Czym jest WGS?

WGS to skrót od całkowitego sekwencjonowania genomu (Whole Genome Sequencing). Technologia ta polega na odczytaniu sekwencji nukleotydów, z których składa się genom danego organizmu. W przypadku szeroko rozumianej produkcji żywności najczęściej chodzi o genom patogennych bakterii obecnych w żywności lub w środowisku produkcyjnym. Sekwencjonowanie to jest możliwe dzięki najnowocześniejszym technikom sekwencjonowania DNA, takim jak sekwencjonowanie NGS, czyli sekwencjonowanie następnej generacji. Stanowi to ogromny krok naprzód w porównaniu z tradycyjnymi metodami identyfikacji mikroorganizmów, które często były mniej precyzyjne i bardziej czasochłonne.

Technika badawcza

WGS opiera się na bardzo precyzyjnej i skomplikowanej technice badawczej. Przed rozpoczęciem procesu sekwencjonowania DNA musi zostać wyizolowane z badanej próbki. Następnie DNA jest dzielone na mniejsze fragmenty, do których dodawane są specjalne adaptery. Kolejnym krokiem jest ich sekwencjonowanie, czyli odczytanie sekwencji nukleotydów w każdym fragmencie DNA. Odczytane fragmenty DNA są następnie porównywane z bazą danych referencyjnych, która zawiera sekwencje genomów różnych drobnoustrojów. W ten sposób można dokładnie ustalić, które fragmenty DNA należą do konkretnych drobnoustrojów.

Zastosowania w przemyśle

Zastosowanie WGS w sektorze spożywczym przynosi liczne korzyści, szczególnie w obszarze zapewnienia bezpieczeństwa mikrobiologicznego. Technologia ta jest nieoceniona przy monitorowaniu środowiska produkcyjnego. Analiza genomu mikroorganizmów, takich jak bakterie czy drożdże, może pomóc w identyfikacji czynników, które negatywnie wpływają na jakość i bezpieczeństwo produktów spożywczych. Dzięki możliwościom WGS, producenci mogą zidentyfikować źródła zanieczyszczenia mikrobiologicznego z niezwykłą precyzją. W przypadku wykrycia zakażenia produktu patogenami, WGS pozwala na precyzyjne ustalenie skąd pochodzą szkodliwe mikroorganizmy. Jeżeli zostanie wykryty patogen, np. Listeria monocytogenes, analiza jego genomu pozwala określić, czy pochodzi on z surowca, środowiska produkcyjnego, czy też został wprowadzony na późniejszym etapie. Tak szczegółowa wiedza umożliwia podjęcie szybkich i skutecznych działań naprawczych oraz wprowadzenie środków zapobiegawczych w celu wyeliminowania zagrożenia.

Poniżej dwa praktyczne przykłady wykorzystania technologii WGS w przemyśle spożywczym:

1. Wykrycie źródła skażenia w zakładzie produkcji jaj

W 2014 roku w Europie doszło do dużego, międzynarodowego ogniska zakażeń Salmonella Enteritidis, które objęło ponad 350 przypadków w kilku krajach. Dzięki zastosowaniu WGS udało się powiązać przypadki zachorowań z konkretnym producentem jaj, a nie z restauracjami, w których doszło do zakażeń. Pozwoliło to na szybkie i precyzyjne działania naprawcze w zakładzie produkcyjnym, ograniczając dalsze rozprzestrzenianie się patogenu i chroniąc zarówno konsumentów, jak i reputację restauracji.

2. Zidentyfikowanie zanieczyszczonego składnika w produkcie wieloskładnikowym

W przypadku ogniska Salmonella Montevideo w USA (2009–2010), badanie WGS pozwoliło ustalić, że źródłem patogenu był pieprz użyty jako przyprawa w salami, a nie samo mięso czy inne składniki. Pozwoliło to producentowi na szybkie wycofanie tylko zanieczyszczonego składnika, zamiast całej partii produktu, co ograniczyło straty i zwiększyło bezpieczeństwo konsumentów.

Biblioteki genomowe

Co istotne, przedsiębiorstwa posiadające własne biblioteki genomowe, zawierające profile genetyczne drobnoustrojów typowych dla ich zakładów, dysponują potężnym narzędziem do obrony w przypadku dochodzeń związanych z bezpieczeństwem żywności. W sytuacji wystąpienia incydentu, mogą wykazać, że wykryty szczep nie pochodzi z ich środowiska, co ma ogromne znaczenie w kontekście odpowiedzialności prawnej i ochrony marki.

Dodatkowe korzyści płynące z WGS

Technologia WGS pozwala również na dokładne oszacowanie cech charakterystycznych dla badanego mikroorganizmu. Przykładowo, WGS umożliwia wykrycie w genomie bakterii genów odporności na konkretne kategorie środków dezynfekujących. Ta informacja jest niezwykle istotna w kontekście opracowywania skutecznych strategii mycia i dezynfekcji oraz prawidłowego doboru odpowiednich środków myjących. Ponadto, WGS pomaga odpowiedzieć na kluczowe pytanie: „Dlaczego w zakładzie wciąż występują nawracające problemy z patogenami?”. Dzięki szczegółowej analizie genetycznej mikroorganizmów, producenci mogą zidentyfikować przyczyny tych problemów i wdrożyć skuteczne rozwiązania.

Podsumowanie

Całkowite sekwencjonowanie genomu (WGS) to obecnie jedno z najbardziej zaawansowanych narzędzi wykorzystywanych w analizie mikrobiologicznej w przemyśle spożywczym. Umożliwia precyzyjne wykrywanie i identyfikację drobnoustrojów, śledzenie źródła zanieczyszczeń, ocenę oporności patogenów oraz podejmowanie decyzji opartych na danych naukowych. Wdrażanie WGS do standardowych procedur kontroli jakości to krok w stronę nowoczesnego, odpowiedzialnego i bezpiecznego podejścia do produkcji żywności. Zwiększa to nie tylko bezpieczeństwo konsumentów, ale również wzmacnia pozycję firm na rynku poprzez transparentność i skuteczność działań zaradczych.

Silliker Polska Sp. z o.o. Mérieux NutriSciences oferuje badanie całkowitego sekwencjonowania genomu (WGS). W przypadku pytań zapraszamy do kontaktu pod adresem e-mail: info.pl@mxns.com​