Efecto matriz en alimentos y su solución: BPNW. Porque algunos alimentos ocultan los patógenos que portan y hay que ayudarles mejor

¿Por qué los falsos negativos siguen siendo el mayor problema del laboratorio?

El efecto matriz y los falsos negativos en microbiología alimentaria

Imaginemos que una muestra contiene Listeria.

El laboratorio realiza el análisis exactamente según la Norma ISO.

Todo parece correcto.

Y el informe concluye:

Listeria: Ausencia.

Pero la Listeria estaba allí. Y se manifiesta una vez puesto el producto en el mercado.

¿Ha fallado el analista?

¿Ha fallado el método?

¿Han fallado los medios de cultivo?

Muchas veces no.

A menudo ha fallado algo de lo que casi nadie habla.

El efecto matriz.

Y hoy veremos por qué algunos alimentos consiguen esconder los microorganismos que precisamente estamos intentando encontrar.

Después de 27 años coordinando ensayos intercomparativos entre laboratorios de microbiología alimentaria, hemos descubierto algo sorprendente:

el propio alimento puede impedir que detectemos los microorganismos que contiene.

 

INTRODUCCIÓN

Todos aprendemos que el enriquecimiento sirve para recuperar microorganismos dañados.

Y es cierto.

Pero sólo es una parte de la historia.

La otra parte casi nunca se explica.

Cuando trituramos un alimento y lo introducimos en agua peptonada…

…no estamos integrando únicamente el microorganismo que buscamos.

Estamos introduciendo un ecosistema entero.

Decenas o incluso cientos de especies.

Grasas.

Sustancias químicas.

Azúcares.

Ácidos.

Aceites esenciales.

Especias.

Conservantes.

Y todo eso sigue actuando durante el análisis.

 

PRIMER PROBLEMA: EL EFECTO MATRIZ QUÍMICO

La mayoría de personas relacionan el efecto matriz únicamente con los conservantes.

Y tienen razón.

Pero sólo parcialmente.

Muchos alimentos contienen sustancias que dificultan la recuperación de microorganismos lesionados.

Por ejemplo:

• Grasas (por eso algunos protocolos ya incluyen la adición de polisorbato como emulsionante físico, pero eso no resuelve lo demás, químico, ni otro problema que veremos después)
• Especias saborizantes (a menudo sin darnos cuenta, actúan como conservantes: ajo, pimentón, mostaza, hierbas aromáticas…)

• nitritos
• sorbatos
• benzoatos
• aceites esenciales
• polifenoles
• sal
• azúcares
• ácidos orgánicos

Todas estas sustancias ayudan a conservar el alimento.

Pero también pueden dificultar nuestro análisis.

No destruyen necesariamente al microorganismo.

A veces simplemente impiden que vuelva a multiplicarse.

Y si no se multiplica durante el análisis…

…el laboratorio concluirá que no estaba presente.

Aunque sí lo estuviera.

Este es el origen de muchos falsos negativos.

 

PERO HAY UN SEGUNDO EFECTO MATRIZ CASI DESCONOCIDO

Aquí viene la parte más interesante.

Y probablemente la menos conocida.

Imaginemos una Salmonella lesionada.

Necesita varias horas para recuperarse.

Pero no está sola.

Junto a ella crecen cientos de microorganismos acompañantes: todo un  ecosistema.

Muchos de ellos se multiplican mucho más deprisa.

Mientras esperamos recuperar nuestra Salmonella…

ellos ya están modificando el medio.

Consumen nutrientes.

Cambian el pH.

Generan metabolitos.

Algunos producen bacteriocinas.

Otros producen sustancias oxidantes.

Otros simplemente ocupan todo el espacio biológico disponible.

Esto en biología se llama sinergia (cuando la presencia de uno ayuda a crecer a otro) o antagonismo (su presencia enmascara la del otro) entre especies.

Y los estudios científicos sobre este tema  normalmente se centran en como una cepa actúa sobre otra o sobre unas pocas.

Es decir…

el problema ya no es únicamente el alimento.

Ahora también lo producen los propios microorganismos presentes en ese alimento.

El efecto matriz continúa durante el enriquecimiento.

Incluso puede hacerse mayor con el paso de las horas.

Y eso explica por qué algunos microorganismos nunca llegan a recuperarse.

 

UNA ANALOGÍA 

Imaginemos una persona herida.

La encerramos en una habitación para que se recupere.

Pero junto a ella metemos veinte personas completamente sanas.

Consumen toda la comida.

Todo el oxígeno.

Generan humo.

Hacen ruido.

Cada vez resulta más difícil recuperarse.

No basta con alimentar al herido.

También hay que evitar que el ambiente siga empeorando.

Eso mismo ocurre con muchas bacterias lesionadas.

 

¿Cómo hemos llegado a esta conclusión? 

«Cada día aprendemos algo nuevo sobre microbiología porque la observamos desde tres ángulos diferentes.»

Muchas veces nos preguntan de dónde salen todas estas ideas.

La respuesta es sencilla.

En MICROKIT tenemos la suerte de trabajar desde tres facetas diferentes:

-Diseñamos medios de cultivo y kits, incluso nuevos procedimientos.

-Analizamos muestras reales todos los días en nuestro laboratorio.

-Y coordinamos ensayos intercomparativos entre laboratorios.

Es precisamente la combinación de esas tres actividades la que nos permite detectar problemas que, vistos desde una sola perspectiva, pasarían desapercibidos.

Recibimos retroalimentación desde los tres frentes.

Eso explica por qué muchas de nuestras innovaciones surgen de problemas muy concretos que otros no pueden llegar a detectar.

 

LA SOLUCIÓN

Después de muchos años observando este fenómeno durante nuestros ensayos intercomparativos…

nos hicimos una pregunta.

¿Y si el problema no estuviera únicamente en el agar selectivo?

¿Y si empezara mucho antes?

¿En el propio diluyente de la solución madre?

Así nació nuestra Agua de Peptona Tamponada Neutralizante.

APTN.

O, internacionalmente,

Buffered Peptone Neutralizing Water.

BPNW

…y de los metabolitos generados por los acompañantes en el enriquecimiento

https://microkit.es/fichas/BUFFERED%20PEPTONE%20NEUTRALIZING%20WATER.pdf?v=2023

No se diseñó simplemente para alimentar microorganismos.

Se diseñó para neutralizar el efecto matriz.

Tanto el efecto químico inicial…

(y el físico de las grasas)

como buena parte de los metabolitos inhibidores que van apareciendo durante el enriquecimiento.

El objetivo no es hacer crecer más bacterias…

…es conseguir que las bacterias lesionadas tengan la oportunidad de recuperarse antes de que el propio ecosistema vuelva a inhibirlas.

Y eso se traduce en una consecuencia muy sencilla:

menos falsos negativos.

Por eso la patentamos desde su nacimiento en 2008.

Y 2 décadas después, todavía no existen otras aguas neutralizantes, excepto una de USA para superficies alimentarias.

 

LOS DATOS

Durante los últimos años hemos comparado decenas de matrices alimentarias diferentes en nuestros ensayos intercomparativos.

Y ocurre algo muy interesante.

Cuando una matriz prácticamente no tiene efecto inhibidor…

los resultados obtenidos con aguas peptonadas convencionales y neutralizantes son muy parecidos.

Pero cuando aparece un efecto matriz destacable…

la diferencia puede ser enorme.

En el conjunto de matrices estudiadas, los laboratorios que emplean BPNW alcanzan la excelencia con mucha mayor frecuencia (30% más de laboratorios)

y reducen de forma muy importante (al 50%) el número de falsos negativos

respecto a los que siguen empleando diluyentes convencionales.

No ocurre en todas las matrices, porque no todas presentan el mismo efecto matriz,

pero precisamente esa variabilidad confirma que el problema depende del alimento concreto y de su microbiota acompañante, no de una regla universal.

 

CERRANDO EL TEMA

Durante muchos años hemos pensado que el enriquecimiento era simplemente una etapa para recuperar microorganismos.

Hoy sabemos que también puede ser el momento en que algunos terminan de perderse.

Porque no analizamos bacterias aisladas.

Analizamos ecosistemas.

Y esos ecosistemas siguen evolucionando mientras realizamos el análisis.

Por eso, cuando un laboratorio obtiene un resultado negativo…

la pregunta no debería ser únicamente:

«¿Había o no había un patógeno?»

La pregunta realmente importante es otra.

«Si estaba presente… ¿le dimos realmente la oportunidad de manifestarse?»

Porque en microbiología alimentaria…

la ausencia de crecimiento no siempre significa ausencia de microorganismos.

Y quizá la innovación más importante de los próximos años no consista en inventar nuevos medios selectivos.

Consista en comprender mejor el ecosistema que existe antes de llegar a ellos.

En MICROKIT no innovamos porque tengamos ideas de profesor chiflado.

Innovamos porque observamos problemas reales desde una cuádruple perspectiva que muy pocos tienen:

como diseñadores de medios, como fabricantes, como laboratorio de análisis y como coordinadores de ensayos intercomparativos.

MICROKIT. Convertimos los problemas reales de los laboratorios de microbiología en soluciones certeras.