FLANDERS' FOOD RADAR

Toxine producerende bacteriën detecteren via een nieuwe benadering

Onderzoekers constateerden dat bepaalde pigmenthoudende cellen snelle en eenvoudig te detecteren reacties vertonen tegen toxine producerende bacteriën. Opent dit mogelijkheden voor het ontwikkelen van een nieuwe klasse voedselveiligheidstesten?

Pigmentcellen reageren op toxine producerende bacteriën

Aan het Departement Microbiologie van Oregon State University bestudeert men al enkele jaren gepigmenteerde zenuwcellen van de Siamese kempvis. Het bijzondere aan deze cellen is dat ze makkelijk waar te nemen reacties vertonen tegen toxische agentia (herbiciden, fungiciden, toxines,...). Nu blijken deze cellen ook te reageren op de aanwezigheid van toxine producerende voedselpathogene bacteriën.


Pigmenthoudende zenuwcellen

Betta splendens, de Siamese kempvis is één van de bekendste aquariumvissen. Hun kleurenpracht hebben ze te danken aan pigmentkorrelhoudende cellen. Ze bezitten zelfs gepigmenteerde zenuwcellen (erythroforen) die snel van kleur kunnen veranderen door het aanpassen van de distributie van pigmentkorrels in de cellen. De vissen gebruiken deze fysiologische kleurverandering bij gevechtssituaties of als reactie op stress. Het zijn deze erythroforen die de onderzoekers wisten te isoleren uit de vinnen en vervolgens in een celcultuur uit te testen op hun reactie tegen voedselpathogene bacteriën.


Makkelijk waar te nemen reactie De erythroforen vertonen geen reactie tegen niet-pathogene bacteriën (Figuur 1). In aanwezigheid van toxine producerende bacteriën daarentegen bewegen de pigmentkorrels zich ofwel naar het midden van de cellen (aggregatie) ofwel naar de buitenrand (dispersie) van de cellen (Figuur 1).

        
              Niet-pathogeen                    Bacillus cereus                 Clostridium botulinum 

Figuur 1. Pigmenthoudende B. splendens erythrofore cellen reageren verschillend op niet-pathogene (Bacillus subtilis) en pathogene bacteriën. Microscopische opname bij 100x (lengte staafje 100 µm) Aangepaste figuur obv Hutchinson et al., Microbial Biotechnology (2008) 1, 425-431

De reactie valt eenvoudig onder een microscoop waar te nemen (Figuur 1). Met behulp van een digitale camera kan men de reactie ook makkelijk kwantificeren. Hierbij wordt via pixel opmeting de verandering in gepigmenteerde oppervlakte bepaald.

Welke voedselpathogenen kunnen worden gedetecteerd?

De test detecteerde alle geteste voedselpathogene bacteriën, zijnde:

  • Bacillus cereus (Gram-positieve sporevormende voedselpathogeen)
  • Salmonella enteritidis (Gram-negatieve voedselpathogeen)
  • Clostridium perfringens (Gram-positieve sporevormende pathogeen)
  • Clostridium botulinum (Gram-positieve sporevormende pathogeen)

Elk van deze bacteriën bleek daarenboven een uniek reactiebeeld te vertonen. De reactie verliep en stabiliseerde zich snel (5 à 10 min) in het geval van Bacillus cereus, enClostridium perfringens. Terwijl de reactie tegen Salmonella enteritidis zich langzaam (20 min) en deze tegen Clostridium botulinum zich pas na enkele uren stabiliseerde.

Voordelen van deze detectiemethode

  • Het is de toxiciteit die wordt getest/gedetecteerd
  • Algemene test (detectie van verschillende soorten bacteriën en nieuwe varianten mogelijk)
  • Eenvoudig
  • Snel
  • Hoogst relevant (enkel detectie van levende, toxine producerende en dus ziekteverwekkende pathogenen)
  • Complementair aan bestaande methoden (die eerder gericht zijn op het detecteren van de bacterie zelf)

Een nieuwe klasse voedselveiligheidstesten?

De onderzoekers stellen dat ze hierbij een nieuwe technologie ontwikkeld hebben voor detectie en diagnose van voedselpathogenen. Men verwacht dat deze unieke, cel-gebaseerde test snel en accuraat een indicatie kan geven over het toxiciteitspotentieel van een brede waaier bacteriën. Overigens is de Siamese kempvis lang niet de enige die pigmenthoudende cellen bezit. Zo komen mogelijks ook pigmenthoudende cellen van andere vissen, amfibieën, reptielen, kreeftachtigen en inktvissen in aanmerking voor de ontwikkeling van een nieuwe klasse voedselveiligheidstesten.

Nuttige links

Bron

Hutchinson J.R., Dukovcic S.R., Dierksen K.P., Carlyle C.A., Caldwell B.A., Trempy J.E. (2008) Erythrophore cell response to food-associated pathogenic bacteria: implications for detection. Microbial Biotechnology 1, 425-431. Een gratis kopie van dit artikel kan worden aangevraagd bij Flanders’ FOOD.

Nuttige links