Hurtigmetoder for påvisning av listeria kan øke mattryggheten
Det tar tid å påvise listeria. Nofima har kartlagt metoder for hurtig påvisning, og funnet både muligheter og begrensninger med eksisterende metoder og ny teknologi. Foreløpig kan hurtigmetoder brukes som supplement til de etablerte metodene.
Næringsmiddelhygieneforskriften krever at produsenter av spiseklar mat gjennomfører listeria-analyser. Tradisjonelle metoder tar 2-4 dager før man får resultater. Det begrenser muligheten for å iverksette risikoreduserende tiltak. Hurtigmetoder som enten korter ned på oppformeringstrinnet, påvisningstrinnet, eller begge, vil derfor kunne øke mattryggheten.
Nofima har kartlagt eksisterende metoder og vurdert nye teknologier for raskere påvisning av listeria i FHF-prosjektet «Utvikling av hurtigtest for påvisning av listeria i havbruksnæringen: Et mulighetsstudium». Prosjektet er finansiert av Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfinansiering.
Hurtigmetoder tilgjengelig i dag
Det finnes et bredt spekter av metoder for rask påvisning og identifikasjon av bakterier. Hver av disse metodene gir unike fordeler i sensitivitet, spesifisitet og hurtighet.
- Immunologiske metoder: Tradisjonelt har hurtigtester vært basert på immunologiske metoder, der man påviser binding mellom antistoffer (proteiner produsert av immunceller) og det man ønsker å påvise. Immunologiske metoder fungerer ofte godt i klinisk sammenheng, ettersom man har store mengder av mikroorganismen man skal påvise når man er syk. Ulempen med immunologiske metoder er at de krever en relativt stor mengde bakterier og er følsomme for komponenter fra matprøven. Det er derfor nødvendig med en oppformering av listeria i forkant av analysen.
- DNA-baserte metoder: En del etablerte hurtigmetoder er basert på påvisning av DNA, hvor DNA blir kopiert opp, for eksempel ved bruk av real-time PCR eller isotermisk amplifikasjon. Selv om disse metodene er mer sensitive enn immunologiske metoder, brukes de i praksis for å påvise listeria etter et oppformeringstrinn.
- Real-time PCR: En etablert kommersiell metode som etter minimum 18 timers oppformering kan gi svar på om en prøve ikke eller presumptivt inneholder listeria. Selve analysen er rask (ca 2 timer) og total analysetid ligger derfor på rundt 20 timer. Metoden vil ikke kunne skille mellom levende og døde bakterier og kan derfor gi falske positive utslag. Man må derfor gå videre med utplating på selektiv næringsagar, oppdyrking og identifisering av kolonier for å bekrefte om prøven inneholder listeria. Den totale analysetiden før endelig påvisning av listeria er 2 til 3 døgn.
- Isotermisk oppkopiering: Raskere og mer robuste alternativer til PCR, der noen metoder kan påvise RNA og dermed ha mulighet for å skille mellom levende og døde bakterier. Ulempene med isotermisk oppkopiering kan være lavere spesifisitet og at det ikke er mulighet for analyse i sanntid.
Fremtidens metoder
I de siste årene har det dukket opp flere nye metoder. Mange av disse nye metodene er lovende, men de krever videreutvikling og kommersialisering før de kan benyttes i rutinearbeid.
- Biosensorer: Biosensorer er enheter som kombinerer biologisk gjenkjennelse med en transduser, som oversetter et biologisk signal til et målbart signal. De har høy spesifisitet og mulighet for sanntidspåvisning. Dette er fordeler som gjør dem attraktive i matindustrien. I tillegg er de bærbare, gir raske resultater og er mulig å gjenbruke. Ulempene er at de er relativt kostbare og påvirkes av matprøven. Det pågår forskning for å forbedre sensitiviteten, spesifisiteten og brukervennligheten til biosensorer.
- CRISPR/Cas-teknologi: Teknologien har høy spesifisitet og kan integreres i biosensorer for å påvise bakterier. For å øke sensitiviteten kombineres ofte CRISPR/Cas med PCR eller isotermisk oppformering av DNA/RNA. CRISPR/Cas for påvisning av bakterier er imidlertid fremdeles på forskningsstadiet.
- Mikrofluidikk-systemer: Disse systemene er også kjent som «lab-on-a-chip». Prøveopparbeidelse, DNA rensing, påvisning og analyse kan gjøres i samme instrument og med små volumer (ofte <1 ml). Fordelene med denne teknologien er at man ha kan bærbare og brukervennlige instrumenter, som raskt gir svar. Imidlertid kan de kun benytte små prøvevolum, er relativt kostbare, og systemet kan bli blokkert av matprøven.
Helgenomsekvensering er et verdifullt verktøy for sporing og sammenligning av listeria-isolater, men det er ikke en hurtig påvisningsmetode ettersom den krever oppformering og identifisering av en enkelt bakteriekoloni. Det er forskning på kombinasjon av isotermisk oppformering av DNA etterfulgt av sekvensering som kan gi både påvisning og typingsinformasjon, men dette er fortsatt på forskningsstadiet.
Regelverk og fysiske lover begrenser hastigheten på metoden
Til tross for fremskritt innen forskning på hurtigmetoder for påvisning av listeria, er det fortsatt utfordringer knyttet til sensitivitet, selektivitet og robusthet.
Gjeldende regelverk krever en sensitivitet som tilsier en eller annen form for oppformering av bakterien før analyse. Prøvevolumet som brukes i påvisningsanalysen er ofte svært lavt for de fleste hurtigmetoder, ofte ned til mikroliter. Selv om metodene skulle være i stand til å påvise én listeriacelle i det analyserte prøvevolumet, må denne ene cellen først konsentreres fra et større utgangsvolum, for eksempel en 25 grams produktprøve, for at testen skal kunne bli godkjent som likeverdig med referansemetoden ISO 11290-1.
Noen av disse metodene vil likevel kunne benyttes som et supplerende verktøy i den daglige rutinekontrollen for raskere resultater. I tillegg til raskere analytisk påvisning, er det behov for kortere og mer selektiv oppformering og mer presise metoder. Det er også et økende behov for mer informasjon enn bare et svar på om listeria er til stede i en prøve eller ikke – altså genotypingsmetoder.
[1] Liu, Y.L., et al., Ultrasensitive and Highly Specific Lateral Flow Assays for Point-of-Care Diagnosis. Acs Nano, 2021. 15(3): p. 3593-3611.
[2] Younes, N., et al., A review of rapid food safety testing: using lateral flow assay platform to detect foodborne pathogens. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2023.
