Μελέτη οριακών συνθηκών οξεοανθεκτικότητας του παθογόνου Listeria monocytogenes

Abstract

Η παρούσα μελέτη διερευνά πώς παράγοντες όπως η μικροδομή του θρεπτικού υποστρώματος, η θερμοκρασία συντήρησης καθώς και οριακές συνθήκες (pH-NaCl) επιδρούν α)στην ανάπτυξη δύο στελεχών διαφορετικού ορότυπου της Listeria monocytogenes και β) στην επιβίωση του έναντι ακόλουθης όξινης καταπόνησης. Αρχικά εκτιμήθηκε η επίδραση της μικροδομής του μέσου ανάπτυξης και η ανθεκτικότητα κατά την όξινη καταπόνηση σε δύο στελέχη του Listeria monocytogenes σε 4 ο C και 10 ο C. Σκοπός ήταν να μελετηθεί πως επηρεάζει η μικροδομή του υποστρώματος (στερεό, υγρό) και το βάθος ανάπτυξης, ως περιοριστικός παράγοντας για την διάχυση προϊόντων, την ανάπτυξη της Listeria monocytogenes, αλλά και η συμπεριφορά της έναντι όξινων συνθηκών καταπόνησης. Ως παράγοντας στερεοποίησης χρησιμοποιήθηκε η ζελατίνη. Από την σύγκριση των αποτελεσμάτων, ως προς την μικροδομή προκύπτει ότι η μόνη διαφορά που υπήρξε κατά την ανάπτυξη ήταν μεταξύ των υγρών και των στερεών υποστρωμάτων όπου καθ’ όλη τη διάρκεια της συντήρησης ήταν περίπου 1 log CFU/ml, μια διαφορά που εξισώνεται στο τέλος της συντήρησης. Ενώ σε συνθήκες όξινης καταπόνησης παρατηρήθηκε επιβίωση στους 10 ο C όταν τα κύτταρα πλέον βρίσκονταν στην στατική τους φάση. Στην συνέχεια εκτιμήθηκε πώς επηρεάζουν οι οριακές συνθήκες ανάπτυξης (pH-NaCl) σε θερμοκρασία 7 o C δύο διαφορετικά στελέχη Listeria monocytogenes, στη μετέπειτα επιβίωση-μη επιβίωση ακραίας όξινης καταπόνησης. Όσον αφορά στην εκτίμηση των οριακών συνθηκών ανάπτυξης παρατηρήθηκε αύξηση και για του δύο ορότυπους κοντά στις βέλτιστες τιμές pH και χαμηλές συγκεντρώσεις NaCl, ενώ παραλλακτικότητα παρατηρήθηκε για ακραίους συνδυασμού pH-NaCl. Όσον αφορά την απόκριση σε όξινη καταπόνηση, τα δύο στελέχη παρουσίασαν πανομοιότυπη συμπεριφορά. Πιο συγκεκριμένα συνθήκες συντήρησης pH 5,5-6,4 και NaCl 2-4% είχαν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη επιβίωση κατά τη διάρκεια της συντήρησης. Αντίθετα, ακραίοι συνδυασμοί pH (4,8-5,0) και NaCl (8-10%) οδήγησαν στην πλήρη θανάτωση του μικροοργανισμού μετά από έκθεση σε συνθήκες όξινης 4 | Σ ε λ ί δ α Μελέτη οριακών συνθηκών οξεοανθεκτικότητας της Listeria monocytogenes καταπόνησης. Τέλος μοριακή προσέγγιση της φυσιολογικής απόκρισης του παθογόνου σε οριακές για την ανάπτυξη συνθήκες κατέδειξε μεταβολή της σχετικής έκφρασης γονιδίων σχετικών με την απόκριση σε συνθήκες καταπόνησης καθώς και γονιδίων παθογένειας, κατά τη διάρκεια της συντήρησης

This study aims to explore how factors such as the microstructure, storage temperature and growth boundary conditions (pH-NaCl) affect a) the growth of two strains of Listeria monocytogenes of different serotype and b)the survival under lethal acidic stress (pH 2). The study begins with an evaluation of how the microstructure of the growth medium affects two strains of Listeria monocytogenes at 4 C, as well as the resistance of those strains towards subsequent acid challenge. The aim was to study how the microstructure of the solid and liquid media and depth (as a limiting factor for diffusion of products) affect the growth of Listeria monocytogenes, and how the microorganism respond towards subsequent acidic stress. Gelatin was used as the solidification agent. Regarding the microstructure, a comparison of the test results shows that the only difference was in the development between liquid and solid media where throughout the duration of the storage it was about 1 log CFU / ml, a difference that is eliminated in the end of storage. Regarding the resistance under acidic conditions, a survival at 10 o C was observed when most cells were at stationary phase. Furthermore, the study estimates the effect of the boundary growth conditions (pH-NaCl) at 7 o C of two strains of Listeria monocytogenes on surviving after subjection to lethal acidic conditions. Regarding the ability of the two strains to grow under these conditions, results showed only pH >5.5 and NaCl <4% w/V are growth permitting, while extreme combinations of pHNaCl

resulted in a multivariable behavior. Moreover, their response to subsequent lethal acidic stress, both strains showed identical behavior. Specifically, storage conditions of pH 5,5-6,4 and NaCl 2-4% resulted in higher survival during storage, in contrast to growth limiting pH (4,8-5,0) and NaCl (810%)

combinations that resulted in no survival of the microorganism. Finally, study of the molecular mechanisms, induced during storage, revealed an upregulation of the relative transcription of stress and virulence-related genes, that could shed light in the subsequent response of L. monocytogenes towards lethal acid stress