dont les bâtiments nous font interagir les uns avec les autres.

Jusqu'à présent, la seule voie documentée de transmission du SRAS-CoV-2 est directement d'une personne à l'autre. Mais les virus se déposent également sur les surfaces, qui peuvent devenir très rapidement fortement contaminées. La durée de survie du SARS-CoV-2 sur les surfaces fait toujours débat. Les estimations varient de deux heures à quelques jours, selon le matériau et les conditions. Il est important de nettoyer régulièrement les surfaces et de se laver les mains à fond.

Débit d'air et humidité

Les particules virales sont trop petites pour être bloquées par les filtres à air HEPA et MERV, mais les stratégies de ventilation peuvent encore jouer un rôle dans la réduction de la transmission des maladies, écrivent les auteurs. L'augmentation de la quantité d'air entrant de l'extérieur et le taux d'échange d'air peuvent diluer les particules virales à l'intérieur. Cela peut inclure une « ventilation périphérique », ouverture d'une fenêtre, lorsque les températures extérieures le permettent. Cependant, un débit d'air élevé pourrait également remuer les particules décantées et les remettre dans l'air, et cela utilise également plus d'énergie.

Les particules virales aime l'air plus sec, donc le maintien d'une humidité relative élevée peut aider. Les gouttelettes contenant des virus grossissent dans l'air humide, ce qui signifie qu'elles se déposent plus rapidement et ne voyagent pas aussi loin. L'humidité semble également interférer avec l'enveloppe lipidique autour des virus tels que le SRAS-CoV-2. Cependant, trop d'humidité peut favoriser la croissance de moisissures.

Les bâtiments modernes sont généralement conçus pour favoriser la mixité sociale, des espaces de vie à aire ouverte dans les maisons aux bureaux ouverts où de nombreux travailleurs partagent l'espace. En favorisant l'interaction et les rencontres fortuites, ces dispositions sont censées générer plus de créativité et de travail d'équipe. En même temps, ils sont probablement aussi très efficaces pour propager des virus.

Il peut ne pas être pratique à court terme d'apporter de grands changements à la disposition des bureaux. Mais comprendre comment l'aménagement et la façon dont les gens utilisent les espaces partagés affectent la transmission des maladies pourrait aider à développer des mesures efficaces de distanciation sociale et à prendre des décisions sur le moment où les personnes pourront retourner au travail.

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La reconstruction des bâtiments augmente le risque Listeria, selon une étude sur cinq ans

Voici une étude parue dans International Journal of Food Microbiology à propos de l’analyse temporelle de la structure de la population de Listeria monocytogenes dans les siphons de sol pendant la reconstruction et l'agrandissement d'une usine de transformation de viande

Résumé

En raison d'une probabilité plus élevée de non-conformité aux mesures d'hygiène, les travaux de reconstruction constituent un défi majeur pour la sécurité des aliments des opérateurs du secteur alimentaire.

Ici, nous avons surveillé un scénario de contamination par Listeria monocytogenes au cours de la durée d'une période de reconstruction visant à agrandir le bâtiment principal d'une importante installation de transformation de viande.

La reconstruction a eu lieu alors que la production alimentaire était en cours. Nous avons utilisé un schéma d'échantillonnage longitudinal ciblant 40 siphons de sol répartis dans l'environnement de transformation des aliments sur une période de cinq ans.

La structure de la population de L. monocytogenes a été déterminée par sérogroupage par PCR, électrophorèse sur gel en champ pulsé (PFGE) et par typage selon MLST. Alors que le premier échantillon a permis de déchiffrer une contamination de base (45%), l’intensification des mesures de nettoyage-désinfection a permis de réduire la prévalence de L. monocytogenes avant le début des travaux (5%). Les activités de reconstruction ont augmenté la prévalence de L. monocytogenes dans l’environnement de transformation des aliments (20,5%) et modifié la structure de la population en une proportion plus élevée de génotypes associés à une maladie (61%).

Lors du premier échantillonnage, ST121 était répandu dans tout l’environnement de transformation des aliments, même dans la zone de conditionnement. Après les deuxième et troisième prélèvements, à la suite d'une application accrue d'hypochlorite au cours de le la désinfection, ST121 n'était présent que dans la zone de préparation des matières premières.

Une flore résiliente a été détectée au cours de trois échantillonnages (ST8, ST9 et ST37) qui n’auraient peut-être pas été exposés au nettoyage quotidien des siphons de sol.

Après l’achèvement des travaux de reconstruction, la structure de la population de L. monocytogenes a retrouvé sa condition initiale (45% et 20,5% au cours de la première et sixième phases de prélèvements).

Cet article indique que les phases de reconstruction sont des épisodes à haut risque pour la sécurité des aliments dans l’environnement de transformation des aliments. Des précautions spéciales doivent être prises pour éviter la contamination croisée des produits car la reconstruction a généralement lieu pendant de longues périodes.

Faits saillants

• La reconstruction de bâtiments est un défi majeur en matière de sécurité des aliments.
• La contamination par L. monocytogenes était de 45% dans les siphons de sol.
• Au début, ST121 était répandu dans tout l’environnement de transformation des aliments.
• Les activités de reconstruction ont transformé la structure de la population en génotypes associés à une maladie (61%; ST1, ST6).
• Une flore résiliente a été détectée (ST8, ST9, ST37) qui n'aurait peut-être pas été exposée au nettoyage quotidien.

Sur un sujet proche, on (re)lira cet article d'août 2014, L. monocytogenes dans une usine fromagère : Apprendre des scénarios de contamination sur trois ans de prélèvements.