Big data brengt voedselvei­ligheid naar higher level

Nieuwe en krachtige algoritmen en bio-informaticahulpmiddelen maken de ontwikkeling van modellen mogelijk waarmee uitbraken van door voedsel overgedragen ziekten véél beter zijn te voorspellen. Nestlé en Mars behoren tot de eersten die investeren in de infrastructuur voor HTS voor het verbeteren van de voedselveiligheid. 

Wat zijn de voordelen en de uitdagingen van sequencingtechnologieën voor de levensmiddelenindustrie? En waarom verloopt de invoering en toepassing van deze veelbelovende technieken door de levensmiddelenindustrie relatief traag, sporadisch en gefragmenteerd?

Voorkomen van uitbraken

De levensmiddelenindustrie erkent dat HTS (High-Throughput Sequencing) en dan met name WGS (Whole Genome Sequencing) het grootste onderscheidingsvermogen biedt om pathogenen te identificeren en te onderscheiden. Het kan de opsporing van besmettingsbronnen verbeteren, inzicht geven in hun oorsprong en kenmerken, en zo persistentie of toekomstige besmettingen beter voorspellen en voorkomen. De integratie van de door WGS verschafte precisie in analyses van de oorzaken, zou een snellere identificatie en een betere afstemming van corrigerende maatregelen mogelijk maken. Daardoor kan de productiviteit worden verhoogd en kosten worden verlaagd. 

Praktische toepassingen

Naast het kunnen traceren aan de bron hebben levensmiddelenbedrijven die WGS al wel hebben ingevoerd, de volgende praktische toepassingen gemeld: 

1) het ontdekken van de omvang van kruisbesmetting en het voorkomen daarvan in laboratoria tijdens analyses;
2) het blootleggen van hygiënische technische beperkingen van bepaalde apparatuur, die fungeren als schuilplaats voor pathogenen;
3) het identificeren van grondstoffen uit de wereldwijde toeleveringsketens die kunnen leiden tot kruisbesmetting in fabrieksomgevingen.

Nog meer voordelen

Het gebruik van WGS om gevallen van kruisbesmetting op te sporen in laboratoria, kan verspilling door onderzoekskosten of aangetaste producten beperken als er door kruisbesmetting vals-positieve resultaten worden verkregen. Wanneer dergelijke voorvallen worden opgespoord, leidt dit ook tot een betere bewustwording van goede laboratoriumpraktijken, het gescheiden testen van gevoelige en minder gevoelige materialen en verbeteringen in het gebruik van uniek identificeerbare positieve controles.

Er is een ‘maar’…

Een aantal levensmiddelenproducenten heeft inmiddels in de technologie geïnvesteerd en een interne infrastructuur opgezet om HTS en WGS intern toe te passen. Ze maken actief of met tussenpozen gebruik van HTS voor diverse doeleinden, zoals het opsporen van bronnen en/of milieuonderzoek en -controle. Nestlé en Mars behoren tot de eersten die investeren in de infrastructuur voor en experimenteren met HTS. Ondanks de potentie van de technologie, heeft de levensmiddelenindustrie deze echter nog niet actief omarmd voor operationeel gebruik. Zelfs waar ze wél worden toegepast, doen bedrijven een beroep op externe leveranciers voor technische ondersteuning wanneer dat nodig is.

De grotere levensmiddelenproducenten met eigen analysefaciliteiten zouden de bewaarde isolaten optimaal kunnen benutten voor diepgaand onderzoek, terwijl kleine en middelgrote producenten misschien alleen geïsoleerde onderzoeken voor een bepaald incident uitvoeren. Als zij een ‘duur’ onderzoek uitvoeren met een beperkt aantal isolaten en de resultaten niet helpen bij het vinden van de hoofdoorzaak, zien zij misschien de waarde niet in en kunnen zij de kosten voor toekomstig gebruik niet rechtvaardigen. Levensmiddelenproducenten wijzen er ook op dat het proces traag kan zijn en ‘achteraf’ wordt uitgevoerd, waardoor zij WGS sporadisch en niet proactief gebruiken.

Liever de traditionele diagnoses

Een systeem voor het beheer van de voedselveiligheid vereist passende en robuuste analytische verificatie-instrumenten en -methoden voor het testen van grondstoffen, de productieomgeving en eindproducten. In de praktijk maakt de levensmiddelenindustrie vooral gebruik van een groot aantal traditionele kweek-, immunologische en moleculaire diagnoses die gemakkelijk beschikbaar, relatief goedkoop en snel zijn. Deze tests leveren voldoende informatie op om te voldoen aan de regelgeving en de eisen van de toeleveringsketen en om te controleren of het voedsel onder hygiënische omstandigheden is geproduceerd. 

Toekomstperspectief?

Men is het er algemeen over eens dat de HTS-methoden met verhoogde precisie een aanvulling of een alternatief vormen voor de traditionele - maar overwegend microbiologische en moleculaire - instrumenten en methoden. Wil de techniek echt mainstream worden, dan is er een nieuwe en uitgebreide kosten-batenanalyse nodig waarin de waarde van nieuwe infrastructuur, geschoold personeel, verliespreventie en voorspellende mogelijkheden die momenteel wellicht nog niet bestaan, worden meegenomen.

nature.com