DETECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE PATÓGENOS EN ALIMENTOS

DETECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE PATÓGENOS EN ALIMENTOS

1. Las enfermedades transmitidas por alimentos, ocasionadas por microorganismos patógenos, constituyen un grave problema de salud pública a nivel mundial. Los métodos microbiológicos utilizados comúnmente en la detección de estos patógenos, de origen alimentario, son laboriosos y consume mucho tiempo. Esta situación, aunada a la demanda por resultados inmediatos y a los avances tecnológicos, ha conducido al desarrollo de una amplia gama de métodos rápidos en las últimas décadas, Por lo tanto, el desarrollo y la optimización de alternativas novedosas para el seguimiento, caracterización y enumeración de patógenos en alimentos es uno de los aspectos clave en la microbiología de alimentos

   • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.

2. APLICACIÓN DE TÉCNICAS MOLECULARES EN LA DETECCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE PATÓGENOS TRANSMITIDOS POR ALIMENTOS

   • REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA
     • La enumeración de patógenos transmitidos por alimentos es un aspecto principal del diagnóstico molecular microbiológico, especialmente si quiere utilizarse para la evaluación cuantitativa del riesgo. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es la técnica de diagnóstico molecular más ampliamente utilizada debido a su protocolo rápido y de fácil uso
     • Existen muchas pruebas de PCR que se han descrito para patógenos relacionados a alimentos (Salmonella, E. coli O157, L. monocytogenes, Campylobacter y varios otros)
     • Se han utilizado pruebas basadas en la PCR para la identificación de Listeria spp y L. monocytogenes en distintas muestras de alimentos, leche y productos lácteos. Por ejemplo, Gouws y Liedemann (2005) (15) utilizaron un ensayo de PCR específico para la detección del gen hly de L. monocytogenes y los métodos de cultivo convencionales para la identificación de Listeria spp. De los 27 productos analizados, 74% fueron presuntamente positivos para Listeria en agar Oxford (Oxoid) y 44% identificados como L. monocytogenes en agar RAPID’ L. mono agar (Bio-rad). La PCR se utilizó como prueba de confirmación e identificó a L. monocytogenes en el 37% de la muestras analizadas. Los autores concluyeron que la PCR fue capaz de eliminar los resultados falsos positivos que se observaron por los métodos de cultivo.
     • Para la detección e identificación de Salmonella spp. en alimentos también se han desarrollado varios ensayos PCR. Un ensayo específico para la especie Salmonella typhimurium, basado en la amplificación del gen OgdH, se ha descrito con un límite de detección de 100 UFC a partir de cultivos puros y de 200 UFC a partir de las muestras positivas de carne de pollo
     • Muchos microorganismos patógenos, asociados a alimentos son capaces de producir toxinas. Entre ellos se puede mencionar aS. aureus, Vibrio cholerae, Clostridium botulinum, C. perfringens, Bacillus cereus, y E. coli. En base a esto se han desarrollado diferentes tipos de métodos dirigidos a la detección de genes para toxinas. Estos métodos incluyen; amplificación e hibridación con sondas
     • Los métodos de PCR dirigidos a la detección de toxinas se han desarrollado para varias especies bacterianas como; V. cholerae, E. coli y algunos aislados de estafilococos, por nombrar unos pocos. Muchos de los métodos basados en ácidos nucleicos utilizan la PCR para detectar toxinas diferentes o genes de virulencia que permiten que las bacterias se conviertan en patógenos.
     • La PCR es una metodología que consiste en la amplificación enzimática en ciclos repetidos de un fragmento específico de ADN o ARN utiliza la enzima ADN polimerasa, a partir de pequeñas cantidades cantidades de moléculas moléculas de ADN o ARN. Dos oligonucleótidos son utilizados como cebadores “Primers”. Estos son cadenas de nucleótidos que se unen a secuencias complementarias en el extremo 5´ de cada hebra de ADN a amplificar
     • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
       • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.
   • ELECTROFORESIS EN GEL DE CAMPO PULSADO
     • La electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE) se ha utilizado para la caracterización de Salmonella, Listeria y otros patógenos de transmisión alimentaria. La base de datos de estos patógenos se almacenan en Pulse-Net y Food Net, a las cuales puede accederse a través del Centro para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC), la Administración de Alimentos y Drogas (FDA) y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA)
     • Esta técnica se ha utilizado satisfactoriamente en la tipificación de Salmonella, aislada a partir de alimentos de origen animal y pacientes humanos (32). La PFGE también ha sido extensamente utilizada a nivel mundial para la vigilancia e investigación de los brotes de E. coli O157:H7, el trazado de las vías de transmisión y el rastreo de las fuentes de brotes de restaurantes, granjas, aguas contaminadas, animales, humanos, y/o equipos
     • En un gel de forma rectangular un campo es homogéneo y es generado por dos filas de electrodos de puntos ubicados paralelamente y en lados opuestos del gel; el otro campo no es homogéneo y es generado por una fila de electrodos de puntos como cátodo y un electrodo de punto al lado opuesto como ánodo.
     • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
       • Montalvo Navarro, C. A., & Lugo Flores, M. A. (2019). Electroforésis: fundamentos, avances y aplicaciones. Epistemus. Ciencia, tecnología y salud, 13(26), 48-54.
         • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.
   • BIOSENSORES
     • Varios métodos basados en biosensores se han aplicado exitosamente en la detección de patógenos alimentarios. Estos sensores se han desarrollado utilizando ADN, técnicas inmunológicas y péptidos de fagos.
     • El uso de biosensores en un estudio demostró que E. coli y Salmonella podrían detectarse en leche descremada, con límites de detección de 25 y 23 UFC/mL respectivamente
     • TIPOS
       • Tipo de interacción: biocatalíticos o de bioafinidad
       • Método de detección: directo o indirecto.
       • Elemento de reconocimiento: célula, organela, tejido, enzima, receptor, requisitos, ácido nucleico, polímero de impresión molecular (PIM), ácido nucléico peptídico (PNA) o aptómero
       • sistema de transduccion
       • Sistema de transducción: nanomecánico, piezoeléctrico, electroquímico, termoeléctrico u óptico
     • Es un dispositivo de análisis conformado por un elemento biológico de reconocimiento (célula, tejido, receptor, ácido nucleico, enzima, ribozima o funciones, entre otros), ó nanomateriales (nanopartículas, nanocompuestos), materiales inteligentes ó compuestos biomiméticos (aptámeros, polímeros de microporosidad intrínseca, sondas de ácidos nucleicos), asociado a un mecanismo que garantiza la detección e interpretación de la variación de propiedades ópticas, fisicoquímicas, eléctricas, entre otras, obtenidas de la interacción entre el analito y el dispositivo analítico.
     • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
       • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.
   • MICROARREGLOS
     • Los microarreglos consisten en un gran número de sondas (clones de ADN, productos de la PCR u oligonucleótidos sintéticos) inmovilizadas sobre una superficie sólida. Tras los pasos de hibridación y lavado, el ácido nucleico enlazado a las sondas genera un patrón de fluorescencia que es entonces registrado y analizado utilizando un escáner
     • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
       • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.

3. cARACTERISTICAS

   • Precisión necesaria
   • Nivel de resolución
   • Tiempo de obtención de resultados
   • Aceptabilidad / Validación
   • Facilidad de uso
   • Automatización de métodos convencionales
   • Métodos rápidos

4. HISTORIA

   • Los principales avances en los ensayos de detección de patógenos en alimentos, basados en ácidos nucleicos, se produjeron a partir de 1980. Los primeros métodos de identificación molecular fueron la hibridación ADN-ADN, el análisis de secuencias del ADNr 16S, la hibridación con una sonda específica y el análisis RFLP o ribotipificación. En contraste con las características fisiológicas y bioquímicas, la identificación molecular se basa en la composición constitutiva de los ácidos nucleicos más que en los productos de su expresión. Estos métodos moleculares se utilizan a menudo en asociación con la identificación microbiológica convencional
     • El descubrimiento de la PCR, la clonación, la secuenciación y la tecnología de detección por fluorescencia, así como la accesibilidad a una gran cantidad de información en la web ayudó al desarrollo de nuevas herramientas moleculares, cuyo uso ha aumentado enormemente la habilidad para detectar y cuantificar bacterias patógenas en agua y alimentos, entre estas, muchas bacterias emergentes.
   • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.

5. IMPORTACIA DE LOS METODOS RAPIDOS DE IDENTIFICACION

   • Las técnicas de diagnóstico molecular representan una alternativa prometedora en el campo de los alimentos, debido a su rapidez, elevada sensibilidad y eficiencia para la detección temprana de microorganismos patógenos.
     • La PCR, una de las técnicas más utilizadas en la detección e identificación de bacterias causantes de ETA, es fiel exponente de tales alcances; presenta rapidez, buen límite de detección, especificidad y sensibilidad, fácil automatización y capacidad de procesamiento de grandes cantidades de muestras.
       • Para el caso de algunos microorganismos, la PCR no requiere condiciones anaeróbicas en comparación con el método de cultivo clásico.
         • Adicionalmente, a través de los métodos moleculares se identifican microorganismos que no pueden ser estudiados por técnicas convencionales o que no pueden cultivarse en substratos artificiales.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

   • Palomino-Camargo, C., & González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546.
   • Jiménez, C., & León, DE (2009). Biosensores: Aplicaciones y perspectivas en el control y calidad de procesos y productos alimenticios. Vitae , 16 (1), 144-154.
   • Huertas-Caro, C., Urbano-Cáceres, E., & Torres-Caycedo, M. (2019). Diagnóstico molecular una alternativa para la detección de patógenos en alimentos. Revista Habanera de Ciencias Médicas, 18(3), 513-528.

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