Της Κατερίνας Κουδούνα*
Έχουμε αναφερθεί στο πρόσφατο παρελθόν στην υπεροχή της ανάλυσης του γονιδιώματος για τον εντοπισμό των παθογόνων μικροοργανισμών στα τρόφιμα, και τους περιορισμούς της κλασικής καλλιεργητικής μεθόδου, που αυτή καταφέρνει να υπερβεί.
Η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS) παρέχει νέες ευκαιρίες για τη βελτίωση της μικροβιολογικής ασφάλειας των τροφίμων, αλλά φέρνει επίσης κάποιες ανησυχίες, σύμφωνα με Βέλγους ειδικούς.
Τι είναι η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος (WGS);
Σύμφωνα με το CDC, το γονιδίωμα, ή γενετικό υλικό, ενός οποιουδήποτε οργανισμού αποτελείται από DNA. Κάθε οργανισμός έχει μια μοναδική αλληλουχία DNA που αποτελείται από βάσεις (A, T, C και G – αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και γουανίνη). Αν γνωρίζετε την αλληλουχία των βάσεων σε έναν οργανισμό, έχετε αναγνωρίσει το μοναδικό αποτύπωμα DNA ή το μοτίβο του. Ο προσδιορισμός της σειράς αυτών των βάσεων ονομάζεται αλληλουχία. Η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος είναι μια εργαστηριακή διαδικασία που καθορίζει τη σειρά των βάσεων στο γονιδίωμα ενός οργανισμού σε μία διαδικασία.
Μια γνωμοδότηση της επιστημονικής επιτροπής της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας για την Ασφάλεια της Τροφικής Αλυσίδας (FASFC) στο Βέλγιο έκανε αρκετές συστάσεις σχετικά με την εφαρμογή της τεχνολογίας.
Στην έκθεση καλύπτονται διάφορα παθογόνα που μεταδίδονται με τα τρόφιμα, συμπεριλαμβανομένης της Salmonella, της Listeria monocytogenes και του Shinga-toxin producιng E. coli (STEC). Αυτά είναι τα πρώτα στοιχεία μιας βάσης δεδομένων της WGS που αναπτύχθηκε από την Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίμων (EFSA) και το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πρόληψης και Ελέγχου Νόσων (ECDC).
Η επιτροπή συμβούλευσε την FASFC, επίσης γνωστή ως AFSCA ή FAVV, να αρχίσει να κάνει τη μετάβαση στη WGS για την ανάλυση των απομονωθέντων τροφίμων στο εγγύς μέλλον. Αυτό θα δώσει στα εργαστήρια χρόνο για να αποκτήσουν εμπειρία και να διασφαλίσουν ότι έχουν την απαραίτητη υποδομή.
Τρέχουσα κατάσταση και μελλοντικές δυνατότητες
Στην Ισλανδία πρόσφατα οι αρχές ανακοίνωσαν ότι προμηθεύτηκαν τον κατάλληλο εξοπλισμό για την ανάλυση αλληλουχίας μέσα στη χώρα, μετά από επιδημία Salmonella που ξέσπασε στο τέλος του καλοκαιριού. Αυτό έγινε με στόχο να μην αποστέλλονται τα δείγματα στο εξωτερικό, κάτι που αναμένεται να δώσει γρηγορότερα και πιο ακριβή αποτελέσματα στην ταυτοποίηση τροφιμογενών παθογόνων μικροοργανισμών, αλλά παράλληλα να βοηθήσει στον γρηγορότερο εντοπισμό της πηγής-τροφίμου, ώστε να κινηθούν οι διαδικασίες ανάκλησης – όπου χρειάζεται – με την απαιτούμενη ταχύτητα.
Νωρίτερα φέτος, το WSG χρησιμοποιήθηκε και στην Φινλανδία για την παρακολούθηση και τον εντοπισμό της πηγής μιας εστίας που οδήγησε στο θάνατο δύο ανθρώπων. Από τις συνολικά 57 περιπτώσεις, οι 40 ομαδοποιήθηκαν μέσω της χρήσης WGS, οδηγώντας τις αρχές στον εντοπισμό του υπαίτιου Shiga-toxin producing E.coli, και στο συμπέρασμα ότι τα συγκεκριμένα κρύσματα θα μπορούσαν να οφείλονται στην ίδια πηγή.
Στο Βέλγιο, η χρήση της WGS για σκοπούς παρακολούθησης και ελέγχου της ασφάλειας των τροφίμων δεν έχει ακόμη εναρμονιστεί, αλλά ορισμένα εργαστήρια χρησιμοποιούν αυτή την τεχνική. Η αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος γίνεται κυρίως για την επιβεβαίωση μιας εστίας και μόνο σε συγκεκριμένες περιπτώσεις για την προληπτική ανίχνευση ενός πιθανού περιστατικού. Για τη βιομηχανία τροφίμων, τα διαθέσιμα δεδομένα WGS είναι περιορισμένα και δεν υπάρχει ακόμη κεντρική βάση δεδομένων.
Στο μέλλον, η WGS θα είναι η προτιμώμενη μέθοδος για τη διερεύνηση της μικροβιολογικής ασφάλειας των τροφίμων, λόγω της υψηλής διακριτικής της ισχύος και της σταδιακής κατάργησης παλαιότερων μεθόδων οροτυποποίησης διεθνώς. Αναμένεται πως θα γίνει η τεχνολογία πρώτης επιλογής για την έρευνα των επιδημιών, την οροτυποποίηση παθογόνων παραγόντων, την εθνική επιτήρηση και την απόδοση πηγών, όπως ανέφεραν οι ειδικοί.
Παρά το γεγονός ότι οι μέθοδοι και οι αγωγοί WGS για την ανάλυση δεδομένων εξακολουθούν να εξελίσσονται και να βελτιώνονται, η μέθοδος WGS είναι ήδη έτοιμη να χρησιμοποιηθεί σε δραστηριότητες διερεύνησης και επιτήρησης επιδημιών. Ωστόσο, υπάρχουν περιορισμοί για τη συνήθη και ομοιόμορφη εφαρμογή. Θα πρέπει να καταβληθούν προσπάθειες για την επικύρωση της μεθοδολογίας WGS και για τη διευκόλυνση της ανταλλαγής και της σύγκρισης δεδομένων.
Κατά τη χρήση WGS για υποτύπους στελεχών, στο πλαίσιο της έρευνας μιας εστίας, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται επικυρωμένες ή διεθνώς αναγνωρισμένες μέθοδοι και εργαλεία βιοπληροφορικής. Τα αποτελέσματα θα πρέπει να ερμηνεύονται σύμφωνα με τον εμπλεκόμενο παθογόνο παράγοντα και λαμβανομένων υπόψη των επιδημιολογικών στοιχείων και μεταδεδομένων για τα στελέχη. Αυτά τα δεδομένα θα πρέπει να περιλαμβάνουν πράγματα όπως η τοποθεσία, η πηγή της απομόνωσης, η ημερομηνία συλλογής, τον οργανισμό που εκτελεί τη συλλογή και τα ονόματα των δειγμάτων και των στελεχών.
Ο ρόλος της επιδημιολογικής έρευνας
Η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση της παρουσίας παθογόνων παραγόντων σε περιβάλλοντα επεξεργασίας τροφίμων και για την παρακολούθηση των διαδικασιών καθαρισμού και απολύμανσης.
Έως τον Ιούνιο του 2022, η κοινή ευρωπαϊκή βάση δεδομένων θα λειτουργεί μεταξύ της βάσης δεδομένων WGS της EFSA με απομονωθέντα στελέχη από τα τρόφιμα και της TESSy του ECDC με κλινικά απομονωθέντα στελέχη από τον άνθρωπο.
Η επιτροπή επιστημόνων στο Βέλγιο προειδοποίησε για τη σωστή ερμηνεία των αποτελεσμάτων και την επικοινωνία σχετικά με την πηγή μόλυνσης κατά τη διάρκεια μιας επιδημίας. Συνέστησαν τα αποτελέσματα που βασίζονται στο WGS σχετικά με τη σχέση των στελεχών στις έρευνες για κρούσματα, να ερμηνεύονται από μια διεπιστημονική ομάδα, συμπεριλαμβανομένων μικροβιολόγων, βιοπληροφορικών και επιδημιολόγων με επαρκή εμπειρογνωμοσύνη.
Δεν είναι δυνατόν να καθοριστεί ένα σαφές όριο για τον αριθμό των γενετικών διαφορών μεταξύ των στελεχών από μια κοινή πηγή. Τα δεδομένα WGS θα πρέπει να συνδυάζονται με μεταδεδομένα που ενημερώνουν το επιδημιολογικό μέρος των κρουσμάτων, σύμφωνα με τους επιστήμονες.
Είναι επίσης δύσκολο να εκτιμηθεί σε ποιο βαθμό οι επιχειρήσεις τροφίμων θα υιοθετήσουν το WGS στην αυτοπαρακολούθηση τους και πόσο πρόθυμες θα είναι να μοιραστούν τα δεδομένα που θα προκύψουν από τις αναλύσεις συτές.
Αποτελεί φυσικά μια πρόκληση για τις χώρες χαμηλού και μεσαίου εισοδήματος να μπορέσουν να επωφεληθούν πλήρως από τη WGS, καθώς είναι ομολογουμένως ιδιαίτερα ακριβή σε σχέση με τις ήδη χρησιμοποιούμενες μεθόδους. Αυτό αναμένεται να μεταβληθεί τα επόμενα χρόνια, καθώς η WGS σταδιακά θα αντικαταστήσει τις παρούσες βιοχημικές μεθόδους για προσδιορισμό του οροτύπου, αλλά και την Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) για τον προσδιορισμό των υποτύπων και σύμφωνα με εκτιμήσεις, θα γίνει οικονομικότερη από αυτές.
Η χρήση της WGS κρίνεται επίσης ως αναγκαία, αλλά και πολύ σημαντική για την παρακολούθηση σε παγκόσμιο επίπεδο της Αντιμικροβιακής Αντοχής (AMR) των τροφιμογενών παθογόνων. Γίνεται μια προσπάθεια δρομολόγησης της υλοποίησης της εφαρμογής της σε περισσότερες χώρες, με τη βοήθεια δεδομένων που προκύπτουν από την αντίστοιχη εμπειρία για την ανάπτυξη συστημάτων επιτήρησης WGS σε εθνικά εργαστήρια αναφοράς στην Κολομβία, την Ινδία, τη Νιγηρία και τις Φιλιππίνες.
Πηγές: FSN, CDC, FAO, WHO, NCBI
*Κατερίνα Κουδούνα Τεχνολόγος Τροφίμων, MSc Διαχείριση Ποιότητας Τροφίμων, ΜSc Νομοθεσία Τροφίμων και Ποτών, Υπεύθυνη Ανάπτυξης cibum.gr
Ακολουθήστε το Cibum 
