Lo sgocciolamento: Norovirus e metodi di rilevamento all'avanguardia

Informazioni sull'ospite 

Matthew Moore è professore associato presso il Dipartimento di Scienze alimentari dell'Università del Massachusetts, dove è specializzato in patogeni di origine alimentare e metodi di rilevamento innovativi. Con una solida formazione in virologia e sicurezza alimentare, la sua ricerca si concentra sulla comprensione e sulla riduzione dei rischi posti dai virus nell'approvvigionamento alimentare. In questo episodio, Matthew analizza le preoccupazioni legate al potenziale passaggio dell'influenza H5N1 ai mammiferi, chiarisce le idee sbagliate sulle malattie di origine alimentare, in particolare sui norovirus, e introduce tecnologie di rilevamento all'avanguardia come i liquidi magnetici e il sequenziamento a nanopori. Inoltre, fa luce sul modo in cui i cambiamenti climatici influenzano la trasmissione dei virus e sulle conseguenze per il futuro della sicurezza alimentare.

Trascrizione

Zachary Cartwright :
Vi è mai capitato di soffrire di gravi disturbi gastrointestinali, come diarrea intensa o vomito, potenzialmente dopo una cena fuori? Benvenuti alla flebo, dove manteniamo la vostra mente idratata con un po' di scienza, musica e un mantra. Sono il vostro ospite, Zachary Cartwright, scienziato alimentare capo di AQUALAB By Addium. Nella puntata di oggi parleremo dei norovirus umani, la principale causa di malattie di origine alimentare negli Stati Uniti. Questi virus presentano una serie di proprietà che li rendono una sfida da studiare e controllare. Oggi parleremo con il dottor Matthew Moore, professore assistente presso il dipartimento di scienze alimentari dell'Università del Massachusetts, la cui ricerca si concentra sullo studio, l'individuazione e il controllo dei virus di origine alimentare, oltre che di altri agenti patogeni e contaminanti di origine alimentare. Il dottor Moore ha recentemente ricevuto il premio Outstanding Young Scientists Award in onore di Samuel K. Prescott dall'Institute of Food Technology. Sentiamo cosa ha da dire Matt.

Zachary Cartwright :
Ciao, Matt. Grazie mille per essere qui su The Drip oggi. Siamo felici di averti qui. Quali sono i virus di origine alimentare più comuni e come si diffondono di solito?

Matthew Moore :
Sì, è un'ottima domanda. Credo che, in termini di trasmissione alimentare, i norovirus umani siano di gran lunga i leader in termini di prevalenza. E poi direi che il virus dell'epatite A è il secondo. Questi sono i due virus su cui lavora il nostro laboratorio. Ce ne sono anche molti altri che sono stati collegati alla trasmissione per via alimentare. Per quanto riguarda i norovirus, così come il virus dell'epatite a, possono essere diffusi attraverso la via orale fecale. Le persone che diffondono il virus nelle feci non si lavano correttamente le mani, preparano il cibo e poi lo ingeriscono. I norovirus umani possono anche essere trasmessi direttamente da persona a persona, il che rappresenta la maggior parte della trasmissione, ed è una cosa a cui la gente non pensa.

Matthew Moore :
Ma i norovirus possono essere diffusi anche attraverso l'aria, non necessariamente come un virus respiratorio, come il coronavirus o l'influenza, dove si respira e si infettano i polmoni con i norovirus umani, ma si può inalare e poi ingerire il virus se qualcuno vomita, e ci sono potenzialmente goccioline che rimangono con il virus nell'aria. Si sospetta quindi che anche questa sia una potenziale via di trasmissione. Anche la trasmissione ambientale attraverso il contatto con una superficie e il consumo di cibo è un'altra via di trasmissione dei norovirus. Ciò che separa il virus dell'epatite a dal norovirus è che, a differenza di quest'ultimo, il virus dell'epatite a può anche essere trasmesso per via ematica, e quindi diffondersi attraverso il contatto con il sangue, cosa che i norovirus umani non sono ritenuti in grado di fare.

Zachary Cartwright:
E nel suo campo, quali sono alcune delle idee sbagliate che vede sui virus di origine alimentare?

Matthew Moore:
In realtà, a essere onesti, almeno per quanto riguarda la popolazione generale, credo che i virus siano la causa principale delle malattie di origine alimentare negli Stati Uniti, soprattutto perché credo che di solito siano autolimitanti. E la salmonella, che è la principale causa batterica di malattie di origine alimentare, proprio per il modo in cui si trasmette e per il modo in cui vengono identificati i focolai e la gravità dei sintomi. A volte, con la salmonella, si vede, ad esempio, la salmonella EHEC nei notiziari. Quindi è qualcosa che la gente identifica. Un'altra cosa è che, quando le persone sentono parlare di norovirus, quando ne hanno già sentito parlare, pensano immediatamente alle navi da crociera. Dove il norovirus umano può causare epidemie ed essere, come dire, molto pericoloso. Ma. Ma in realtà non si tratta della stragrande maggioranza delle trasmissioni di norovirus, anche in quegli ambienti confinati in cui è davvero un problema enorme come i reparti ospedalieri o le strutture di assistenza a lungo termine.

Matthew Moore:
Forse è un'idea sbagliata: non si tratta solo di navi da crociera. Di solito è così che la maggior parte della gente tende a sentire parlare di norovirus. Ma in realtà ci sono molti modi diversi in cui provoca epidemie e molti di questi non vengono individuati.

Zachary Cartwright:
E nella vostra ricerca, come riuscite a distinguere se si tratta di un problema virale o di una malattia alimentare di origine batterica, come fate a distinguere le due cose?

Matthew Moore :
Sì, può dipendere in termini di, tipo, se si parla di un paziente che si presenta clinicamente, può diventare un po' difficile con le malattie fubudoriche in generale. Ad esempio, molti sintomi possono sovrapporsi a quelli di alcuni patogeni batterici e a quelli dei norovirus. Una cosa che i norovirus tendono a causare con relativa frequenza è il vomito. In realtà, ci sono intossicazioni e cose del genere che possono anche causare, prodotte da batteri che possono anche causare il vomito. Ma dal punto di vista clinico può essere piuttosto difficile. Tradizionalmente, era perché c'è un sacco di test basati sulla coltura. Quindi si scopriva solo dopo aver prelevato un campione dalle feci del paziente, cercando di fare una coltura, e non si trovava nulla. Quindi, in termini di gold standard per il rilevamento dei virus di origine alimentare, probabilmente si tratterebbe di PCR quantitativa in tempo reale.

Matthew Moore:
Significa reazione a catena della polimerasi con trascrittasi inversa in tempo reale. In pratica, si prende un piccolo segmento del genoma dell'rna virale, lo si amplifica e si usa quel segnale per dire: "Se qui c'è un genoma virale, allora stiamo rilevando il virus". Questo è di solito il metodo più comune per rilevare questi virus, soprattutto se si tratta di un campione di cibo o di ambiente, perché in genere la contaminazione virale avviene a livelli più bassi rispetto a un'infezione clinica. I sintomi sono piuttosto gravi e in genere si produce molto virus. Quindi la sensibilità non è così importante. E forse si potrebbe anche ricorrere ad altri metodi che potrebbero non essere così sensibili come la PCR RTQ in tempo reale.

Zachary Cartwright :
Può parlare un po' del processo con cui un virus di origine alimentare infetta un ospite umano? Quali sono le fasi di questo processo?

Matthew Moore :
Sì, quindi si tratta di cercare di raggiungere l'intestino tenue e di entrare nel tratto intestinale. Quindi, se ci pensate, molte delle sfide che abbiamo nel controllarlo sono anche legate al fatto che a questo virus piace molto infettare l'intestino, perché deve passare attraverso un sacco di potenziali stress in termini di ingestione di cibo. Il virus entra nel cibo, oppure si tocca una superficie e poi si entra in bocca e si ingerisce il virus. Si deve passare attraverso gli enzimi salivari, poi si finisce nello stomaco e negli acidi gastrici, per cui si deve essere in grado di tollerare ph molto bassi, e poi si finisce nell'intestino tenue. Bisogna resistere a una serie di enzimi proteolitici, oltre che alle lipasi e ad altre glicasi. Ma in realtà, con questi virus, non hanno un involucro lipidico, quindi non ci si deve preoccupare più di tanto delle lipasi, né sono glicosilati. Quindi devono resistere molto per arrivare a destinazione. E poi, una volta arrivati nell'intestino, c'è una fase di legame e di decodifica.

Matthew Moore:
Forse dovrei fare un passo indietro e descrivere cos'è il virus. Fondamentalmente, si può pensare che si tratti di sette migliaia e mezzo di basi di rna a singolo filamento, incapsulate in una sorta di guscio proteico stabile a forma di pallone da calcio. Questo è il virus vero e proprio. È estremamente piccolo, ha un diametro di soli 38 nm. E il fatto che non abbia una sorta di involucro lipidico. Alcuni virus hanno un potenziale involucro di acido nucleico e poi una membrana esterna di lipidi, che tende a essere il punto debole di molti virus con involucro quando li si inattiva. Questi virus non ce l'hanno, quindi sono abbastanza stabili. E uno dei vantaggi è che possono resistere ad alcune sollecitazioni molto dure a cui il corpo è sottoposto.

Matthew Moore :
Quindi il virus si trova bene nel cibo o su una superficie. Il cibo viene ingerito, attraversa l'apparato digerente, passa attraverso i succhi gastrici e arriva nell'intestino. Una volta trovati i potenziali recettori e co-recettori nelle cellule intestinali, si legherà e poi si svestirà. In questo modo, il guscio consegnerà il filamento di rna interno di sette mila e cinquecento basi alla cellula ospite. Il modo in cui i norovirus tendono a ingannare le persone o la cellula ospite è che cercano di camuffarsi da mRNA. Quindi entrano nella cellula ospite, la cellula ospite viene ingannata e pensa che questo sia solo un altro pezzo di mRNA da tradurre e il ribosoma dell'ospite lo traduce. E a quel punto si parte alla grande, perché la cellula inizia a tradurre alcune delle proteine virali che utilizza per dirottare la cellula, replicarsi e produrre altri virioni. Un aspetto di questi virus, in particolare dei neurovirus umani, è che i recettori, i co-recettori e i fattori di legame non sono stati completamente risolti.

Matthew Moore :
Anche il meccanismo di decodifica è un'area di ricerca ancora attiva. Ci sono molte aree di ricerca davvero entusiasmanti, con cose che non conosciamo necessariamente con i norovirus umani, che una serie di scoperte ha reso possibili. Questo lo rende un campo davvero entusiasmante in termini di scoperte tecnologiche per lo studio del virus, avvenute negli ultimi dieci anni, che lo rendono un tipo di virus davvero entusiasmante da studiare.

Zachary Cartwright:
E credo che questo sia un buon punto di partenza per parlare un po' della sua ricerca e di ciò che fa nel suo laboratorio. Quali sono gli obiettivi o i progetti a cui state lavorando attualmente?

Matthew Moore :
Sì, è un'ottima domanda. Come ho detto, ci occupiamo principalmente di virus dell'epatite A e nei prossimi anni ci dedicheremo al virus dell'epatite A per uno dei nostri progetti. Più in generale, è possibile suddividere le attività del nostro laboratorio in quattro aree principali. Principalmente ci occupiamo di virus di origine alimentare e di sicurezza alimentare. La prima area si occupa delle fasi a monte dell'individuazione di un virus in un campione alimentare o ambientale. Come ho già detto, i virus, quando contaminano un alimento o un campione ambientale, tendono a non essere presenti in quantità elevatissime. E a differenza dei batteri, per i quali in teoria si potrebbe fare una fase di arricchimento, in cui si prende un terreno di coltura, selettivo o meno, e poi lo si fa crescere in un incubatore, e i batteri che si stanno cercando potenzialmente cresceranno, rendendo un po' più facile l'individuazione di questi virus, questo forse non è altrettanto fattibile in termini di coltura o è economico. E quindi ci si ritrova con un problema di ago nel pagliaio.

Matthew Moore :
Le persone sono interessate anche a questo, con i batteri, tra l'altro, solo per inciso, anche i metodi di rilevamento senza coltura. Quindi l'intero settore è fondamentalmente un problema di ago in un pagliaio, in cui si ha un basso numero di virus in un campione alimentare o ambientale molto complesso e di grandi dimensioni. Come si fa a estrarre i virus dal campione e a raggiungere quei pochi microlitri da caricare per eseguire una PCR RTQ? Giusto. Per questo abbiamo una serie di progetti davvero entusiasmanti legati alle tecnologie per cercare di farlo in modo portabile, efficiente e rapido. Abbiamo due progetti davvero interessanti. Uno di questi è quello dei cosiddetti liquidi magnetici o liquidi ionici magnetici, che sono una sorta di sali idrofobici fusi estremamente stabili a temperatura ambiente. In pratica si tratta di una sorta di olio a cui sono stati chelati ioni metallici che hanno proprietà magnetiche e sono dotati di carica. Grazie a questa carica, è possibile separare e catturare questi virus.

Matthew Moore :
Quindi abbiamo un certo numero di studenti laureati molto promettenti che hanno progetti collegati a questo e che producono catture piuttosto promettenti, tra cui la cattura di oltre il 99% dei virus in una sospensione tampone. Ci stiamo ancora lavorando. È davvero promettente perché quando si ottiene una cattura superiore al 30% è davvero entusiasmante. Ma la maggior parte di questo lavoro è stato svolto in tampone. Quindi abbiamo ancora alcuni risultati iniziali promettenti in matrici complesse. Il problema della cattura basata sulla carica. Come ho detto, questi virus si comportano quasi come semplici proteine in soluzione. In base al PI del capside virale, tendono a essere carichi negativamente in una soluzione neutra.

Matthew Moore :
Quindi, se avete qualcosa di carico positivamente, potete provare a tirarlo fuori dalla soluzione con una carica. Il problema di un metodo del genere è che non è specifico, in quanto non è mirato solo ai norovirus. Se avete qualcosa che è caricato positivamente e che tirerà fuori un mucchio di altre cose negative, potreste anche concentrare un mucchio di altre schifezze dal cibo che inibiranno la vostra tecnica di rilevamento a valle. Per questo motivo abbiamo ottenuto risultati inizialmente promettenti, anche se si tratta di un metodo basato sulla carica, ma vogliamo continuare. Esiste un'altra variante di liquido magnetico, chiamata solvente eutettico profondo. Non sono un chimico abbastanza bravo, quindi collaboriamo con un chimico dell'Iowa State che li sintetizza e può approfondire le sfumature. Ma c'è anche un altro tipo di solvente idrofobico aggiuntivo che è estremamente stabile. Ma il modo in cui viene sintetizzato è molto più scalabile, oltre che ecologico in termini di coinvolgimento di estratti vegetali e cose del genere.

Matthew Moore :
E queste sono le cose che facciamo con i liquidi magnetici. Abbiamo un'idea davvero interessante su cui abbiamo avviato un progetto entusiasmante e che stiamo cercando di portare avanti, ovvero il concetto di utilizzare batteri non patogeni per cercare di catturare ed estrarre questi virus dai campioni in modo specifico. Tradizionalmente, per la cattura specifica si fa una cosa chiamata separazione immunomagnetica, in cui si prendono delle microsfere magnetiche e le si ricopre con un anticorpo che lega il bersaglio. In questo caso, si tratta di norovirus. Ma, come si può immaginare, potrebbero esserci delle difficoltà a scalare questo metodo. E poi potrebbero esserci dei costi intrinseci al rivestimento di una microsfera magnetica con anticorpi. Abbiamo quindi pensato di sostituire le microsfere magnetiche con batteri che presentano peptidi che legano il virus sulla loro superficie. In teoria, infatti, è possibile disporre di batteri del diametro di un micron o più, che possono esprimere in modo inducibile un peptide sulla loro superficie e farli crescere nella quantità necessaria per poi centrifugarli, conservarli e utilizzarli quando lo si ritiene opportuno. Siamo quindi molto entusiasti di questa soluzione perché rappresenta un'opzione potenzialmente scalabile e a basso costo per catturare ed estrarre il virus dalla soluzione. Quindi stiamo solo...

Matthew Moore :
Abbiamo un progetto in cui stiamo cercando di ingegnerizzare l'E. Coli per presentare peptidi che in precedenza sono stati in grado di legare il norovirus sulla superficie dei batteri per catturarlo ed estrarlo da, qualunque sia la vostra eluizione, saccheggiare qualcosa, produrre o qualcosa del genere. Queste sono le tecnologie di concentrazione di cui disponiamo. Penso che ci sia ancora molto da fare in questo campo e che ci sia ancora molto lavoro da fare con altre tecnologie che altri gruppi stanno facendo. A questo si aggiunge una serie di progetti che ci entusiasmano molto nell'ambito del rilevamento a valle. Supponiamo che abbiate già effettuato la fase di concentrazione e che abbiate estratto l'acido nucleico di cui avete bisogno, riducendo il volume, e che abbiate la capsula, in un volume più concentrato e più piccolo. Abbiamo una serie di collaborazioni davvero entusiasmanti con diversi laboratori che hanno sviluppato una bioingegneria davvero interessante di diverse piattaforme di rilevamento, alcune delle quali sono microfluidiche. Direi che una delle collaborazioni più fruttuose che abbiamo qui è quella con un altro laboratorio del dipartimento di chimica dell'Università del Massachusetts.

Matthew Moore :
È il laboratorio di Min Chen, una ricercatrice che si concentra su un sottoinsieme di tipi specifici di nanopori che riteniamo possano essere molto promettenti per individuare i norovirus e potenzialmente altri agenti patogeni di origine alimentare. In particolare, il nanoporo su cui abbiamo lavorato si chiama OPG, outer membrane protein g. Si tratta di una porina sulla superficie dell'E. Coli che trasporta saccaridi e cose del genere. Il laboratorio della Chen l'ha esaminata e studiata per una serie di potenziali applicazioni, tra cui la ricerca di potenziali biomarcatori. Quando la maggior parte delle persone sente parlare di sequenziamento a nanopori, pensa a una tecnologia molto specifica, il minion, che è davvero molto interessante. Si tratta di una tecnologia di sequenziamento del DNA o dell'RNA davvero portatile, che si collega semplicemente al computer portatile. È grande come una barretta di cioccolato e si può andare via.

Matthew Moore:
Sequenziamento. Questo è un po' un tipo di nanoporo, ma ci sono molti tipi diversi di nanopori biologici che possono essere usati in diverse applicazioni. L'OMP G è diverso da questo in quanto non si carica l'acido nucleico per sequenziarlo. In realtà si clona qualcosa sotto la superficie di questo nanoporo e poi il bersaglio interagisce con l'esterno o entra nel poro, interagisce con il nanoporo e interrompe la corrente attraverso il poro. Il modo in cui funziona è che c'è una membrana e questo poro forma un poro nella membrana e c'è uno ione, una corrente ionica che attraversa la membrana e quando qualcosa interagisce con il poro, interrompe la corrente ionica. La natura della proteina G OMP è molto dinamica. Ha una serie di anse flessibili sulla sua superficie che si possono ingegnerizzare per creare peptidi che legano ciò che si desidera. Queste anse sono molto, molto dinamiche e si muovono molto.

Matthew Moore :
E crea questo segnale di corrente elettrica molto, molto rumoroso. Quindi, quando viene interrotto, si può creare una sorta di segnale di impronta digitale. Quindi ci siamo chiesti se fosse possibile usare questo segnale per rilevare le impronte digitali dei norovirus o per sottotipizzarli. E questa è una possibilità che riteniamo davvero entusiasmante per la salute pubblica e per l'identificazione dei focolai, perché se, come sapete, la sottotipizzazione è la chiave, soprattutto per gli agenti patogeni molto diffusi e diversi, per poter identificare i focolai e attribuire la direzione della trasmissione di un agente, come ad esempio il modo in cui è coinvolto il cibo. Di solito è necessario ottenere qualcosa di più di un semplice "Ehi, abbiamo trovato la normalità". E questo, e abbiamo questo gruppo di persone che hanno il norovirus. Di solito è necessario ottenere un po' più di sottotipizzazione per capire meglio qual è la potenziale causa probabile di quel focolaio, e se c'è un gruppo di focolai di persone che hanno questo sottotipo molto simile. Siamo davvero entusiasti di questo. Abbiamo utilizzato un modello perché è ancora in fase di elaborazione, abbiamo risolto molte difficoltà con il sistema. Speriamo di poter procedere con l'applicazione per il norovirus, ma stavamo usando un modello che aveva come bersaglio gli anticorpi e siamo stati in grado di sottotipizzare anche anticorpi molto simili tra loro e di creare e ottenere un segnale molto specifico per ogni tipo di sottoclasse di anticorpi che abbiamo usato monoclonalmente, così come siamo stati in grado di individuare diverse firme di anticorpi all'interno di una miscela di anticorpi policlonali.

Matthew Moore :
E un'altra cosa importante è che è stato in grado di funzionare in una miscela molto complessa in cui abbiamo inondato il sistema con molte proteine competitive sotto forma di sieroalbumina bovina, ed è stato in grado di rilevare ancora quella firma, così come miscele di firme. Si tratta quindi di una collaborazione molto promettente con il laboratorio di chimica di Min Chen, e abbiamo una serie di altre potenziali direzioni con altri nanopori, che pensiamo possano essere molto interessanti per l'agricoltura. Una delle altre tecnologie di rilevamento che abbiamo è una collaborazione internazionale davvero entusiasmante. Sono molto orgoglioso di aver avuto l'opportunità di ottenere dall'USDA una delle prime sovvenzioni per partenariati internazionali che mi sono state concesse. Mi è capitato di guardare quel primo anno in cui l'hanno aperto alle persone internazionali in un programma molto interessante dell'USDA relativo alle nanotecnologie. Abbiamo collaborato con questo fantastico gruppo di ingegneri dell'Università di Newcastle, che stavano realizzando una sorta di tecnologia di nuova generazione per i polimeri a impronta molecolare. Hanno una tecnologia chiamata nanoparticelle di polimeri a impronta molecolare. I polimeri a impronta molecolare sono una tecnologia che esiste da molto tempo.

Matthew Moore :
Il concetto è essenzialmente quello di prendere un diverso sottoinsieme di monomeri e poi aggiungere un agente che li fonde insieme, in modo da formare una sorta di stampo di gelatina intorno al bersaglio e creare un'impronta caratteristica del bersaglio, per poi eluire lo stampo e lasciare lì l'impronta del bersaglio, che si legherà a quest'ultimo. In generale sono estremamente stabili e si possono incorporare in diversi sistemi di rilevamento a valle. Il problema, o la tradizionale botta e risposta, si chiama MIP. MIP. La tecnologia MIP tradizionale era che non avrebbe funzionato al meglio contro i bersagli più piccoli. Ovviamente, a noi interessano i virus, che sono piuttosto piccoli. Ma una delle cose più interessanti a cui ha lavorato questo gruppo di Newcastle, il gruppo che era a Newcastle e che ora è all'Università di Manchester, è stato prendere questa tecnologia MIP e creare nanoparticelle. E quando si creano nanoparticelle con questa tecnologia, essa consente di ottenere risultati davvero eccellenti contro questi bersagli più piccoli.

Matthew Moore :
E stiamo ancora lavorando a un progetto che prevede l'uso di questi strumenti. Le chiamano nanomip. Si tratta di nanoparticelle ad impronta molecolare che interagiscono con la proteina capsit del norovirus umano. Abbiamo quindi valutato una serie di cose al loro interno. È stato davvero entusiasmante perché abbiamo scoperto che per creare queste nanomips non è necessario un capside virale molto, molto grande e completamente assemblato per poterle generare. Si può semplicemente creare un piccolo peptide, credo di dieci aminoacidi, e usarlo come esca o bersaglio per svilupparli e ottenere comunque un legame con l'intero capside assemblato, nonché una reattività incrociata tra diversi genogruppi di norovirus, il che è stato davvero entusiasmante. Una delle sfide con i norovirus umani è che sono estremamente diversi tra loro e quindi hanno una grande varietà di strutture sul loro capside. Quindi si può immaginare che se si cerca di creare qualcosa che sia in grado di legare, potrebbe essere in grado di legare solo una sorta di sottogruppo di norovirus quando, se si è interessati alla rilevazione, si vuole essere in grado di legare tutto, giusto, in teoria, per, sai, fare una diagnosi.

Matthew Moore :
In effetti abbiamo riscontrato una buona reattività incrociata e stiamo ancora cercando di capire come questa tecnologia si comporta nei confronti dei diversi gradi di parentela di questi virus. Questo è davvero entusiasmante, perché l'intero lavoro con i virus senza involucro con questa tecnologia nanomip e la sua potenziale selettività non è stata ancora approfondita, così come l'influenza delle dimensioni del bersaglio quando lo si crea. Si tratta quindi di un progetto davvero entusiasmante. Oltre alla concentrazione e al rilevamento, abbiamo anche una serie di progetti molto interessanti legati al controllo delle malattie di origine alimentare. Alcuni di questi progetti sono stati frutto di proficue collaborazioni con la mia collega del dipartimento, Amanda Kinchla. Un esempio di ciò è un interessante tipo di ricerca, un progetto di estensione o un insieme di progetti che abbiamo in relazione alla potenziale errata applicazione dei disinfettanti contro questi virus. Una delle altre sfide legate ai norovirus umani è che, se non vengono applicati correttamente, molti disinfettanti potrebbero non essere efficaci contro questi virus. Infatti, se ci pensiamo bene, molte persone quando applicano i disinfettanti potrebbero non pulire prima della disinfezione o non lasciare un tempo di contatto adeguato.

Matthew Moore :
E quindi abbiamo un'ipotesi che stiamo esplorando e che un altro laboratorio, in realtà, in Giappone, ha già fatto con alcuni disinfettanti. E un surrogato è che se si hanno questi trattamenti potenzialmente non del tutto efficaci di un pool di una concentrazione relativamente alta di virus che si deposita su una superficie e alcuni sopravvivono, questo potrebbe potenzialmente servire come una pressione di selezione? Sappiamo che questi virus sono piuttosto diffusi. Sappiamo che si trasmettono a livello ambientale, da persona a persona e attraverso gli alimenti. Quindi, se le persone non uccidono costantemente questi virus, potenzialmente si sta applicando qualcosa chiamato trattamento subfatale e potenzialmente, poiché è così diffuso, si ha una potenziale trasmissione seriale di questi trattamenti subfatali. Stiamo quindi cercando di capire se questi trattamenti subfatali di determinate formulazioni di disinfettanti possano potenzialmente sviluppare varianti del virus che sono effettivamente più resistenti o significativamente più resistenti ai disinfettanti che vengono applicati. Quali sono i modi per far sì che applichino meglio i disinfettanti? Abbiamo quindi una serie di progetti di ricerca e divulgazione finanziati dall'USDA e una borsa di studio. Ho una studentessa, Christina Allingham, che ha ricevuto una borsa di studio per questo. Nel nostro laboratorio c'è anche una nuova studentessa di dottorato, Julia Fukuba, che ci sta lavorando, oltre a Brittany Gold, una nuova studentessa di master. Per quanto riguarda il lavoro di concentrazione, si è già laureato e si trova all'NIH.

Matthew Moore :
Ma Anand Cernitti ha fatto molto del lavoro di concentrazione batterica che stiamo facendo, così come Minji Kim, che ora è un postdoc nel mio laboratorio. Minji sta lavorando per riprendere parte del lavoro sulla concentrazione batterica, oltre a essere la persona principale che ha supervisionato il lavoro sui nanopori che ho appena menzionato con il nanoporo OG. È una persona molto esperta in termini di ingegneria dei nanopori e cose del genere. Attualmente sta formando sia Catherine Wu sulla concentrazione batterica sia Shuang Yu, che si occuperà di altri lavori sui nanopori. Sono entrambi studenti di master. Per quanto riguarda i liquidi magnetici, Sloan Stouffer è un'altra dottoranda, ma tra qualche mese dovremo trasferirla perché dovrà presentare la domanda. Ma oltre a Christina ha ricevuto una borsa di studio NEFA dell'USDA per continuare il lavoro sui liquidi magnetici ionici di cui ho parlato. Ha ottenuto risultati molto promettenti sull'uso di questi liquidi, non solo per concentrare il virus dagli alimenti, ma anche per fare un'operazione "all in one", in un'unica soluzione, catturando il virus per concentrarlo, poi lisciando la capsula e ricatturando l'rna in modo da poter fare un'amplificazione portatile a valle dell'rna.

Matthew Moore :
Ha fatto un ottimo lavoro e sta formando Chan Wan Zhu, che subentrerà come dottorando in autunno per continuare il lavoro sui liquidi magnetici, e Lily Syott, che prima ho citato l'IAFP, l'Associazione Internazionale per la Protezione degli Alimenti. Sono orgoglioso di dire che le è stata assegnata una borsa di studio per i viaggi degli studenti per presentare alcuni dei lavori davvero interessanti che ha svolto nel nostro laboratorio con il solvente dputettico magneticamente citato. Quindi, sì, abbiamo molti studenti davvero in gamba che svolgono un lavoro davvero interessante. In realtà non sono io. Mi prendo solo il merito, anche se sono loro a fare tutto il lavoro. Quindi, sì, mi dispiace tornare alla disinfezione. Questo è solo uno degli altri progetti di disinfezione. E poi l'ultima cosa che ci interessa, ma onestamente non abbiamo avuto successo in termini di finanziamenti, è capire l'influenza del microbiota intestinale sull'infezione virale, sull'infezione norovirale, e potenzialmente creare nuovi modelli animali per questa infezione o per lo studio di questo virus, anche se, detto questo, in termini di progressi, come trovare modelli per i norovirus umani o per i norovirus in generale, è un'area davvero eccitante.

Matthew Moore :
E ci sono state una serie di scoperte davvero, davvero grandi in termini di comprensione dell'influenza del microbiota sull'infezione umana da norovirus. Circa dieci anni fa, inoltre, diversi laboratori in tutto il Paese hanno stabilito che alcuni di questi virus enterici possono essere influenzati dai batteri presenti nel nostro intestino in termini di capacità di infettare. Un gruppo è riuscito a dimostrare che anche i norovirus umani sembrano essere influenzati e potenzialmente aiutati da alcuni batteri presenti nell'intestino. Si tratta di un'area di ricerca ancora in evoluzione, che ci interessa molto e su cui abbiamo letto molto. Non sono stato bravo a richiedere sovvenzioni per queste aree, ma è davvero qualcosa che ci interessa e ci entusiasma. Abbiamo un progetto davvero molto interessante con Yanhua Park del dipartimento di Scienze dell'alimentazione, il cui ufficio è letteralmente il muro che vedete dietro di me, che svolge un lavoro davvero molto interessante con sistemi modello animali non vertebrati. Con lei abbiamo un progetto davvero entusiasmante per trovare un modello vertebrato non grasso di norovirus davvero molto valido. Direi che ne esiste già uno molto valido con il pesce zebra che è stato creato nel 2018, credo.

Matthew Moore :
Ma ne abbiamo un altro che ha un animale diverso, che può anche darci informazioni aggiuntive per integrare ciò che i ricercatori sono riusciti a scoprire con lo zebrafish.

Zachary Cartwright :
Beh, sono impressionato dal numero di progetti in corso ed è incredibile quante tecnologie o approcci diversi si possano adottare per cercare di rilevare la stessa cosa. Anche se il vostro laboratorio si sta concentrando su questo sottoinsieme, potrebbero esserci molti altri progetti nei laboratori che stanno cercando di fare qualcos'altro. Volevo allontanarmi un po' dal rilevamento e chiederle se pensa che il cambiamento climatico abbia un impatto anche sulla prevalenza e sulla diffusione dei virus di origine alimentare, in base alle sue ricerche o a ciò che ha visto durante i suoi studi e il suo lavoro.

Matthew Moore :
Con l'industria, questa è davvero un'ottima domanda. Onestamente dovrei prendermi un po' di tempo per pensarci in termini di trasmissione di questi virus, almeno dei norovirus umani, sospetterei che ci possa essere un'influenza indiretta di questo, certamente con i batteri. E poi c'è anche una cosa che ci interessa, quel nanomio che ho citato nel progetto, a differenza del quale non è un virus, ma ci sono cose chiamate micotossine. Si tratta di potenziali metaboliti secondari che i funghi, quando crescono su determinati alimenti, producono e che possono potenzialmente causare malattie croniche, oltre che acute, alle persone. Penso che il cambiamento climatico, in particolare, sia un aspetto a cui il nostro laboratorio è molto interessato. Quindi, credo che nel prossimo decennio le micotossine saranno un argomento che continuerà a essere presente nel radar della gente. Data l'interconnessione, la crescente e continua interconnessione del nostro globo, nonché i cambiamenti climatici che influenzeranno potenzialmente la contaminazione da micotossine, oltre alla sfida intrinseca di rilevare una minaccia alla sicurezza alimentare che è cronica. Non si tratta necessariamente di una situazione in cui qualcuno ha avuto la diarrea, o questo gruppo di persone ha avuto la diarrea, è andato in ospedale e ora abbiamo questi campioni, giusto? Se si tratta di qualcosa di cronico, che potenzialmente può causare il cancro al fegato di qualcuno, è molto più difficile da identificare, soprattutto se si tratta di alimenti importati che possono contenere micotossine.

Matthew Moore :
Questa è una nota a margine. Penso che il cambiamento climatico in particolare, le micotossine sono uno dei fattori che potrebbero essere influenzati. E in termini di rilevamento, il problema è simile: non è possibile coltivarle, giusto? Si può potenzialmente coltivare il fungo d'origine, ma se il fungo d'origine è morto e c'è già un mucchio di micotossina, il cibo, non è molto utile in termini di virus, penso che in particolare il clima potrebbe influenzare l'umidità, che sappiamo avere un effetto sulla persistenza virale. Ma penso anche che il fatto che continuerà, le sfide, questo stresserà il sistema di produzione agricola e la necessità di continuare a importare alimenti, così come la lavorazione potenzialmente migliorata degli alimenti con la messa a mano o cose del genere. Potrebbe verificarsi una maggiore trasmissione di virus, ma questa è un'ottima domanda e avrei bisogno di più tempo per pensarci e capire che tipo di effetto avrebbe. Ma di sicuro avrà un impatto drammatico sul nostro sistema alimentare, probabilmente non in meglio in termini di sicurezza alimentare e di tutta una serie di altre cose.

Zachary Cartwright :
E per concludere, quali sono secondo lei le principali misure preventive che l'industria alimentare può adottare per ridurre al minimo il rischio di contaminazione virale?

Matthew Moore:
Penso che gran parte del problema, anche se facciamo molto lavoro al banco, possa essere anche umano. In particolare, i congedi retribuiti per malattia dei dipendenti sono importanti, soprattutto per i norovirus umani, perché gli esseri umani sono almeno l'unico serbatoio conosciuto di questi virus. Quindi la trasmissione avviene principalmente attraverso gli esseri umani che manipolano il cibo o lo manipolano. E se sono ammalati e diffondono il virus, ma cercano di resistere perché non hanno permessi retribuiti per malattia, questo diventa un problema. Giusto. Continuare a sviluppare e monitorare l'acqua e forse identificare migliori indicatori di norovirus umano, di potenziale contaminazione fecale da norovirus. Abbiamo molti buoni indicatori per la contaminazione batteriofecale, ma per il norovirus c'è ancora un'area di ricerca attiva. Quindi la sorveglianza pubblica è una chiave importante.

Matthew Moore :
E poi migliorare il comportamento dei dipendenti in termini di disinfezione. E infine, soprattutto per il lavoro che svolge il nostro laboratorio, essere in grado di rilevarli in modo molto semplice, trasportabile e rapido, sia negli alimenti che nell'ambiente, oltre a disporre di una sorta di tecnica di screening per i dipendenti che potrebbero maneggiare gli alimenti, al fine di prevenirli. Ma è la principale causa di malattie di origine alimentare e ha così tante proprietà che la rendono così diffusa. Non sono certo che sarà una sfida riuscire a controllarla in futuro.

Zachary Cartwright:
E visto che è qui, volevo chiederle perché di recente i media si sono concentrati molto sull'influenza aviaria negli alimenti. Mi chiedevo quali approfondimenti potesse fornire su questo argomento specifico.

Matthew Moore :
Sì, è un'ottima domanda ed è assolutamente comprensibile che, soprattutto dopo quello che abbiamo passato con COVID, ci sia molta preoccupazione. Ed è certamente preoccupante. Ma credo che il rischio per la salute pubblica al momento sia ancora basso, soprattutto perché il passaggio alle mucche e ai mammiferi, il salto di h 5 n 1 ai mammiferi, è certamente preoccupante. Ma non credo che i casi di salto negli esseri umani che abbiamo riscontrato siano preoccupanti in termini di consumatori comuni che vanno a comprare il latte o cose del genere. Penso che si tratti di tenerlo d'occhio, di tenerlo d'occhio con interesse. Fortunatamente, i nostri CDC, FDA, UsdA stanno facendo un ottimo lavoro di monitoraggio e di controllo, perché l'influenza è nota per la sua capacità di evolversi rapidamente. E se la diffusione avviene tra i mammiferi, come le mucche, molto comunemente, potrebbe esserci un salto in avanti. Ma al momento non sembrano esserci mutazioni di questo tipo che possano far pensare a un rischio diffuso per gli esseri umani.

Matthew Moore :
Ora, penso che potrebbe effettivamente spingere, in termini di lavoratori agricoli che potrebbero essere in contatto con le mucche, a prendere in considerazione, soprattutto da parte dei produttori, la possibilità di chiedersi: "Ehi, come gestiremo queste mucche malate? Dovremmo prendere qualche misura in più per cercare di proteggere i lavoratori che sono in costante contatto con queste mucche che potrebbero effettivamente diffondere l'influenza, in particolare se le mucche non sembrano malate, ma potenzialmente la diffondono, il che sarebbe una vera preoccupazione. Penso quindi che i lavoratori agricoli diventeranno un problema in futuro, se continueremo ad assistere alla trasmissione e alla diffusione di focolai tra le mucche, come abbiamo visto diffondersi alcune di queste influenze altamente patogene tra gli uccelli nel mondo. Ma per gli esseri umani, al momento, credo che il rischio per la salute pubblica sia davvero basso, almeno per quanto riguarda l'H5N1 e molti altri virus altamente patogeni.

Zachary Cartwright:
E volevo anche congratularmi con lei per aver vinto il premio "outstanding Young Scientists" in onore di Samuel K. Prescott dell'Institute of Food Technologists. Mi chiedevo che cosa significasse per lei questo premio e che cosa le riserverà il futuro.

Matthew Moore :
Oh, grazie mille per questo. È un onore incredibile. È davvero umiliante. L'IFt è un'organizzazione straordinaria. È l'organizzazione scientifica di cui faccio parte da più tempo. Ed è davvero... Significa molto vincere questo premio da un'organizzazione così fantastica. E poi vedi tutte le persone che l'hanno vinto, ed è come se, non lo so, fosse estremamente umiliante perché penso di non appartenere a questa lista.

Matthew Moore :
Quindi è solo. Significa molto. Non riesco ancora a credere che lo voglia davvero. È una grande organizzazione di cui far parte e spero di poter continuare ad avere successo. Ma ad essere onesti, credo che sia più che altro una testimonianza di quegli studenti che ho appena nominato e che stanno facendo un lavoro davvero fantastico, proponendo idee fantastiche, risolvendo problemi e andando in laboratorio ogni giorno. Sono stato davvero, davvero fortunato ad avere studenti davvero fantastici, oltre a un postdoc e a studiosi in visita che hanno davvero, voglio dire, sono, credo, il motivo per cui ho ricevuto il premio.

Zachary Cartwright :
Beh, ancora congratulazioni. E ora volevo chiederti di consigliarci la tua musica. Cosa ci hai portato oggi? Ho visto la tua nota di prima. Sai, tutti i tipi di musica sono accettabili. Abbiamo avuto un'ampia scelta. Quindi cosa ha portato con sé oggi?

Matthew Moore :
Sì, è decisamente discutibile. Non so se qualcuno possa trarre beneficio dall'ascolto di questo disco, ma in realtà si stanno riunendo per il 25° anniversario di questo album. Consiglio l'album Calculating Infinity dei Dillinger Escape Plan. È molto intenso e abrasivo. Non lo so. Ho gusti discutibili in fatto di musica, quindi vale la pena di ascoltarlo. È davvero coinvolgente e intenso, ma forse non è il genere più orecchiabile e accessibile. Se non siete abituati ad ascoltare.

Zachary Cartwright :
Roba pesante, non c'è problema. Abbiamo ascoltato tutti i tipi di musica, dalla dubstep al metal core, dal jazz all'hip hop. Quindi mi piace vedere cosa piace ascoltare alla gente.

Matthew Moore :
Ok, fantastico.

Zachary Cartwright :
E quale mantra o detto hai portato con te? Qual è qualcosa che usate per portare equilibrio nella vostra vita o magari per motivarvi?

Matthew Moore :
Direi l'empatia. Credo che si cerchi di capire il punto di vista degli altri. In particolare dal punto di vista politico, per la situazione in cui ci troviamo con gli eventi mondiali e per lo stress di essere stati bloccati da una pandemia qualche anno fa. Penso che sia sufficiente cercare di capire gli altri e quello che stanno passando e cercare di mettersi nei panni degli altri. So che è una frase un po' banale e scontata, ma credo che sia qualcosa che io e tutti gli altri potremmo continuare a cercare di migliorare. Quindi lo direi come un mantra.

Zachary Cartwright :
Ottimo. Grazie e apprezziamo molto il suo tempo. Grazie per essere qui. Non vedo l'ora di ascoltare la sua ricerca e di vedere quale sarà il prossimo premio che vincerà. Quindi grazie ancora.

Matthew Moore :
Grazie mille. Le auguro un buon pomeriggio.

Zachary Cartwright :
L'episodio di oggi è sponsorizzato da Aqualab. In questo episodio abbiamo discusso della contaminazione virale degli alimenti. In realtà si sa poco degli effetti dell'acqua sulla resistenza dei virus durante la lavorazione e la conservazione degli alimenti. Ciò significa che nell'ingegneria alimentare è necessario comprendere meglio gli effetti delle proprietà degli alimenti e delle condizioni di conservazione sui virus, compresa l'attività dell'acqua. Il rapporto tra l'acqua e l'inattivazione dei virus patogeni viene approfondito in un articolo contenuto nella descrizione di questo podcast. L'articolo illustra come alcuni fattori quali la disidratazione, le condizioni di bassa umidità relativa e il congelamento stabilizzino i virus. Ma come ci siano ancora molte ricerche da fare. La canzone consigliata oggi è falling flying di Grizz.

Zachary Cartwright :
Questo brano è una traccia vibrante ed edificante che fonde elementi di funk, soul e musica elettronica, creando un inno al benessere. Il brano è caratterizzato da melodie di sassofono firmate Grizz e da un ritmo dinamico, che gli conferiscono un'atmosfera euforica ed energica. Se siete alla ricerca di una canzone che vi sollevi il morale, falling flying è perfetta per iniettare positività nella vostra giornata. Sia che vi stiate allenando, che stiate uscendo con gli amici o che abbiate semplicemente bisogno di una spinta, questo brano vi darà l'energia di cui avete bisogno per sentirvi al settimo cielo. Ascoltatelo. Il link a questo brano è nella descrizione. Per concludere questo episodio, vi proporrò un altro mantra. Sentitevi liberi di dirlo a voi stessi o magari solo nella vostra testa.

Zachary Cartwright :
Qualsiasi cosa vada bene per te. Il mantra di questo episodio è "Amo e rispetto profondamente me stesso". Bene, ci siamo. Tre volte. Amo e rispetto profondamente me stesso. Amo e rispetto profondamente me stesso. Amo e rispetto profondamente me stesso. Mentre tenete a mente questo mantra, vi sfido anche a pensare a dieci cose che amate di voi stessi.

Zachary Cartwright :
E qual è la cosa che ami di più di te stesso? Grazie mille per aver ascoltato questo episodio. Il mio nome è Zachary Cartwright e questo è stato un altro episodio della flebo, offerto da Aqua lab. Rimanete idratati e alla prossima puntata.