Clostridiodes difficile: presencia a lo largo de la cadena alimentaria
- Autores: Carmen Candel Pérez
- Directores de la Tesis: María del Carmen Martínez Graciá (dir. tes.), Gaspar Francisco Ros Berruezo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Genoveva Yagüe Guirao (presid.), Pablo Salvador Fernández Escámez (secret.), Antonio Valero Díaz (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnología de los Alimentos, Nutrición y Bromatología por la Universidad de Murcia
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: DIGITUM
- Resumen
- español
La presente tesis doctoral se presenta como compendio de cinco trabajos cuyo objetivo principal ha sido ampliar el conocimiento sobre C. difficile en el entorno alimentario y determinar su presencia en diferentes etapas de la cadena de producción alimentaria.
El primer estudio ha consistido en la realización de una revisión científica que profundiza en la epidemiología de C. difficile asociada a los alimentos. Se ha realizado un análisis de las fuentes con mayor prevalencia de C. difficile en las diferentes etapas de la cadena de producción alimentaria para definir los objetivos de búsqueda del microorganismo en este entorno. No existe una metodología estandarizada de muestreo y técnicas de recuperación del microorganismo, hecho que dificulta la comparación de los datos entre los diferentes estudios. Por otro lado, existen muy pocas publicaciones sobre el crecimiento y la resistencia de las formas vegetativas y esporas del patógeno en matrices alimentarias, y el número de esporas necesarias o dosis infectiva para causar la infección por C. difficile (CDI) no se ha establecido. Actualmente no hay casos documentados de CDI relacionados con un patrón de consumo de alimentos definido y tampoco se conocen los factores de riesgo implicados en la adquisición de la infección a partir de los alimentos. Todos estos factores dificultan la inclusión de este patógeno como un agente biológico de transmisión alimentaria.
Con el fin de obtener conclusiones sobre la presencia del patógeno en la producción primaria, en el segundo estudio se ha desarrollado un procedimiento para la detección de C. difficile a partir de muestras fecales de cerdos. Para ello, se ha realizado una comparación de las tasas de aislamiento de C. difficile tras diferentes tratamientos de la muestra, previos al cultivo en un medio selectivo, y una evaluación de la correlación de las tasas de aislamiento de C. difficile entre muestras de heces y de torundas rectales. Se ha demostrado que el pretratamiento combinado de las muestras fecales con un caldo de enriquecimiento seguido de un choque con etanol permite obtener la máxima tasa de recuperación de C. difficile. Los escobillones rectales presentan valores de sensibilidad equivalentes a las muestras de heces, por lo que se propone el uso de torundas rectales en estudios de vigilancia de C. difficile debido a su fácil recolección, transporte y manejo.
Se ha seleccionado al ganado porcino como fuente prevalente de C. difficile en animales de abasto para determinar la presencia de C. difficile en la etapa de producción primaria y estudiar el efecto de las fases del ciclo de producción sobre su presencia en los animales. Los resultados reflejan una tasa de aislamiento de C. difficile toxigénico del 16,9 % de la población estudiada, tasa que disminuye según aumenta la edad del animal.
En el tercer trabajo se exponen los datos obtenidos en matadero, como siguiente punto en la cadena de producción. Se ha determinado la presencia de C. difficile en vísceras de ave obtenidas en la sala de despiece de una planta de procesado. Las muestras se sometieron a un pretratamiento consistente en la incubación en un caldo de enriquecimiento suplementado con taurocolato de sodio seguido de un choque con etanol, antes de su aislamiento en un medio de cultivo selectivo. Los resultados reflejan una tasa de aislamiento de C. difficile a partir de mollejas e hígado del 16,7 %, lo que demuestra la supervivencia del microorganismo en vísceras y su posible transmisión a otras piezas de carne durante las operaciones de faenado en la sala de despiece. Adicionalmente, en la tercera publicación, se ha determinado la presencia de C. difficile en carnes adquiridas en la etapa de comercialización, concretamente en establecimientos de venta al por menor, siguiendo el mismo protocolo de pretratamiento y cultivo de las muestras de vísceras. En este caso se concluye que la ausencia de detección de C. difficile en las muestras de carne fresca y procesada de ave y cerdo analizadas, indica que la carne, y no las vísceras, no parece ser una fuente significativa de transmisión del patógeno a humanos.
El cuarto trabajo proporciona datos sobre la presencia de C. difficile en moluscos adquiridos en la etapa de comercialización. Las muestras de mejillones se sometieron a un pretratamiento consistente en la incubación en un caldo de enriquecimiento seguido de un choque con etanol, antes de su aislamiento en medio sólido. El aislamiento de C. difficile en el 8,5 % de las muestras de bivalvos analizadas, indica que la ingesta de moluscos contaminados crudos o mal cocinados podría ser un vehículo a tener en cuenta en la adquisición de la bacteria.
En el quinto trabajo se realiza una primera aproximación para evaluar el efecto in vitro de sustancias naturales, como la Moringa (Moringa oleífera), sobre el crecimiento de bacterias formadoras de esporas del género Clostridium spp. Se ha desarrollado la metodología de microdilución en caldo de diversos extractos de partes comestibles de la planta. Se ha observado que las diferentes presentaciones de extractos de hojas y semillas presentan efectos inhibitorios variables en función del disolvente de extracción empleado, presentando los extractos de hojas frescas de tallo rojo los mayores efectos.
Los estudios de esta tesis doctoral proporcionan una primera aproximación a la investigación de C. difficile en la cadena alimentaria, contribuyendo a conocer el riesgo de infección asociado al consumo de alimentos y su transmisión al hombre.
- English
This doctoral thesis is presented as a collection of five manuscripts whose main objective has been to expand the knowledge of C. difficile in the food environment and determine its occurrence at different steps of the food supply chain.
The first study has focussed on a literature review that delves into the epidemiology of C. difficile associated with food. Highest C. difficile prevalence sources in the different stages of the food supply chain have analysed to define the goals for searching the microorganism in the food environment. The literature review reflects the lack of a standardized methodology for sampling and recovery techniques, that hinders the comparison of data from different studies. On the other hand, there are few data about the growth and resistance of vegetative forms and spores of C. difficile in food matrices, and the number of spores necessary or infectious dose that results in CDI has not been established. Currently there are no documented cases of CDI related with a food consumption pattern and the risk factors involved in acquiring CDI from food are not known. All these factors preclude the inclusion of this pathogen as a foodborne agent.
In order to draw conclusions about the presence of the pathogen in primary production, in the second study a procedure to detect C. difficile from faecal specimens of piglets has been developed. A comparison of the C. difficile isolation rates after different treatments of the specimens, prior to culture in a selective medium, and an evaluation of the correlation of the isolation rates of C. difficile between faeces and rectal swab specimens has been studied. Combined pre-treatment of faecal specimens with enrichment broth followed by ethanol shock has been shown to achieve the highest recovery rate of C. difficile. Rectal swabs present sensitivity values equivalent to that obtained in faeces specimens after pre-treatment with the broth enrichment method, thus, the use of rectal swabs is proposed in C. difficile surveillance studies due to their easy collection, transport and handling.
Swine has been selected as the prevalent source of C. difficile in slaughter animals to determine the presence of C. difficile in the first supply chain stage and to study the effect of the production cycle on its presence in animals. The results reflect a toxigenic C. difficile isolation rate of 16.9 % of the studied population, a rate that decreases with the animal age.
In the third study, the data obtained in the slaughterhouse are presented as the next step in the food supply chain. The presence of C. difficile has been determined in poultry giblets obtained in the cutting room of a processing plant. The samples were subjected to a pre-treatment consisting of incubation in an enrichment broth supplemented with sodium taurocholate followed by an ethanol shock, before their isolation in a selective culture medium. The results reflect an isolation rate of C. difficile from gizzards and liver of 16.7 % showing the survival of the microorganism in giblets and its possible transmission to other pieces of meat during slaughter operations has been demonstrated. Additionally, in the third article, the presence of C. difficile in meat acquired in the retail stage has been determined. Fresh and processed poultry and pork meat have been selected due to their importance in the sector and their high consumption, and the same pre-treatment and culture protocol for the giblet samples has been followed. We conclude that the absence of C. difficile detection in fresh and processed poultry and pork meat samples indicates that the meat, and not giblets, does not appear to be a significant source of transmission of the pathogen to humans.
The fourth study also provides data on the presence of C. difficile in molluscs acquired in the retail stage. The mussel samples were also processed with a pre-treatment consisting of incubation in an enrichment broth followed by an ethanol shock, before their isolation in solid medium. The C. difficile isolation in 8.5 % of the analysed mollusc samples indicates that the ingestion of contaminated raw or poorly cooked molluscs could be a vehicle to consider in the acquisition of the bacteria.
In the fifth study, a first approach to evaluate the in vitro effect of natural substances, such as Moringa (Moringa oleífera), on the growth of spore-forming bacteria of the genus Clostridium spp. Broth microdilution method containing serial dilutions of extracts of the edible parts of the plant has been developed. It has been observed that the different presentations of the Moringa leaf and seed extracts present variable inhibitory effect depending on the extraction solvent used, showing the extracts of fresh red stem leaves the greatest inhibitory effect.
As a whole, the thesis provides a first approach to the investigation of C. difficile in the food supply chain, contributing to understanding the risk of infection associated with food consumption and its transmission to human.
- español
