Denne artikkelen er produsert og finansiert av Veterinærinstituttet - les mer.
Helgenomsekvensering er en analysemetode som gjør det mulig å lese hvordan hele arvematerialet til forskjellige organismer er bygd opp.(Foto: Eivind Røhne)
Jakter på salmonellabakterie med ny metode
I mars ble store kjøttpartier trukket fra markedet fordi flere nordmenn ble syke. Da gjorde forskerne nye analyser av genene til bakterien.
HarriethLundbergKommunikasjonsrådgiver
Veterinærinstituttet
Publisert
En fredag i februar freses det kjøttdeig på kjøkkenet i flere tusen hjem. Det som skulle være helgekos, blir i stedet starten på et nasjonalt utbrudd av salmonella med ukjent opphav.
Folkehelseinstituttet og Mattilsynet jobber iherdig med å spore smittekilden til utbruddet som har rammet folk over hele Norge. Folkehelseinstituttet tar kontakt med Veterinærinstituttet og forteller at kilden til smitten mest sannsynlig er mat.
Spørsmålet er om Veterinærinstituttet har fått inn noen prøver med Salmonella enteriditis, en bakterie som ikke er vanlig i Norge.
– Det hadde vi, forteller seniorforsker Camilla Sekse ved Veterinærinstituttet.
Seniorforsker Camilla Sekse ved Veterinærinstituttet.(Foto: Eivind Røhne)
Kvalitetssikrer analyser
Veterinærinstituttet er et nasjonalt referanselaboratorium for salmonella, noe som betyr at salmonellabakterier blir sendt inn fra laboratorier fra hele landet.
Prøvene er tatt fra dyr, fôr eller matvarer og blir analysert på ny for å kvalitetssikre resultatet.
Sekse forteller at Veterinærinstituttet, i tillegg til den tradisjonelle analysemetoden kalt serotyping, gjennomførte en såkalt helgenomsekvensering av bakterie-DNA-et.
Ved serotyping klassifiserer forskerne bakterier av samme art basert på identifisering av spesielle proteiner på bakteriens overflate.
– Vi sekvenserte hele DNA-et til de identifiserte salmonellabakteriene og fikk bekreftet at dette var S. Enteriditis.
Salmonella Enteritiditis
S. Enteritidis er av de over 2500 variantene av salmonella som finnes.
Bakterien er en zoonose, noe betyr at bakterien kan smitte mellom og dyr og mennesker.
Denne varianten av salmonella er ikke vanlig i Norge, men den er mer vanlig i Europa.
Leser bakteriens arvemateriale
Enkelt forklart betyr helgenomsekvensering at forskerne bruker en metode som gjør det mulig å lese hvordan hele bakteriens genom er bygd opp. De avdekker hele oppskriften til hvordan bakterien er bygd opp og fungerer.
Dette kalles også for bakteriens arvemateriale.
– Årsaken til at vi gjorde dette denne gangen, var at vi hadde identifisert noen innsendte bakterieprøver som S. Enteriditis. Sammenligninger viste at dette var den samme serotypen Folkehelseinstituttet fant i prøver fra utbruddet.
Seniorforskeren forteller at de i tillegg bestemte seg for å sekvensere det de hadde fått inn av S. Enteriditis fra slutten av 2020 til midten av mars 2021.
– I alt fire prøver hadde serotypen til S. Enteriditis, og oppskriften som helgenomsekvenseringen gav oss, bekreftet det første funnet, forklarer Sekse.
Sammenligner fingeravtrykk
Bakteriens arvemateriale er like unikt som et håndavtrykk, og enkelte av genene til bakterien kan sammenlignes med deler av et fingeravtrykk.
Annonse
Sekse forklarer at de etter å ha fått et bilde av hele «håndavtrykket», valgte ut fastsatte deler av bakteriens «fingeravtrykk» på bakgrunn av et skjema.
Metoden heter MLST, multilocus sequencing typing. Forskerne ser på gener som finnes i alle salmonellabakterier, eller bestemte deler av «fingeravtrykket» i bakterien, for så å sammenligne dette med deler av «fingeravtrykk» i en database.
Forskerne sendte så hele bakteriens «håndavtrykk» til Folkehelseinstituttet. Forskerne der sammenlignet andre deler av bakteriens «fingeravtrykk» med bakterieprøver fra mennesker som hadde blitt syke av salmonella.
– Fingeravtrykkene stemte med hverandre, sier seniorforskeren.
Samtidig hadde Mattilsynet gjennomført intervjuer med pasienter som hadde blitt syke av salmonella og kommet frem til at flere hadde spist rå kjøttdeig eller karbonadedeig.
– Vi visste at prøvene vi hadde sekvensert kom fra innført kjøtt, sier Sekse.
Sikker på smittekilden
Hun forteller videre at etter at Folkehelseinstituttet hadde sammenlignet bakterienes «fingeravtrykk» med hverandre og funnet at de var like, sendte de «håndavtrykket» fra salmonellabakterien som hadde gjort de smittede pasientene syke til Veterinærinstituttet.
– Vi sammenlignet så «håndavtrykket» vi hadde fra bakteriene fra prøver av kjøtt med hele «håndavtrykket» fra bakteriene som hadde gjort folk syke, forteller seniorforskeren.
De stemte helt med hverandre. I tillegg hadde forskerne ved både Veterinærinstituttet, Mattilsynet og Folkehelseinstituttet sykdomsdataene fra pasientene og prøvene.
– Dette gjorde at vi var helt sikre på at kjøttprøvene vi hadde undersøkt var kilden til smitten som hadde gjort folk syke, forklarer Sekse.
Veterinærinstituttet reproduserte altså resultatene fra Folkehelseinstituttet. Slik kvalitetssikring er også viktig for beredskap, og i fremtiden kan dette ha en stor betydning.
Annonse
– Om vi kunne sekvensere hele arvematerialet til alle salmonellaprøvene som vi får inn, vil vi i Norge bygge opp en database over kjente varianter av salmonella.
En slik database eksisterer allerede hos Folkehelseinstituttet, som rutinemessig helgenomsekvenserer alle salmonellaprøver fra mennesker.
Ved Veterinærinstituttet ønsker de seg en oversikt over prøver fra dyr, kjøtt eller andre matvarer som kan gjøre folk syke. Til sammen vil dette sikre en raskere og bedre sporing ved smitteutbrudd og større sannsynlighet for å finne kilden.
Årsaken til at de greide å finne kilden denne gangen, var nettopp at forskerne både hadde sekvenserte prøver fra mennesker og det importerte kjøttet fra Tyskland.
– Vi sekvenserte hele DNA-et til de identifiserte salmonellabakteriene, og fikk bekreftet at dette var S. Enteriditis, forklarer Camilla Sekse.(Foto: Eivind Røhne)
Bakterienes forbryterregister
Ønsket er å lage et slags forbryterregister, en komplett oversikt, over forskjellige varianter av salmonella som er funnet i Norge.
– Vi vil gjerne vite om vi har sett disse variantene før, hvor vi har sett dem og om de er farlige. I dag er det vanskelig å trekke slike konklusjoner fordi vi ikke vet hva som finnes der ute, forklarer seniorforskeren.
Helgenomsekvensering kan i fremtiden fortelle forskerne alle detaljene i «skurkens» arvemateriale eller DNA, og avsløre om varianten av salmonella er den forskeren tror den er.
– I dag gjennomfører vi ikke helgenomsekvensering rutinemessig. En slik type overvåkning ønsker vi å kunne gjøre på lengre sikt, sier Sekse.
Hun poengterer at et «forbryterregister» over kjente salmonella og andre skumle bakterier vil føre til at de kan identifisere «skurken» raskere enn i dag.
– En raskere identifisering av skumle bakterier vil kunne spare liv og helse, forteller Camilla Sekse.
Helgenomsekvenering
Helgenomsekvensering er en analysemetode som gjør det mulig å lese hvordan hele arvematerialet til forskjellige organismer er bygd opp.
Det gjøres ved å klippe organismens genom, som ofte er ett eller flere DNA-molekyler, opp i biter og tilsette en løsning av kjemikalier. Denne løsningen inneholder blant annet spesielle varianter av genomets byggesteiner, kalt nukleotider (A, T, G, C).
Den kjemiske løsningen gjør det mulig å lage «nye» deler av det oppkuttede DNA molekylet (organismens genom). Dette gjøres maskinelt, og gjenskaper tilslutt hele genomet til organismen.
Fordi den kjemiske løsningen også inneholder merkelapper som fluoriserer, og som blir en del av de nye DNA-bitene, kan maskinen tilslutt lese av hele organismens arvemateriale.
Resultatet lagres digitalt og gjør det mulig å sammenligne det nå lesbare arvematerialet mot andre organismers arvemateriale.
Serotyping
Serotyping er en metode blir brukt for å klassifisere bakterier av samme art basert på identifisering av spesielle proteiner på bakteriens overflate. For Salmonella bestemmer vi serotypen for å identifisere hvilken variant av salmonella en for eksempel finner i mat eller i miljøet. Metoden tar i bruk antistoffer for å kunne identifisere salmonellabakterien.
Forskjellige varianter av salmonella har ulike proteiner på overflaten som kan endre seg når bakterien blir utsatt for endringer i miljøet. Forskeren kan gjennom å studere hvordan denne overflaten endrer seg, si noe om hvilken type salmonella det er snakk om.
Metoden har blitt brukt i over 80 år og regnes som gullstandarden for å identifisere varianter av salmonella som kan være skadelig for mennesker og dyr.
