Des scientifiques de l’Université Northwestern ont collaboré à la mise en œuvre d’un test précis, peu coûteux et facile à utiliser pour détecter les niveaux toxiques de fluorure dans l’eau.
Le nouveau dispositif de biocapteur développé à Northwestern a été testé sur le terrain dans les zones rurales du Kenya, ce qui prouve que les tests de fluorure de l’eau peuvent être facilement utilisés en dehors d’un laboratoire et interprétés avec précision par des non-experts.
Dans le monde, on estime que des dizaines de millions de personnes vivent dans des zones où l’approvisionnement en eau est contaminé par des niveaux toxiques de fluorure naturel, une substance incolore, inodore et insipide. L’ampleur du problème a été difficile à mesurer en raison du coût élevé ou de la complexité des options de test disponibles.
Une étape majeure vers la résolution des problèmes de santé mondiaux concernant l’accès à l’eau potable, la nouvelle méthode de test éprouvée est le résultat d’une collaboration rare entre des chercheurs dans les domaines de l’anthropologie et de la biologie synthétique.
Les résultats de l’étude seront publiés par npj Eau Propre le 8 février 2023.
L’étude a été codirigée par l’anthropologue du nord-ouest Sera Young et le biologiste synthétique Julius Lucks. Young est professeur agrégé d’anthropologie et d’études sur la santé mondiale au Weinberg College of Arts and Sciences et membre du corps professoral de l’Institute for Policy Research (IPR). Lucks est professeur et directeur associé de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering. Lucks est également codirecteur du Northwestern Center for Synthetic Biology, où Young est également membre du corps professoral.
Young et Lucks disent que c’est la première fois qu’ils collectent ensemble des données sur le terrain, et cela montre ce qui est possible lorsque les spécialistes des sciences sociales et les biologistes synthétiques se concertent pour relever les défis mondiaux.
Le projet s’appuie sur et trouve une intersection unique pour les recherches antérieures menées à la fois par Lucks et Young, qui sont mariés.
En 2017, Young et ses collègues ont développé les Water Insecurity Experiences Scales pour fournir une mesure de l’insécurité hydrique mondiale qui prend en compte les expériences humaines. Young s’est associé au Gallup World Poll pour publier estimations pour la moitié du globe en utilisant l’échelle WISE en 2022 dans Lancet Planetary Health.
Poussés par les recherches de Young, Lucks et son laboratoire ont commencé à étudier les biocapteurs naturels, des molécules utilisées par les microbes pour détecter la présence de contaminants. En 2020, ils ont publié des travaux sur la réutilisation des biocapteurs dans un système de biologie synthétique sans cellule, permettant la détection de contaminants nocifs de l’eau tels que le fluorure sur le terrain, nommant la plate-forme technologique ROSALINDE.
Pour approfondir les recherches de Young sur l’amélioration de la sécurité mondiale de l’eau, la dernière itération de la technologie ROSALIND du Lucks Lab a amélioré la vitesse et la convivialité de l’appareil pour permettre un transport facile vers des endroits où les niveaux nocifs de fluorure constituent un problème de sécurité.
L’équipe de recherche a recueilli 57 échantillons d’eau de 36 ménages dans les zones rurales du Kenya pour évaluer la précision de la mesure de la concentration de fluorure par rapport à la méthode de référence du photomètre au fluorure. Ils ont également conçu leurs études pour examiner si les résultats des tests seraient facilement interprétés par des utilisateurs non experts, un indicateur clé que la technologie peut avoir un impact significatif dans la résolution de la crise mondiale de l’eau.
Les résultats étaient excellents, montrant que le point d’utilisation avait 84 % de chances de prédire correctement les niveaux de fluorure au-dessus de la limite de l’Organisation mondiale de la santé de plus de 1,5 partie par million.
Les tests se sont également avérés très utilisables, avec seulement 1 des 57 tests avec une divergence d’interprétation entre l’utilisateur et l’équipe scientifique.
« C’est une toute nouvelle façon de mesurer la qualité de l’eau », a déclaré Young. « L’étude montre que nous pouvons mettre entre les mains des gens un test basé sur une biologie très complexe mais qui fonctionne très simplement. »
« Cela indique également la faisabilité de tels tests pour d’autres produits chimiques comme le plomb et les PFAS », a déclaré Lucks.
Les prochaines étapes potentielles pour le test de fluorure au point d’utilisation pourraient inclure la cartographie de l’emplacement mondial du fluorure géogénique.
Plus près de chez eux, à Chicago, Young et Lucks souhaitent étudier la possibilité d’utiliser un test à domicile pour détecter rapidement le plomb dans l’eau et tirer parti de cette étude comme modèle d’interface entre les sciences sociales et la biologie synthétique pour augmenter l’impact de la biologie synthétique. nouveautés.
L’étude, « La précision et l’utilisabilité des biocapteurs de fluorure au point d’utilisation : une étude de terrain dans le comté de Nakuru, au Kenya », sera publiée en ligne le 8 février 2023, dans npj Eau Propre.
Plus d’information:
La précision et la facilité d’utilisation des biocapteurs de fluorure au point d’utilisation : une étude de terrain dans le comté de Nakuru, au Kenya, npj Eau Propre (2023). DOI : 10.1038/s41545-023-00221-5