ACGTTGCAAGTCCGATTGACCAGTTCAGGATCGAACGTTGCAAGTCCGATTGACCAGTTCAGGATCGAACGTTGCAAGTCCGATTGACCAGTTCAGGATCGA

TGCAACGGTTACGCATGGCATCGGATCCAATGCAACGGTTACGCATGGCATCGGATCCAATGCAACGGTTACGCATGGCATCGGATCCAA

GGATCCGTAACGTTAGCCATGACTGGATCCGTAACGTTAGCCATGACTGGATCCGTAACGTTAGCCATGGATCCGTAACGTTAGCCATGACTG

CATGGCATTGACCGTAACGGTTCAGCATGGCATTGACCGTAACGGTTCAGCATGGCATTGACCGTAACATGGCATTGACCGTAACGGTTCAGC

GCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTAGCTA

ACGTTGCAAGTCCGATTGACCAGTTCAGGATCGAACGTTGCAAGTCCGTGCAACGGTTACGCATGGCATCGGATCCAATGCAACGGTTACGCA

SPARKbiom Industrial Applications

Identyfikacja mikroorganizmów w środowisku produkcyjnym — co do gatunku

Sekwencjonowanie DNA całej mikroflory próbki: bakterie, drożdże i grzyby w jednym badaniu, łącznie z organizmami, które nie wyrastają na podłożu. Dla zakładów, w których wynik posiewu nie rozstrzyga już postawionego pytania.

Omówmy Państwa przypadek Przebieg współpracy

// sytuacje

Sytuacje, w których posiew nie rozstrzyga

Posiew odpowiada na pytanie, czy w próbce są żywe drobnoustroje i w jakiej liczbie. Nie odpowiada na pytanie, jaki to organizm i co potrafi. Poniżej sytuacje, w których różnica ta ma konsekwencje operacyjne.

Wynik kończy się na grupie, nie na gatunku.

Oznaczenie „bakterie Gram-ujemne” nie rozstrzyga, czy to organizm środowiskowy bez znaczenia, czy taki, który przetrwa obowiązującą w zakładzie procedurę dezynfekcji.

Skażenie wraca po każdym cyklu mycia.

Efekt utrzymuje się kilka tygodni, po czym problem powraca — co wskazuje na rezerwuar, do którego mycie nie dociera.

Produkt mieści się w normach, a odbiorca składa reklamację.

Wyniki mikrobiologiczne są zgodne ze specyfikacją, spór dotyczy natomiast cech, których te wyniki nie opisują.

Nie wiadomo, czy chemia ma szansę zadziałać.

Zmiana środka myjącego albo układu konserwującego jest kosztowna, a decyzja zapada bez wiedzy o tym, z jakim organizmem ma się zmierzyć.

Potrzebny jest dokument do postępowania spornego.

Rozmowa z dostawcą, z odbiorcą albo przebieg reklamacji wymaga opinii, która obroni się przed zakwestionowaniem.

Instalacja wodna jest podejrzana, a monitoring niczego nie wykazuje.

Rutynowe badania wody nie wykrywają problemu, mimo że objawy w produkcji na niego wskazują.

// metoda

Na czym polega badanie

Odczytujemy materiał genetyczny wszystkich mikroorganizmów obecnych w próbce i porównujemy go z bazami referencyjnymi. Wykrywamy w ten sposób również organizmy, które w posiewie nie wyrosną: uszkodzone przez środek dezynfekcyjny, wolno rosnące albo wymagające warunków niedostępnych na standardowym podłożu.

Jedno badanie obejmuje bakterie, drożdże i grzyby. Nie jest konieczne zlecanie trzech odrębnych analiz.

Identyfikacja sięga poziomu gatunku. To istotne, bo o tym, czy dany organizm przeżyje Państwa procedurę mycia, decydują różnice właśnie na tym poziomie.

Do listy gatunków dołączamy analizę ich genomów referencyjnych — sprawdzamy, czy wykryty organizm dysponuje genami rozkładu konserwantu, mechanizmami odporności na daną klasę biocydu oraz szlakami wytwarzania związków lotnych.

Lista nazw opisuje skład próbki. Analiza genomowa opisuje możliwości wykrytych organizmów.

Dzięki temu można odpowiedzieć na pytanie, czy stosowana chemia ma wobec danego organizmu szansę zadziałać przed poniesieniem kosztów jej wymiany.

// zastosowania

Zastosowania

Skażenie w produkcji: identyfikacja i pochodzenie

Identyfikujemy organizm co do gatunku i sprawdzamy w jego genomie, czy dysponuje mechanizmami odporności na środki, których Państwo używają. Jeżeli mamy próbki z kilku punktów linii, porównujemy je między sobą.

W wyniku

gatunek albo grupa gatunków, z udziałem procentowym każdego;
ocena, które klasy środków myjących i dezynfekcyjnych mają wobec niego szansę, a które są z góry stracone;
wskazanie, w których miejscach instalacji taki organizm zwykle się utrzymuje.

Spór o jakość: opinia na piśmie

W postępowaniu spornym z odbiorcą lub dostawcą potrzebny jest dokument odporny na zakwestionowanie. Badanie projektujemy tak, aby wynik nie dał się podważyć proceduralnie: warunki i daty przechowywania wraz z rejestrem temperatur wpisujemy do opinii, a próbki porównywane ze sobą prowadzimy w identycznych warunkach.

W wyniku

opinia na piśmie, z podpisem diagnosty laboratoryjnego;
pełna dokumentacja przebiegu badania;
rozstrzygnięcie postawionego pytania — sformułowane tak, jak wyszło, bez naginania w którąkolwiek stronę.

Ocena partii i zgodność ze specyfikacją

Sprawdzamy, co faktycznie jest w produkcie — czy skład mikrobiologiczny odpowiada deklaracji i czy nie ma tam niczego, czego być nie powinno.

W wyniku

pełny skład gatunkowy, bakterie i grzyby;
porównanie z deklaracją producenta albo ze specyfikacją;
wskazanie organizmów niepożądanych, jeżeli występują.

Producenci probiotyków: tożsamość i czystość szczepów

W preparacie wieloszczepowym pytanie brzmi, czy w kapsułce znajdują się dokładnie te gatunki, które wymienia etykieta, w spodziewanych proporcjach i bez organizmów spoza receptury. Odczyt genu 16S na pełnej długości pozwala rozdzielić gatunki, których krótkie fragmenty nie różnicują — a granica między szczepem deklarowanym a jego bliskim krewnym przebiega właśnie w takich parach.

W wyniku

potwierdzenie tożsamości gatunkowej każdego składnika receptury;
udział procentowy poszczególnych gatunków w preparacie;
wykaz organizmów spoza receptury, jeżeli występują;
porównanie serii między sobą przy badaniu powtarzalności produkcji.

Woda i instalacje

Instalacja wodna jest najczęstszym miejscem, w którym utrzymują się organizmy odporne na dezynfekcję. Badamy wodę i wymazy z powierzchni, a wyniki z różnych punktów porównujemy między sobą.

W wyniku

porównanie punktów instalacji — który z nich odbiega od pozostałych;
wskazanie miejsc typowych dla wykrytego organizmu: martwe odnogi, uszczelki, węże, odcinki o niskim przepływie;
ocena, czy stosowany reżim sanityzacji ma szansę zadziałać na to, co znaleźliśmy.

Dobór środków myjących i układu konserwującego

Zanim zmienią Państwo środek myjący albo układ konserwujący, można sprawdzić, czy nowy wybór ma sens wobec konkretnego organizmu. Analizujemy genomy wykrytych gatunków pod kątem mechanizmów, które unieszkodliwiają poszczególne klasy związków.

W wyniku

ocena, które klasy środków są wobec tego organizmu nieskuteczne z powodów strukturalnych, a nie z powodu za małego stężenia;
wskazanie, czy organizm ma zaplecze genetyczne do rozkładania konserwantu;
rekomendacja, co warto przetestować — z zastrzeżeniem, że decyduje test na gotowej recepturze.

// praktyka

Trzy sytuacje z praktyki

Zakład przetwórstwa rybnego — nawracające skażenie linii

Sytuacja

Powtarzające się skażenie linii produkcyjnej. Rutynowe posiewy wskazywały bakterie Gram-ujemne, nie rozstrzygały natomiast, czy to organizm przypadkowy, czy zadomowiony.

Co zrobiliśmy

Zsekwencjonowaliśmy materiał z kilkunastu punktów linii w kilku seriach. W jednym z punktów wykryliśmy praktycznie monokulturę — jeden kompleks gatunków stanowił ponad 99% wykrytej flory. W pozostałych punktach ten sam organizm występował na niskim poziomie, a w części nie występował wcale.

Co to oznacza

Monokultura nie jest stanem naturalnym: w niesterylnej instalacji flora pozostaje zawsze mieszana. Oznaczała więc, że coś usunęło z tego punktu resztę mikroflory, pozostawiając organizm, któremu nie zaszkodziło. Analiza genomów referencyjnych wykrytych gatunków wykazała, że dysponują one mechanizmami unieszkodliwiającymi dokładnie tę klasę związków, na której opierał się stosowany system. Zakład otrzymał opinię wskazującą, dlaczego dotychczasowa chemia nie mogła zadziałać i jakie klasy środków mają wobec tego organizmu szansę.

Producent probiotyków — weryfikacja receptury wieloszczepowej

Sytuacja

Preparat wieloszczepowy, którego etykieta wymienia kilka gatunków. Rutynowa kontrola potwierdza liczbę żywych komórek, nie rozstrzyga natomiast, czy skład gatunkowy odpowiada recepturze i czy proporcje między szczepami pozostają w kolejnych seriach powtarzalne.

Co robimy

Warunki badania dobieramy do postawionego pytania. Odczytujemy gen 16S na pełnej długości, co pozwala rozdzielić gatunki nierozróżnialne przy odczycie krótkich fragmentów, i podajemy udział procentowy każdego wykrytego gatunku. Osobno wskazujemy organizmy spoza receptury.

Co to rozstrzyga

Wynik odpowiada rozłącznie na trzy pytania: czy deklarowane gatunki są obecne, w jakich proporcjach występują względem siebie oraz czy w preparacie znajduje się coś, czego receptura nie przewiduje. Przy porównaniu serii ten sam zestaw danych pokazuje, czy proces produkcyjny utrzymuje stabilny skład.

Zakład FMCG — identyfikacja izolatu z płytki w trybie ekspresowym

Sytuacja

Zakład z branży FMCG — produktów szybkozbywalnych, czyli takich, które kupuje się często i zużywa szybko: żywności, napojów, kosmetyków, chemii gospodarczej. Na płytkach z kontroli produkcyjnej pojawił się wzrost wymagający pilnej identyfikacji, przed decyzją o dalszym postępowaniu z partią.

Co zrobiliśmy

Warunki badania dobraliśmy do postawionego pytania, a każdą próbkę analizowaliśmy osobno. Zakres obejmował sekwencjonowanie, analizę genomów wykrytych organizmów i interpretację wyniku. Zlecenie zrealizowaliśmy w trybie ekspresowym, poza standardową kolejką.

Co to oznacza

Zakład otrzymał opracowanie z identyfikacją gatunkową oraz opisem właściwości rozpoznanego organizmu wynikających z jego genomu — w wersji polskiej i angielskiej, bez odniesień do szczegółów procesu produkcyjnego. Odrębnie wskazaliśmy, które z postawionych pytań wymaga innej metody niż sekwencjonowanie, i skierowaliśmy je do laboratorium wykonującego takie oznaczenia.

// granice

Granice metody

Żadna metoda nie odpowiada na wszystkie pytania. Poniżej zakres, którego badanie nie obejmuje — tak, aby był znany przed jego zleceniem.

Nie podaje liczby drobnoustrojów.

Otrzymują Państwo skład procentowy: który organizm i w jakim udziale. Jeżeli potrzebna jest liczba na mililitr albo na centymetr kwadratowy, potrzebny jest posiew ilościowy — te dwie metody dobrze się uzupełniają.

Nie rozróżnia komórek żywych i martwych.

Wykrywamy materiał genetyczny, który pozostaje w próbce także po zabiciu komórek. Bywa to zaletą — dowodzi, że w danym miejscu organizm się namnażał — ale odpowiedzi na pytanie o bieżącą żywotność udziela posiew.

Nie oznacza stężeń substancji chemicznych.

Sprawdzamy, czy wykryte organizmy mają genetyczną zdolność wytwarzania związków lotnych. Pomiaru stężenia takiego związku w produkcie dokonuje się odrębnymi metodami — analitycznymi, jak chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią mas, albo biologicznymi. Wybór zależy od tego, o jaki związek chodzi; chętnie doradzimy przy doborze.

W części grup nie rozdziela gatunków.

Są zespoły blisko spokrewnionych gatunków, których badany fragment genu nie różnicuje wiarygodnie. Mówimy o tym wprost w wyniku, zamiast podawać nazwę gatunkową, której nie da się obronić.

Wynik ujemny wymaga odpowiedniej ilości materiału.

Przy bardzo małej liczbie odczytów brak wykrycia organizmu nie jest dowodem jego nieobecności. Zaznaczamy to w opinii za każdym razem, gdy sytuacja tego wymaga.

// współpraca

Przebieg współpracy

Rozmowa

Przedstawiają Państwo problem oraz pytanie, które ma rozstrzygnąć badanie. Na tej podstawie proponujemy zakres; w części przypadków wystarcza mniej próbek, niż pierwotnie zakładano.

Protokół i logistyka

Ustalamy punkty poboru, sposób pobrania i transport. Przy badaniach porównawczych planujemy przyjęcie materiału tak, żeby wszystkie próbki weszły do jednej serii analitycznej. Możemy zorganizować kuriera i przesłać instrukcję pobrania.

Analiza

Sekwencjonowanie, analiza genomów wykrytych organizmów i interpretacja wyniku. Standardowy termin realizacji wynosi 7 dni roboczych; tryb ekspresowy jest dostępny, jeżeli pozwala na to bieżące obłożenie laboratorium.

Wynik

Sprawozdanie dla każdej próbki oraz opinia zbiorcza — z odpowiedzią na postawione pytanie i, jeżeli sytuacja tego wymaga, z rekomendacją kolejnego kroku.

W sprawach spornych opinię wydajemy na piśmie, z podpisem diagnosty laboratoryjnego.

Omówmy Państwa przypadek