Vem som helst kan få salmonellaförgiftning, men bebisar, småbarn, äldre och personer med immunbrist är särskilt känsliga. För personer med nedsatt immunförsvar, mag-tarmsjukdomen kan leda till allvarliga komplikationer. Hittills har det tagit flera dagar att upptäcka salmonella i livsmedel. Ett nytt snabbtest som utvecklas av Fraunhofer-forskare kommer att upptäcka bakterierna på mindre än åtta timmar.

ihållande diarré, kräkningar, feber, ont i magen - alla dessa är symtom på salmonellaförgiftning. När en person konsumerar infekterade animaliska livsmedel som ägg och äggbaserade produkter (t.ex. majonnäs), mjölk, fjäderfän, skaldjur eller rått kött, bakterierna kommer in i deras mag-tarmsystem och utlöser de typiska symtomen. När det gäller att upptäcka förekomsten av salmonella i animaliska produkter, traditionella mikrobiologiska tekniker kan ta upp till fyra dagar. Detta är ett stort problem för livsmedelstillverkare, som inte kan vänta så här länge på resultatet innan de skickar ut sina varor. Detta leder, gång på gång, till dyra produktåterkallelser. Betydligt snabbare detektionsmetoder krävs därför. Tillsammans med det tyska laboratoriet för mikrobiologi och livsmedelsanalys SELEKTIS GmbH, ett team av forskare från Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, Branch Bioanalytics and Bioprocesses IZI-BB i Potsdam utvecklar ett snabbtest som kan avgöra om maten är kontaminerad med salmonella på mindre än åtta timmar. Företagsfrämjande banker för delstaterna Brandenburg (Investitionsbank des Landes Brandenburg, ILB) och Berlin (Investitionsbank des Landes Berlin, IBB) sponsrar projektet med finansiering från Europeiska regionala utvecklingsfonden (ERUF).

Anrikningsprocessen reducerad till 4-6 timmar

Fram till nu har det varit mycket tidskrävande att berika bakterierna. Anrikning innebär att odla och föröka mikrober, som endast finns i begränsade mängder, i ett flytande odlingsmedium över natten, så att det finns ett tillräckligt högt bakterieantal för efterföljande upptäckt. Denna process varar cirka 18 timmar, med ytterligare tre dagar som behövs för selektiv anrikning och inkubation av salmonella i ytterligare flytande media, för strykning av en bakteriekultur på agarplattor, och för det serologiska testet. Nu har projektpartnerna lyckats minska den initiala långa anrikningsprocessen från 18 timmar till mellan fyra och sex timmar. Detta uppnåddes med en innovativ teknik för att odla salmonella:"Vi gjorde detta genom att skapa en snabb odling med tillväxtförhållanden optimerade för salmonella. Med hjälp av en innovativ, optimerad anrikningsmetod, vi kan öka koncentrationen av bakterierna så mycket att vi kan upptäcka dem med molekylärbiologiska metoder redan efter några timmar. Att göra detta, DNA från salmonellaen amplifieras och detekteras automatiskt, något vi uppnår genom att extrahera salmonellaernas DNA och amplifiera dem med molekylärbiologiska medel i en sådan utsträckning att de kan upptäckas efter ytterligare 30 minuter. För snabbtestet, vi designar molekylerna som specifikt detekterar DNA från salmonellaerna, " förklarar Dr. Harald Peter. Vad som är avgörande är att få en så hög koncentration som möjligt av salmonella-DNA inom en kort tidsram för den känsliga detektionen. Forskarna kan använda fluorescerande färgämnen för att märka det replikerade DNA:t och detektera det med hjälp av fångstmolekyler.

Automatiserat system planerat för provberedning och patogendetektion

Även om molekylärbiologiska detektionstekniker redan används i laboratorier, de används sällan i helt automatiserade processer – och hittills inte i livsmedelsdiagnostik. För deras projekt, Dr Peter och hans team planerar att utveckla ett system som automatiskt utför alla procedurer som görs manuellt, såsom odling, berikning, molekylärbiologisk replikation och detektion. I framtiden, alla komponenter som krävs kommer att integreras i en kompakt enhet – 40 x 40 centimeter i storlek. Med hjälp av några speciella molekylärbiologiska tekniker, forskarna vid Fraunhofer IZI-BB kan hoppa över vissa DNA-reningssteg, till exempel, vilket avsevärt förenklar och påskyndar processen.

Den tyska lagen om livsmedelshygien (Lebensmittelhygiene-Verordnung) föreskriver att ett prov på 25 gram kött inte får innehålla en enda salmonellabakterie. Följaktligen, det nya snabbtestet måste kunna upptäcka en enda bakterie inom sex till åtta timmar – det vill säga, inom en genomsnittlig arbetsdag. En ytterligare uppgift är att skilja salmonella från andra mikroorganismer, " säger Dr Peter, beskriver utmaningen. En stor fördel är att testet även kan appliceras på andra livsmedelspatogener. Att göra detta, fångstmolekylerna behöver bara anpassas till andra organismer med hjälp av en dator och gendatabaser.