Evaluation of immunomagnetic separation coupled with culture and molecular methods for the detection and recovery of Shigella spp. in ready-to-eat salads
本研究は、免疫磁気分離法を培養法および分子生物学的手法と組み合わせることで、高度に汚染された即食用サラダ中のシゲラ属菌（*Shigella* spp.）を効果的に検出・回収できることを実証しており、その成功率は10 CFU/gと比較して100 CFU/gにおいて有意に高く、また、未接種の検体1つにおいて顕著な自然発生が認められた。
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毎日、何百万もの人々が、調理も洗浄も、さらなる準備も必要のないサラダを食べています。これらの即食食品は便利ですが、その安全性は、葉の中に潜んでいるかもしれない目に見えない細菌の世界に完全に依存しています。これらの微生物的な侵入者の中で最も危険なものの一つが、深刻な下痢を引き起こし、汚染された食品を通じて急速に広がる可能性がある「シゲラ（赤痢菌）」と呼ばれる細菌のグループです。これらのサラダは生で食べられるため、存在する細菌は熱によって死滅することはありません。そのため、このような病原体の検出は食品安全における極めて重要な課題となっています。科学者にとっての課題は、これらの野菜が複雑な環境であり、しばめて無害な細菌が充満しており、それが危険な細菌を隠してしまうことです。それは、他の針がたくさん詰まった干し草の中から、たった一本の特定の針を見つけ出そうとするようなものです。これを解決するために、研究者たちは、ターゲットとなる細菌を混ざり合ったものの中から引き出すツールを開発してきましたが、食品の中にすでに他の生命が存在する場合に、どの方法が最も効果的に機能するかは依然として不明なままです。
ベネズエラの科学者チームは、これら厄介なサラダ環境の中でシゲラを見つけ出すために設計された、特定の技術の組み合わせをテストすることに着手しました。彼らは、免疫磁気分離と呼ばれる手法に焦点を当てました。これは、抗体（特定のシゲラ細菌だけを捕まえるように設計された特殊なフックとして機能するタンパク質）でコーティングされた小さな磁性ビーズを使用するものです。細菌がこれらの磁性ビーズに捕らえられると、磁石を使ってそれらを残りのサラダ混合物から引き離し、検出しやすくするために濃縮することができます。研究者たちは、この磁気フックが、磁気ステップの前に細菌を増殖させるために使用される2種類の異なる液体バス（培養液）と組み合わせた場合に、より効果的に機能するかどうか、また、細菌を培養して確認する場合と、細菌の遺伝コードを読み取る分子生物学的テストを使用して確認する場合のどちらがより効果的であるかを確認したいと考えました。
このテストを実施するために、チームは地元のスーパーマーケットから45パックの市販の即食サラダを購入しました。彼らは、これらのサラダの一部を取り出し、既知の数のシゲラ細菌を意図的に添加することで、制御された実験を作成しました。これにより、細菌が非常に少ないグループと、より多いグループの2つを作成しました。また、自然な汚染を見つけるために、細菌を一切添加していないサラダの部分も用意しました。科学者たちは、プロセスの一段階目として、サンプルを2つのグループに分けました。半分は、すべての細菌が増殖できるように設計された穏やかで非選択的な液体培地に置かれ、もう半分は、多くの非ターゲット細菌の増殖を阻止することを目的とした、より過酷な別の培地に置かれました。これらの液体中で細菌を増殖させた後、研究者たちはシゲラを捕獲するために磁性ビーズを適用しました。
磁性ビーズによる作業が完了した後、チームは結果を2つの異なる確認方法に分けました。最初のアプローチでは、捕らえられた細菌を特殊な寒天培地に広げ、識別可能なコロニーとして成長するかどうかを確認しました。第二のアプローチでは、捕らえられた物質を取り出し、細菌を増殖させる必要なくシゲラの特定の遺伝的特徴を探る分子生物学的テストを実行しました。これにより、伝統的な培養法と、より高速で現代的な分子生物学的手法を比較し、最初に使用した液体の種類が結果に違いをもたらすかどうかを確認することができました。
結果は、最初に使用した液体の種類が結果を大きく変えることはないことを明らかにしました。穏やかな培地を使用しても、過酷な培地を使用しても、細菌を見つける能力は統計的に同等でした。しかし、最初に存在していた細菌の量は大きな違いを生みました。サラダのサンプルに高い濃度の細菌が含まれていた場合、文化プレート（培養法）を使用するか分子生物学的テストを使用するかに関わらず、磁気分離法はそれらを検出することに非常に成功しました。初期の細菌量が非常に少なかった場合、この手法は細菌の検出に苦戦しました。このことは、磁性ビーズは強力なツールである一方で、依然として、効果的に捕らえるためには十分な量のターゲット細菌が存在していることに依存していることを示唆しています。
実社会での応用テストにおいて、研究者たちは、人工的に汚染されていない元の45パックのサラダに対して、最も優れたパフォーマンスを示した手法を適用しました。テストの結果、45パックのうち1つのパックからシゲラが特定されました。この発見は、商業用の即食サラダの中にこれらの細菌が存在し得ることを裏付けるものです。この単一の検出結果は、サンプル全体のわずかながらも現実的な割合を示しており、消費者に届く前にこれらの病原体を捕らえるための高感度なツールの重要性を強調しています。研究は、磁気分離と分子生物学的テストを組み合わせることが、伝統的な方法と比較して、これらの危険な細菌をスクリーニングするためのより迅速な方法を提供すると結論付けていますが、この技術が非常に少ない数の細菌が存在する場合でも信頼できるものになるには、さらなる改良が必要です。この研究は、磁気フックがサラダという複雑な混乱を整理するための有望なツールであることを示していますが、その成功は、実際に捕らえられるべき細菌が実際にどれくらい存在しているかに大きく左右されることを証明しています。
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