Comparison between Listeria monocytogenes single and multipathogen detection methods

Biomedical and Biopharmaceutical Research Nut. Food Sciences │ C. Nut. Alimentação Biomed Biopharm Res. , 2017; (14) 2: , 143-152 Jornal de Investigação Biomédica e Biofarmacêutica DOI: 10.19277/bbr.14.2.156 Comparison between Listeria monocytogenes single and multipathogen detection methods Comparação entre os métodos de detecção de Listeria monocytogenes simples e multipatógenos Vanessa Rodrigues de Souza1; Vinicius Lins Ferreira1; Harli Pasquini-Netto1, Fernanda Stumpf Tonin1; Wanda Moscalewski Abrahão 1; Roberto Pontarolo1 Departmento de Farmácia, Programa de Pós Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brazil Av. Prof. Lothario Meissner 632, 55 41 3360-4076 Email: 1 *This project is supported by the grant 40001016042P8 2015-2016, from CAPES and part of MSc Program in Pharmaceutical Sciences from Federal University of Paraná *Este projeto foi apoiado pela bolsa 40001016042P8 2015-2015, da CAPES e parte do MSc no Programa de Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal do Paraná Abstract Multipathogen detection methods have been used to provide a broad range of microorganism detection. We aimed to identify the most searched pathogens in L. monocytogenes detection methods and evaluate if there are sensitivity and specificity differences between single and multipathogen methods. A systematic review was performed by including studies carried out in order to detect L. monocytogenes in a broad range of food sample. A total of 2770 records were retrieved, of which 191 were selected. The majority of the studies (104) presented multipathogen detection, other 87 searched for L. monocytogenes specifically. From the studies for multipathogen detection; other Listeria species (19.4%), Salmonella spp. (21.6%), E. coli O157:H7 (13.2%), Staphylococcus spp. (9.7%), E. coli (5.7%) were more frequently reported. Sensitivity and specificity calculations were derived from only 26 studies, because they compared their data with an official method. Sensitivity and specificity values were close to 100%, showing that others characteristics such as time and cost should be considered to evaluate alternative methods in further research. As a conclusion, evidence generated regarding L. monocytogenes identification methods contribute to method improvements and listeriosis control. Keywords: L. monocytogenes, methods, pathogens, sensitivity, specificity. Resumo Os métodos de detecção para múltiplos patógenos têm sido usados para fornecer uma ampla faixa de detecção de microrganismos. Objetivou-se identificar os patógenos mais buscados nos métodos de detecção para L. monocytogenes e avaliar se existem diferenças nas taxas de sensibilidade e especificidade entre os métodos que buscaram identificar somente L. monocytogenes e os para múltiplos patógenos. Uma revisão sistemática foi realizada incluindo estudos desenvolvidos para detectar L. monocytogenes em amostras alimentares. Um total de 2770 registros foram recuperados, e destes 191 foram selecionados. A maioria dos estudos (104) apresentaram detecção de múltiplos patógenos, outros 87 buscaram L. monocytogenes especificamente. Dos estudos para a detecção múltipla; outras espécies de Listeria (19.4%), Salmonella spp. (21.6%), E. coli O157:H7 (13.2%), Staphylococcus spp. (9.7%), E. coli (5.7%) foram mais frequentemente reportadas. Os cálculos de sensibilidade e especificidade foram derivados somente de 26 estudos, pelo fato de compararem seus resultados com um método oficial. As taxas de sensibilidade e especificidade foram próximas a 100%, demostrando que outras características como tempo de análise e custo devem ser consideradas para avaliar métodos alternativos em pesquisas futuras. Em conclusão, evidencias geradas sobre os métodos de identificação de L. monocytogenes, contribuem para melhoria dos métodos e controle da listeriose. Palavras-chave: especificidade, L. monocytogenes, metodos, patógenos, sensibilidade. Received /Recebido: 24/05/2017 Accepted / Aceite: 31/07/2017 Electronic Edition: www.alies.pt 143 Vanessa Souza et al Introduction Introdução The detection and monitoring of foodborne pathogens by food industries and food safety authorities facilitate outbreak prevention [1]. Over 25% of food productions worldwide are lost every year due to food contaminations [2]. Listeria monocytogenes is an important bacterium that causes listeriosis, a foodborne disease with high mortality rates (20-30%) that affects mainly immunocompromised patients [3]. Since L. monocytogenes can grow in several food groups, the early detection and control of this pathogen are essential to prevent further health-related issues [4]. Considering these concerns, the improvement of microbiological laboratory analyses is always required to ensure product quality and safety [5], even more due to the fact that the standard approved assays for microorganism detection are laborious and time-consuming [6, 7]. The standard L. monocytogenes identification methods in food samples are based on an enrichment phase using liquid culture media. After, differential plating in solid media is performed in order to obtain isolated colonies for biochemical and serological identification [8]. These methods are described by recognized organizations such as: United States Food and Drug Administration (FDA), Association of Official Analytical Chemists (AOAC), International Organization for Standardization (ISO) and United States Department of Agriculture/Food Safety and Inspection Service (USDA/FSIS) [9] . The use of alternative methods especially multipathogen detection tools is increasingly convenient since it enables the detection of more than one microorganism simultaneously, with the advantage of using few materials and quickly delivering results [10]. These multiple detection methods are already reported in the literature for hygiene indicators and important human pathogens as well [11]. However, the simultaneous detection of microorganisms may introduce bias and mask the presence of the target pathogen or even reducing methods specificity and sensitivity. Thus, we aimed to perform a systematic review and statistical analysis to compare single detection methods of Listeria monocytogenes with multiplex detection methods in food samples. A detecção e monitoramento dos patógenos alimentares por parte das indústrias alimentícias e autoridades de segurança alimentar facilitam a prevenção de surtos [1] . Mais de 25% das produções alimentares em todo o mundo são perdidas todos os anos devido a contaminação alimentar [2]. Listeria monocytogenes é uma importante bactéria que causa a listeriose, uma doença com altas taxas de mortalidade (20-30%) que afeta principalmente pacientes imunocomprometidos [3]. Uma vez que L. monocytogenes pode crescer em vários grupos de alimentos, a pronta detecção e o controle desse patógeno são essenciais para prevenir outros problemas relacionados à saúde [4]. Em virtude destas preocupações, a melhoria das (...truncated)