Neue Strategien zur Bekämpfung von resistenten, von Lebensmitteln übertragenen Krankheitserregern

Die Forscher zeigen, wie fortschrittliche Sequenzierung und natürliche Verbindungen den anhaltenden Kampf gegen tödliche, von Lebensmittel angelegte Krankheiten prägen, von Listerien, die sich in Biofilmen versteckten, bis hin zu Weihrauch, die schädliche Mikroben töten.

Studie: Zoonotische Krankheitserreger in Lebensmitteln: Neue Fortschritte und redaktionelle Erkenntnisse. Bildnachweis: Corona Borealis Studio/Shutterstock.com

Eine kürzlich veröffentlichte redaktionelle Sonderausgabe in veröffentlicht in Lebensmittel unterstreicht die aktuellen Herausforderungen und jüngsten Fortschritte bei der Erkennung und Kontrolle zoonotischer Krankheitserreger in Lebensmitteln und Lebensmitteln.

Lebensmittelkranke und ihre Konsequenzen

Ungefähr 600 Millionen Menschen entwickeln nach dem Verzehr von kontaminierten Lebensmitteln, unter denen rund 420.000 sterben. Kinder unter fünf Jahren machen fast 30% aller Todesfälle aus. Daher wird die Verunreinigung von Lebensmitteln als erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit angesehen.

Einzelpersonen aus Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen entwickeln aufgrund von unsachgemäßer Nahrungsaufbewahrung, schlechter Hygienepraktiken, infrastrukturellen Mängeln und inkonsistenten Vorschriften für die Hygiene. Das zunehmende Auftreten von multiresistenten, von Lebensmitteln übertragenen Krankheitserregern hat die Notwendigkeit von Überwachung, Verbraucherbildung und antimikrobiellen Bewertungen ausgelöst.

Krankheitserreger, einschließlich Escherichia coliAnwesend Salmonellen spp., Listeria monocytogenes, Und Campylobacter spp., Ursache Lebensmittel Krankheit mit weitreichenden Symptomen von leichter Magen-Darm-Belastung bis hin zu schwereren, lebensbedrohlichen Erkrankungen. Virusmittel, einschließlich Norovirus und Hepatitis -A -Virus, sind ebenfalls signifikante Bedrohungen für die Lebensmittelsicherheit. Einige zoonotische Krankheitserreger beeinflussen schutzbedürftige Populationen, darunter Säuglinge, Kleinkinder, ältere Erwachsene und immungeschwächte Personen. Neben Bakterien Parasiten (Giardia Lamblia Und Entamoeba histolytica, Und Taenia spp.) und Pilze (z. B.,, z. PenicilliumAnwesend ClavicepsAnwesend Aspergillus, Und Fusarium) sind für den Menschen pathogen und können krankheiten im Zusammenhang mit Nahrungsmitteln verursachen.

Physiologische und molekulare Anpassung von Lebensmitteln bei Lebensmitteln

Das Editorial fasst Studien zusammen, in denen Forscher die physiologische und molekulare Anpassung von Food -Dauer -Krankheitserregern unter Umweltstressbedingungen untersucht haben. In einer zitierten Studie verwendeten Forscher 1D-Elektrophorese, 2D-Seiten und Tandem-Massenspektrometrie, um die Proteommodulation in zu identifizieren L. monocytogenes ST7 als Reaktion auf stark saure und salzhaltige Bedingungen und extrem niedrige Temperaturen. Diese Studie hob die konditionspezifische Expression von Virulenzfaktoren wie Internalin A und Listeriolysin O. hervor.

Stressreaktionen und Proteinexpressionsmuster variieren je nach Umweltfaktoren im Zusammenhang mit der Lagerung und Produktion von Lebensmitteln. Zukünftige Forschungen sollten bioinformatische Instrumente wie virulentär und vaxijen v.2.0 einbeziehen, um Proteine ​​in Bezug auf ihre Virulenz und ihr immunogenes Potenzial zu charakterisieren. Gene-Bearbeitungswerkzeuge, einschließlich CRISPR-CAS-assistierter Rekombinationssysteme, können für gezielte Gen-Manipulation verwendet werden.

Jüngste Studien haben die stammspezifische Anpassung und das einzigartige pathogene Potential gezeigt, wodurch die Bedeutung der Kombination von proteomischen und transkriptomischen Daten untermauert, um Virulenzmarker über genomische Vorhersagen hinaus zu identifizieren.

Die höhere Entstehung von atypisch L. Monocytogenes (ALM) Stämme als frühere Schätzungen könnten sowohl auf Umwelt- und Verarbeitungsfaktoren in Tier- als auch in pflanzlicher Lebensmittelketten zurückgeführt werden. Dieser Stamm zeigt ein ausgeprägtes phänotypisches und genotypisches Profil, einschließlich eines Mangels an Hämolyse, das mit Virulenzgenen korreliert (z. prfaAnwesend inlbUnd Mpl). In Zukunft könnten Forscher phänotypische Fingerabdrücke verwenden, um ALM von beiden klassisch zu unterscheiden L. Monocytogenes und andere Listerien Spezies. Die ALM -Stämme zeigten eine höhere Antibiotika -Resistenz, was Bedenken hinsichtlich der potenziellen unbekannten Resistenz- und Pathogenität aussprach.

Das Editorial stellt auch fest L. monocytogenes In Lebensmittelverarbeitungsumgebungen werden die Reinigungs- und Desinfektionsbemühungen kompliziert.

Erkennungstechnologien

Da Standard-ISO-Erkennungsmethoden bei der Bestimmung von ALM-Stämmen möglicherweise unwirksam sein können, schlagen Forscher nachdrücklich vor, fortschrittliche Tools wie MALDI-TOF und Genomsequenzierung zu verwenden. Diese Techniken würden den Nachweis des horizontalen Gentransfers auf virulenter ermöglichen L. Monocytogenes Populationen.

Die Sequenzierung des Gesamtgenoms (WGS) wurde kürzlich zum Isolieren verwendet L. Monocytogenes Stämme von referzierenden gekühlten Lebensmitteln. Diese Studie zeigte das Potenzial der WGS -Technik, Plasmidelemente, Resistenzdeterminanten genau zu identifizieren, wie z. BRCBC Und Qacj Gene und mobile genetische Elemente, die mit der Umweltdauer verbunden sind. Daher können WGs die Überwachung und die Bewertung des Risikos der Lebensmittelsicherheit verbessern.

Langlesene Sequenzierung unter Verwendung des Oxford Nanopore Minion wurde kürzlich angewendet, um Shiga-Toxin-produzierende E. coli (STEC) direkt aus Hackfleischproben zu erkennen. Diese Methode ermöglicht die Identifizierung virulenter Gene innerhalb weniger Stunden in reinen Kulturen und angereicherten Lebensmittelproben. Die Verwendung der lang gelesenen Sequenzierungsmethode kann nicht nur manuelle Arbeitskräfte verringern, sondern auch die Diagnosezeit bei routinemäßigen Lebensmittelsicherheitstests erheblich verringern.

Foodomics ist ein multidisziplinäres Gebiet, das Genomik, Proteomik, Lipidomik, Metabolomik und Bioinformatik kombiniert, um die Lebensmittelqualität und die mikrobiologische Sicherheit in der gesamten Lieferkette zu bewerten. Die redaktionellen Highlights, dass Genomics auch Zuchtprogramme und Lebensmittelauthentifizierung, Proteomik und Metabolomics unterstützt, helfen bei der Optimierung der Ernährungs- und Sicherheitsprofile in Tierprodukten, und Lipidomics unterstützt die funktionelle Lebensmittelentwicklung. Fortgeschrittene Rechenmethoden wie maschinelles Lernen werden zunehmend benötigt, um diese Omics -Datensätze zu integrieren.

Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) wird häufig verwendet, um mikrobielle Lebensmittelverderbnis zu erkennen und giftige Verbindungen zu identifizieren, die in verschiedenen Lebensmitteln, einschließlich Fisch, Honig, Milchprodukten und Wein, gebildet werden. Die hohen Implementierungskosten und die Notwendigkeit einer speziellen Infrastruktur hemmen jedoch die weit verbreitete Einführung dieser fortgeschrittenen Methoden zur Früherkennung von Krankheitserregern mit Lebensmitteln.

Erforschung der antimikrobiellen Eigenschaften natürlicher Verbindungen

Forscher haben antimikrobielle Aktivitäten in natürlichen Verbindungen wie ätherischen Ölen identifiziert. Zum Beispiel wird GC-MS verwendet, um Monoterpene und Sesquiterpene mit antimikrobieller Aktivität gegen grampositive und gramnegative Bakterien, Hefen und Formen zu identifizieren.

Saccharomyces cerevisiae Und Fusarium Solani zeigte eine hohe Empfindlichkeit gegenüber ätherischen Ölen. Ähnlich, Staphylococcus aureusAnwesend E. coli, Luftwaffenformen und Hefen wurden effektiv von Weihrauchrauch, einem natürlichen Sanitäragenten, eliminiert. Die Inhalation feiner Partikel kann jedoch nachteilige gesundheitliche Auswirkungen haben. Eingekapseltes Molkenprotein mit Cinnamaldehyd zeigte eine signifikante antimikrobielle Wirksamkeit gegen Listeria InnocuaAnwesend E. coliUnd S. cerevisiae Populationen.

Im Gegensatz dazu zeigte Vanillin eine begrenzte Verbesserung durch die Einkapselung. Die Studie verwendete ferner Gompertz- und Weibull -mathematische Modelle zur Analyse der mikrobiellen Inaktivierung und unterstreichte die Bedeutung der prädiktiven Modellierung in der Forschung zur Erhaltung von Lebensmitteln.

Der nächste Schritt

Die Forschung in der Sonderausgabe zeigte die aktuellen Herausforderungen und aufkommenden Lösungen bei der Kontrolle zoonotischer Krankheitserreger im Lebensmittelsektor. Es untersuchte auch das Potenzial fortgeschrittener Techniken, mikrobielle Krankheitserreger zu identifizieren, die mit mit Lebensmittel übertragenen Krankheiten und neuartigen antimikrobiellen Wirkstoffen aus natürlichen Quellen assoziiert sind.

Das Leitartikel betont die Notwendigkeit, Protokolle zu standardisieren, die Erkennung in komplexen Umgebungen zu verbessern und Omics in antimikrobielle Strategien zu integrieren. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Lebensmitteltechnologen, Mikrobiologen, Bioinformatikern und Fachleuten für öffentliche Gesundheitsberufe ist für die Entwicklung wirksamer Interventionen zur Behandlung von krankheiten mit Lebensmitteln von entscheidender Bedeutung.

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Quellen: