משמעות הפרוטוקול
C. jejuni ו- C. coli היו שני המינים העיקריים של קמפילובקטר שנמצאו נפוצים בעופות22 ובכבדי בעלי חיים23,24. במחקר זה, דגימות בשר של חלקי עוף (רגליים, כנפיים וירכיים), כבדי עוף וכבדי בקר נאספו באופן אקראי במהלך תקופות זמן שונות, ומחנויות קמעונאיות ויצרנים שונים לצורך בידוד של קמפילובקטר spp. מתוך 49 זני הקמפילובקטר שבודדו, 36 זוהו כ-C. jejuni ו-13 כ-C. coli, ולא נמצאו זנים אחרים של קמפילובקטר, דבר העולה בקנה אחד עם דיווחים אחריםעל 25.
הבדיקה מבוססת על מורפולוגיית התא בצורת ספירלה ותנועתיות אופיינית דמוית חולץ פקקים של קמפילובקטר spp. טכניקת סינון פסיבית פשוטה אך יעילה26,27 שניצלה את המורפולוגיה של התא בצורת ספירלה (ארוך, דק, 0.2-0.9 על 0.5-5 מיקרומטר) ואת תנועתיות חולץ הפקקים החזקה, שימשה להפרדת קמפילובקטר מתערובת של אורגניזמים ברקע. התנועתיות הגבוהה של הקמפילובקטר אפשרה לתאים לחצות את מסנני הממברנה ולנוע לעבר תנאים נוחים הנמצאים בתווך האגר, בעוד מיקרואורגניזמים אחרים ברקע ממוצרי הבשר לא הצליחו לעבור דרכם. שיטה זו זולה, מהירה וסלקטיבית יחסית, מה שהופך אותה למתאימה לשימוש במגוון מסגרות, כולל מתקני עיבוד מזון, מעבדות קליניות ומעבדות מחקר.
מאמר חלוצי שצוטט לעתים קרובות קובע כי מסנן 0.45 מיקרומטר עבד כל כך טוב כי 0.65 מיקרומטר לא הוערך28. תוצאות המחקר הנוכחי מצביעות על כך שהמסנן בגודל נקבוביות של 0.65 מיקרומטר הפגין ביצועים טובים משמעותית מגודל הנקבוביות של 0.45 מיקרומטר, וכתוצאה מכך גדל פי 29 במספר התאים שהתאוששו מההעשרה. הדבר חשוב מכיוון שהמסננים שנבחרו אינם מציגים סלקטיביות מופחתת כפי שדווח קודם לכן29. יתר על כן, כפי שידוע כי סינון יפחית באופן משמעותי את כמות הקמפילובקטר שהוחזר בהשוואה לציפוי ישיר30, לכן, הגדלת גודל הנקבוביות משפרת את התאוששות המיקרואורגניזם, אשר עולה בקנה אחד עם ממצאים שדווחו בעבר21. זה משמעותי מכיוון שכל התאים שחצו את המסננים יצרו מושבות קמפילובקטר אחידות, מה שמצביע על כך ששני המסננים הספיקו כדי למנוע מעבר של מיקרופלורה וחלקיקי מזון אחרים. בנוסף, תרשים הזרימהFSIS 7 מציין את הפוטנציאל לייצור תוצאות מורחב עקב פסים מחדש מבודדים על לוחות Campy-Cefex המכילים אנטיביוטיקה. לעומת זאת, הפרוטוקול המתואר בכתב יד זה, המשלב שימוש בסינון והעשרה סלקטיבית עם cefoperazone, cycloheximide, trimethoprim ו-vancomycin, לא הצריך פסים מחדש.
השיטה הנוכחית המיושמת עולה בקנה אחד עם תוכניות הדגימה והאימות הנוכחיות של FSIS17. מכיוון שרמת זיהום הקמפילובקטר יכולה להיות נמוכה (153 CFU/450 גרם עוף), השטיפה עוברת צנטריפוגה כדי לרכז את הדגימה פי ארבעה, מה שמגביר את רגישות הבדיקה. לאחר ריכוז השטיפה פי 4, הדגימות מועשרות במשך 48 שעות ומוקרנות במערכת זיהוי מולקולרית (MDS) כדי לשכפל את השיטה הנהוגה על ידי מעבדות FSIS (הנתונים אינם מוצגים). יש לציין כי השיטה המתוארת טרם נכשלה בזיהוי זנים חיוביים תוך 24 שעות שזוהו על ידי מערכת הזיהוי המולקולרית באמצעות 48 שעות העשרה (הנתונים אינם מוצגים). לבסוף, יתרון נוסף של פרוטוקול זה הוא שהוא יכול לספק מידע הקשור למיני החיידקים ולזהות אם הקמפילובקטר הוא C.coli, C. jejuni או C. lari, בעוד MDS שאומץ ב- MLG 41.07 יכול לספק רק תגובה חיובית / שלילית בינארית עבור קמפילובקטר.
שלבים קריטיים
פרוטוקול הבידוד והזיהוי של קמפילובקטר מחייב דיוק במהלך צנטריפוגה, סינון ואנליזה מולקולרית. דילולים מדויקים, תנאי דגירה נאותים והקפדה על תנאי בדיקת qPCR חיוניים לזיהוי מינים אמין.
כחיידק מיקרואירופילי, קמפילובקטר הוא שביר מאוד ורגיש לעקות סביבתיות שונות וזקוק לתנאי גדילה ייחודיים 31,32,33. בדגימות מזון שעוברות בדרך כלל תקופות ארוכות של הובלה ואחסון, תאי קמפילובקטר רבים נמצאים אולי במצב רדום או במצב פצוע תת-קטלני/קטלני34,35. לכן, חשוב לשחזר את התאים הלחוצים ממטריצות המזון שלהם ולגדל אותם לריכוז גבוה יותר. בשלב הראשון של ההליך, השתמשנו במרק בולטון בתוספת דם סוס ואנטיביוטיקה להעשרה סלקטיבית של קמפילובקטר מהמזון. תוספת הדם שימשה כחומר מרווה חמצן כדי להתגבר על ההשפעות השליליות של רדיקלים חמצן חופשי36. האנטיביוטיקות שימשו לעיכוב צמיחת מיקרופלורת רקע37.
כדי למזער את זמן החשיפה של קמפילובקטר לחמצן אטמוספרי בסביבה, נבחרה תקופת דגירה של 15 דקות כדי לאפשר לתאים לחצות את המסנן. כמו כן, הלחות של צלחת אגר Brucella מתחת לפילטר שיחק תפקיד חשוב בקצב המעבר. באופן ספציפי, התוצאות מבדיקת צלחות אגר מיובשות במשך 0 שעות, 1 שעות, 2 שעות ו -3 שעות הצביעו על כך שתכולת לחות גבוהה במסנן מנעה מתאים לעבור. קריטי לא פחות הוא המיקום המדויק של מסננים וטיפות על הצלחות והמסננים, שניהם משפיעים על הצלחת בידוד התאים.
מלכודות ומגבלות פוטנציאליות
תוך הצגת גישה מובנית לבידוד וזיהוי זני קמפילובקטר מדגימות עוף גולמי, מספר מגבלות של פרוטוקול זה ראויות לתשומת לב. זיהום חיצוני, לוחות מיובשים מספיק, סתימת מסננים המעכבת תנועה מיקרוביאלית, לכידה של מיקרואורגניזמים בתוך הכדורית, איטום חלקי של תא האטמוספירה וטיפות המתפשטות מעבר לגבולות המסנן הם בין המלכודות העיקריות.
הפרדה לא מספקת של המיקרואורגניזמים ממשטחי המזון או כליאתם בתוך חלק הארי של הדגימה עלולה לעכב את בידודם בשיטה זו. בנוסף, הסתמכות על תנועתיות מיקרוביאלית לצורך מעבר דרך מסננים פסיביים מהווה מגבלה בולטת; ייתכן שקרומי המסנן שמרו על כמה זני קמפילובקטר פחות תנועתיים, שכן הוכח כי מסננים יכולים להפחית את יעילות הלכידה של פתוגנים מיקרוביאליים במזון38. מגבלות נוספות כוללות את אופי האצווה של תהליכי צנטריפוגה וסינון, רגישות לסתימת סינונים וחוסר יעילות בפיזור הכדוריות שנוצרו, מה שישפיע על דיוק העומסים המיקרוביאליים. מגבלות אלה מדגישות באופן קולקטיבי את הצורך בזהירות ובמתודולוגיות משלימות כדי להבטיח ניתוח מקיף, במיוחד כאשר מתמודדים עם סוגי מדגם מגוונים או מחפשים יכולות תפוקה גבוהה.
הצעות לפתרון בעיות
כדי למנוע בעיות פוטנציאליות, תחילה ודא שכל החומרים עומדים בתקני האיכות הדרושים ולא פג תוקפם. פתור בעיות של מסננים סתומים על-ידי שימוש פוטנציאלי בסינון נוסף כדי להסיר זיהומים גדולים שעלולים להגביל את המעבר של הקמפילובקטר דרך קרום הניטרוצלולוז. אם נצפה זיהום, יש לוודא שהטיפות לא הונחו קרוב מדי לקצה הפילטר ואפשרו לנוזלים להגיע לאגר על ידי סיבוב המסנן ולא דרך הנקבוביות. אם אין צמיחה מספקת לאחר ההעשרה, יש לוודא שהאטמים של המיכלים האטמוספריים הדוקים ואינם דולפים.
עידון והרחבה פוטנציאליים
חקר חומרי סינון חלופיים עשוי לשפר את המעבר המיקרוביאלי ולאפשר להרחיב פרוטוקול זה לשימוש בבידוד מיקרואורגניזמים תנועתיים אחרים מתערובות הטרוגניות כגון מזון. מומלץ לזהות בקרות כדי לשמור על גרסאות קמפילובקטר פחות תנועתיות מבלי להשפיע לרעה על הספציפיות. בנוסף, בעוד שבדיקת qPCR מרובת משתתפים ששימשה במחקר זה הוכחה כבעלת יכולות לזהות C.lari,ניתן לכלול בניסוי זה 18 מיני קמפילובקטר מעניינים אחרים.
לסיכום, באמצעות הערכת פרמטרים והגדרות שונות, נקבעו התנאים המתאימים לבידוד מבוסס מסנן וזיהוי ברמת המין של C. jejuni ו- C. coli מהמזון. השיטה הוכחה כרגישה, ספציפית, חזקה וחסכונית. על ידי החלתו על דגימות מזון אמיתיות, הפרוטוקול הצליח לבודד 36 זני C. jejuni ו-13 C. coli מ-79 אריזות בשר.
הפרוטוקול תואם את הנחיית FSIS 10,250.117, המתווה את הנוהל לדגימת חלקי עוף גולמי, ואת MLG 41.076 לבידוד וזיהוי של קמפילובקטר. הנתונים מצביעים על כך שריכוז הדגימה פי 4 והעשרתה במשך 24 שעות, יחד עם סינון וציפוי, מניב מושבות מבודדות ומאושרות תוך 48 שעות לעומת 96 שעות. הפרוטוקול תואם לשיטות מבוססות DNA כגון ריצוף גנום כדי לספק אפיון מקיף של זני קמפילובקטר , כולל פרופילי העמידות האנטי-מיקרוביאלית שלהם, תחזיות אלימות ויחסים פילוגנטיים. הפרוטוקול מייצג חלופה מבטיחה להתאוששות יעילה ובידוד של קמפילובקטר spp. מעופות גולמיים, אשר יכול להקל על מחקרים אפידמיולוגיים והתערבויות בבריאות הציבור.