IDENTIFICACIÓN DE PARÁSITOS PATÓGENOS (YERSINIA PESTIS Y BACILLUS ANTHRACIS) EN ALIMENTOS, UTILIZANDO MICROARRAYS DE ADN COMO HERRAMIENTA DE ANÁLISIS MICROBIANO

• Luis Eduardo Cagua Montaño Universidad Estatal de Milagro (UNEMI) https://orcid.org/0000-0002-5084-1460
• Víctor Hugo Rea Sánchez Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
• Anthony Lizandro Tubun Vargas Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
• Keidy Dhamar Rodríguez Cruz Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
• Génesis Solange Astudillo Hinostroza Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
• Luis Alfredo Coello Meneses Universidad Estatal de Milagro (UNEMI)
• Rodrigo José Pazmiño Pérez Laboratorio Clínico y Microbiológico “PAZMIÑO
• Carlos Enrique Pazmiño Laboratorio Clínico y Microbiológico “PAZMIÑO
• Jennifer Paola Rodas Pazmiño Hospital León Becerra de Milagro

DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.6817597

Palabras clave: patógenos, alimentos, microarray, Yersinia pestis, Bacillus anthracis

Resumen

La tecnología de los microarrays, se basa en la capacidad para el análisis simultáneo de una cantidad de secuencias de ADN. El objetivo fue, reconocer Yersinia pestis y Bacillus anthracis en alimentos utilizando microarrays de ADN, para exponer la herramienta bioinformática en el estudio de patógenos. El microchip, tiene una precisión que puede detectar incluso una sola molécula de ARN específico de un gen, dentro de 100.000 ARN diferentes, las muestras se analizaron por duplicado, luego, se restó la intensidad media de 10 manchas negativas, dejando como resultado 2.240 sondas, obtenidas de los datos de la intensidad fluorescente total (TFI). Posteriormente, las señales positivas seleccionadas, fueron los valores de la intensidad fluorescente total superiores a 20.000. Entre las diferentes cepas de Yersinia pestis, se utilizaron para la evaluación 300 sondas positivas, para cada tipo de Y. pestis, de las cuales, sólo 37 sondas específicas fueron seleccionadas. De las diferentes cepas Bacillus anthracis, utilizadas en la evaluación, se obtuvo un total de 800 sondas positivas para cada cepa de B. anthracis, de las sondas identificadas se seleccionaron solo 37 sondas específicas de B. anthracis. La especificidad y sensibilidad de las sondas seleccionadas, se examinó a partir de las 37 sondas de Y. pestis y las 83 sondas de B. anthracis, dichas sondas, se mezclaron con un panel de patógenos bacterianos transmitidos por alimentos y posteriormente se amplificaron. Los resultados de especificidad y sensibilidad de las sondas mostraron fuertes señales positivas, por tanto, podrían considerarse como sondas potencialmente específicas en análisis microbiano.

Citas

Arakaki, A., Shibusawa, M., Hosokawa, M., y Matsunaga, T. (2010). Preparación de ADN genómico de una sola especie de bacteria magnetotáctica no cultivada mediante amplificación de desplazamiento múltiple. Microbiología aplicada y medioambiental, 76(5), 1480-1485. https://doi.org/10.1128/AEM.02124-09

Busch, U. (Ed.). (2010). Métodos biológicos moleculares en el análisis de alimentos. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-10716-0_1

Cao, B., Liu, X., Yu, X., Chen, M., Feng, L., y Wang, L. (2014). Un nuevo microarre-glo de oligonucleótidos para la detección de Legionella spp patógenas y no patógenas. PLoS One, 9(12), e113863. https://doi.org/10.1371/jour-nal.pone.0113863

Galicia de Castro, A. (2013). Qué son y para qué se utilizan los BioChips. MoleQla: revista de Ciencias de la Universidad Pablo de Olavide, (10), 16-17. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4270390

Goji, N., MacMillan, T., y Amoako, K. K. (2012). Un microarray de nueva generación para la detección e identificación simultánea de Yersinia pestis y Bacillus ant-hracis en los alimentos. Revista de patógenos, 2012,1-8. https://doi.org/10.1155/2012/627036

González-García, T. K. (2015). Tecnología de microarreglos aplicada a la plataforma GeneTitan ®. Revista de Especialidades Médico-Quirúrgicas, 20(4), 335-339. https://www.redalyc.org/pdf/473/47345919002.pdf

Gui, J., y Patel, I. (2011). Avances recientes en tecnologías moleculares y su apli-cación en la detección de patógenos en alimentos con especial referencia a la Yersinia. Revista de patógenos, 2011, 1-11. https://doi.org/10.4061/2011/310135

Huertas, C., Urbano, E., y Torres, M. (2019). Diagnóstico molecular una alternativa para la detección de patógenos en alimentos. Revista Habanera de Ciencias Médicas, 18(3), 513-522. http://scielo.sld.cu/pdf/rhcm/v18n3/1729-519X-rhcm-18-03-513.pdf

Kim, D., Lee B., Kim, Y., Rhee, S., y Kim, Y. C. (2010). Detección de bacterias enteropatógenas representativas, Vibrio spp., Escherichia coli, Salmonella spp. y Yersinia enterocolitica, mediante un microarray de oligonucleótidos basado en el factor de virulencia. Revista de microbiología, 48(5), 682-688. https://doi.org/10.1007/s12275-010-0119-5

Kostić, T., Stessl, B., Wagner, M., Sessitsch, A., y Bodrossy, L. (2010). Microarray de diagnóstico microbiano para patógenos transmitidos por los alimentos y el agua. Biotecnología microbiana, 3(4), 444-454. https://doi.org/10.1111/j.1751-7915.2010.00176.x

Nishi, K., Isobe, S. I., Zhu, Y., y Kiyama, R. (2015). Bioensayos basados en fluorescencia para la detección y evaluación de materiales alimentarios. Sensores, 15(10), 25831-25867. https://doi.org/10.3390/s151025831

Palomino-Camargo, C., y González-Muñoz, Y. (2014). Técnicas moleculares para la detección e identificación de patógenos en alimentos: ventajas y limitaciones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, 31, 535-546. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1726-46342014000300020

Parkhill, J., Wren, B. W., Thomson, N. R., Titball, R.W., Holden, M. T. G., Prentice, M. B., Sebaihia, M., James, K. D., Churcher, C., Mungall, K. L., Baker, S., Basham, D., Bentley, S. D., Brooks, K., Cerdeño-Tárraga, A. M., Chillingworth, T., Cronin, A., Davies, R. M., Davis, P.,… Barrel, B. G. (2001). Secuencia del genoma de Yersinia pestis, el agente causante de la peste. Naturaleza, (413), 523-527. https://doi.org/10.1038/35097083

Ranjbar, R., Karami, A., Farshad, S., Giammanco, G. M., y Mammina, C. (2014). Métodos de tipificación utilizados en la epidemiología molecular de los patógenos microbianos: guía práctica. La nueva microbiológica, 37(1), 1-15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24531166/

Ranjbar, R., Behzadi, P., Najafi, A., y Roudi, R. (2017). Microarrays de ADN para la detección e identificación rápida de bacterias transmitidas por los alimentos y el agua: Del laboratorio seco a húmedo. La revista abierta de microbiología, 11, 330-338. https://doi.org/10.2174/1874285801711010330

Rasooly, A., y Herold, K. E. (2008). Detección y análisis de patógenos microbianos alimentarios utilizando tecnologías de microarrays de ADN. Patógenos y enfermedades transmitidas por los alimentos, 5(4), 531-550. https://doi.org/10.1089/fpd.2008.0119

Read, T. D., Peterson, S. N., Tourasse, N., Baillie, L. W., Paulsen, I. T., Nelson, K. E., Tettelin, H., Fouts, D. E., Eisen, J. A., Gill, S. R., Holtzapple, E. K., Okstad, O. A., Helgason, E., Rilstone, J., Wu, M., Kolonay, J. F., Beanan, M. J., Dodson, R. J., Brinkac, L. M., Gwinn, M., … Fraser, C. M. (2003). La secuencia del genoma de Bacillus anthracis Ames y la comparación con bacterias estrechamente relacionadas. Naturaleza, 423(6935), 81-86. https://doi.org/10.1038/nature01586

Rodrigo, M. A. M., Zitka, O., Krejcova, L., Hynek, D., Masarik, M., Kynicky, J., ... y Kizek, R. (2014). Microarray electroquímico para la identificación de patógenos: Una revisión. Revista internacional de Ciencia Electroquímica, 9, 3431-3439. http://electrochemsci.org/papers/vol9/90703431.pdf

Rodríguez, W., y Vargas, J. (2019). Biochips, aplicaciones convencionales e innovación: Una revisión documental. Investigación e Innovación en Ingenierías, 7(2), 96-106. https://doi.org/10.17081/invinno.7.2.3086

Sarengaowa, Hu, W., Feng, K., Jiang, A., Xiu, Z., Lao, Y., Li, Y., y Long, Y. (2020). Un chip genético sintetizado in situ para la detección de patógenos transmitidos por los alimentos en melón y lechuga recién cortados. Fronteras en Microbiología, 10:3089. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.03089

Sharp, N. J., Vandamm, J. P., Molineux, I. J., y Schofield, D. A. (2015). Detección rápida de Bacillus anthracis en matrices alimentarias complejas mediante bioluminiscencia mediada por fagos. Revista de protección de Alimentos, 78(5), 963-968. https://doi.org/10.4315/0362-0

Steenbergen, J., Tanaka, S. K., Miller, L. L., Halasohoris, S. A., y Hershfield, J. R. (2017). Actividad in vitro e in vivo de la omadaciclina contra dos patógenos bioamenazantes, Bacillus anthracis y Yersinia pestis. Agentes antimicrobianos y quimioterapia, 61(5), e02434-16. https://doi.org/10.1128/AAC.02434-16

Suo, B., He, Y., Paoli, G., Gehring, A., Tu, S. I., y Shi, X. (2010). Desarrollo de un microarreglo basado en oligonucleótidos para detectar múltiples patógenos transmitidos por los alimentos. Sondas moleculares y celulares, 24(2), 77-86. https://doi.org/10.1016/j.mcp.2009.10.005

Todd, E. (2014). Enfermedades transmitidas por los alimentos: Visión general de los peligros biológicos y las enfermedades transmitidas por los alimentos en Y. Motarjemi, E. Todd, G. Moy (Eds.), Enciclopedia de Seguridad Alimentaria (Vol. 1, pp. 221-242). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-378612-8.00071-8

Torres, I. (2014). “Microarrays” de ARN [Tesis de pregrado, Universidad de Jaén]. http://tauja.ujaen.es/bitstream/10953.1/542/1/TFG_TorresGodino%2cIsabel.pdf

Uçar, A., Yilmaz, M., y Çakiroglu, F. (2016). Seguridad alimentaria - Problemas y soluciones. En H. Makun. (Ed.), Importancia, prevención y control de las enfermedades relacionadas con la alimentación (pp. 1-27). InTech. https://doi.org/10.5772/60612

Vale F. F. (2016). Microarrays/chips de ADN para la detección de patógenos transmitidos por el agua en S. Bourlat (Ed.) Genómica Marina. Métodos de biología molecular (Vol. 1452, pp. 143–153). Prensa Humana. https://doi.org/10.1007/978-1-4939- 3774-5_9

Woubit, A., Yehualaeshet, T., Habtemariam, T., y Samuel, T. (2012). Nuevas herramientas genómicas para la detección específica y en tiempo real de amenazas biológicas y patógenos transmitidos por los alimentos que se encuentran con frecuencia. Revista de protección de Alimentos, 75(4), 660–670. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-11-480

Wojciechowski, J., Danley, D., Cooper, J., Yazvenko, N., y Taitt, C. R. (2010). Detección electroquímica multiplexada de Yersinia pestis y enterotoxina estafilocócica B utilizando un microarreglo de anticuerpos. Sensores, 10(4), 3351-3362. https://doi.org/10.3390/s100403351

Zwietering, M., Jacxsens, L., Membré, J. M., Nauta, M., y Peterz, M. (2016). Importancia de las pruebas microbianas de los productos acabados en la gestión de la seguridad alimentaria. Control de alimentos, 60, 31-43. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2015.07.002