Acaba de celebrarse en Berlín el Congreso Internacional de la Global Food Safety Iniciative (#GFSC2016), donde se han reunido cerca de 800 especialistas en seguridad alimentaria de más de 50 países y en el que se ha analizado en profundidad la actualidad y los temas que marcan la seguridad alimentaria mundial.
por Roberto Ortuño
Los enfoques abordados han versado de diferentes problemáticas como la gestión de crisis y el valor de la confianza; las necesidades de armonización normativa en un mercado global y, de forma muy destacada, el papel de la tecnología en el panorama de la seguridad alimentaria.
3 tecnologías que marcarán el futuro de la seguridad alimentaria
En el GFSC2016 se han destacado tres tecnologías que marcarán el futuro de la seguridad alimentaria en los próximos años:
La genómica y metagenómica aplicadas al control microbiológico, a la diagnosis de la contaminación microbiológica e incluso a la trazabilidad.
La huella espectrométrica como técnica utilizada para garantizar la autenticidad de los productos y prevenir el fraude.
El Big Data, el manejo, la gestión y análisis masivo de información para dar soporte a tecnologías como las dos precedentes o manejar información proveniente de todos los elementos de la cadena alimentaria.
Genómica: La secuenciación masiva como técnica analítica generalizada
En lo referente a la genómica, se espera que en los próximos años la secuenciación masiva se convierta en una técnica asequible para un gran número de laboratorios.
En la actualidad, se trata de técnicas que se aplican principalmente en el ámbito de la salud, todavía demasiado caras para ser aplicadas de forma general al ámbito del control rutinario en microbiología alimentaria y sólo en casos muy específicos se utiliza en la investigación de las causas de la aparición de una contaminación microbiana en alimentos.
La extensión y el abaratamiento del uso de estas tecnologías permitirá su aplicación en el control rutinario de microorganismos, constituyendo técnicas rápidas de alta fiabilidad, así como de forma sistemática en la investigación de incidentes alimentarios.
Metagenómica o el estudio de todo el bioma de un alimento
La metagenómica es el estudio de todo el bioma del alimento (el material genético propio de vegetal o la carne, así como el de la flora microbiana que lo acompaña). La metagenómica nos dará un alto nivel de información de la vida del alimento a lo largo de todo el conjunto de la cadena alimentaria.
La autenticidad se ha convertido en un reto para las autoridades y las empresas alimentarias, debido a incidentes como el de la aparición de carne de caballo en productos en los que no se declaraba, e incluso a la constatación de la existencia de mafias organizadas dedicadas entre otros delitos a la fabricación, distribución y venta de alimentos falsificados.
Ante estos hechos, las tecnologías que permiten identificar inequívocamente un alimento cobran especial valor. En este sentido, a los métodos analíticos más conocidos se suman nuevas técnicas de espectroscopía que permiten obtener de forma rápida una «huella digital» del alimento. Estas técnicas se encuentran todavía con el obstáculo de la ingente cantidad de datos que requieren gestionar para comparar con la información patrón, pero el desarrollo del Big Data abrirá nuevas posibilidades para su utilización.
Big Data para el análisis masivo de información del conjunto de la cadena de valor
La gestión de grandes volúmenes de información es necesaria para extender las aplicaciones de la genómica, la metagenómica y la huella espectrométrica.
Además, la interconexión de los sistemas de trazabilidad de los diferentes operadores, así como la incorporación de información de todo tipo (procesos, magnitudes físicas, características, ubicaciones…) harán que con el alimento «viaje» una cantidad ingente de información que necesitará de grandes capacidades de almacenamiento y procesamiento, a fin de poder utilizar la «masa de datos» para mejorar la seguridad alimentaria de nuestros productos.
Sin duda, estamos ante una nueva revolución tecnológica en materia de seguridad alimentaria en la que los nuevos métodos de diagnóstico y control, así como el manejo eficiente de grandes cantidades de información, abrirán nuevas vías para mantener altos estándares de seguridad alimentaria en un mercado cada vez más global y complejo.
AINIA Centro Tecnológico
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LAS «LIBRERÍAS» METAGENÓMICAS
La metagenómica es un campo nuevo en el que se persigue obtener secuencias del genoma de los diferentes microorganismos, bacterias en este caso, que componen una comunidad, extrayendo y analizando su ADN de forma global.
La posibilidad de secuenciar directamente los genomas de microbios, sin necesidad de cultivarlos abre nuevas posibilidades que suponen un cambio de rumbo en la Microbiología. Este hecho es una revolución científica debido a su alto rendimiento y el bajo coste. Permite acceder al genoma sin ver a los microorganismos ni cultivarlos.
por Silvia Alguacil Martín |
FOTO: Dr.Francisco Rodríguez en la EEZ-CSIC.
El ADN es la molécula que contiene toda la información que determina cuáles van a ser las funciones y la finalidad de una célula dentro de un organismo multicelular o esa célula como tal de forma independiente cuando se trata de organismos unicelulares.
Francisco Rodríguez Valera investigador del grupo de Genómica Evolutiva de la Universidad Miguel Hernández, San Juan de Alicante, ha impartido una charla en la Estación Experimental del Zaidín (EEZ), centro perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), donde ha manifestado la posibilidad de secuenciar directamente los genomas de microbios sin necesidad de cultivarlos. Este hecho abre posibilidades nuevas que suponen un cambio de rumbo en la Microbiología.
“Desde que los grandes pioneros de esta ciencia sentaran las bases del cultivo puro nunca un cambio tecnológico había abierto tantas posibilidades. Por primera los investigadores pueden profundizar en el conocimiento del 99% de los microbios que son difícilmente cultivables” según ha declarado Francisco Rodríguez.
El grupo de investigación de Francisco está dedicado explorar la diversidad bacteriana en ambientes naturales, especialmente los ambientes acuáticos marinos, como el propio mar, lagunas costeras y ambientes hipersalinos derivados de la evaporación del agua de mar.
Para llevar a cabo este estudio, estos investigadores se valen del uso de marcadores moleculares de identidad, tales como el gen del ARN ribosomal amplificado por técnicas de PCR de muestras naturales. La PCR o reacción en cadena de la polimerasa permite obtener una gran cantidad de copias de un gen, en este caso del gen del ARN ribosomal, así estos científicos consiguen amplificar la cantidad de ADN para posteriormente identificar si existen copias similares en otros microorganismos.
Microorganismos «puros»
Lo interesante de este estudio es que el hecho de obtener la secuencia de una gran cantidad de microorganismos de medios no impactados por los humanos. Así se puede lograr estudiar y almacenar el ADN de estos microorganismos en bibliotecas de ADN donde está toda la información genética constituyendo una reserva genética de gran interés.
“Ahora usamos sobre todo metagenómica como la estrategia para el estudio de los ambientes marinos y costeros hipersalinos. Esta estrategia tendrá sin duda un impacto profundo en el estudio de la diversidad de procariotas, las perspectivas del medio ambiente y la población”, afirma este investigador.
Estos investigadores también están interesados en estudiar cómo la diversidad se mantiene y se genera en las poblaciones de bacterias y cómo cambian con el tiempo. Esta dimensión de la evolución de una población de microorganismos es muy importante y en gran parte está inexplorada. La estructura de la diversidad es un problema extraordinariamente complejo, pero es esencial para comprender y predecir otros temas de importancia primordial, como la propagación de la resistencia a los antibióticos o la aparición de nuevas infecciones bacterianas mortales.
Banco de ADN
La metagenómica persigue obtener secuencias del genoma de los diferentes microorganismos, bacterias en este caso, que componen una comunidad, extrayendo y analizando su ADN de forma global. Este ADN del metagenoma representa a todos los genomas de las bacterias que conforman la población.
El procedimiento empleado actualmente, consiste en aislar el material genético, manipularlo para finalmente construir genotecas de ADN donde quedará almacenada toda la información genética obtenida.
Para poder aislar el ADN, la muestra a emplear debe ser representativa de la comunidad bacteriana. Las células de los microorganismos se rompen mediante el empleo de métodos físicos o químicos. Una vez que el ADN de dichas células se encuentra libre, se debe separar del resto de la muestra.
Una vez aislado, hay que manipular este ADN genómico que es relativamente grande. Se debe cortar en fragmentos más pequeños mediante el empleo de unas enzimas conocidas como endonucleasas de restricción. Posteriormente, los fragmentos se ligan a los vectores.
Estos vectores, que portan los fragmentos de ADN metagenómico, se introducen en organismos de fácil cultivo y expresión. Esto permite que el ADN de las bacterias que no crecerían o lo harían con dificultad en las condiciones del laboratorio, pueda expresarse y ser estudiado. Las células transformadas se hacen crecer sobre medios selectivos, de forma que sólo las células portadoras de los vectores puedan crecer.
Se consigue así la construcción de librerías metagenómicas donde se encuentra almacenada una gran cantidad de información genética de gran interés.
Así pues, los análisis de metagenómica de comunidades complejas ofrecen la oportunidad de examinar de una manera integral cómo responden los ecosistemas a las perturbaciones ambientales.
La metagenómica se convierte así en una herramienta útil para acceder a la elevada biodiversidad de las muestras ambientales. La propiedad más valiosa de la metagenómica es la de proporcionar la capacidad de caracterizar de forma eficaz la diversidad genética presente en dichas muestras, obviando las dificultades encontradas en el cultivo en laboratorio de determinados microorganismos.
La información que proporcionen las librerías metagenómicas enriquecerá el conocimiento y, por tanto, las aplicaciones prácticas en campos como la industria, la investigación terapéutica o la sostenibilidad del medio ambiente.