Faster détection maintenant possible avec la nouvelle technique de Salmonella

Admin Septembre 19, 2015 Santé 199 0
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Byron Brehm-Stecher, professeur adjoint de sciences de l'alimentation et de la nutrition humaine, veut remplacer le système actuel de détection de salmonelles avec une nouvelle approche qui peut fournir des résultats de séquençage de l'ADN-like en quelques heures plutôt qu'en jours.

Collaborateur de Brehm-Stecher, Advanced Analytical Technologies, Inc., de Ames, fournit des instruments et des réactifs pour la recherche biomédicale de pointe.


Les résultats récents de la recherche, financés par le Fonds Croissance des valeurs Iowa, seront présentés lors de la réunion Août de l'Association internationale pour la protection alimentaire à Anaheim, en Californie.

Actuellement, l'identification génétique des agents pathogènes d'origine alimentaire final est effectué en utilisant des méthodes de séquençage d'ADN traditionnels abord développés en 1980.

"Si vous voulez des informations séquence (ADN) maintenant, vous devez d'abord effectuer une réaction en chaîne par polymérase (PCR) sur l'ADN total extrait d'un échantillon d'aliments contaminés», a déclaré Brehm-Stecher. "Ce amplifie l'ADN du pathogène que vous cherchez et vous permettra de savoir si la salmonelle est présente ou non.

. "Cependant, plus de détails sur l'agent pathogène font défaut, comme l'effort est de creuser plus profond, vous devez exécuter une réaction de séquençage de cycle - semblable à une réaction PCR à long - et envoyer la sortie de ce à une installation de base de séquençage d'ADN . Les résultats sont disponibles environ deux jours plus tard, "dit Brehm-Stecher.

. "Ce ne est pas assez rapide pour suivre le rythme des réseaux de production et de distribution alimentaires, aujourd'hui, nous sommes en mesure d'obtenir de la nourriture de la ferme à la table - vraiment ne importe quelle table dans le monde entier - dans un très court laps de temps», at-il ajouté.

Détection plus rapide des souches spécifiques peut signifier reconnaître une épidémie avant et l'arrestation d'aliments contaminés pour être livré et consommé. La nouvelle méthode pourrait être utile pour les organismes d'enquête, Brehm-Stecher dit.

"Surtout pour le type d'enquête où les choses sont toujours en mouvement. La nourriture a été expédiée et vous ne peut pas savoir où il est. Il peut être dans un camion, sur une étagère ou dans un cellier des consommateurs, donc le temps est vraiment de l'essence ", at-il dit.

«Les outils de séquençage de nouvelle génération sont disponibles, mais ceux-ci sont encore trop complexe et coûteux pour un usage courant dans l'industrie alimentaire", a déclaré Brehm-Stecher. "De nouvelles approches qui sont en mesure de combler l'écart entre les limites de PCR traditionnelle et le séquençage de prochaine génération pourrait renforcer les efforts pour la sécurité alimentaire, fournissant à la fois la présence rapide/tests de l'absence et la caractérisation génétique détaillée des isolats."

Pas besoin d'aller au-delà du journal local pour voir la profondeur du problème. Les récentes épidémies de salmonelle dans les aliments nationale comprennent le beurre d'arachide (2007 et 2009), les germes de luzerne (2009), de poivre noir et de protéines hydrolysées de légumes (HVP) (2010). Ajouter au problème est le fait que le beurre d'arachide, le poivre noir et HVP sont tous les ingrédients de base utilisés dans de nombreux autres produits alimentaires. Salmonella dans ces ingrédients a conduit à des milliers de rappels de produits, des centaines de maladies et de plusieurs décès, Brehm-Stecher dit.

La méthode développée à l'Université de l'Iowa State commence par une réaction de PCR rapide qui amplifie un gène spécifique de la salmonelle, générant des millions de copies de cet ADN fluorescent dans environ 20 minutes.

Ainsi, au lieu de séquençage cyclique, le produit de PCR est purifié pendant cinq minutes, SNAP71 (un réactif analytique développé par Advanced) est ajouté et l'ADN est chauffé pendant 10 minutes à 100єC.

Cette réaction chimique de l'ADN coupe salmonelles marquées dans tous les sites adénine et la guanine (G et A) dans la chaîne d'ADN.

Le résultat est un ensemble de fragments d'ADN fluorescente soupe de toutes tailles. Ces fragments sont ensuite séparés dans un champ électrique à haute tension en les tamisant à travers une matrice de polymère (gel) contenus dans les capillaires de verre qui ne sont pas 50 microns - beaucoup plus épais qu'un cheveu humain. Ce procédé sépare les fragments d'ADN en fonction de leur taille, du plus petit au plus grand, et chaque pièce est détectée lorsqu'elle passe devant une source de lumière intense. Pour un produit de PCR qui est 300 bases de long, cette séparation et le processus de détection prend environ 90 minutes.

Depuis le clive de réactifs SNAP71 ADN Salmonella uniquement adénine et la guanine, cytosine et thymine et sites (T et C), la méthode ne est pas un remplacement direct pour le séquençage de l'ADN. Au lieu de cela, le processus génère rapidement un modèle reproductible de fragments d'ADN, Brehm-Stecher dit.

souches de Salmonella sont légèrement différentes des séquences d'ADN dans un gène donné produiront des motifs différents de fragments qui permettent la discrimination de différentes souches de Salmonella.

De "cuisine à la fin", l'ensemble du processus peut être accompli en environ deux heures et demie.

«Nous sommes très heureux de cette approche et de l'avancement rapide que nous avons réalisés depuis le début du projet», a déclaré Brehm-Stecher. "Le financement de ce projet a permis de travailler en étroite collaboration avec avancée d'analyse et d'accélérer l'application de leurs outils pour résoudre les problèmes importants de la sécurité alimentaire."

L'équipe de l'Iowa State University comprend après doctorant Hyun Jung Kim et étudiant à la maîtrise Bretagne Porter. Le groupe travaille également avec la Cleveland Clinic dans l'Ohio.

Le but ultime du projet est le diagnostic plus rapide et la caractérisation des agents pathogènes humains "de la ferme à la table chez le médecin."

Des outils d'analyse avancés sont basés sur la technologie développée à l'origine Iowa State University dans le laboratoire de Ed Yeung, Robert Allen Wright professeur et professeur émérite en arts libéraux et des Sciences et professeur au Département de Ames Lab de l'énergie.

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