Hurtig test for at påvise salmonella i fødevarer

Alle kan få salmonellaforgiftning, men babyer, småbørn, ældre og mennesker med immundefekter er særligt modtagelige. For mennesker med svækket immunforsvar, mave-tarmsygdommen kan føre til alvorlige komplikationer. Indtil videre har det taget flere dage at opdage salmonella i fødevarer. En ny hurtigtest, der er udviklet af Fraunhofer-forskere, vil opdage bakterierne på mindre end otte timer.

Vedvarende diarré, opkastning, feber, ondt i maven - disse er alle symptomer på salmonellaforgiftning. Når en person indtager inficerede animalske fødevarer såsom æg og ægbaserede produkter (f.eks. mayonnaise), mælk, fjerkræ, fisk og skaldyr eller råt kød, bakterierne kommer ind i deres mave-tarmsystem og udløser de typiske symptomer. Når det kommer til at påvise tilstedeværelsen af ​​salmonella i animalske produkter, traditionelle mikrobiologiske teknikker kan tage op til fire dage. Dette er et stort problem for fødevareproducenter, som ikke kan vente så længe på resultaterne, før de sender deres varer ud. Dette fører, tid og igen, til dyre produkttilbagekaldelser. Der kræves derfor væsentligt hurtigere detektionsmetoder. Sammen med det tyske mikrobiologi- og fødevareanalyselaboratorium SELEKTIS GmbH, et team af forskere fra Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, Branch Bioanalytics and Bioprocesses IZI-BB i Potsdam er ved at udvikle en hurtig test, der er i stand til at afgøre, om fødevarer er forurenet med salmonella på mindre end otte timer. Erhvervsfremmebankerne for forbundsstaterne Brandenburg (Investitionsbank des Landes Brandenburg, ILB) og Berlin (Investitionsbank des Landes Berlin, IBB) sponsorerer projektet med finansiering fra Den Europæiske Fond for Regionaludvikling (ERDF).

Berigelsesproces reduceret til 4-6 timer

Indtil nu har det været meget tidskrævende at berige bakterierne. Berigelse involverer dyrkning og formering af mikrober, som kun er tilgængelige i begrænsede mængder, i et flydende dyrkningsmedium natten over, så der er et tilstrækkeligt højt bakterietal til efterfølgende påvisning. Denne proces varer omkring 18 timer, med tre yderligere dage nødvendige til selektiv berigelse og inkubation af salmonellae i yderligere flydende medier til udstrygning af en bakteriekultur på agarplader, og til den serologiske test. Nu har projektpartnerne formået at reducere den indledende langvarige berigelsesproces fra 18 timer til mellem fire og seks timer. Dette blev opnået ved hjælp af en innovativ teknik til at dyrke salmonellaerne:"Det gjorde vi ved at skabe en hurtig kultur med vækstbetingelser optimeret til salmonella. Ved hjælp af en innovativ, optimeret berigelsesmetode, vi er i stand til at øge koncentrationen af ​​bakterierne i en sådan grad, at vi kan påvise dem ved hjælp af molekylærbiologiske metoder allerede efter få timer. At gøre dette, salmonellaernes DNA amplificeres og detekteres automatisk, noget vi opnår ved at udtrække salmonellaernes DNA og amplificere dem ad molekylærbiologiske midler i en sådan grad, at de kan påvises efter yderligere 30 minutter. Til den hurtige test, vi designer de molekyler, der specifikt detekterer salmonellaernes DNA, " forklarer Dr. Harald Peter. Det afgørende er at opnå en så høj koncentration som muligt af salmonella-DNA inden for en kort tidsramme for den følsomme påvisning. Forskerne kan bruge fluorescerende farvestoffer til at mærke det replikerede DNA og detektere det ved hjælp af indfangningsmolekyler.

Automatiseret system planlagt til prøveforberedelse og patogendetektion

Selvom molekylærbiologiske detektionsteknikker allerede bruges i laboratorier, de er sjældent ansat i fuldautomatiske processer - og indtil nu ikke i fødevarediagnostik. Til deres projekt, Dr. Peter og hans team planlægger at udvikle et system, der automatisk udfører alle procedurer, der udføres manuelt, såsom dyrkning, berigelse, molekylærbiologisk replikation og detektion. I fremtiden, alle de nødvendige komponenter vil blive integreret i en kompakt enhed - 40 x 40 centimeter i størrelse. Ved at bruge nogle specielle molekylærbiologiske teknikker, forskerne ved Fraunhofer IZI-BB kan springe visse DNA-oprensningstrin over, for eksempel, dermed væsentligt forenklet og fremskyndet processen.

Den tyske lov om fødevarehygiejne (Lebensmittelhygiene-Verordnung) foreskriver, at en prøve på 25 gram kød ikke må indeholde en eneste salmonellabakterie. Følgelig, den nye hurtige test skal være i stand til at detektere en enkelt bakterie inden for seks til otte timer – dvs. inden for en gennemsnitlig arbejdsdag. En yderligere opgave er at skelne salmonellaerne fra andre mikroorganismer, " siger Dr. Peter, skitsere udfordringen. En stor fordel er, at testen også kan anvendes på andre fødevarepatogener. At gøre dette, indfangningsmolekylerne skal blot tilpasses andre organismer ved hjælp af en computer og gendatabaser.