სალმონელას მსგავსი საკვებით გადამდები პათოგენების გავრცელება კვლავ რჩება გლობალური ჯანდაცვის უმნიშვნელოვანეს გამოწვევად. ეს მიკროორგანიზმები ყოველწლიურად მილიონობით ინფექციას იწვევენ და მსოფლიოში კვებითი ინტოქსიკაციების ნახევარზე მეტი სწორედ მათ უკავშირდება. შესაბამისად, იმისთვის რომ შევაჩეროთ ამ ბაქტერიების გავრცელება და ინფიცირების შემთხვევებიც, აუცილებელია მათი დროული აღმოჩენა. ამ მიზნით ახალი კვლევის ფარგლებში გამოსცადეს PCR მეთოდი, რომლითაც სალმონელა საკვებ პროდუქტებში 7 საათზე ნაკლებ დროში ვლინდება. დღესდღეობით არსებული სტანდარტული დიაგნოსტიკური მეთოდები კი 5 ან მეტ დღეს საჭიროებს, რაც მნიშვნელოვნად აფერხებს დაბინძურებული პროდუქციის ბაზრიდან გამოთხოვას (recall) და პირდაპირ ზრდის ეპიდემიური აფეთქების საფრთხეს.
რატომ არის სალმონელა სახიფათო?
სალმონელა ბინადრობს უმთავრესად ცხოველთა ნაწლავის ტრაქტში და ადამიანამდე აღწევს დაბინძურებული საკვები პროდუქტების – ხორცის, კვერცხის, ბოსტნეულის, რძისა და ზღვის პროდუქტების – მიღების გზით.
სალმონელოზი ევროკავშირის ტერიტორიაზე მეორე ყველაზე გავრცელებულ ზოონოზურ (ინფექციური დაავადება, რომელიც გადადის ცხოველიდან ცხოველზე, ან ადამიანზე და პირიქით) დაავადებად არის აღიარებული. 2023 წლის ოფიციალური მონაცემებით, დაფიქსირდა 77,486 შემთხვევა, რაც შეესაბამება 100,000 მოსახლეზე 18 ინფიცირების მაჩვენებელს. კლინიკურად ყველაზე ხშირად გამოვლენილი სეროვარებია: S. Enteritidis, S. Typhimurium და მონოფაზური S. Typhimurium.
ინფექცია შემდეგი კლინიკური ნიშნებით ვლინდება: გულისრევა, მუცლის ტკივილი, ღებინება და დიარეა. მიუხედავად იმისა, რომ პაციენტთა უმრავლესობა სრულად გამოჯანმრთელდება, 5 წლამდე ასაკის ბავშვები, ხანდაზმულები და იმუნოდეფიციტის მქონე პირები სიცოცხლისთვის საშიში გართულებების მაღალი რისკის წინაშე დგანან. ბაქტერიით კონტამინაციას ხელს უწყობს ჰიგიენის არასათანადო პირობები მთელი კვებითი ჯაჭვის მასშტაბით – ფერმიდან საბოლოო მომხმარებლამდე.
ევროკავშირის რეგულაციები (Reg. EC 2073/2005) მკაცრად მოითხოვს სალმონელას ნულოვან შემცველობას მაღალი რისკის საკვებ პროდუქტებში (მაგალითად, ხორცის ფარში, რძის პროდუქტები, მზა ბოსტნეული და მოლუსკები). თუმცა, დღეს მოქმედი სტანდარტული დიაგნოსტიკური მეთოდოლოგია (ISO 6579-1:2017) საჭიროებს რამდენიმე დღიან პროცედურას, რომელიც მოიცავს წინასწარ გამდიდრებას (pre-enrichment), სელექციურ ზრდას, დათესვასა და საბოლოო დადასტურებას.
სწრაფი PCR მეთოდი
მკვლევრებმა ახალი მეთოდი გამოსცადეს ფოთლოვან მწვანილებზე, ფარშირებულ ხორცზე, კამეჩის რძის მოცარელაზე და მიდიებზე. ტესტირებისთვის გამოიყენეს S. Typhimurium-ის როგორც დაბალი (1-10 CFU/25გ), ისე მაღალი (10-100 CFU/25გ) კონტამინაციის დონეები.
ბაქტერიის დნმ-ის მიღება (ექსტრაქცია): შედარდა ორი იაფი და სწრაფი ხერხი: ნიმუშის მარტივი ადუღება (boiling) და სპეციალური Chelex-100 რეაგენტის გამოყენება. ეს ორივე მეთოდი ბაქტერიის დნმ-ის სწრაფად გამოყოფას უზრუნველყოფს.
ბაქტერიის გამრავლება (გამდიდრების ფაზა): შემოწმდა, თუ რომელი საკვები ნიადაგი (BPW – ბუფერული პეპტონური წყალი) აჩქარებდა სალმონელას ზრდას უკეთ. შეადარეს სტანდარტული ნიადაგი და სპეციალური კაფსულით გაძლიერებული ნიადაგი.
ტემპერატურის ეფექტი: შეფასდა ინკუბაციის სტანდარტული ტემპერატურა (37∘C) და ოდნავ მაღალი, სელექციური ტემპერატურა (42∘C), რომელიც ხელს უწყობს სალმონელას ზრდას.
ნიადაგის წინასწარი მომზადება: მკვლევრებმა საგრძნობლად დააჩქარეს პროცესი იმით, რომ BPW ნიადაგი წინასწარ, მთელი ღამის განმავლობაში გაათბეს 41.5∘C-ზე.
საბოლოო ტესტი (qPCR): დნმ-ის აღმოჩენისთვის გამოიყენეს iQ-Check ნაკრები, რომლის ანალიზის ხანგრძლივობა მხოლოდ 70 წუთი იყო.
კვლევის სანდოობის უზრუნველსაყოფად, ექსპერიმენტის დაწყებამდე ყველა საკვები ნიმუში შემოწმდა და დადასტურდა, რომ თავისუფალი იყო სალმონელასგან.
შემდეგ ეტაპზე, საკვების ნიმუშები გაერთიანდა BPW ნიადაგში, რათა ბაქტერიის ზრდისთვის ხელსაყრელი გარემო შექმნილიყო. ეს ნარევი დაინკუბირდა, და მკვლევრები პერიოდულად, 0-დან 20 საათამდე ინტერვალებით, იღებდნენ სინჯებს.
მიღებული მონაცემების შესაფასებლად გამოიყენეს რთული სტატისტიკური ანალიზი (ANOVA, t-ტესტები და რეგრესიული ანალიზი). ანალიზი ეფუძნებოდა Ct (ციკლის ზღვრული) მნიშვნელობებს, რომელიც გვიჩვენებს, თუ რამდენი ციკლი დასჭირდა PCR-ს სალმონელას დნმ-ის აღმოსაჩენად. რაც უფრო დაბალია Ct მნიშვნელობა, მით მეტია ბაქტერიის რაოდენობა ნიმუშში.
ძირითადი შედეგები: დეტექცია 7 საათზე ნაკლებ დროში
კვლევამ დაადგინა, რომ სალმონელას დნმ-ის ადუღებით ან Chelex-100-ით ექსტრაქცია 4-5 საათში იძლევა შედეგს. ამასთან, Ct მნიშვნელობა (დნმ-ის აღმოჩენის ციკლი) პროპორციულად მცირდებოდა სალმონელას ზრდის პარალელურად.
ოპტიმალური იყო სტანდარტული BPW ნიადაგი 37∘C-ზე. სხვადასხვა საკვებ პროდუქტზე (ფარში, მოცარელა, მწვანილი) დეტექციის დრო მერყეობდა 4 საათიდან (მწვანილი, მაღალი დონე) 8 საათამდე (მიდია, დაბალი დონე).
საბოლოო ოპტიმიზებულმა პროტოკოლმა (წინასწარ, 41.5∘C-ზე გახურებული BPW+Chelex+qPCR) უზრუნველყო სალმონელას აღმოჩენა ფარშირებულ ხორცში, მოცარელასა და მიდიებში ყველა დონეზე 4 საათში.
მთლიანი სამუშაო პროცესი 7 საათზე ნაკლებ დროს მოითხოვს.
PCR უზრუნველყოფს ეპიდემიური აფეთქებების პრევენციასა და კონტამინირებული პროდუქციის იმავე დღესვე სასწრაფოდ გამოთხოვის შესაძლებლობას. მეთოდის უპირატესობებს განაპირობებს ლაბორატორიებში ავტომატიზაციის მაღალი ხარისხი და მისი ხარჯთეფექტურობა ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით.
წყარო: Frontiers in Microbiology
