Большее обращение внимания на менее смертельные пищевые бактерии. Использование передовых методов генетического отслеживания и обмена данными, полученными в режиме реального времени, может ограничить распространение бактерий – Bacillus cereus – которые вызывают болезни пищевого происхождения, считают исследователи, которые внедрили секвенирование всего генома в исследовании вспышки патогена.

Пищевые патогены в группе Bacillus cereus вызывают диарею и рвоту. Фото: Penn State

«Здесь, в нашем исследовании, мы впервые используем этот подход на Bacillus cereus», – сказала Ясна Ковач, доцент кафедры пищевых наук, Penn State. «Мы надеемся, что секвенирование целого генома Bacillus будет проводиться чаще в результате нашего исследования, поскольку оно позволяет нам различать различные виды группы Bacillus cereus и прогнозировать связанный с ними риск для безопасности пищевых продуктов».

Выполненный в ответ на вспышку болезней пищевого происхождения в северной части штата Нью-Йорк в 2016 году, проект ознаменовал первый случай, когда исследователи провели секвенирование всего генома для исследования вспышки Bacillus cereus,чтобы связать изоляты из клинических случаев у людей с пищей. Вспышка, которая длилась менее месяца, была вызвана загрязненными жареными бобами, которые обслуживала небольшая сеть мексиканских ресторанов.

Хотя токсины, продуцирующие токсины, по оценкам, вызывают в США 63 400 случаев заболеваний пищевого происхождения в год, Bacillus cereus не уделяется внимания более смертоносным болезнетворным болезнетворным микроорганизмам, таким как листерия и сальмонелла.

Поскольку заболевание, вызываемое Bacillus cereus, обычно проходит в течение нескольких дней, а вспышки болезни носят самоограничивающий характер, о болезнях пищевого происхождения, вызываемых представителями этой группы патогенов, сообщается недостаточно. Хотя были сообщения о серьезных инфекциях, приводящих к внезапной смерти пациента, изоляты группы Bacillus cereus, связанные с клиническими случаями пищевых заболеваний у человека, как правило, не подвергаются секвенированию всего генома, что становится нормой для других пищевых патогенов.

В этом случае Департамент здравоохранения штата Нью-Йорк координировал эпидемиологические расследования. Методы включали когортное исследование; обзор приготовления пищи; отслеживание продуктов питания; тестирование среды; еда и вода; и расследование на заводе по производству / обработке в Пенсильвании, который произвел загрязненные повторно обжаренные бобы. Исследователи секвенировали большинство изолятов Bacillus cereus , как от пищи, так и от людей, в Центре геномного ядра штата Пенн, который является частью Института естественных наук Гека.

Секвенирование всего генома выявляет полную структуру ДНК организма, позволяя ученым лучше понимать различия как внутри, так и между видами. Эти различия часто связаны со способностью организмов вызывать различные виды болезней пищевого происхождения.

Токсины Bacillus cereus могут вызывать два типа заболеваний. Один тип характеризуется диареей, а другой, называемый рвотным опьянением, тошнотой и рвотой. В исследованиях, опубликованных 12 февраля в Frontiers in Microbiology , они обнаружили, что возбудителем вспышки в северной части штата Нью-Йорк был штамм бактерий, которые производят рвотный токсин.

Ковач отметил, что секвенирование всего генома – это довольно новый подход к безопасности пищевых продуктов.

«Он был апробирован для исследований вспышек листерии в 2013 году, и мы узнали, что использование этого метода позволяет быстрее обнаруживать эпидемиологически связанные изоляты и источники загрязнения пищи, которые помогают остановить вспышки на ранней стадии», – сказала она.

Первоначально, как объяснил Ковач, Listeria был выбран для секвенирования всего генома, потому что он не имеет невероятного количества случаев в год, в отличие от сальмонеллы, поэтому было легко протестировать подход. Это был также важный патоген для изучения и тестирования, потому что инфекции Listeria часто приводят к серьезным заболеваниям, госпитализации и даже смерти.

Ковач отметил, что этот подход оказался настолько успешным в раннем выявлении вспышек, что в январе этого года все лаборатории общественного здравоохранения в США перешли к полногеномному секвенированию изолятов Listeria, полученных из образцов человека, окружающей среды или продуктов питания. Следующим шагом будет сделать то же самое для других пищевых патогенов.

Уделяя больше внимания группе Bacillus cereus , ученые могут получить более точные и реалистичные данные о распространенности возбудителей в группе Bacillus cereus , добавил Ковач. Это позволит им лучше оценить экономическое бремя, вызванное болезнями пищевого происхождения, связанными с патогеном.

По ее словам, что действительно помогает в предотвращении и раннем обнаружении вспышек, так это обмен данными о секвенировании всего генома в реальном времени. Когда лаборатория секвенирует изолят, последовательности обычно загружаются в общедоступную базу данных Национального центра биотехнологической информации, и они становятся глобально доступными для любой лаборатории, которая хочет получить к ним доступ.

«Это помогло в решении международных вспышек болезней пищевого происхождения в прошлом, поскольку штаммы пищевых патогенных микроорганизмов часто имеют« географические подписи », которые дают ценные подсказки при расследовании вспышек», – сказал Ковач. «Совместное использование данных позволяет лабораториям в США в то же время видеть происходящую вспышку, и, поскольку число случаев увеличивается выше обычного базового уровня, эпидемиологи могут реагировать, исследуя вспышку и выявляя источник намного быстрее, чтобы ограничить вспышка».

По материалам phys.org