Evaluation of immunomagnetic separation coupled with culture and molecular methods for the detection and recovery of Shigella spp. in ready-to-eat salads

हर दिन, लाखों लोग ऐसे सलाद खाते हैं जिनमें न तो खाना पकाने की आवश्यकता होती है, न ही धोने या आगे की तैयारी की। ये तैयार भोजन (रेडी-टू-ईट मील) सुविधाजनक हैं, लेकिन उनकी सुरक्षा पूरी तरह से उस अदृश्य दुनिया पर निर्भर करती है जो पत्तों के भीतर छिपे बैक्टीरिया हो सकते हैं। इनमें सबसे खतरनाक सूक्ष्म हमलावरों में से एक बैक्टीरिया का समूह है जिसे 'शिगेला' (Shigella) कहा जाता है, जो गंभीर दस्त का कारण बनता है और दूषित भोजन के माध्यम से तेजी से फैल सकता है। चूंकि ये सलाद कच्चे खाए जाते हैं, इसलिए मौजूद किसी भी बैक्टीरिया को गर्मी से मारा नहीं जा सकता, जिससे ऐसे रोगजनकों (पैथोजन्स) का पता लगाना एक महत्वपूर्ण कार्य बन जाता है। वैज्ञानिकों के लिए चुनौती यह है कि ये सब्जियां जटिल वातावरण हैं, जो अक्सर हानिरहित बैक्टीरिया से भरी होती हैं जो खतरनाक बैक्टीरिया को छिपा सकते हैं, ठीक वैसे ही जैसे अन्य सुइयों से भरी घास के ढेर में एक विशिष्ट सुई को खोजने की कोशिश करना। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने इन लक्षित बैक्टीरिया को मिश्रण से बाहर निकालने के लिए उपकरण विकसित किए हैं, लेकिन यह स्पष्ट नहीं है कि जब भोजन पहले से ही अन्य जीवन से भरा हो तो कौन सी विधियाँ सबसे अच्छा काम करती हैं।

वेनेजुएला के वैज्ञानिकों की एक टीम ने इन पेचीदा सलाद वातावरणों में शिगेला को खोजने के लिए डिज़ाइन की गई तकनीकों के एक विशिष्ट संयोजन का परीक्षण करने के लिए हाथ बढ़ाया। उन्होंने 'इम्यूनोमैग्नेटिक सेपरेशन' (immunomagnetic separation) नामक एक विधि पर ध्यान केंद्रित किया, जो सूक्ष्म चुंबकीय मोतियों (magnetic beads) का उपयोग करती है जिन पर एंटीबॉडी लगे होते हैं—ऐसे प्रोटीन जो विशेष हुक की तरह कार्य करते हैं और केवल शिगेला बैक्टीरिया को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। एक बार जब बैक्टीरिया इन चुंबकीय मोतियों पर फंस जाते हैं, तो एक चुंबक उन्हें सलाद के बाकी मिश्रण से दूर खींच सकता है, जिससे उन्हें केंद्रित किया जा सके ताकि उनका पता लगाना आसान हो। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या यह चुंबकीय हुक दो अलग-अलग प्रकार के तरल स्नान (liquid baths) के साथ बेहतर काम करता था जिनका उपयोग चुंबकीय चरण से पहले बैक्टीरिया को उगाने के लिए किया जाता है, और क्या यह अधिक प्रभावी था जब वे बैक्टीरिया को प्लेट पर उगाकर देखते थे या एक आणविक परीक्षण (molecular test) का उपयोग करके उनके जेनेटिक कोड को पढ़ते थे।

इस परीक्षण को करने के लिए, टीम ने स्थानीय सुपरमार्केट से वाणिज्यिक रेडी-टू-ईट सलाद के पैकेटों की पैंतालीस इकाइयाँ खरीदीं। उन्होंने इन सलाद के हिस्सों को लेकर और जानबूझकर इसमें शिगेला बैक्टीरिया की एक ज्ञात संख्या जोड़कर एक नियंत्रित प्रयोग बनाया, जिससे दो समूह बने: एक जिसमें बैक्टीरिया की बहुत कम मात्रा थी और दूसरा जिसमें अधिक मात्रा थी। उन्होंने कुछ सलाद के हिस्सों को बिना किसी अतिरिक्त बैक्टीरिया के भी रखा ताकि यह देख सकें कि क्या यह विधि प्राकृतिक संदूषण को खोज सकती है। वैज्ञानिकों ने इन नमूनों को प्रक्रिया के पहले चरण के लिए दो समूहों में विभाजित किया। आधे हिस्से को एक सौम्य, गैर-चयनात्मक तरल ब्रॉथ (liquid broth) में रखा गया जिसे सभी बैक्टीरिया को बढ़ने देने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जबकि आधा हिस्सा एक अलग ब्रॉथ में गया जो अधिक कठोर है और कई गैर-लक्षित बैक्टीरिया को बढ़ने से रोकने के लिए बनाया गया है। इन तरल पदार्थों में बैक्टीरिया को बढ़ने देने के बाद, शोधकर्ताओं ने शिगेला को पकड़ने के लिए चुंबकीय मोतियों का उपयोग किया।

एक बार जब चुंबकीय मोतियों ने अपना काम कर लिया, तो टीम ने बैक्टीरिया की उपस्थिति की पुष्टि करने के दो अलग-अलग तरीकों का परीक्षण करने के लिए परिणामों को विभाजित किया। पहले दृष्टिकोण में, उन्होंने पकड़े गए बैक्टीरिया को विशेष अगर (agar) प्लेटों पर फैलाया ताकि यह देखा जा सके कि क्या वे दृश्य कॉलोनियों के रूप में बढ़ सकते हैं जिनकी पहचान की जा सके। दूसरे दृष्टिकोण में, उन्होंने पकड़े गए पदार्थ को एक आणविक परीक्षण के माध्यम से चलाया जो बैक्टीरिया को उगाने की आवश्यकता के बिना शिगेला के विशिष्ट जेनेटिक सिग्नेचर को पढ़ता है। इसने उन्हें पारंपरिक कल्चर विधि की तुलना आधुनिक आणविक विधि से करने और यह देखने की अनुमति दी कि शुरुआत में उपयोग किए गए तरल ब्रॉथ के प्रकार से कोई अंतर पड़ता है या नहीं।

परिणामों से पता चला कि शुरुआत में उपयोग किए गए तरल ब्रॉथ के प्रकार ने परिणाम को महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदला। चाहे वैज्ञानिकों ने सौम्य ब्रॉथ का उपयोग किया हो या कठोर ब्रॉथ का, बैक्टीरिया को खोजने की क्षमता सांख्यिकीय रूप से समान थी। हालांकि, उन्होंने शुरू में बैक्टीरिया की जितनी मात्रा रखी थी, उससे बहुत बड़ा अंतर पड़ा। जब सलाद के नमूनों में बैक्टीरिया की सांद्रता अधिक थी, तो चुंबकीय विधि उन्हें खोजने में बहुत अधिक सफल रही, चाहे उन्होंने कल्चर प्लेटों का उपयोग किया हो या आणविक परीक्षण का। जब शुरुआती मात्रा बहुत कम थी, तो विधि बैक्टीरिया का पता लगाने में संघर्ष करती रही। यह सुझाव देता है कि हालांकि चुंबकीय मोती एक शक्तिशाली उपकरण हैं, फिर भी वे प्रभावी ढंग से पकड़ने के लिए पर्याप्त लक्षित बैक्टीरिया की उपस्थिति पर निर्भर करते हैं।

वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग के परीक्षण में, शोधकर्ताओं ने अपने सबसे बेहतर प्रदर्शन करने वाले तरीके को उन मूल पैंतालीस सलाद पैकेटों पर लागू किया जिनमें कृत्रिम रूप से संदूषण नहीं किया गया था। परीक्षण ने एक पैकेट में शिगेला की सफलतापूर्वक पहचान की, जो इस बात की पुष्टि करता है कि वाणिज्यिक रेडी-टू-ईट सलाद में ये बैक्टीरिया वास्तव में मौजूद हो सकते हैं। यह एकल पहचान, जो नमूनों के एक छोटे लेकिन वास्तविक प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करती है, उपभोक्ताओं तक पहुँचने से पहले इन रोगजनकों को पकड़ने के लिए संवेदनशील उपकरणों के महत्व को रेखांकित करती है। अध्ययन इस निष्कर्ष पर पहुँचता है कि चुंबकीय पृथक्करण को आणविक परीक्षण के साथ जोड़ना पारंपरिक तरीकों की तुलना में इन खतरनाक बैक्टीरिया की स्क्रीनिंग करने का एक तेज़ तरीका प्रदान करता है, हालांकि बहुत कम संख्या में मौजूद बैक्टीरिया के मामले में विश्वसनीय होने के लिए इस तकनीक को अभी भी परिष्कृत करने की आवश्यकता है। यह कार्य यह प्रदर्शित करता है कि हालांकि चुंबकीय हुक सलाद के जटिल मिश्रण को साफ करने के लिए एक आशाजनक उपकरण है, इसकी सफलता काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि वास्तव में पकड़ने के लिए कितने बैक्टीरिया मौजूद हैं।