Cómo funciona un ensayo de sustrato cromogénico para análisis microbiológico

Principios y Fundamento del funcionamiento de los ensayos de sustrato cromogénico en Microbiología

Continuando con esta serie de colaboraciones semanales, abordaremos ahora un interesante tema de una tecnología que se ha vuelto bastante reconocida y popular en este siglo y que fue desarrollada hacia finales de los años 70, es decir, alrededor de 40 años atrás (se escribe esta entrada el 23 de Enero de 2018).

¿Qué es la tecnología, cómo funciona y para qué sirve?

El nombre de la Tecnología nos dá una idea general de la misma:  Tecnología de Sustrato Cromogénico.  Es una técnica analítica usada en Microbiología para detección, identificación y cuantificación de diferentes microorganismos de interés para el ser humano, incluyendo bacterias indicadoras como los mesófilos aerobios, los coliformes totales, los hongos y levaduras así como otras de naturaleza patógena para humanos y animales incluyendo gérmenes como Salmonella, Listeria monocytogenes, E.coliO157:H7, bacterias E.coli TOP STEC, Cronobacter sakazakii,  Pseudomonas aeruginosa, Bacillus cereus, Vibrio parahaemolyticus y muchas más.

La manera en la que funciona esta tecnología incluye un sustrato con propiedades cromogénicas.  Este sustrato suele ser una molécula con 2 componentes: Un compuesto enlazado a una fracción que al desprenderse en una solución, desarrolla color (El complejo cromogénico es incoloro cuando está completo; cuando se separa en 2, una de las secciones es una molécula cromógena o formadora de un color específico que puede ser rojo malva, azulado, verde, amarillo, rojo intenso, café y una variedad de colores adicionales).

Funciona para detección de bacterias, hongos y levaduras porque aprovecha que cada microorganismo ó grupo de estos tiene enzimas metabólicas que son propias del género, del grupo o de la especie.  Algunas de estas enzimas pueden metabolizar ciertos sustratos incoloros y cuando liberan el cromógeno, la solución ó la colonia (si estuviere en una placa de agar) precipitan y desarrollan una coloración altamente característica.

Un ejemplo clásico es un sustrato conocido como CPRG ó Rojo de Fenilo Beta-D-Galactopiranósido) y el CPRG-MUG (Rojo de Fenil Umbeliferil Beta-D-Glucurónido).

Este se usa para detectar coliformes totales y E.coli (las 2 en uno).  Las coliformes totales tienen la enzima Beta-D-Galactosidasa que metaboliza el CPRG (en solución es amarillo) y cuando eso ocurre, el rojo de fenil ligado se convierte en rojo de fenilo que precipita de un color rojo característico ó tiñe la solución si fuera en una muestra de agua.    De manera simultánea, si existe E.coli dentro de la misma muestra,  esta última tiene la enzima Beta-D-Glucoronidasa, que metaboliza el CPRG-MUG y desprende la metil umbeliferona, que es una molécula fluorogénica (produce fluorescencia visible bajo luz ultravioleta de 350 a 365 nanómetros de longitud de onda).

Esta tecnología se ha usado en diferentes ensayos rápidos o complementarios para identificación, detección y cuantificación bioquímica de diferentes bacterias, hongos y levaduras.  

Sus ventajas más importantes incluyen:

* Facilidad para la interpretación

* Costos sumamente competitivos

* Incrementa de manera considerable la especificidad

* Disminuye la necesidad de buscar colonias por morfología

* No depende de colorantes que tienen diferentes matices por el pH del medio o la muestra

* Permite el uso de múltiples sustratos en una placa de agar para detección de diferentes microorganismos como parte de una muestra, simplificando el tiempo, recurso económico y esfuerzo para la detección y/o identificación del germen buscado

* Hoy por hoy es una tecnología que ha sido validada prácticamente por 4 décadas

Existen diferentes empresas de renombre mundial que la han incorporado tanto a formulaciones de agar como a formulaciones líquidas que se pueden usar para contabilización de bacterias y/o  para formatos de Número Más Probable ó de Presencia-Ausencia de microorganismo.

Si desea información adicional de cómo puede usted beneficiarse de esta tecnología en su empresa o laboratorio, mándenos un correo-e ó un mensaje escrito al celular (52)8119990225 y con gusto le canalizamos con quien le pueda ayudar y mostrarle en vivo y a todo color cómo puede usted obtener dichos beneficios.

Por ahora hacemos una pausa...

¿Cómo entra la Salmonella en la cadena de producción de productos del campo?

Cuando se piensa en los microorganismos causantes de enfermedades en los seres humanos que se trasmiten por la ingesta de alimentos contaminados, invariablemente el género Salmonella es uno de los más encontrados.

Tecleando la palabra Salmonella en el buscador de Google, aparecen 10,700,000 enlaces, es decir, casi 20 veces que tecleando la palabra inocuidad con 566,000 enlaces e incluso aún cerca de 3 millones de enlaces más que "HACCP".

Es muy claro que este género de bacterias es sumamente común como patógeno humano y la principal razón de su amplia difusión es porque varios de sus hábitat como enterobacteria son los intestinos de animales relacionados con la actividad económica humana como son las aves de corral, ganado vacuno, perros, gatos, aves domésticas, tortugas y varios tipos de animales marinos y la fuente más grande, el mismo intestino del ser humano, donde existen diversos estudios que han indicado que hasta el 2% o más de diferentes poblaciones humanas pueden ser portadores asintomáticos de esta bacteria en algún momento de su vida y ser vehículos para su transmisión a otras personas.

Dado que la intención de este blog es poder difundir información que sea relevante, interesante y que motive a sus lectores a tomar alguna acción para reducir los riesgos de una intoxicación ó que los profesionales de la inocuidad alimentaria que estén leyendo esta información se encarguen de verificar que en sus respectivas áreas de injerencia en la producción de alimentos se cumplan requisitos que controlen los riesgos que puede causar este género de bacterias.

Con el brote de Salmonella st.paul de origen realmente indeterminado por parte de FDA y que se presume que el principal responsable fue la contaminación en una bodega de un centro de distribución de una ciudad en Texas, de la cual se repartió producto a toda la Unión Americana como se puede observar en la siguiente página web:

http://www.fda.gov/oc/opacom/hottopics/salmonellatraceback.pdf

se comprueba nuevamente que es extremadamente difícil y complicado el poder trazar el origen real y definitivo de un brote de contaminación por Salmonella en productos agrícolas o similares, especialmente cuando son productos crudos y que su cadena comercial incluye cientos de lugares de distribución y cambio de manos o lugares hasta que llegan a ser ingeridos por el consumidor final.

¿Cuáles son entonces las principales fuentes por las cuales las bacterias patógenas como Salmonella entran en la cadena de distribución de productos agrícolas?

Tomemos en cuenta lo siguiente:

1) El principal hábitat de una enterobacteria y sus condiciones óptimas de reproducción y crecimiento son los intestinos de aves, humanos y mamíferos de sangre caliente (37-42°C).

2) Hay cientos de estudios que demuestran que la principal ruta de transmisión de los enteropatógenos que viven en el tracto gastrointestinal es la fecal-oral, es decir, la manipulación de un alimento por una persona infectada de Salmonella y que transfiere la bacteria hacia el mismo; posteriormente por una serie de interacciones donde no se tengan buenas prácticas de manejo ó procedimientos sanitarios de lavado y desinfección apropiados, puede contaminar a una tercera persona o un equipo de proceso o área de manipulación o manejo del producto y así sucesivamente (ver: http://www.cdc.gov/nczved/dfbmd/disease_listing/salmonellosis_gi.html#6

3) Esta bacteria también puede subsistir ciertos períodos en materia fecal de las deposiciones de seres humanos, ganado y aves, que pueden contaminar fuentes de abastecimiento de agua con la que luego se puede regar o lavar los productos agrícolas.

Por las razones anteriores, pueden considerarse los siguientes focos primarios de contaminación en productos agrícolas:

1) Contaminación de producto por transmisión procedente de operadores infectados.
2) Agua contaminada con materia fecal con cargas bacterianas importantes de este patógeno.
3) Riego con aguas negras o aguas grises o posible contaminación de pozos y cárcamos en el campo con transminado de aguas negras o grises contaminadas.
4) Excretas de aves en las áreas de empaque ya sea por presencia física directa del ave sobre los operadores ó por medio de condensados en los techos que luego pueden gotear sobre el producto que está siendo empacado.
5) Manejo inadecuado en cada punto donde los productos agrícolas son transportados o cambiados de almacen o bodega. La higiene debe prevalecer en todo el proceso, especialmente en todos aquellos que toquen producto crudo.

Si se siguen las recomendaciones de los programas de Buenas Prácticas Agrícolas (GAP ó BPA) que han sido emitidas en diferentes países, especialmente en los Estados Unidos, la mayor parte de esos riesgos de contaminación pueden ser efectivamente controlados, sin embargo; en la medida que la distribución y producción de alimentos siguen el ritmo de la globalización, todos aquellos que estamos involucrados en dicha cadena, tenemos que reforzar todos los días y en todo momento, hora y lugar en los requisitos básicos para producir alimentos sanos:

1) HIGIENE INTEGRAL DESDE EL CAMPO HASTA LA MESA.
2) SANEAMIENTO INTEGRAL DESDE EL CAMPO HASTA LA MESA.
3) BUENAS PRÁCTICAS DE MANUFACTURA Y MANEJO DESDE EL CAMPO HASTA LA MESA.
3) CAPACITACIÓN DEL PERSONAL Y DE CUANTA PERSONA MANIPULE ALIMENTOS AGRÍCOLAS.
4) DIFUSIÓN DE LAS RECOMENDACIONES PARA EVITAR INTOXICACIONES POR ALIMENTOS CONTAMINADOS, especialmente hortalizas y verduras frescas, amén de aquellos productos cárnicos naturalmente contaminados como la carne de pollo y el huevo.

Una excelente página de apoyo para saber más de este tema es:
http://www.gaps.cornell.edu/weblinks.html

Por ahora concluimos este tema. Seguiremos con temas relacionados más adelante.