Evaluation of immunomagnetic separation coupled with culture and molecular methods for the detection and recovery of Shigella spp. in ready-to-eat salads

Elke dag eten miljoenen mensen salades die geen bereiding met vuur, geen wassen en geen verdere voorbereiding vereisen. Deze kant-en-klare maaltijden zijn handig, maar hun veiligheid hangt volledig af van de onzichtbare wereld van bacteriën die zich in de bladeren kunnen verschuilen. Een van de gevaarlijkste van deze microscopische indringers is een groep bacteriën genaamd Shigella, die ernstige diarree veroorzaakt en zich snel kan verspreiden via besmet voedsel. Omdat deze salades rauw worden gegeten, worden aanwezige bacteriën niet gedood door hitte, wat de detectie van dergelijke pathogenen een cruciale taak maakt voor de voedselveiligheid. De uitdaging voor wetenschappers is dat deze groenten complexe omgevingen zijn, vaak vol met onschadelijke bacteriën die de gevaarlijke kunnen verbergen, vergelijkbaar met het proberen te vinden van een specifieke naald in een hooiberg vol met andere naalden. Om dit op te lossen, hebben onderzoekers hulpmiddelen ontwikkeld om de doelbacteriën uit de mix te trekken, maar het blijft onduidelijk welke methoden het beste werken wanneer het voedsel al vol zit met ander leven.

Een team wetenschappers in Venezuela ging aan de slag om een specifieke combinatie van technieken te testen die ontworpen zijn om Shigella te vinden in deze lastige salade-omgevingen. Ze concentreerden zich op een methode genaamd immunomagnetische scheiding, die gebruikmaakt van minuscule magnetische kraaltjes gecoat met antilichamen—eiwitten die fungeren als gespecialiseerde haken, ontworpen om alleen de Shigella-bacteriën te grijpen. Zodra de bacteriën gevangen worden door deze magnetische kraaltjes, kan een magneet ze wegtrekken uit de rest van het salademengsel, waardoor ze geconcentreerd worden zodat ze gemakkelijker te detecteren zijn. De onderzoekers wilden zien of deze magnetische haak beter werkte wanneer deze werd gecombineerd met twee verschillende soorten vloeibare baden die gebruikt worden om de bacteriën te laten groeien vóór de magnetische stap, en of het effectiever was wanneer ze de bacteriën zochten door ze te kweken op een plaat of door een moleculaire test te gebruiken die hun genetische code leest.

Om deze test uit te voeren, kochten de onderzoekers vijfenveertig verpakkingen met commerciële kant-en-klaar salades van lokale supermarkten. Ze creëerden een gecontroleerd experiment door porties van deze salades te nemen en er doelbewust een bekende hoeveelheid Shigella-bacteriën aan toe te voegen, waardoor ze twee groepen maakten: één met een zeer lage hoeveelheid bacteriën en een andere met een hogere hoeveelheid. Ze hielden ook enkele saladeporties volledig vrij van toegevoegde bacteriën om te zien of de methode natuurlijke besmetting kon vinden. De wetenschappers verdeelden deze monsters in twee groepen voor de eerste stap van het proces. De helft werd in een milde, niet-selectieve vloeibare bouillon geplaatst die alle bacteriën laat groeien, terwijl de andere helft in een andere bouillon ging die strenger is en bedoeld is om veel niet-doelbacteriën te stoppen. Na het laten groeien van de bacteriën in deze vloeistoffen, pasten de onderzoekers de magnetische kraaltjes toe om de Shigella te vangen.

Zodra de magnetische kraaltjes hun werk hadden gedaan, verdeelde het team de resultaten om twee verschillende manieren te testen om de aanwezigheid van de bacteriën te bevestigen. In de eerste aanpak namen ze de gevangen bacteriën en verspreidden deze over speciale agarplaten om te zien of ze zouden uitgroeien tot zichtbare kolonies die geïdentificeerd konden worden. In de tweede aanpak namen ze het gevangen materiaal en voerden ze een moleculaire test uit die zoekt naar de specifieke genetische signatuur van Shigella zonder dat de bacteriën eerst hoeven te groeien. Dit stelde hen in staat om de traditionele kweekmethode te vergelijken met de snellere, moderne moleculaire methode, en om te zien of het type vloeibare bouillon dat aan het begin werd gebruikt een verschil maakte.

De resultaten toonden aan dat het type vloeibare bouillon dat aan het begin werd gebruikt, de uitkomst niet significant veranderde. Of de wetenschappers nu de milde bouillon of de strengere bouillon gebruikten, het vermogen om de bacteriën te vinden was statistisch gezien vergelijkbaar. Echter, de hoeveelheid bacteriën waarmee ze begonnen, maakte een enorm verschil. Wanneer de salade-monsters een hogere concentratie bacteriën bevatten, was de magnetische methode veel succesvoller in het vinden van hen, ongeacht of ze de cultuurplaten of de moleculaire test gebruikten. Wanneer de beginhoeveelheid zeer laag was, had de methode moeite om de bacteriën in veel gevallen te detecteren. Dit suggerend dat hoewel de magnetische kraaltjes een krachtig hulpmiddel zijn, ze nog steeds vertrouwen op het feit dat er genoeg doelbacteriën aanwezig zijn om ze effectief te vangen.

In een test van de praktische toepassing pasten de onderzoekers hun best presterende methode toe op de vijfenveertig oorspronkelijke saladeverpakkingen die niet kunstmatig besmet waren. De test identificeerde succesvol Shigella in één van de vijfenveertig verpakkingen, een bevinding die bevestigt dat de bacteriën inderdaad aanwezig kunnen zijn in commerciële kant-en-klaar salades. Deze enkele detectie, die een kleine maar reële procent van de monsters vertegenwoordigt, benadrukt het belang van gevoelige instrumenten om deze pathogenen te vangen voordat ze de consument bereiken. De studie concludeert dat het combineren van magnetische scheiding met moleculaire testen een snellere manier biedt om voor deze gevaarlijke bacteriën te screenen vergeleken met traditionele methoden, hoewel de techniek nog verfijning nodig heeft om betrouwbaar te worden wanneer de bacteriën in zeer kleine aantallen aanwezig zijn. Het werk demonstreert dat hoewel de magnetische haak een veelbelovend hulpmiddel is om de complexe chaos van een salade op te schonen, het succes ervan sterk afhangt van hoeveel bacteriën er daadwerkelijk zijn om gevangen te worden.