Especialistas de la Universidad Estatal de Pensilvania explican cómo la secuenciación genética, el análisis de aguas residuales y la inteligencia artificial pueden mejorar la detección de patógenos y la investigación de brotes alimentarios.
Redacción: Redacción Mundo Agropecuario
Editor: Karem Díaz S.
Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), en Estados Unidos, están utilizando herramientas de análisis genético y vigilancia microbiológica para mejorar la identificación de bacterias capaces de contaminar los alimentos y provocar enfermedades. Estas tecnologías permiten comparar microorganismos encontrados en productos alimenticios, instalaciones industriales y pacientes, facilitando la investigación del origen de los brotes y la adopción de medidas preventivas.
Los especialistas Jasna Kovac y Edward Dudley, pertenecientes a la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State, explicaron el 19 de octubre de 2026 cómo los avances en secuenciación del ADN están transformando la vigilancia de patógenos transmitidos por alimentos. Sus investigaciones también exploran nuevas posibilidades para detectar riesgos microbiológicos mediante el estudio de las comunidades bacterianas presentes en instalaciones de procesamiento y el análisis de aguas residuales.
El trabajo adquiere especial importancia para la cadena agroalimentaria, donde la contaminación puede producirse durante la producción primaria, la manipulación, el procesamiento o la distribución de los productos. Identificar correctamente el microorganismo responsable y determinar su procedencia permite orientar las intervenciones sanitarias y reducir el riesgo de nuevos casos.
La secuenciación genética permite identificar bacterias con gran precisión
Una de las principales herramientas utilizadas por los investigadores es la secuenciación del genoma completo, conocida como WGS por sus siglas en inglés. Esta técnica permite determinar la secuencia del material genético de un microorganismo y distinguir diferentes cepas de una misma especie bacteriana.
Edward Dudley, director del Centro de Referencia de E. coli de Penn State y profesor de Ciencia de los Alimentos, explica que esta capacidad resulta fundamental para establecer posibles relaciones entre alimentos contaminados y personas enfermas.
Por ejemplo, cuando se detecta salmonela en un producto alimenticio y también en un paciente, los investigadores pueden comparar los genomas de ambas muestras. Si presentan una elevada similitud genética, el resultado aporta evidencia para investigar una posible relación epidemiológica entre el alimento y la infección.
Sin embargo, la coincidencia genética no demuestra por sí sola que un producto determinado haya provocado la enfermedad. Los especialistas deben complementar estos resultados con información sobre los alimentos consumidos, los lugares de exposición y otros antecedentes epidemiológicos.
Entre los microorganismos que se vigilan habitualmente mediante estas técnicas se encuentran Salmonella, Listeria monocytogenes, Escherichia coli productora de toxina Shiga y Campylobacter. Estas bacterias representan riesgos relevantes para diferentes productos agrícolas y pecuarios.
La importancia de prevenir su presencia en los sistemas productivos también se refleja en investigaciones sobre el control de salmonela en granjas avícolas, donde se estudian alternativas biológicas para disminuir la presencia del patógeno antes de que los productos lleguen al consumidor.
Los virus y parásitos presentan mayores dificultades de vigilancia
Aunque las técnicas genómicas han avanzado considerablemente, no todos los agentes responsables de enfermedades transmitidas por alimentos pueden investigarse mediante los mismos procedimientos.
Jasna Kovac, investigadora especializada en microbiomas e inocuidad alimentaria, señala que los virus, incluidos el norovirus y el virus de la hepatitis A, pueden causar numerosas infecciones alimentarias, pero presentan dificultades adicionales porque no se cultivan con la misma facilidad que muchas bacterias.
Los parásitos también requieren procedimientos específicos. Dudley menciona el caso de Cyclospora, relacionado con problemas de contaminación de lechugas durante el verano de 2026 en Estados Unidos.
Según el investigador, los genomas de este parásito son considerablemente mayores que los de las bacterias utilizadas habitualmente en los programas de vigilancia. Por ello, su análisis puede resultar más costoso y las herramientas informáticas necesarias todavía no están tan consolidadas.
Estas diferencias explican por qué el desarrollo de métodos de detección debe adaptarse a las características biológicas de cada patógeno y al tipo de muestra que se necesita examinar.
La investigación busca anticipar riesgos en las plantas procesadoras
El laboratorio dirigido por Kovac utiliza secuenciación genómica y otras herramientas para estudiar cómo sobreviven y se multiplican los microorganismos patógenos en los alimentos. Sus investigaciones también analizan la capacidad de determinadas cepas para provocar enfermedades y resistir tratamientos antimicrobianos.
Una de las líneas de trabajo se concentra en las comunidades microbianas que habitan las instalaciones de procesamiento alimentario. Estas comunidades están integradas por numerosos microorganismos que comparten superficies, equipos y otros espacios de producción.
Los investigadores estudian si determinadas características de esas comunidades pueden funcionar como indicadores tempranos de condiciones favorables para la persistencia de bacterias peligrosas.
Si esta relación llega a establecerse con suficiente precisión, el análisis microbiológico podría contribuir a identificar situaciones de riesgo antes de que se produzcan episodios importantes de contaminación.
La vigilancia de los ambientes industriales complementa otras medidas de inocuidad, como el control de materias primas, la higiene de equipos y la aplicación de tratamientos adecuados. En el sector cárnico, por ejemplo, se han investigado tratamientos con haces de electrones para mejorar la inocuidad de la carne de pollo y pavo, con resultados experimentales sobre la reducción de microorganismos.
Una base de datos genética facilita las investigaciones internacionales
Edward Dudley también participa en GenomeTrackr, un programa federal estadounidense que reúne información genética de microorganismos relacionados con la contaminación alimentaria.
Durante aproximadamente una década, su equipo ha contribuido a los esfuerzos desarrollados en Pensilvania mediante la secuenciación de bacterias como Salmonella, E. coli, Listeria y Campylobacter.
Los datos generados incluyen no solamente las secuencias genéticas, sino también información complementaria sobre las muestras, como la fecha de recolección y su procedencia.
Esta información se pone a disposición de laboratorios de salud pública de diferentes países, facilitando la comparación de microorganismos identificados en distintos lugares.
La utilidad de estos sistemas reside en que un brote alimentario puede involucrar productos distribuidos en numerosas regiones. Disponer de registros genéticos comparables permite investigar posibles conexiones que serían difíciles de reconocer mediante procedimientos convencionales.
La cooperación internacional y el intercambio de información también forman parte de las estrategias promovidas para reducir las enfermedades transmitidas por alimentos mediante datos e innovación, especialmente en sistemas alimentarios donde intervienen numerosos productores, procesadores y distribuidores.
Las aguas residuales podrían revelar la circulación de patógenos
Otra línea de investigación desarrollada por el equipo de Dudley consiste en evaluar si el análisis de aguas residuales puede utilizarse para vigilar microorganismos responsables de enfermedades alimentarias.
Actualmente, una parte importante de las investigaciones epidemiológicas comienza cuando los médicos obtienen muestras de pacientes enfermos y los laboratorios identifican los microorganismos responsables. Posteriormente, esas muestras pueden someterse a secuenciación genética para investigar posibles conexiones entre casos.
Los científicos quieren determinar si el seguimiento de aguas residuales permitiría detectar señales de circulación de bacterias como Salmonella dentro de una comunidad, incluso antes de disponer de suficientes muestras clínicas.
El planteamiento toma como referencia experiencias desarrolladas durante la vigilancia del SARS-CoV-2, cuando el análisis de aguas residuales se utilizó para observar tendencias de circulación del virus en diferentes poblaciones.
Los investigadores también estudian si este procedimiento podría ayudar a establecer cuándo ha terminado un brote.
No obstante, estas aplicaciones todavía se encuentran en evaluación. La detección de material genético en aguas residuales no permite identificar automáticamente el alimento responsable de una infección ni sustituye las investigaciones epidemiológicas y microbiológicas convencionales.
La inteligencia artificial podría ampliar los sistemas de alerta
Los especialistas consideran que las próximas etapas de desarrollo tecnológico podrían acercar la secuenciación genética a laboratorios más pequeños e incluso a las propias empresas alimentarias.
Actualmente, muchos análisis dependen de instalaciones especializadas. Disponer de equipos adecuados en un mayor número de establecimientos podría reducir el intervalo entre la detección de una contaminación y la aplicación de medidas correctivas.
Kovac también destaca el potencial de secuenciar directamente muestras de alimentos sin necesidad de aislar previamente cada microorganismo. Esta posibilidad sería especialmente útil para estudiar patógenos difíciles de cultivar y situaciones clínicas donde no se dispone de un aislamiento bacteriano.
Por su parte, Dudley identifica la inteligencia artificial y el análisis de información pública como herramientas que podrían complementar la vigilancia sanitaria.
El investigador plantea que las búsquedas realizadas en internet y determinadas publicaciones en redes sociales podrían aportar señales sobre la aparición de grupos de personas con síntomas semejantes en una misma zona geográfica.
El análisis automatizado de estos patrones podría contribuir a detectar situaciones que merezcan investigación. Sin embargo, se trata de una posibilidad de desarrollo y no de un sistema capaz de confirmar brotes alimentarios únicamente a partir de publicaciones digitales.
Detectar más brotes no significa necesariamente que existan más contaminaciones
Los investigadores advierten que los avances en vigilancia pueden modificar la percepción pública sobre la seguridad de los alimentos.
Cuando los laboratorios identifican brotes pequeños que anteriormente habrían pasado inadvertidos, aumenta el número de incidentes registrados y pueden producirse más retiradas preventivas de productos.
Kovac explica que esta situación no significa necesariamente que el suministro alimentario sea menos seguro. En determinados casos, refleja que los sistemas de detección tienen mayor capacidad para identificar riesgos y responder a ellos.
Para la producción agropecuaria, la mejora de la vigilancia resulta especialmente relevante en alimentos frescos que habitualmente se consumen sin tratamientos térmicos, como numerosas frutas y hortalizas.
Dudley recuerda que estos productos requieren especial atención porque pueden llegar al consumidor sin una etapa de cocción que reduzca determinados peligros microbiológicos.
La prevención debe extenderse desde las explotaciones agrícolas y ganaderas hasta las instalaciones de procesamiento, el transporte, la comercialización y los hogares.
En ese contexto, la trazabilidad y las buenas prácticas de manipulación alimentaria constituyen componentes esenciales para disminuir los riesgos asociados con productos de procedencia desconocida o procesados en condiciones inadecuadas.
Los especialistas recomiendan a los consumidores mantener separadas las carnes crudas y los productos frescos durante su manipulación, además de lavar las frutas y hortalizas cuando corresponda.
Las investigaciones de Penn State muestran que la vigilancia genómica, el análisis de comunidades microbianas y las nuevas herramientas digitales pueden reforzar las estrategias de prevención alimentaria. Su utilidad dependerá de la calidad de los datos disponibles, la capacidad de los laboratorios y la integración de los resultados con las medidas sanitarias aplicadas a lo largo de toda la cadena de producción.
Fuente referencial:
Universidad Estatal de Pensilvania — How does technology help track foodborne pathogens and outbreaks?
