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lunes, 8 de enero de 2018

Pruebas de Flujo Lateral para Análisis de Patógenos como Salmonella, Listeria, E.coliO157:H7 y similares

Pruebas de Flujo Lateral para Análisis de Patógenos como Salmonella, Listeria, E.coliO157:H7 y similares


Cuando una empresa decide adoptar la posibilidad de realizar un ensayo rápido para "screening" o tamizaje de un microorganismo patógeno, una de las opciones más populares y con mayor cantidad de opciones en el mercado a nivel internacional, es la Tecnología de Flujo Lateral (o Lateral Flow Device = LFD por las siglas en inglés).

¿Qué son estas pruebas y cómo funcionan o cuál es el fundamento?

La explicación más simple para personas adultas no expertas en temas de microbiología, que alguna vez fueron o hayan sido padres de familia, son las pruebas de embarazo rápido que se pueden comprar en cualquier farmacia.  En estas pruebas, se detecta una hormona en muestras de orina, específicamente la GCH Gonadotropina Coriónica Humana, la cual es producida por el embrión como un mecanismo de defensa para evitar ser expulsado del útero materno y que pueda implantarse en la placenta.

El mecanismo con el que esta hormona es detectado es exactamente el mismo principio que se usa en la mayoría de las pruebas de flujo lateral.

Los componentes de ensayo incluyen:
1) Base o Tira de Celulosa por la que corre el ensayo.
2) Set de antígenos marcados con oro coloidal específicos para el contaminante a buscar.
3) Set de antígenos de control marcados con oro coloidal que sirven como control interno y de calidad para verificar que el ensayo funcionó exitosamente.

A continuación, colocamos una secuencia de imágenes de los pasos que ocurren durante el ensayo:

1) A la tableta ó tira, se le añaden normalmente de 100 a 200 microlitros de la solución donde se pre-enriqueció la muestra en la que estamos buscando el patógeno o contaminante.  Si es un dispositivo tipo tableta, tiene un pequeño orificio donde se inocula dicha muestra.  Si es una tira simple, normalmente se inserta en un tubo con la muestra para que el flujo corra hacia arriba en la membrana de celulosa.

2) Como es una prueba inmunológica Antígeno-Anticuerpo, ambas moléculas son proteínas que funcionan como una llave-cerradura. Es decir, son complementarias y específicamente diseñadas a  nivel biológico para acoplarse mutuamente.  En la membrana de celulosa, se "carga" o embebe un complejo de oro coloidal con antígenos específicos para los anticuerpos de la bacteria o contaminante deseado y otro bloque que servirá como control de calidad.  El fluido arrastra este complejo de izquierda a derecha ó de abajo hacia arriba, para ir generando la reacción deseada.

3) Este complejo arrastrado, al pasar por la sección para detectar si están presentes los anticuerpos deseados, genera una precipitación del oro coloidal al generarse una especie de sandwich en la que el anticuerpo de la bacteria que se había unido a los antígenos del complejo de oro coloidal, precipita o completa un bloque de antígeno-anticuerpo-antígeno que se denota como una línea de color rojo (por el oro coloidal).

4) La prueba se completa cuando el complejo de oro coloidal inicial termina y embebe la parte final de la membrana de celulosa, en la que se cargaron anticuerpos complementarios de control para que precipiten con los antígenos de control iniciales. Esta reacción permite detectar que la muestra corrió hasta el final y que se están dando reacciones antígeno-anticuerpo precipitadas con oro coloidal, independientemente si hubo o no anticuerpos del germen o contaminante deseado, que precipitarían en la primera línea ó de prueba/muestra.

Una manera muy coloquial para explicar lo anterior, es equiparar al complejo precipitado como un sandwich de jamón simple.  En esta analogía, la tapa superior del pan es el complejo de antígeno bañado con oro coloidal y la tapa inferior del pan es el complemento para que precipite.  Lo que completaría este sandwich, sería la rebanada de jamón.  En este caso, los anticuerpos de la bacteria ó contaminante buscados serían el equivalente a esa rebanada de jamón. Cuando el sandwich se completa, es como si las tapas estuvieran impregnadas de salsa de tomate y cambian de color blanco al rojo de dicha salsa de tomate.

Los ensayos de flujo lateral tienen más de 50 años en el mercado, pero su uso se ha vuelto extremadamente popular para aplicaciones en microbiología de alimentos y sanitaria en los últimos 25 años.

Ventajas que tienen:
1) Simpleza para llevarse a cabo
2) Fáciles de implementar en empresas/laboratorios de cualquier tamaño
3) Las puede realizar casi cualquier persona
4) Lectura muy sencilla
5) Si los componentes de los antígenos son de alta calidad, son MUY precisas y confiables
6) Suelen ser económicas
7) Tienen incorporado un control interno que permite saber si funcionaron o no
8) En el caso de la detección de bacterias patógenas, requieren normalmente de una concentración entre 100,000 y 1,000,000 (1x10 a la 5 ó 1x10 a la 6) células viables para que se forme una reacción colorida claramente visible.  En concentraciones menores de 1000 hasta 10,000 no se forman lineas suficientemente claras y tendrían a dar resultados falsamente negativos.

Por ahora, hacemos un pausa.  Si usted desea conocer más sobre la implementación de uno de estos ensayos para detección de Salmonella, Listeria, E.coliO157:H7 ó algún otro contaminante, escríbanos a luis_quintanilla@hotmail.com y con gusto le podemos remitir con quien pueda asesorarle directamente en su lugar de origen o trabajo.


lunes, 27 de mayo de 2013

Análisis de Salmonella en 12 horas (siempre buscado, finalmente alcanzado)

Después de una enorme pausa en actualizar el presente blog, ahora comparto una noticia realmente de avanzada para el campo de la microbiología de alimentos: El monitoreo de la bacteria Salmonella en tan sólo 12 horas para Tiempo Total de Resultados (un auténtico análisis o método rápido).

El método tradicional, que sigue existiendo y está referenciado en la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-114-SSA1-1994, BIENES Y SERVICIOS. MÉTODO PARA LA DETERMINACIÓN DE SALMONELLA EN ALIMENTOS, próxima a ser reemplazada por el PROYECTO de Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-210-SSA1-2013, Productos y servicios. Métodos de prueba microbiológicos. Determinación de microorganismos indicadores. Determinación de microorganismos patógenos y toxinas microbianas, sigue requiriendo el largo, tedioso y complicado proceso de aislamiento del patógeno Salmonella,  con los mismos pasos de siempre:
1) Pre-enriquecimiento x 24 horas
2) Enriquecimiento selectivo x 24 horas adicionales
3) Aislamiento selectivo en agar diferencial x 24 horas adicionales
4) Pruebas bioquímicas presuntivas x 24-48 horas adicionales
5) Pruebas bioquímicas confirmativas x 24-72 horas adicionales
6) Puebas de identificación serológica x 24-72 horas adicionales

Tiempo total de resultados: 7 a 9 días.

Si para el procesador actual, un día es mucho tiempo, imaginémonos cuánto son al menos 4 a 5 días para estar seguros que realmente no es una bacteria Salmonella, la que está en nuestro producto o en las superficies de nuestras instalaciones.

Por muchos años, la comunidad científica y las empresas especializadas en ensayos rápidos, especialmente aquellas enfocadas a Biología Molecular y más específicamente, las que han desarrollados kits o ensayos del método conocido como Reacción En Cadena de la Polimerasa (PCR, Polymerase Chain Reaction, por las siglas en inglés), las que han estado buscando reducir el tiempo de análisis durante la última década.

 Existen varias compañías en el mercado que ya tienen kits de PCR para Salmonella, pero el tiempo más rápido logrado hasta ahora con reconocimiento oficial es de 20 horas (por la cía. Biocontrol Systems con su Assurance GDS para Salmonella).  La empresa que inició y popularizó la tecnología de PCR para el sector industrial de alimentos y laboratorios de pruebas, DUPONT Qualicon, con la tecnología BAX, tiene kits que demoran entre 24 y 30 horas, según el protocolo de enriquecimiento acorde a la matriz alimentaria utilizada y ha desarrollado un kit de PCR de tiempo real en menor tiempo que está en proceso de pruebas y futura liberación, posiblemente dentro del siguiente año calendario.

En el caso específico de esta entrada del Blog, me quiero referir a la Tecnología Assurance GDS para Salmonella (que dicho sea de paso, la empresa para la que presto mis servicios profesionales, es distribuidor autorizado para la República Mexicana) en un plan 100% técnico y que sean los lectores y usuarios finales quienes vean si esta tecnología les puede o no ayudar para sus planes de monitoreo microbiológico; sin embargo, para que un ensayo de Salmonella se pueda considerar realmente como un ensayo, método, metodología o prueba rápida, el estándar a vencer al momento presente son 24 horas o menos.

Lo que incluye la tecnología es:
* Sistema de reactivos con control interno, sonda, primers y Enzima Polimerasa incluida
* Tiempo de preparación con proceso acoplado de InmunoSeparación Magnética (IMS)
* Equipo de PCR desarrollado por Qiagen, Rotor-Q, que cuenta con opción para corridas de 36 o hasta de 72 ensayos por corrida.  Comercialmente, el equipo se vende como Termociclador Assurance GDS, de plataforma cerrada para los ensayos desarrollados por Biocontrol Systems.
* Protocolo de enriquecimiento acorde al Manual de Bacteriología Analítica, basado en Agua Peptonada Bufferada de 18 a 22 horas totales, universal para más del 99% de las muestras, excepto en leche descremada en polvo o similares que requieren Agua Verde Brillante.
* Protocolo de enriquecimiento recién liberado por Biocontrol y en vías de ser considerado como una Modificación Menor en el proceso, de manera que la tecnología seguiría conservando su estatus como AOAC Official Method of Analysis 2009.03, usando un medio propietario mEHEC, que también es usado para pruebas de E.coliO157:H7 y las TopSTEC (Big Six); en sólo 8 a 10 horas.
* Tiempo total de resultados con APB:  20 horas mínimo.
* TIEMPO TOTAL DE RESULTADOS CON mEHEC:  10 a 12 horas

¿Cómo ha logrado reducir tanto los tiempos desde 7-9 días a tan sólo medio día?
  •  Usando el proceso de IMS que concentra la muestra en tan sólo 20 minutos y que limpia la muestra de microorganismos que interfieren o causan reacción cruzada en el aislamiento diferencial

  •  Usando la sensibilidad-nivel de detección típica de un buen termociclador de sólo 1000 a 10,000 células vegetativas, en vez del 1,000,000 a 10,000,000 que requiere el método tradicional o métodos inmunológicos rápidos de ELISA, flujo lateral, ELFA, etc.

  • Utilizando la Sonda MGBH Eclipse que incrementa exponencialmente los resultados y la precisión para la detección de los fragmentos del ADN que se reproducen duranta la reacción propia de PCR

  • Utilizando un  medio enriquecido con suplementos especiales que ayudan al rápido desarrollo de los microorganismos objetivo de manera altamente selectiva.

Para cualquier lector interesado en saber más detalles, puede consultar los siguientes vínculos:

http://www.blog.serco.com.mx/index.php/16-assurance-gds-para-salmonella-en-8hs

http://www.biocontrolsys.com/products/view/salmonela
http://www.biocontrolsys.com/news/view/new-8-hour-enrichment-for-assurance-gds

Seguiremos informando.