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Médecine et Santé Tropicales

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Laboratoires mobiles et leur contribution dans l’endiguement de pathologies émergentes en Afrique subsaharienne illustrée par l’exemple de la maladie à virus Ebola Volume 25, numéro 3, Juillet-Août-Septembre 2015

Illustrations

  • Figure 1
  • Figure 2

Contexte

Virus à ARN simple brin, enveloppé et appartenant à la famille des Filoviridae, le virus Ebola est l’exemple d’un pathogène émergent pour lequel l’intérêt a redoublé depuis son émergence en Afrique de l’Ouest et sa propagation d’une ampleur jamais connue jusque-là [1-3].

Le tableau clinique que présente un patient atteint de la maladie à virus Ebola (MVE) comprend fièvre, céphalée, faiblesse, vertige, diarrhée, douleurs abdominales et vomissements [4]. Bon nombre de maladies infectieuses présentent des symptômes semblables [5]. L’identification en laboratoire du pathogène est donc essentielle pour l’établissement du diagnostic, et joue ainsi un rôle clé dans la gestion de crises sanitaires telles que l’épidémie de MVE [6].

Or, assurer un acheminement sécurisé de l’échantillon au laboratoire, un diagnostic fiable et une communication rapide des résultats peut poser des problèmes majeurs dans des pays ou régions à ressources limitées [6]. Les laboratoires aptes à diagnostiquer des pathogènes émergents sont rares et dans le passé les échantillons ont souvent dû être transportés en dehors du pays afin d’effectuer l’analyse [6, 7]. En réponse à ces défis, des unités de diagnostic mobiles ont été conçues et mises en action [7, 8].

Avec les progrès techniques, il est devenu possible d’inclure la PCR, puis la PCR en temps réel, dans des laboratoires mobiles, ce qui leur a permis de jouer un rôle dans la gestion de plusieurs épidémies à travers le monde [9-11].

Ainsi, en 2005, un laboratoire mobile a été déployé en Angola afin de contenir une flambée de la maladie à virus de Marburg. Faute d’enceinte étanche, l’inactivation des échantillons se faisait dans une salle séparée et déclarée comme zone à risque. Le port d’un équipement de protection individuelle (EPI), avec respirateur et unité de ventilation d’air filtré, était nécessaire afin d’éviter une contamination du personnel. Le bilan de l’intervention a été positif, car la présence du laboratoire sur place avait permis de confirmer un cas suspect en 4 h, facilitant le travail des équipes chargées du suivi des contacts [7]. En 2007, lors d’une épidémie de la MVE en République démocratique du Congo, un autre laboratoire mobile est intervenu, disposant cette fois-ci d’une boîte à gants en film flexible servant d’enceinte étanche et où le respirateur pouvait être remplacé par un simple masque N95 [12].

En 2013, un consortium européen a initié le projet European mobile lab (EMLab). Le projet a mis en place des unités de diagnostic mobiles en Afrique subsaharienne [13]. Quatre laboratoires mobiles EMLab contribuent à la lutte contre l’épidémie de MVE en Afrique de l’Ouest. Leur mobilité leur a permis de s’adapter à l’évolution de l’épidémie et de se déplacer si nécessaire [8].

Mise en place d’un laboratoire mobile au Mali

En décembre 2014, un laboratoire mobile type EMLab a été implémenté au Mali par un consortium franco-allemand. Il est financé par le ministère des Affaires étrangères allemand à travers son Programme de partenariat d’excellence en matière de sûreté biologique et de sécurité sanitaire. Le laboratoire est basé au centre d’infectiologie Charles-Mérieux, à Bamako, et mis à disposition du ministère de la Santé et de l’Hygiène publique du Mali pour renforcer les capacités du Mali à dépister rapidement des maladies infectieuses émergentes en zones isolées.

Le projet avait été conçu avant l’arrivée de la MVE au Mali, mais son implémentation a été accélérée après l’apparition de deux cas importés de Guinée, en octobre et en novembre 2014, dont l’un a déclenché une chaîne de transmission dans la capitale, aboutissant à un total de huit cas au Mali [14].

La formation de biologistes et de techniciens supérieurs de laboratoire maliens constitue une partie intégrante du projet. En décembre 2014, deux équipes de quatre personnes en provenance de différentes structures maliennes de biologie médicale et de recherche ont reçu une formation de base sur l’utilisation du laboratoire mobile pour le dépistage moléculaire de la MVE. Une expérience professionnelle en biologie moléculaire était une condition préalable de participation ; des enseignements théoriques sur la PCR en temps réel étaient cependant inclus au besoin.

L’accent a été mis sur la formation pratique, à l’aide d’échantillons de sang total et d’écouvillonnage. Les participants ont acquis des compétences sur la gestion générale du laboratoire mobile, le traitement et l’analyse d’échantillons ainsi que l’interprétation et la communication des résultats. En outre, l’utilisation de l’EPI, l’alimentation électrique à l’aide d’une batterie de véhicule et le dépannage des matériels ont été enseignés. Au fur et à mesure que le savoir-faire de l’équipe progressait, celle-ci a été soumise à des scénarios réalistes de plus en plus difficiles (allant d’échantillons non identifiables jusqu’à une contamination accidentelle du laboratoire mobile avec nécessité de port de l’EPI).

Durant toute la durée du projet, jusqu’en octobre 2016, des formations complémentaires seront organisées une fois par trimestre ainsi qu’un exercice de déploiement sur le terrain une fois par an.

Lors du dernier jour de leur formation de base, une des deux équipes maliennes a eu l’opportunité de tester trois échantillons réels en provenance de deux patients à la demande du Centre des opérations d’urgence du Mali (un prélèvement de sang total d’un patient en convalescence de la MVE et deux échantillons d’écouvillonnage, oral et nasal, post mortem). L’équipe a pu analyser les échantillons et communiquer les résultats dans les 5 h qui ont suivi leur réception.

Description du laboratoire mobile

Le laboratoire mobile est la version civile d’un laboratoire militaire mis au point par l’Institut de microbiologie de la Bundeswehr (forces armées allemandes). L’ensemble du laboratoire peut être emballé dans vingt-sept caisses à roues, étanches, résistantes et pesant entre 20 et 31 kg chacune (figure 1A). Ainsi, l’équipement peut être transporté comme bagage sur un vol de ligne. Un réfrigérateur et un congélateur transportables assurent la chaîne de froid.

Le laboratoire est assemblé dans une tente ou une salle d’une surface d’au moins 20 m2 (figure 2). Les compartiments – au moins deux compartiments : « pré- » et « post-PCR » – peuvent être séparés par un rideau plastique. En absence d’accès au réseau électrique ou d’un groupe électrogène, un véhicule peut alimenter le laboratoire à l’aide d’un onduleur de puissance (230 V AC/12 V DC).

En termes de biosécurité, la boîte à gants constitue la partie centrale du laboratoire (figure 1C). Les échantillons peuvent y être introduits et – après inactivation et décontamination – sortis à l’aide de deux sas RTP (pour rapid transfer port). L’enceinte est pliable et aisément transportable, mais suffisamment rigide pour résister à une dépression allant jusqu’à 2,5 mb. Celle-ci prévient la fuite de pathogènes en cas de non-étanchéité. L’air est évacué de l’enceinte à travers un système de deux filtres montés en parallèle suivi d’un troisième filtre en aval. Grâce à cette enceinte en dépression dotée d’un système de filtrage d’air, le port d’EPI n’est pas nécessaire et le port de blouses et gants suffisent.

En cas de déploiement dans un contexte d’épidémie de MVE, les échantillons (sang total, sérum, écouvillonnages, lait maternel, etc.) arrivent à l’entrée du laboratoire. L’extérieur est décontaminé par de l’eau de Javel. L’équipe peut mettre des EPI pour cette étape si l’expéditeur est inconnu ou si elle le souhaite. Des formulaires de demande d’analyse résistants à la désinfection par l’eau de Javel sont mis à disposition des expéditeurs par le laboratoire. L’échantillon est ensuite enregistré et toutes les étapes suivantes sont documentées sur le dos du formulaire de demande qui accompagne l’échantillon. Ce dernier est introduit dans la boîte à gants, ouvert, soumis à un test rapide pour exclure le paludisme et inactivé par addition de tampon AVL (Qiagen) et d’éthanol [12, 15]. Le travail dans la boîte à gants se fait impérativement en binôme (un opérateur et un buddy, qui vérifie toutes les étapes et les documente). En plus, chaque échantillon est inactivé individuellement. Ces deux principes permettent de réduire le risque de contamination accidentelle. L’ARN est isolé (par QIAamp viral RNA Mini Kit, Qiagen), et le Mastermix pour la PCR est préparé dans un isolateur, séparé évitant ainsi des contaminations croisées. La PCR en temps réel utilise RealStar Filovirus Screen RT-PCR Kit 1.0 (Altona diagnostics, Hambourg, Allemagne), et est effectuée à l’aide d’un SmartCycler II (Cepheid Europe, France) [15]. Ce système robuste, également utilisé dans d’autres laboratoires mobiles, contient seize modules indépendants permettant ainsi d’analyser des échantillons de façon décalée et indépendante les uns des autres [7, 12].

D’autres examens sont disponibles dans le laboratoire mobile : microscopie (observation fond clair et immunofluorescence), tests rapides, ELISA (détection d’anticorps IgM et IgG) et électrophorèse sur gel.

Discussion et conclusion

Des laboratoires mobiles peuvent constituer une partie intégrante d’un système de surveillance épidémiologique dans des pays à ressources limitées grâce à leur capacité de rapprocher le diagnostic au foyer infectieux et de raccourcir le délai d’obtention du résultat [7-16].

Le rôle du laboratoire mobile est complémentaire de celui des laboratoires fixes P3/P4 – rares en Afrique subsaharienne –, en deux sens :

  • il peut intervenir rapidement sur le site d’un foyer présumé, permettre une première identification du pathogène et faciliter la mise en place de mesures d’endiguement en attendant une caractérisation plus précise du pathogène par un laboratoire P3/4,
  • en cas d’épidémie large et après la validation du test sur la souche du pathogène en circulation, la mise en action d’un laboratoire mobile facilite la tâche des professionnels de santé en offrant un diagnostic rapide et fiable sur le terrain et à proximité du centre de traitement [15].

La mise en œuvre d’un laboratoire mobile en Afrique subsaharienne peut néanmoins se heurter à un manque de personnel local qualifié. Il est donc important d’inclure un volet de formation à de tels projets. Faute de personnel local qualifié, de nouvelles perspectives de collaboration entre les pays de la région s’ouvrent, comme l’illustre l’exemple du laboratoire mobile EMLab au Nigeria. D’abord engagé dans l’endiguement de la MVE au Nigeria, l’équipe nigériane a été déployée, par la suite, avec son laboratoire mobile à Freetown (Sierra Leone) [17].

À l’heure actuelle, il existe au Mali deux points névralgiques, considérés comme les plus à risque de déclencher de nouveaux foyers de MVE : la région frontalière avec la Guinée, avec une mobilité transfrontalière locale importante, et la capitale, Bamako, qui est la destination principale des voyageurs en provenance de Guinée [14]. La région frontalière constitue un possible foyer sur lequel le laboratoire mobile du Mali pourrait intervenir, tandis qu’à Bamako, il ne serait mis en action que pour soutenir le laboratoire P3 stationnaire de l’université.

L’épidémie de MVE en Afrique de l’Ouest a démontré que les pathogènes émergents ne constituent pas un problème régional, et que, à l’heure de la mondialisation, ils requièrent un engagement international. La mise en place de laboratoires mobiles, à notre avis, joue un rôle important dans la réponse au défi des pathogènes émergents.

Conflits d’intérêt

La boîte à gants utilisée dans le laboratoire mobile type « EMLab » a été développée dans le cadre d’un programme de recherche de la Bundeswehr. Roman Wölfel figure parmi les inventeurs dans le brevet correspondant.