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17.08.2015

Unterscheidung von Salmonella Serogruppen per FTIR-Spektroskopie


Salmonellen gehören weltweit zu den häufigsten bakteriellen Infektionserregern bei Mensch und Tier. Zur Aufklärung salmonellenbedingter Krankheitsausbrüche ist die Differenzierung der verschiedenen Salmonellentypen (Serovare) entscheidend. Mithilfe Infrarotspektroskopie wurde eine Unterscheidung auf Serogruppenebene für die in unserer Praxis der Probenanalyse wichtigsten 10 Serogruppen erarbeitet.

Zur Unterscheidung verschiedener Salmonellentypen wird in vielen Laboren die Serotypisierung nach dem weltweit einheitlichen White - Kauffmann - Le Minor Schema durchgeführt. Durch den Nachweis unterschiedlicher Kombinationen von antigenen Zellwand-Polysacchariden und Geißelantigenen (sogenannten O- und H-Phasen) mithilfe von Antiseren wurden bislang über 2500 Serovare in 46 O-Serogruppen definiert.
Als schnelle, einfache und kostengünstige Methode zur Feindifferenzierung von Mikroorganismen auch unterhalb des Artniveaus (verschiedene Serogruppen, Pathogenitätsfaktoren, Impfstämme) wurde die Fourier-Transformations-Infrarot- (FTIR) Spektroskopie bereits erfolgreich etabliert.

Für die in unserer Praxis der Probenanalyse wichtigsten 10 O-Serogruppen wurde eine Unterscheidung per FTIR - Spektroskopie mit Unterstützung durch Künstliche Neuronale Netze (NeuroDeveloper, Fa. Synthon) erarbeitet. Dazu wurden von 290 aus Lebensmitteln oder veterinärmedizinischen Proben isolierten Salmonellen Infrarotspektren erstellt, von denen ein Teil zum Methodenaufbau verwendet wurde, während der andere Teil (das Testset) zur Überprüfung der Klassifizierungsgenauigkeit diente. Anschließend wurden beide Gruppen vertauscht und somit eine Kreuzvalidierung durchgeführt. Im Ergebnis wurden in der Doppelbestimmung 94,0 Prozent der Salmonelleninfrarotspektren als richtig, 2,5 Prozent als fraglich und 3,5 Prozent als falsch zugeordnet. Die Serogruppen D1, D2 und D3 ließen sich nicht voneinander abgrenzen. Einzelne Serogruppen wie E1, F und G1-G2 wurden mit einer Genauigkeit von 100 Prozent identifiziert.

Damit eignet sich die FTIR-Spektroskopie für Salmonellen als schnelle Screening-Methode zur Unterscheidung der wichtigsten O-Antigene. 97 Prozent der am CVUA Stuttgart zwischen 2011 und 2014 aus Lebensmitteln isolierten Salmonella-Isolate (n=101) werden hiermit erfasst. So kann im Zuge unserer Salmonellenidentifizierung eine rasche Differenzierung der wichtigsten O-Serogruppen erfolgen, ohne dass Antiseren bevorratet werden müssen. Die Methode kann zur Abtrennung weiterer O-Serogruppen unkompliziert erweitert werden.

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Quelle: Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart




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