Szybka i wiarygodna diagnostyka zakażeń zwierząt gospodarskich w miejscu hodowli
Przy produkcji mięsa, a zwłaszcza kurcząt, wykorzystuje się technologie rolnictwa intensywnego, co prowadzi do częstego występowania zakażeń wirusowych i bakteryjnych. Antybiotyki podawane kurczętom z hodowli pomagają ustrzec zwierzęta przed śmiertelnymi chorobami i zapewnić, że będą odpowiednio szybko rosły. Na mocy unijnego rozporządzenia w sprawie weterynaryjnych produktów leczniczych zabroniono rutynowego stosowania jakichkolwiek przeciwdrobnoustrojowych produktów leczniczych w celu zrekompensowania niedostatecznej higieny lub nieodpowiedniej hodowli zwierząt, ze względu na pojawienie się oporności na antybiotyki i przenoszenie pozostałości antybiotyków na ludzi. W związku z tym hodowcy muszą ograniczać stosowanie antybiotyków. Do tego potrzebna jest ulepszona, szybka diagnostyka, ponieważ stosowanie tradycyjnych metod diagnostycznych jest pracochłonne, a czas oczekiwania na wyniki to kilka dni.
Szybka identyfikacja bakterii dzięki spektrometrii mas
Celem finansowanego ze środków projektu UE projektu RAID było umożliwienie szybkiego wykrywania infekcji bakteryjnych u kurcząt. Dostępne metody są zawodne, drogie lub powolne. „Opracowaliśmy przystępny cenowo system wspomagania decyzji weterynaryjnych będący alternatywą dla istniejących metod wykrywania zakażeń bakteryjnych u drobiu. Dzięki niemu wyniki badań są dostępne w ciągu dwóch godzin”, mówi Márton Muhari, koordynator projektu i dyrektor generalny firmy EL-CO Tech. W metodzie RAID wykorzystano spektroskopię mas (MS) do identyfikacji specyficznych fosfolipidów występujących w wysokich stężeniach na zewnętrznej powierzchni komórek bakteryjnych. Na tej podstawie powstały unikalne dla każdego gatunku bakterii charakterystyki molekularne, które można następnie analizować przy użyciu metodologii przetwarzania sygnałów MS. Powiązanie charakterystyk ze szczepami bakterii umożliwia postawienie diagnozy i wspomaga decyzje weterynaryjne dotyczące stosowania antybiotyków.
Postęp technologiczny w wykrywaniu bakterii
Zespół poczynił znaczne postępy techniczne i metodologiczne w zakresie pobierania i przetwarzania próbek. Ponadto badacze zautomatyzowali metodę oceny widma masowego i rozszerzyli algorytm o wykrywanie kilku istotnych gatunków bakterii. Walidację czułości i dokładności metody RAID przeprowadzono na podstawie dużej liczby próbek pochodzących od kurcząt i porównano ją ze standardową hodowlą oraz innymi rozwiązaniami opartymi na MS. Dokładność i czułość metody RAID wyniosły 99 %, a swoistość prawie 100 %. „Stworzyliśmy mobilne laboratorium RAID, dzięki któremu można przeprowadzać badania na miejscu i natychmiast uzyskiwać informacje na temat zakażeń bakteryjnych. Dzięki temu możliwe było zebranie i przeanalizowanie próbek z różnych krajów europejskich”, wyjaśnia László Lengyel, szef laboratorium RAID.
Przewaga metody RAID
Krótki czas analizy to nie jedyna zaleta rozwiązania RAID, które pozwala również na wiarygodne wykrywanie bakterii beztlenowych. Dzięki temu możliwe jest także jednoczesne przeprowadzanie pomiarów beztlenowych gatunków bakterii oraz wykrywanie kilku gatunków bakterii naraz. System jest zautomatyzowany, a jego obsługa pod względem pomiarów i przetwarzania danych przyjazna dla użytkownika. Co ważne, jego koszt jest znacznie niższy w porównaniu z innymi dokładnymi metodami, takimi jak łańcuchowa reakcja polimerazy. Można go także zintegrować z jednostką mobilną, by korzystać z niego bezpośrednio na fermach drobiu. Metoda RAID umożliwi ograniczenie niepotrzebnego stosowania antybiotyków. W perspektywie długoterminowej badacze chcieliby rozszerzyć tę metodę na inne zastosowania weterynaryjne, między innymi związane z hodowlą bydła, w której także stosuje się wiele antybiotyków ze względu na częste występowanie zapalenia gruczołu mlekowego.
Słowa kluczowe
RAID, antybiotyk, drób, kurczak, infekcja bakteryjna, MS, spektroskopia mas, diagnostyka w miejscu hodowli
