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

Ogni giorno, milioni di persone mangiano insalate che non richiedono cottura, lavaggio o ulteriore preparazione. Questi pasti pronti al consumo sono pratici, ma la loro sicurezza dipende interamente dal mondo invisibile dei batteri che potrebbero nascondersi tra le foglie. Tra questi invasori microscopici più pericolosi c'è un gruppo di batteri chiamato Shigella, che causa diarrea grave e può diffondersi rapidamente attraverso il cibo contaminato. Poiché queste insalate vengono consumate crude, eventuali batteri presenti non vengono uccisi dal calore, rendendo la rilevazione di tali patogeni un compito critico per la sicurezza alimentare. La sfida per gli scienziati è che questi vegetali sono ambienti complessi, spesso popolati da batteri innocui che possono nascondere quelli pericolosi, proprio come cercare di trovare un singolo ago specifico in un pagliaio pieno di altri aghi. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno sviluppato strumenti per estrarre i batteri bersaglio dal mix, ma rimane poco chiaro quali metodi funzionino meglio quando il cibo è già pieno di altra vita.

Un team di scienziati in Venezuela si è posto l'obiettivo di testare una specifica combinazione di tecniche progettate per trovare la Shigella in questi complicati ambienti da insalata. Si sono concentrati su un metodo chiamato separazione immunomagnetica, che utilizza minuscole microsfere magnetiche rivestite di anticorpi — proteine che agiscono come ganci specializzati progettati per afferrare solo il batterio Shigella. Una volta che i batteri vengono catturati su queste microsfere magnetiche, un magnete può separarli dal resto del miscuglio dell'insalata, concentrandoli in modo che siano più facili da rilevare. I ricercatori volevano vedere se questo gancio magnetico funzionasse meglio se abbinato a due diversi tipi di bagni liquidi utilizzati per aiutare i batteri a crescere prima della fase magnetica, e se fosse più efficace quando cercavano i batteri facendoli crescere su una piastra o utilizzando un test molecolare che legge il loro codice genetico.

Per condurre questo test, il team ha acquistato quarantacinque confezioni di insalate pronte al consumo acquistate nei supermercati locali. Hanno creato un esperimento controllato prendendo porzioni di queste insalate e aggiungendo deliberatamente un numero noto di batteri Shigella ad esse, creando due gruppi: uno con una quantità molto bassa di batteri e un altro con una quantità più elevata. Hanno anche mantenuto alcune porzioni di insalata completamente prive di batteri aggiunti per vedere se il metodo potesse trovare la contaminazione naturale. Gli scienziati hanno diviso i campioni in due gruppi per la prima fase del processo. Metà sono stati posti in un brodo liquido non selettivo e delicato, progettato per lasciare che tutti i batteri crescessero, mentre l'altra metà è finita in un brodo diverso, più aggressivo e destinato a bloccare la crescita di molti batteri non bersaglio. Dopo aver lasciato che i batteri crescessero in questi liquidi, i ricercatori hanno applicato le microsfere magnetiche per catturare la Shigella.

Una volta che le microsfere magnetiche avevano svolto il loro lavoro, il team ha diviso i risultati per testare due diversi modi di confermare la presenza dei batteri. Nel primo approccio, hanno preso i batteri catturati e li hanno diffusi su speciali piastre di agar per vedere se crescerebbero in colonie visibili che potessero essere identificate. Nel secondo approccio, hanno preso il materiale catturato ed è stato sottoposto a un test molecolare che cerca la firma genetica specifica di Shigella senza la necessità di far crescere i batteri. Ciò ha permesso loro di confrontare il successo del tradizionale metodo di coltura rispetto al più veloce e moderno metodo molecolare, e di vedere se il tipo di brodo liquido utilizzato all'inizio facesse la differenza.

I risultati hanno rivelato che il tipo di brodo liquido utilizzato all'inizio non ha cambiato significativamente l'esito. Che gli scienziati utilizzassero il brodo delicato o quello più aggressivo, la capacità di trovare i batteri era statisticamente simile. Tuttavia, la quantità di batteri con cui avevano iniziato ha fatto una enorme differenza. Quando i campioni di insalata contenevano una concentrazione più alta di batteri, il metodo magnetico era molto più efficace nel trovarli, indipendentemente dal fatto che utilizzassero le piastre di coltura o il test molecolare. Quando la quantità iniziale era molto bassa, il metodo faticava a rilevare i batteri in molti casi. Ciò suggerisce che, sebbene le microsfere magnetiche siano uno strumento potente, esse dipendono ancora dalla presenza di una quantità sufficiente di batteri bersaglio per catturarli efficacemente.

In un test di applicazione nel mondo reale, i ricercatori hanno applicato il loro metodo con le migliori prestazioni alle quarantacinque confezioni di insalata originali che non erano state artificialmente contaminate. Il test ha identificato con successo la Shigella in una delle quarantacinque confezioni, un risultato che conferma come i batteri possano effettivamente essere presenti nelle insalate commerciali pronte al consumo. Questo singolo rilevamento, che rappresenta una piccola ma reale percentuale dei campioni, sottolinea l'importanza di avere strumenti sensibili per intercettare questi patogeni prima che raggiungano i consumatori. Lo studio conclude che combinare la separazione magnetica con il test molecolare offre un modo più veloce per lo screening di questi pericolosi batteri rispetto ai metodi tradizionali, sebbene la tecnica debba ancora essere perfezionata per diventare affidabile quando i batteri sono presenti in numeri molto piccoli. Il lavoro dimostra che, sebbene il gancio magnetico sia uno strumento promettente per ripulire il complesso disordine di un'insalata, il suo successo dipende fortemente da quanti batteri sono effettivamente presenti per essere catturati.