Nieuwsoverzicht

Huidige artikelen | Categories | Zoek

Nieuwsgolf december 2012

Welke booswichten geven ons diarree? Onderzoek naar toxineproductie door Bacillus cereus, karakterisatie en detectie van de stammen verantwoordelijk voor voedselvergiftiging

Bacillus cereus is een vooraanstaande veroorzaker van diarree. Maar welke toxines of stammen in de voeding zijn hiervoor nu verantwoordelijk? Dat zoekt een consortium van wetenschappers onder coördinatie van ILVO momenteel uit.

Bacillus cereusBacillus cereus is een sporenvormende voedselpathogeen dat een infectie met braakneigingen of diarree kan veroorzaken. Het is een opkomende pathogeen door het veelvuldig gebruik van gebruiksklare of kookklare voeding. Dit project focust op het diarreeveroorzakende type en wil, via specifiek ontwikkelde tools, informatie verzamelen over de meest gevaarlijke stammen en condities (zowel in de voeding als in de menselijke dunne darm). Welke stammen/types, voedseltypes en contaminatieniveaus leveren welk risico op B. cereus diarretische voedselvergiftiging? De bedoeling is om de kennis door te vertalen naar efficiënte(re) beheersmaatregelen in de voedselketen.

We moesten eerst een kwantitatieve LC-MS methode ontwikkelen voor de enterotoxines CytK en Nhe op basis van reinculturen en dunne darmstalen. Vervolgens hebben we het gedrag geïnventariseerd van B. cereus in een simulatiemodel van het humaan gastro-intestinaal stelsel, de SHIME reactor. We onderzochten de groeikinetiek en enterotoxineproductie van psychrotolerante en mesofiele stammen (in vegetatieve en in sporenvorm) in omgevingsomstandigheden van de dunne darm. We brachten de genetische en genomische diversiteit in kaart van een zorgvuldig uitgekozen collectie van diarreeveroorzakende B. cereus stammen. Via retrospectieve analyse, voorspellende modellering en synthese van alle projectgegevens wilden we tenslotte bepalen waar de voor de volksgezondheid gevaarlijke niveaus van contaminatie in voedingsmiddelen lagen.

Het onderzoeksproces heeft onverwachte en meer complexe gegevens opgeleverd dan verwacht. We zijn er wel in geslaagd om een methode op punt te stellen om de enterotoxines Nhe (3 componenten) en CytK, geproduceerd door B. cereus stammen te detecteren. Die is gebaseerd op MALDI-TOF massaspectrometrie. Voor CytK (met 2 varianten) is dit momenteel de enige beschikbare detectiemethode. Er zijn ook merkerpeptides geselecteerd om in toekomstig onderzoek deze twee enterotoxines te kunnen kwantificeren via LC-MS. Wellicht zal deze massaspectrometrische benadering beperkt blijven tot reinculturen.

Vervolgens hebben we wel de goede overleving en zelfs ontkieming van via de voeding toegediende B. cereus sporen in het dunne darmmilieu (of meerbepaald in het dynamisch gastrointestinaal simulatiemodel SHIME) kunnen vaststellen, maar geen verdere uitgroei tot vegetatieve cellen. Die cellen bleken het ook niet te overleven indien zij in die vorm via de voeding werden toegediend, en de productie van enterotoxine gebeurde niet, tijdens de experimentele proeven. We formuleren nu een complexere hypothese, nl. dat er een lokale groei en enterotoxineproductie moet optreden van B. cereus in de nabijheid van mucus en/of intestinaal epitheel van de gastheer. In voorlopige experimenten hebben we immers mucusadhesie door B. cereus stammen zien optreden

Op basis van genetische en genomische gegevens op een uitgebreide stammencollectie (B. cereus stammen met cytK1 en met cytK2 zijn nu onderscheidbaar), en uit retrospectieve analyse van recente voedseluitbraken, hebben we alsnog geen aanwijzingen gevonden voor het bestaan van diarree-pathotypes die zouden kunnen onderscheiden worden a.h.v. een specifiek toxinegen of genetische polymorfismen. Het is momenteel ook niet mogelijk een meer specifiek voedseltype aan te duiden (diarree-uitbraken door B. cereus gebeurden meestal na ‘gemengde maaltijden’). Noch is er meer duidelijkheid over een risicovol contaminatieniveau. Het verhaal rond diarree veroorzaakt door B. cereus blijkt dus complexer dan gedacht, maar er zijn een belangrijk aantal tools ontwikkeld voor verder onderzoek.

Project: Onderzoek naar toxineproductie door Bacillus cereus, karakterisatie en detectie van de stammen verantwoordelijk voor voedselvergiftiging: BACEREUS

Financiering:

  • FOD Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu
  • Contractueel Onderzoek Voedselveiligheid, Sanitair beleid en Dierenwelzijn

Looptijd: 1 november 2009 - 31 oktober 2012

Samenwerking:

  • Prof. dr. ir. Mieke Uyttendaele, UGent, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Vakgroep Voedselveiligheid en -kwaliteit, Laboratorium voor Levensmiddelenmicrobiologie en -conservering (LFMFP)
  • Prof. dr. ir. Tom Van De Wiele , UGent, Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Vakgroep Biochemische en Microbiële Technologie, Laboratorium voor Microbiële Ecologie en Technologie (LabMET)
  • Prof. Dr. Bart Devreese , UGent, Faculteit Wetenschappen, Vakgroep Biochemie en Microbiologie, Laboratorium voor Eiwitbiochemie en Biomoleculaire engineering (L-ProBe)
  • Prof. dr. ir. Jacques Mahillon, Université Catholique de Louvain (UCL), Laboratoire de Microbiologie Alimentaire et Environnementale
  • Dr. Katelijne Dierick, Wetenschappelijk Instituut Volksgezondheid (WIV), Afdeling Bacteriologie

Contact: marc.heyndrickx@ilvo.vlaanderen.be

Meer info:

S. Ceuppens, N. Boon, A. Rajkovic, M. Heyndrickx, T. Van de Wiele and M. Uyttendaele. (2010). Quantification methods for Bacillus cereus vegetative cells and spores in the gastrointestinal environment. Journal of microbiological methods 83: 202-210.

S. Ceuppens, A. Rajkovic , M. Heyndrickx, V. Tsilia, T. Van De Wiele, N. Boon, M. Uyttendaele. 2011. Regulation of toxin production by Bacillus cereus and its food safety implications. Critical Reviews in Microbiology 37: 188-213

S. Ceuppens, T. Van de Wiele, A. Rajkovic, T. Ferrer-Cabaceran, M. Heyndrickx, N. Boon, M. Uyttendaele. 2012. Impact of intestinal microbiota and gastrointestinal conditions on the in vitro survival and growth of Bacillus cereus. International journal of food microbiology 155: 241-246.

S. Ceuppens, M. Uyttendaele, K. Drieskens, M. Heyndrickx, A. Rajkovic, N. Boon, T. Van de Wiele. 2012. Survival and germination of Bacillus cereus spores without outgrowth or enterotoxin production during in vitro simulation of gastrointestinal transit. Applied and Environmental Microbiology 78: 7698-7705.

V. Tsilia, B. Devreese, I. de Baenst, B. Mesuere, A. Rajkovic, M. Uyttendaele, T. Van de Wiele and M. Heyndrickx. 2012. Application of MALDI-TOF mass spectrometry for the detection of enterotoxins produced by pathogenic strains of the Bacillus cereus group. Analytical and Bioanalytical Chemistry 404: 1691-1702.

Contact: Marc.Heyndrickx@ilvo.vlaanderen.be