Prospecção científica e levantamento do conhecimento acadêmico sobre métodos moleculares para detecção de patógenos em alimentos

Abstract

Os métodos moleculares baseados na ocorrência da cadeia da polimerase (PCR) são amplamente utilizados em diversas áreas de pesquisa, inclusive na detecção de microrganismos patogênicos em alimentos. Corantes intercalantes de DNA acoplados à PCR quantitativa (qPCR) têm sido usados ??para distinguir células viáveis ??e não viáveis ??em matrizes complexas com população microbiana variada. Neste contexto, os objetivos do presente estudo foram realizar um mapeamento de trabalhos, através de estudo prospectivo, sobre a utilização de corantes de supervisão combinada ao método de qPCR (vPCR) na detecção de células viáveis ??de microrganismos patogênicos em alimentos e investigar o conhecimento sobre métodos baseados em PCR e patógenos transmitidos por alimentos entre estudantes e profissionais brasileiros de graduação e pós-graduação. Também foram realizados experimentos sobre o crescimento da bactéria Cronobacter sakazakii cepa P4777 em mingau à base de milho e fórmula infantil em pó (FIP) em diferentes temperaturas de armazenamento (4, 25 e 37°C). Foi utilizado PCR convencional, qPCR e contagem em placas em meio Luria Bertani (LB) ágar para verificar a multiplicação do patógeno. Em relação à prospecção científica realizada nas bases de dados Scopus, Pubmed, Web of Science, Springer e Science Direct, no período de 2010?2022, foi possível observar que muitos trabalhos publicados na literatura utilizaram moazida de propídio com qPCR (PMA-qPCR) . Dos 441 documentos selecionados, 58 artigos científicos se referem à aplicação de PMA-qPCR na detecção de patógenos em alimentos. Os patógenos mais relatados nos trabalhos científicos foram Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Campylobacter spp., Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Bacillus cereus e Cronobacter sakazakii. O conhecimento acadêmico dos estudantes e profissionais brasileiros foi mensurado com a utilização de questionário online distribuído através de e-mail e redes sociais em todo território brasileiro. Entre os 1.246 entrevistados, 75,8% dos participantes responderam que conheciam algum patógeno veiculado por alimentos e 71,4% dos participantes responderam que não estudaram técnicas de biologia molecular durante a graduação. O maior nível de conhecimento foi encontrado entre os profissionais de mestrado e doutorado. No ensaio que investigou a multiplicação de C. sakazakii, os resultados da contagem em meio LB destacaram um crescimento mais expressivo a 37°C, após 24 e 48 horas. Para concluir, destacamos as publicações sobre ensaios vPCR desenvolvidos para detecção de patógenos em alimentos. Em relação ao conhecimento acadêmico, identificamos lacunas no conhecimento sobre técnicas moleculares, como PCR e qPCR, para detecção de patógenos em alimentos entre estudantes e profissionais brasileiros. Além disso, verificamos a multiplicação de C. sakazakii em alimentos destinados a crianças da primeira infância em diferentes temperaturas de armazenamento.

Abstract: Molecular methods based on the polymerase chain reaction (PCR) are widely used in several research areas, including foodborne pathogens detection. DNA-intercalating dyes coupled with quantitative PCR (qPCR) have been used to distinguish viable and non-viable cells in complex matrices with varying microbial populations. In this context, the aims of this study were to map published assays using viability dyes combined with qPCR (vPCR), to detect viable cells of foodborne pathogens and to investigate the knowledge about PCR-based methods and foodborne pathogens among undergraduate and graduate Brazilian students and professionals. Experiments were also conducted on the growth of the bacterium Cronobacter sakazakii strain P4777 in cornmeal porridge and powdered infant formula (PIF) at different storage temperatures (4, 25, and 37°C). Conventional PCR, qPCR, and plate count on Luria Bertani (LB) agar medium were employed to assess the multiplication of the pathogen. Concerning the prospective review, studies in the period 2010?2022 were identified in Scopus, PubMed, Web of Science, Springer, and Science Direct databases. When using the search terms (\"viability dyes\" OR \"PMA\") AND \"quantitative PCR\" AND \"Foodborne pathogens\", 441 documents were found, of which 288 scientific articles, 58 articles refer to the vPCR use for foodborne pathogens detection. Scientific papers on vPCR assays primarily target the following foodborne pathogens: Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Campylobacter spp., Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Bacillus cereus, and Cronobacter sakazakii. The knowledge about PCR-based methods and foodborne pathogens among undergraduate and graduate Brazilian students and professionals was assessed using an online questionnaire distributed via email and social networks throughout Brazil. Data from 1246 respondents was collected. The knowledge scores were verified by correspondence analysis and discussed, 75.8% of the participants answered that they knew a foodborne pathogen and 71.4% of the participants answered that they did not study molecular biology techniques during undergraduate course. The highest level of knowledge was found among professionals with Masters? and PhD degrees. In the assay investigating the multiplication of C. sakazakii, the results of the plate count in LB medium highlighted more pronounced growth at 37°C after 24 and 48 hours. In conclusion, we emphasize publications on vPCR assays developed for pathogen detection in food. Concerning academic knowledge, we identified gaps in understanding molecular techniques, such as PCR and qPCR, for pathogen detection in food among Brazilian students and professionals. Additionally, we observed the multiplication of C. sakazakii in foods intended for infants at different storage temperatures.