Bedre E. coli-beredt

Økt kunnskap om E. coli-bakterien, gjør at forskerne raskere finner ut hvilken gruppe av bakteriene som står bak sykdomsutbrudd. De er også på sporet av framtidas desinfeksjonsmiddel for matproduksjonslokaler.

Publisert
Veterinær Karianne Cecilie Strømme Johannesen velger ut bakteriekolonier som skal dyrkes opp slik at de kan studere bakterienes evne til å danne biofilm på ulike typer underlag. (Foto: Norunn K. Torheim )
Veterinær Karianne Cecilie Strømme Johannesen velger ut bakteriekolonier som skal dyrkes opp slik at de kan studere bakterienes evne til å danne biofilm på ulike typer underlag. (Foto: Norunn K. Torheim )

Om prosjektet

Forsker Anne Margrete Urdahl ved Veterinærinstituttet leder prosjektet «Public health aspects and the relationship between Shiga toxin-producing and Enteropathogenic E. coli in the ruminant food production chain» som har støtte fra Matprogrammet i Norges forskningsråd.

Vitenskapelige samarbeidspartnere: Norges veterinærhøgskole, Folkehelseinstituttet, Universitetet i Oslo og Nofima Mat.

Samarbeidspartnere fra næringen: Kjøtt- og fjørfebransjens landsforbund, Tine BA og Norgesgruppen.

Se prosjektomtale i Matprogrammets prosjektarkiv.
 

De fleste Escherichia coli-bakteriene (E. coli) er ufarlige og finnes normalt i tykktarmen hos mennesker og andre pattedyr. Der hjelper de til med fordøyelsen.

Noen E.coli-bakterier kan imidlertid være årsak til sykdomsutbrudd hos mennesker. Disse E. coli-bakteriene har evne til å feste seg til tarmen og gi diaré. Dersom de i tillegg lager giftstoffet shigatoksin, kan det i verste fall ende med nyresvikt og i noen tilfeller død hos pasienten.

De siste årene har det vært flere slike sykdomstilfeller i Norge. Smittekildene er ofte vanskelige å finne, og i mange tilfeller blir de ikke funnet.

– Ved sykdomsutbrudd er det avgjørende at vi raskt finner ut hvilke undergrupper av E. coli vi har med å gjøre. Ulike grupper oppfører seg forskjellig og krever ulike tiltak, sier forsker Anne Margrete Urdahl som jobber med beredskap ved Veterinærinstituttet.

Smitte fra sau

Ifølge Urdahl har vi bedre beredskap på E. coli i dag enn vi hadde for noen år siden.

– Økt kunnskap om E. coli-bakteriene har gjort at vi har klart å utvikle raskere metoder for å få ut de bakteriene som er interessante fra en prøve med mange bakterier, sier hun.

Veterinærinstituttet bistår Mattilsynet i jakten på smittekilder ved større utbrudd. De får inn og analyserer prøver fra mistenkte mat- og smittekilder i nærmiljøet til de syke, og kommer med faglige vurderinger og råd basert på kunnskap om bakterienes egenskaper, tilholdssteder og smitteveier.

– Bakteriene finnes hos dyr, men gir vanligvis ikke sykdom der. Mennesker kan likevel bli smitta via forurensede kjøttprodukter, grønnsaker, melk eller vann eller ved direkte kontakt med dyr eller avføring fra dyra, forteller forskeren.

Under E. coli-utbruddet i 2006 ble flere barn alvorlig syke. Syndebukken viste seg å være E. coli i morrpølser fra Gildes produksjonsanlegg i Sogndal der fårekjøtt som var forurenset med bakterien, var brukt som råvare.

I jakten på smittekilden fant de også E. coli- bakterier i flere kjøttprodukter fra ulike produksjonslokaler. Mattilsynet ønsket derfor å kartlegge forekomsten av E. coli hos sau.

Forskerne ved Veterinærinstituttet isolerte i den forbindelse E. coli fra avføring fra en rekke sauebesetninger. Med støtte fra Matprogrammet i Norges forskningsråd har de studert disse bakteriene videre for å lære mer om dem.

Karakteriserer bakteriene

Matvarer kan være forurenset med farlige E. coli-bakterier. (Foto: Shutterstock)
Matvarer kan være forurenset med farlige E. coli-bakterier. (Foto: Shutterstock)

– Vi prøver å finne sammenhenger mellom egenskaper hos bakteriene vi finner hos dyr og bakteriene som gir sykdom hos mennesker.

– På denne måten kan vi si noe om hvilken risiko forekomsten av en type bakterie hos dyr utgjør med tanke på sykdom hos mennesker. Dette er komplekst og det er mange faktorer som spiller inn, sier Urdahl.

For å finne ut hva som skiller sykdomsframkallende fra snille bakterier lager forskerne blant annet DNA-profiler av bakteriene på samme måte som politietterforskere lager DNA-profiler for å identifisere mennesker.

Urdahl forteller at en av forskerne på prosjektet nå er i Japan for å se nærmere på bakterienes egenskaper og spesielt på variasjon i genene som sørger for at bakteriene fester seg til tarmen.

Hun sammenlikner bakterier fra sau og mennesker. Spørsmålet er om det ut i fra variasjoner i disse genene er mulig å skille mellom sykdomsfremkallende og ikke-sykdomsfremkallende E. coli-bakterier hos sau.

Nye diagnoseverktøy

– Tidligere måtte vi først jobbe i flere dager med alle prøvene vi fikk inn for å finne ut om prøven inneholdt en aktuell undergruppe av E. coli og så gikk vi videre med prøvene for å se om bakteriene hadde evne til å lage giftstoffet og feste seg til tarmen, forteller Urdahl.

– En ny metode gjør at vi har sterkt begrenset antallet prøver vi må jobbe med. Dermed har vi økt kapasiteten og kan raskere avkrefte eller bekrefte en mistanke.

Den nye metoden baserer seg på å identifisere undergrupper av E. coli ved å bruke bittesmå magnetiske kuler som fester seg til ulike undergrupper. Dette kombinerer de med en fargereaksjon som viser om kulene som de drar ut av prøven ved hjelp av en magnet, har bundet til seg disse bakteriene.

Disse magnetiske kulene ble for øvrig utviklet av den norske professoren John Uglestad på slutten av 1970-tallet.

Forskerne har også tatt i bruk metoder som gjør at de raskere finner bakteriegrupper som de vet inneholder bestemte gener.

Smittes av virus

Anne Margrete Urdahl. (Foto: Norunn K. Torheim)
Anne Margrete Urdahl. (Foto: Norunn K. Torheim)

I prosjektet har de undersøkt om bakteriene de jobber med kan endre egenskaper underveis på grunn av virussmitte.

– I avføringsprøvene fra sauene fant vi ikke noe særlig av de E. coli-bakteriene som er regnet som de mest hissige og som kan gi alvorlig sykdom hos mennesker, men vi fant en del av de som er regnet som mindre hissige og som kanskje kan gi en mildere form av diaré, forteller Urdahl.

– Det er imidlertid kjent at bakterier kan få nytt genmateriale fra virus. På den måten kan bakteriene få de genene som trengs for å lage giftstoff og som gjør at de blir hissigere og farligere for mennesker.

– Vi har vist at dette kan skje med noen av de E. coli-bakteriene vi jobber med, sier Urdahl.

Hun forteller at virussmitten kan skje flere steder i produksjonskjeden. De vet ennå ikke hvor de farlige bakteriene oppstod ved utbruddet i 2006.

Biofilm en risiko

Bakterier i mat kan komme fra biofilm i produksjonslokalene. En biofilm er en samling bakterier som har festet seg til en overflate og pakket seg inn i et slimlag.

Der er de godt beskyttet mot stress i omgivelsene, for eksempel uttørring og mangel på næring, og bakterier kan overleve lenge i lokalene på denne måten.

– Dessverre er bakterier i biofilm også ekstra godt beskyttet mot desinfeksjonsmidler. I prosjektet var det derfor viktig å undersøke hvilke biofilmegenskaper sykdomsfremkallende E. coli har, sier Urdahl.

Bakterienes evne til å danne biofilm sjekkes på ulike typer underlag og ved ulike temperaturer. Her ser vi E. coli-biofilm på stål ved 20 grader og på glass ved 12 grader. Biofilmen er farget slik at det skal være lettere å se den. (Foto: Heidi Solheim, Veterinærinstituttet)
Bakterienes evne til å danne biofilm sjekkes på ulike typer underlag og ved ulike temperaturer. Her ser vi E. coli-biofilm på stål ved 20 grader og på glass ved 12 grader. Biofilmen er farget slik at det skal være lettere å se den. (Foto: Heidi Solheim, Veterinærinstituttet)

– Vi fant ut at E. coli fra sau faktisk er gode på å danne biofilm ved de temperaturene og på de materialene som brukes i næringsmiddelproduksjon.

Forskerne kan ikke ut fra dette gi råd om hvilke typer underlag produksjonslokalene bør ha, siden det kan variere fra bakterietype til bakterietype hvilken type underlag de danner mest biofilm på.

Men det gir dem ytterlige informasjon om hvor lett det er for ulike typer E. coli å overleve i produksjonslokalene.

De har også undersøkt hvorvidt bakteriene kan få gener fra virus i biofilm.

– Vi har funnet ut at biofilm er et sted der E. coli-bakteriene kan smitte hverandre med virus som gjør dem farligere for mennesker. Dette er viktig ny kunnskap om hvordan farlige bakterier kan oppstå.

– Det betyr også at det å hindre dannelse av biofilm i produksjonslokaler kan være et viktig tiltak for å forebygge at maten blir forurenset med farlige bakterier, sier Urdahl.

De har en klar idé om hvordan de kan gjøre det.

– For å kunne danne biofilm må bakteriene samarbeide med hverandre, og for å kunne samarbeide må de kommunisere. Dersom vi klarer å blokkere kommunikasjonen, kan vi hindre bakteriene i å danne biofilm i for eksempel lokaler for matproduksjon.

– Vi prøver å finne ut om vi kan gjøre dette ved hjelp av stoffer som kalles furanoner. Dette er stoffer som opprinnelig er isolert fra en alge. Ved Universitetet i Oslo lager de syntetiske varianter av disse stoffene som vi har prøvd ut og som vi har vi har sett effekt av. Disse stoffene kan være framtidas desinfeksjonsmidler, håper Urdahl.

Lenke:

Forskningsrådets program Norsk mat fra sjø og land (MATPROGRAMMET)