Forskning på salmonella biofilm
Fôr forurenset med salmonella er et velkjent problem over hele verden og utgjør en stor helserisiko for dyr, men også for mennesker som risikerer å få i seg salmonella ved å konsumere dyreprodukter infisert med salmonella.
Forskning for bedre bekjempelse av salmonella
I Norge er det få registrerte tilfeller av mennesker og husdyr som blir syke av salmonella. Hvert år bruker både offentlige og private aktører store ressurser på å opprettholde disse forholdene.
Det er nødvendig å bekjempe salmonella i alle ledd i næringskjeden. En viktig del av dette arbeidet er kontroll med fôr og fôrråvarer. Flere salmonellautbrudd hos mennesker i andre land har blitt sporet tilbake til produkter fra dyr som har fått salmonella-forurenset fôr.
Det har vist seg at fôrråvarer, spesielt importerte, i mange tilfeller er forurenset med salmonellabakterier. Dette stiller store krav til norsk fôrindustri. Dessverre viser erfaring at salmonellaforurensing i fabrikker kan være både vanskelig og kostbart å bekjempe.
Ca 60 % av norske fôr- og fiskemelfabrikker har påvist salmonella i fabrikkmiljø og/eller i produkt en eller annen gang. Fôr- og råvareindustrien i Norge tar denne utfordringen alvorlig. –Vi har sett at det er nødvendig med mer kunnskap om bekjempelse av salmonella i fabrikkmiljø, og at dette krever langsiktig satsing på forskning, forteller seniorforsker og prosjektleder Live L. Nesse.
Flere prosjekter er gjennomført i regi av norsk fôr- og fiskemelindustri de siste ti årene. I dette pågående prosjektet - Moderne bekjempelse av salmonella har forskerne som mål å:
- Kartlegge mekanismer bak salmonellas overlevelse og vekst på overflater
- Utvikle strategier for å hindre overlevelse og oppvekst av salmonella på overflater
- Etablere metodikk for å studere salmonella på overflater i fabrikkmiljø
- Undersøke effekten av noen tradisjonelle og moderne bekjempelsesmetoder for salmonella under realistiske betingelser
Hvordan overlever salmonella i fabrikkene?
Salmonellaforurensing av fabrikker er antatt å foregå på følgende måte:
- Salmonellabakteriene kommer inn i fabrikken med råvarer, personer, utstyr eller skadedyr
- Hvis bakteriene får anledning, vil de feste seg til en overflate.
- Hvis det er svært tørt, skjer det sannsynligvis ikke noe mer. Bakteriene som har festet seg, forandrer seg og blir såkalt ”Levende, men Ikke-Dyrkbare” (LID). Slike bakterier kan være vanskelig å oppdage ved prøvetaking. De sitter godt fast og er dessuten svært motstandsdyktige mot vask og desinfeksjon og andre ytre stressfaktorer.
- Hvis det er litt fuktighet og næring vil bakteriene gå videre og danne såkalt biofilm. I biofilmen de er meget godt beskyttet og kan overleve i svært lang tid.
- Hvis det plutselig blir veldig gode forhold for bakteriene (for eksempel mye fuktighet og næring) kan de begynne å vokse og formere seg igjen. Det blir mange bakterier som ikke sitter så godt fast på overflaten lenger. Disse kan spre seg i fabrikken og forurense produkter.
I dette prosjektet vil forskerne teste ut og se om disse scenariene stemmer overens med det de finner. I denne delen av prosjektet skal de både forske på både LID-bakterier og bakterier i biofilm.
Strategier for å hindre overlevelse og oppvekst på overflater
LID-bakterier og antibakterielle materialer
Prosjektet skal videre undersøke om salmonella virkelig danner LID-bakterier under fabrikkforhold, og om dette kan være en av årsakene til at de kan overleve så lenge i miljøet.
Med tanke på bekjempelse av slike bakterier, vil forskerne undersøke om såkalte antibakterielle overflater kan være til nytte. Utviklingen innenfor nanoteknologi har gjort at det de siste årene er utviklet mange antimikrobielle materialer. Dette er overflatetyper som nettopp skal hindre bakterier i å feste seg. Hovedhensikten med disse materialene er ikke å erstatte vask og desinfeksjon, men å være en ekstra hygienisk barriære for å bedre hygienen på overflater og minske risiko for kryssforurensing.
Prosjektet tar ikke sikte på utvikling av slike overflater, men vil teste effekten av kommersielt tilgjengelige varianter av disse overflatene mot salmonella. Det vil særlig bli lagt vekt på å etablere metoder hvor dette kan testes på en vitenskapelig måte i realistisk fabrikkmiljø.
Biofilm, bakteriekommunikasjon og furanoner
Forskerne har funnet salmonella-stammer som var gode til å danne biofilm overlevde lenger i fôrfabrikkene enn stammer som var dårlige til å danne biofilm.
De fant også at salmonella i biofilm var mye mer motstandsdyktige mot ytre kjemiske og fysiske påvirkninger (for eksempel desinfeksjon og uttørring) enn frittlevende bakterier. I biofilm var for eksempel disse bakteriene svært godt beskyttet mot de fleste av de desinfeksjonsmidlene som er vanlig å bruke i norske fabrikker, og det ble bare funnet noen få midler som virket i laboratorieforsøk.
Biofilm er et svært komplisert system, der bakteriene ved hjelp av kommunikasjon samarbeider og utfører arbeidsoppgaver. Uten kommunikasjon kan de sannsynligvis ikke klare dette. Derfor satses det nå på å utvikle stoffer som kan blokkere kommunikasjonen mellom bakterier.
Man regner med at slike midler vil bli viktige i kampen mot uønskede bakterier, særlig etter hvert som bakteriene blir mer og mer motstandsdyktige mot stadig flere desinfeksjonsmidler og tradisjonelle antibiotika.
En type slike stoffer er såkalte furanoner. Disse ble opprinnelig funnet i rødalgen Delisea pulchra utenfor kysten av Australia, og viste seg å være årsaken til at denne algen ikke er dekket av biofilm i motsetning til andre alger i omgivelsene. Forskere ved Universitetet i Oslo har produsert en rekke lignende furanoner som har vist evne til å hemme biofilmdannelse hos streptokokk- og stafylokokk-bakterier.
− Vi har foreløpig så vidt undersøkt et av disse furanonene mot salmonella, forteller prosektleder Live L. Nesse. − Dette furanonet hindret bakteriene i å danne en fullverdig biofilm. Dermed ble de mer mottakelige for desinfeksjonsmidler. Dette er spennende resultater som ønsker å gå videre med. Vi ønsker å undersøke forskjellige furanoner for å finne ut om de kan brukes til å bekjempe salmonella i biofilm. Denne informasjonen vil forhåpentligvis gi svar på om dette kan være et middel å bekjempe salmonella fremover.
Teste desinfeksjonsmidler under realistiske forhold
En rekke ulike desinfeksjonsmidler er i bruk i norsk fôrindustri. Desinfeksjonsmidler testes vanligvis ut på frittsvømmende bakterier i en løsning. Resultatene av slike tester er grunnlag for godkjenning og anbefaling av midlene, selv om det er velkjent at mange desinfeksjonsmidler virker dårligere mot bakterier på overflater, spesielt dersom det dannes LID-bakterier eller biofilm, og i nærvær av organisk materiale (smuss).
Tidligere har vi testet ni forskjellige typer desinfeksjonsmidler som er brukt i norske fôr- og fiskemelfabrikker. Bare to av disse hadde effekt på salmonella på overflater, selv om alle var effektive mot de samme bakteriene i de tradisjonelle testene. Disse undersøkelsene ble utført under laboratorieforhold.
For å kunne fastslå effekten ved praktisk bruk, er det viktig å teste desinfeksjonsmidlene under så realistiske forhold som mulig, og for midler som skal brukes i fôrindustrien bør man tilstrebe testing i fabrikkene. Vi ønsker å utvikle vitenskapelige metoder for mer pålitelig testing av aktuelle desinfeksjonsmidler i realistisk miljø.
Les også artikkel på forskning.no: Vil hindre bakteriesamtaler
Informasjonshefte om prosjektet Moderne bekjempelse av salmonella
Etablert forskningsgruppe
Veterinærinstituttet ved seniorforsker Live L. Nesse har drevet forskning på salmonella e.coli i fabrikkmiljø siden 2000 i samarbeid med næringen, Nofima Mat (forskerne Trond Møretrø, Solveig Langsud and Even Heir). I tillegg har Lene K. Vestby fra Veterinærinstituttet og Olivier Habimana fra Nofima mat har vært knyttet til forskningsprosjektet de siste årene. Fra 2005 har man også samarbeidet med Universitetet i Oslo ved professorene Anne Aamdal Scheie og Tore Benneche.
Kontaktpersoner Veterinærinstituttet:
Live Nesse, seniorforsker, seksjon for bakteriologi
E-post: live.nesse@vetinst.no
Tlf.: 23 21 63 15/924 41 267
Lene Karine Vestby, forsker, seksjon for bakteriologi
E-post: lene.vestby@vetinst.no
Tlf.: 23 21 63 89
