Iedereen kan salmonellavergiftiging krijgen, maar baby's, peuters, vooral ouderen en mensen met immuundeficiënties zijn vatbaar. Voor mensen met een verzwakt immuunsysteem, de gastro-intestinale ziekte kan leiden tot ernstige complicaties. Tot nu toe heeft het enkele dagen geduurd om salmonella in voedsel te detecteren. Een nieuwe snelle test die door Fraunhofer-onderzoekers wordt ontwikkeld, zal de ziektekiemen in minder dan acht uur detecteren.

Aanhoudende diarree, braken, koorts, buikpijn - dit zijn allemaal symptomen van salmonellavergiftiging. Wanneer een persoon besmette dierlijke voedingsproducten consumeert, zoals eieren en producten op basis van eieren (bijv. mayonaise), melk, gevogelte, zeevruchten of rauw vlees, de bacteriën komen in hun maagdarmstelsel en veroorzaken de typische symptomen. Als het gaat om het detecteren van de aanwezigheid van salmonella in dierlijke producten, traditionele microbiologische technieken kunnen tot vier dagen duren. Dit is een groot probleem voor voedselproducenten, die niet zo lang op de resultaten kunnen wachten voordat ze hun goederen verzenden. Dit leidt, steeds weer, tot dure terugroepacties van producten. Aanzienlijk snellere detectiemethoden zijn daarom vereist. Samen met het Duitse laboratorium voor microbiologie en voedselanalyse SELEKTIS GmbH, een team van onderzoekers van het Fraunhofer Instituut voor Celtherapie en Immunologie, Branch Bioanalytics and Bioprocesses IZI-BB in Potsdam ontwikkelt een sneltest die in minder dan acht uur kan bepalen of voedsel besmet is met salmonella. De bedrijfspromotiebanken voor de deelstaten Brandenburg (Investitionsbank des Landes Brandenburg, ILB) en Berlijn (Investitionsbank des Landes Berlin, IBB) sponsoren het project met financiering van het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO).

Verrijkingsproces teruggebracht tot 4-6 uur

Tot nu toe was het verrijken van de bacteriën erg tijdrovend. Verrijking omvat het kweken en vermeerderen van microben, die slechts in beperkte hoeveelheden beschikbaar zijn, een nacht in een vloeibaar kweekmedium, zodat er een voldoende hoog kiemgetal is voor latere detectie. Dit proces duurt ongeveer 18 uur, met nog drie dagen nodig voor de selectieve verrijking en incubatie van de salmonella's in aanvullende vloeibare media, voor het uitstrijken van een bacteriecultuur op agarplaten, en voor de serologische test. Nu zijn de projectpartners erin geslaagd om het aanvankelijk langdurige verrijkingsproces terug te brengen van 18 uur naar tussen de vier en zes uur. Dit is bereikt door een innovatieve techniek om de salmonella's te kweken:"Dit hebben we gedaan door een snelle teelt te creëren met groeiomstandigheden die zijn geoptimaliseerd voor salmonella. Door middel van een innovatief, geoptimaliseerde verrijkingsmethode, we zijn in staat om de concentratie van de bacteriën zodanig te verhogen dat we ze al na enkele uren kunnen detecteren met moleculair biologische methoden. Om dit te doen, het DNA van de salmonella wordt geamplificeerd en automatisch gedetecteerd, iets wat we bereiken door het DNA van de salmonella's te extraheren en ze moleculair-biologisch zo te versterken dat ze na nog eens 30 minuten kunnen worden gedetecteerd. Voor de sneltest we ontwerpen de moleculen die specifiek het DNA van de salmonella detecteren, ", legt Dr. Harald Peter uit. Cruciaal is om in een kort tijdsbestek een zo hoog mogelijke concentratie salmonella-DNA te verkrijgen voor de gevoelige detectie. De onderzoekers kunnen fluorescerende kleurstoffen gebruiken om het gerepliceerde DNA te labelen en het te detecteren met behulp van capture-moleculen.

Geautomatiseerd systeem gepland voor monstervoorbereiding en detectie van pathogenen

Hoewel moleculair biologische detectietechnieken al worden gebruikt in laboratoria, ze worden zelden gebruikt in volledig geautomatiseerde processen - en tot nu toe niet in voedseldiagnostiek. Voor hun project Dr. Peter en zijn team zijn van plan een systeem te ontwikkelen dat automatisch alle procedures uitvoert die handmatig worden uitgevoerd, zoals teelt, verrijking, moleculair biologische replicatie en detectie. In de toekomst, alle benodigde componenten worden geïntegreerd in een compact apparaat - 40 x 40 centimeter groot. Met behulp van enkele speciale moleculair biologische technieken, kunnen de onderzoekers van Fraunhofer IZI-BB bepaalde DNA-zuiveringsstappen overslaan, bijvoorbeeld, waardoor het proces aanzienlijk wordt vereenvoudigd en versneld.

De Duitse wet op de levensmiddelenhygiëne (Lebensmittelhygiene-Verordnung) schrijft voor dat een monster van 25 gram vlees geen enkele salmonellabacterie mag bevatten. Bijgevolg, de nieuwe sneltest moet in staat zijn om binnen zes tot acht uur één enkele bacterie op te sporen. binnen een gemiddelde werkdag. Een andere taak is om de salmonella te onderscheiden van andere micro-organismen, " zegt dr. Peter, de uitdaging schetsen. Een groot voordeel is dat de test ook kan worden toegepast op andere voedselpathogenen. Om dit te doen, de vangstmoleculen hoeven alleen maar te worden aangepast aan andere organismen met behulp van een computer en genendatabases.