Der Lebensmittelforscher Xiangyu Deng von der University of Georgia hat ein System entwickelt, der Subtypen von Lebensmittel-Pathogenen in einem Bruchteil der Zeit identifizieren kann, die traditionelle Methoden dafür gebraucht hatten. Schnelle Erkennung der Krankheitserreger und ihres Fingerabdruckes kann Leben retten, indem sie es ermöglichen lebensmittelbedingte Krankheitsausbrüche und ihre Opfer schneller zu finden und zu behandeln.
"Wenn es zum Ausbruch kommt, ist die Zeit ein wichtiger Faktor. Wenn man einen Erreger in Lebensmittel findet, müssen wir den Subtyp, also den Fingerabdruck, bestimmen," sagt Deng in einer Veröffentlichung der Universität. "Diesen Prozess müssen wir so schnell wie möglich durchführen.
Deng ist Dozent für Lebensmittel-Mikrobiologie am UGA Center for Food Safety in Griffin. Seine Arbeit wurde in der Februar-Ausgabe des Applied and Environmental Microbiology veröffentlicht, einem führenden Magazin des Feldes.
Die Erkennung und Typisierung eines Erregers waren bisher separate Prozesse, aber Deng hat die zwei Schritte nun mit "Metagenomica Analysis" kombiniert.
"Um die Verbreitung eines Erregers zu vermeiden, muss man zunächst feststellen um welchen Erreger es sich handelt, indem man die DNA-Signatur untersucht," sagt Deng. "Manchmal hat man nur einige wenige Zellen des Erregers in einer Lebensmittelprobe, nur einen kleinen Bruchteil der auf dem Essen residenten mikrobiellen Populationen. Man könnte die gesamte Probe Sequenzieren um das enthaltene Pathogen zu identifizieren, aber das würde einem nicht genug Pathogen-DNA-Signal für eine Identifikation geben."
Traditionell wird das Pathogen durch den Anbau von Kulturen von der Lebensmittelprobe getrennt; das dauert 24 bis 48 Stunden. Um den Prozess zu beschleunigen, fügten die Forscher in Dengs Labor der Probe winzig kleine magnetische Perlen hinzu, welche mit Antikörpern überzogen sind, die dann wiederum die Pathogenzellen herausziehen. Dann verstärken sie die DNA des 'gefangenen' Pathogen, sodass sie genug DNA zum Sequenzieren zu Verfügung haben.
"Indem man ein neues, sehr kleines Gerät zum Sequenzieren nutzt, nur auf der Größe eines USB-Sticks, kann man die Daten in Echtzeit aufnehmen," sagt Deng. Das kleine Gerät generiert genug Daten um das Pathogen in nur 90 Minuten festzustellen und zu Typisieren.
Deng testete den neuen Prozess an roher Hähnchenbrust, Salat und schwarzem Pfeffer, die mit Salmonellen infiziert wurden. Außerdem nahm er Proben von Hähnchenteilen im Einzelhandel, die mit verschiedenen Serotypen von Salmonellen infiziert waren. In einem Fall wurde innerhalb von 24 Stunden eine kleine Menge Salmonellen auf einer Salat-Probe festgestellt und typisiert. Mit der gängigen Methode würde der Prozess in der Regen zwei Wochen dauern.
Das Center for Disease Control and Prevention schätzt, dass jährlich eine Millionen Krankheitsfälle und 380 Tode in den U.S.A. mit nicht-typhösen Salmonellen aus Lebensmitteln zusammenhängen.
Die pathogenen Bakterien zu identifizieren bevor das Produkt auf den Markt kommt, kann die Anzahl der Menschen die an Lebensmittelvergiftungen leiden verringern, sagt Francisco Diez, Direktor des Lebensmittelsicherheitszentrums und Experte für enterohepatisches E. coli.
"Unser Zentrum führt hochmoderne Forschungen durch, die letztendlich den Konsumenten schützen sollen," sagt er. "Die Art der Untersuchungen die unsere Einrichtung durchführt können genutzt werden um Kontamination in der Lebensmittelindustrie zu vermeiden."