Nowa era wykrywania Salmonella na powierzchniach kontaktu z żywnością: sekwencjonowanie długich odczytów jako narzędzie szybkiej diagnostyki

Salmonella Typhimurium jest jednym z najczęstszych patogenów odpowiedzialnych za zakażenia pokarmowe. Jej obecność na powierzchniach kontaktujących się z żywnością – takich jak stal nierdzewna, tworzywa sztuczne czy gumowe rękawice – stwarza poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa produktów. Tradycyjne metody wykrywania, oparte na hodowli, są skuteczne, ale czasochłonne – wymagają od 24 do 72 godzin.

Nowe badania przeprowadzone przez zespół badawczy United States Department of Agriculture (USDA) w Wyndmoor w USA pokazują, że sekwencjonowanie długich odczytów (long-read sequencing, LRS) może zrewolucjonizować sposób wykrywania patogenów w środowisku produkcyjnym. Dzięki technologii LRS możliwe jest wykrycie obecności Salmonella już po kilku minutach od kontaktu z powierzchnią – bez konieczności wcześniejszego namnażania bakterii.

Szybka detekcja bez hodowli – przełom technologiczny

W badaniu analizowano trzy popularne powierzchnie kontaktowe: stal nierdzewną, polietylen i PVC. Na każdej z nich obserwowano proces przyczepiania się S. Typhimurium, a następnie analizowano próbki przy użyciu technologii Nanopore – przenośnego urządzenia do sekwencjonowania. Najbardziej imponującym wynikiem była zdolność wykrycia bakterii już po 1 minucie kontaktu na stali nierdzewnej i 5 minutach na dwóch pozostałych materiałach. Co istotne, metoda ta nie wymagała wzbogacania próbki, co znacząco skraca cały proces. Dodatkowo LRS umożliwiło nie tylko wykrycie obecności bakterii, ale też identyfikację konkretnego szczepu z wysoką dokładnością. Technologia działała nawet przy niskiej liczbie komórek i w krótkim czasie po kontakcie.

Co to oznacza dla przemysłu spożywczego?

Wdrożenie technologii LRS w zakładach przetwórstwa żywności może zmienić sposób zarządzania bezpieczeństwem mikrobiologicznym. Umożliwia to szybką ocenę czystości powierzchni roboczych i potencjalnie pozwala na interwencję jeszcze przed uformowaniem biofilmu. W porównaniu do tradycyjnych metod laboratoryjnych, które wymagają prób, bulionów wzbogacających i długiego oczekiwania na wyniki, LRS oferuje odpowiedź w ciągu godzin. Przenośne urządzenia mogą zostać zintegrowane z codziennym monitoringiem jakości, co pozwala na dynamiczne podejście do zarządzania higieną.

Ograniczenia i wyzwania technologii

Mimo obiecujących wyników, LRS nie jest pozbawione wyzwań. Obsługa wymaga przeszkolenia personelu i kontroli warunków środowiskowych. Sprzęt może być kosztowny, a wykrycie DNA nie zawsze oznacza obecność żywotnych bakterii – choć badanie wykorzystywało markery związane z aktywnymi komórkami. Kluczowe będzie dalsze doskonalenie tej technologii pod kątem specyficzności, uproszczenia obsługi i integracji z systemami jakości, np. HACCP.

Nowa koncepcja monitorowania powierzchni

Badanie wskazuje na potencjał LRS jako narzędzia dynamicznego nadzoru nad higieną w zakładach spożywczych. Zamiast klasycznych prób okresowych, można wdrożyć system ciągłego monitoringu mikrobiologicznego – opartego na obecności i aktywności patogenów. Możliwość szybkiej identyfikacji Salmonella na różnych materiałach kontaktowych, w czasie zbliżonym do rzeczywistego, otwiera drogę do szybszego reagowania i bardziej efektywnego zarządzania czystością linii.

Podsumowanie

Sekwencjonowanie długich odczytów może wkrótce stać się kluczowym elementem systemów kontroli bezpieczeństwa żywności. Zdolność do wykrycia Salmonella Typhimurium niemal natychmiast po kontakcie z powierzchnią produkcyjną to ogromny krok naprzód w dziedzinie prewencji mikrobiologicznej. W miarę dalszego rozwoju technologii i spadku kosztów jej wdrożenia, LRS może zyskać status narzędzia codziennego użytku – nie tylko w laboratoriach badawczych, ale także na hali produkcyjnej.

Źródło: https://www.mdpi.com/2076-2607/13/3/548