La Secuenciación de Nueva Generación, ¿el futuro de la microbiologia alimentaria?

La Secuenciación de Nueva Generación, ¿el futuro de la microbiologia alimentaria?

seguridad alimentaria

La EFSA ha evaluado el enorme potencial de la Secuenciación de Nueva Generación (NGS), incluyendo la Secuenciación del Genoma Completo (WGS) y la metagenómica, al aplicarlas en áreas de la seguridad alimentaria como la caracterización y tipificación de patógenos, la detección e investigación de brotes alimentarios o la evaluación de riesgos. 

 

El Panel de la Agencia Europea para la Seguridad Alimentaria (EFSA) sobre Riesgos Biológicos (Panel EFSA BIOHAZ) ha publicado un dictámen sobre las posibilidades que pueden abrir las tecnologías de Secuenciación de Nueva Generación (NGS) en el campo de la seguridad alimentaria.

De este documento se desprende un fuerte interés, por parte de la Agencia, en promover el desarrollo de la aplicación de técnicas, como la Secuenciación del Genoma Completo (WGS) y la metagenómica, en la evaluación del riesgo y la gestión de peligros microbianos relacionados con los alimentos, incluida la resistencia a los antimicrobianos (RAM).

La EFSA recomienda acelerar el proceso de armonizar internacionalmente los parámetros de estandarización, control de calidad y validación de los nuevos métodos.

Aplicación de la NGS a la seguridad alimentaria

En lo referente al posible uso de tecnologías NGS en seguridad alimentaria, la EFSA concluye que la Secuenciación del Genoma Completo (WGS) ofrece, en comparación con las metodologías de tipificación convencionales, un resultado más detallado y nuevas posibilidades para la detección/investigación de brotes transmitidos por alimentos, para la atribución de fuentes y para la identificación de peligros. La Agencia considera además que esta metodología apuntalará los futuros desarrollos en el campo de la gestión de la RAM y también en la gestión de riesgos dirigida a distintos subgrupos de bacterias, que contienen marcadores genéticos vinculados.

La tecnología WGS puede usarse para múltiples propósitos ejecutando varios análisis bioinformáticos en el mismo conjunto de datos, que pueden realizarse en paralelo (por ejemplo, investigación de brotes transmitidos por alimentos, atribución de fuentes, evaluación de riesgos) y permiten el uso de genomas secuenciados previamente en nuevas investigaciones. Ofrece un nivel más alto de discriminación para la caracterización de cepas bacterianas, en comparación con los métodos convencionales de tipificación molecular,  lo que lleva a una identificación de peligros más precisa y una evaluación y gestión de riesgos más específica. Hacer coincidir las cepas clínicas con las de los productos alimenticios contaminados permite vincular casos esporádicos, incluso derivados de diferentes productos alimenticios y diferentes regiones geográficas, a un brote y puede facilitar las investigaciones epidemiológicas.

Por otra parte, la metagenómica es una metodología independiente del cultivo que tiene un gran potencial especialmente en la detección y caracterización de microorganismos no cultivables, difíciles de cultivar o de crecimiento lento, para el seguimiento de determinantes y marcadores genéticos relacionados con el peligro (por ejemplo, determinantes de RAM, determinantes de virulencia o marcadores vinculados al comportamiento microbiano), y la ejecución de evaluaciones de riesgos que requieren la evaluación de comunidades microbianas complejas.

Sin embargo, el impacto de la metagenómica en la evaluación de riesgos dependerá de la capacidad de superar algunas limitaciones metodológicas actuales (por ejemplo, la falta de métodos armonizados, la baja sensibilidad para la detección, las limitaciones relacionadas con la especificidad o el hecho de que los resultados obtenidos depende en gran medida de la elección de los métodos de laboratorio  y de las tuberías de bioinformática).

Ventajas, desventajas y limitaciones

En su dictámen, la EFSA analiza también las ventajas, desventajas y limitaciones de las metodologías existentes basadas en NGS, en comparación con los métodos microbiológicos establecidos en la legislación alimentaria actual de la UE (por ejemplo, serotipos de Salmonella, monitoreo de Escherichia coli productora de shigatoxina (STEC), o pruebas de RAM):

  •  WGS es una herramienta que ofrece en un solo ensayo información sobre el serotipo, en el caso de Salmonella y STEC, asi como sobre la presencia de un amplio conjunto de determinantes de RAM.
  •  Puede alcanzarse un alto nivel de acuerdo entre el fenotipo y el genotipo basado en WGS para serotipar Salmonella y STEC, asi como para el monitoreo de AMR, lo que sugiere que estos enfoques pueden producir resultados confiables en el contexto de las regulaciones de la UE.
  •  Para Salmonella y STEC, la mayoría de los aislamientos, previamente no tipificables por serotipado convencional, se pueden serotipar utilizando datos derivados del genoma.
  •  Para STEC, el serotipado basado en WGS es una técnica superior (más precisa y más discriminatoria) en comparación con el serotipo fenotípico,  y sería apropiado incorporar este enfoque en la normativa pertinente de la UE.
  •  Para Salmonella, el esquema White – Kauffmann – Le Minor necesita actualizarse, integrando información genética, con el objetivo de resolver coincidencias no concluyentes / incorrectas registradas por herramientas in silico. Las regulaciones relevantes sobre Salmonella deberán tener en cuenta este esquema actualizado, que incorpore datos tanto fenotípicos como genotípicos.
  • Para la RAM, el grado limitado de desacuerdo entre el fenotipo y el genotipo está relacionado principalmente con alteraciones cromosómicas o expresión variable de genes de resistencia. El uso de WGS puede proporcionar información adicional sobre los genes presentes y su potencial de diseminación mediante transferencia horizontal de genes. La EFSA concluye que sería apropiado seguir un enfoque gradual para la integración de WGS dentro del monitoreo armonizado de la RAM.
  • Se prevé que en el período de transición para la implementación de WGS, el cambio a esta metodología puede conducir a adaptaciones operativas de los servicios de referencia a nivel nacional e internacional y a dificultades en el intercambio de datos.
  • La metagenómica muestra potencial para ser utilizada para el monitoreo de RAM, ofreciendo algunas oportunidades adicionales pero también algunas limitaciones en comparación con WGS.

 

Fuente: Whole genome sequencing and metagenomics for outbreak investigation, source attribution and risk assessment of food-borne microorganisms, EFSA Panel on Biological Hazards (EFSA BIOHAZ Panel)

 

 

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