Avances en seguridad alimentaria: Detección de norovirus en bayas y evaluación del riesgo microbiológico del tratamiento de aguas

Optimización de métodos para la detección y cuantificación del norovirus humano infeccioso en bayas utilizando enteroides intestinales humanos

A pesar de que el norovirus humano y el virus de la hepatitis A han sido ocasionalmente vinculados a brotes de origen alimentario en bayas, su aislamiento mediante el método de detección estándar de la FDA puede resultar desafiante. Esto se debe a que los virus suelen encontrarse en cantidades reducidas, y la recuperación mediante los métodos de prueba actuales puede ser poco eficiente. Además, es importante destacar que la detección del material genético del virus no necesariamente indica la presencia de una infección.

La Dra. Malak Esseili, de la Universidad de Georgia, tiene la intención de emplear tecnología innovadora para perfeccionar el método de detección de la FDA y, posteriormente, aplicarlo para determinar la persistencia del norovirus infeccioso en bayas almacenadas. En el marco del estudio respaldado por CPS, titulado "Optimizing methods for the detection and quantification of infectious human norovirus from fresh berries using human intestinal enteroids", la Dra. Issmat Kassem, también de la UGA, se incorpora como co-investigadora.

En esta investigación, Esseili tiene la intención de ofrecer a la industria herramientas de prueba mejoradas y arrojar luz sobre el riesgo potencial de la presencia de norovirus infeccioso en bayas almacenadas.

En una fase inicial utilizando virus sustitutos, Esseili y su equipo analizarán diversos métodos para liberar más patógenos de las muestras de bayas y diferentes buffers para recuperarlos de manera más eficiente. Asimismo, investigarán distintas formas de concentrar virus de las muestras de bayas. En este contexto, la Dra. Esseili comentó:

"Colocaremos deliberadamente los virus en las bayas, teniendo conocimiento de la cantidad que hemos introducido, con el objetivo de recuperar la mayor cantidad posible".

Como parte de la investigación, emplearán un método de cultivo celular para identificar la presencia del virus de la hepatitis A en su forma infecciosa. Hasta hace poco, no existía un método similar para determinar la infecciosidad del norovirus. Sin embargo, los investigadores utilizarán células madre humanas para desarrollar cultivos celulares tridimensionales en placas de Petri, los cuales simulan el funcionamiento de los intestinos humanos. Estos cultivos celulares, conocidos como enteroides intestinales humanos, se emplearán para la detección del norovirus infeccioso.

Aunque la tecnología fue desarrollada originalmente para su aplicación en investigaciones fundamentales y medicina de precisión, según Esseili, este estudio representa una de las escasas ocasiones en que se aplica a investigaciones relacionadas con la seguridad alimentaria. Esseili comentó:

"Dado que el mantenimiento de los enteroides es costoso, perfeccionaremos nuestro método utilizando virus sustitutos. Una vez que estemos satisfechos con este enfoque, procederemos a integrar el método con los enteroides".

"Buscamos determinar si al detectar cierta cantidad de material genético del virus en las bayas, ello implica que estás identificando una proporción equivalente de virus infeccioso."

Además, el equipo introducirá cantidades conocidas de norovirus humano y virus de la hepatitis A en las bayas, las incubará a 4 ºC (39 ºF) en el laboratorio para simular el almacenamiento poscosecha. De manera periódica, se tomarán muestras de las bayas utilizando el método optimizado para evaluar la persistencia viral infecciosa.

Evaluación Cuantitativa del Riesgo Microbiológico (QMRA) en sistemas de tratamiento de agua agrícola en verduras de hoja

Un extenso conjunto de investigaciones se ha enfocado en la contaminación de patógenos en el agua de riego y en la eficacia de los desinfectantes para mitigar el riesgo potencial. Sin embargo, pocos estudios han explorado cómo el agua de riego tratada podría influir en los posibles patógenos establecidos en la superficie de los cultivos o en el suelo.

La Dra. Channah Rock, de la Universidad de Arizona, encabeza una investigación diseñada para abordar brechas de datos y contribuir a una mejor comprensión por parte de la industria de los posibles beneficios adicionales del tratamiento del agua de riego. Rock explicó su estudio financiado por el CPS "Microbiological risk assessment using QMRA in preharvest agriculture water treatment systems for leafy greens”:

"Estamos esforzándonos por recopilar datos novedosos que aún no se han compartido. La evaluación cuantitativa del riesgo microbiológico (QMRA) en sistemas de tratamiento de agua agrícola previo a la cosecha para verduras de hoja es el objetivo de nuestra investigación."

Lo que Rock imagina es la elaboración de QMRA, que la industria podría emplear para evaluar la reducción potencial del riesgo de patógenos mediante el uso de agua tratada antes de la cosecha. Rock comentó:

"Les facilitaría mejorar sus prácticas, aunque evidentemente no constituiría la solución única y definitiva. Los productores podrían introducir sus propios datos en una herramienta de apoyo a la toma de decisiones como esta, dado que no existe un enfoque único que funcione para todos."

Como co-investigadores, se unen a ella el Dr. Charles Gerba y la Dra. Kerry Cooper, ambos de la Universidad de Arizona, y la Dra. Kerry Hamilton de la Universidad Estatal de Arizona. Utilizando una cepa no patógena de E. coli como sustituto, los investigadores inocularon tejido vegetal y suelo con poblaciones microbianas conocidas. Después de aplicar agua de riego tratada con desinfectantes comunes, como ácido peracético (PAA) o hipoclorito de calcio, tomaron muestras de plantas y suelo periódicamente para determinar la disminución de patógenos con el tiempo. El trabajo se lleva a cabo en campos universitarios a escala comercial de espinacas y lechugas romanas.

Según datos preliminares, Rock afirmó que encontraron que el tratamiento del agua de riego ofrece un beneficio potencial adicional. Rock expresó:

"Lo que estamos observando es que el tratamiento del agua reduce efectivamente las bacterias en el tejido vegetal, las superficies de las hojas y el suelo. Pero parece depender mucho de cómo esa contaminación ingresó al campo."

Dado que las concentraciones de desinfectante en el agua de riego pueden no ser consistentes, los investigadores también querían medir la variabilidad del tratamiento o el "breakthrough" en campos comerciales de productos. Combinaron técnicas tradicionales de muestreo de agua con monitoreo en línea en tiempo real de desinfectantes.

Basándose en su trabajo, Rock dijo que la mayoría de los "breakthroughs" ocurrieron durante el inicio y la estabilización del desinfectante durante el riego. Pero indicó que planeaban realizar muestreos adicionales para determinar el rango completo de variabilidad. Además, desean documentar períodos críticos y duraciones de variabilidad que puedan resultar en una pérdida de eficacia debido a la reducción de residuos de desinfectante.

Sobre CPS

El Center for Produce Safety (CPS) (CPS) es una organización benéfica exenta de impuestos en los Estados Unidos (501(c)(3)), enfocada exclusivamente en proporcionar a la industria hortofrutícola y al gobierno acceso abierto a la información práctica necesaria para mejorar continuamente la seguridad de los productos frescos.