Επίδραση της διαθεσιμότητας του οξυγόνου, της δομής και των θρεπτικών συστατικών διαφόρων υποστρωμάτων στις διαστελεχειακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών στελεχών του παθογόνου μικροοργανισμού Listeria Monocytogenes

Abstract

Η ανάπτυξη και οι αλληλεπιδράσεις διαφορετικών στελεχών του παθογόνου μικροοργανισμού Listeria monocytogenes, που μπορεί να επιμολύνουν ταυτόχρονα το ίδιο τρόφιμο φαίνεται να επηρεάζονται από τα χαρακτηριστικά του υποστρώματος. Στην παρούσα μελέτη αξιολογήθηκε η επίδραση των διαφορετικών υποστρωμάτων και της διαφορετικής διαθεσιμότητας οξυγόνου στην ανάπτυξη και τις διαστελεχειακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφορετικών στελεχών του L. monocytogenes. Ανθεκτικά στα αντιβιοτικά στελέχη του παθογόνου μικροοργανισμού L. monocytogenes (για την επίτευξη της επιλεκτικής καταμέτρησης) που ανήκουν στους οροτύπους 4b (C5,ScottA) και 1/2b (PL25), εμβολιάστηκαν (2.0 – 3.0 log CFU/mL ή cm2) σε καλλιέργειες ενός ή δύο στελεχών (1:1 αναλογία στελεχών), σε TSA-YE (ζωμός τρυπτικής σόγιας συμπληρωμένος με εκχύλισμα μαγιάς και προσθήκη 0,6% ή 1,2% άγαρ), σε υποστρώματα με βάση τα τυριά Ricotta και Camembert (1 μέρος τυροκομικού προϊόντος και 2 μέρη ¼ διάλυμα Ringer με την προσθήκη 0,6% ή 1,4% άγαρ) και σε τυροκομικά προϊόντα Ricotta και Camembert και αποθηκεύτηκαν στους 7oC (n=3x2). Οι αερόβιες συνθήκες επιτεύχθηκαν με επιφανειακό ενοφθαλμισμό, ενώ η ενσωμάτωση στη μάζα του υποστρώματος αντιστοιχούσε στις υποξικές συνθήκες (n=3x2). Κατά τη μονοκαλλιέργεια τα στελέχη έφτασαν σε υψηλότερη κυτταρική πυκνότητα στο TSA-YE, ενώ μεταξύ των δύο γαλακτοκομικών προϊόντων (Ricotta και Camembert), τα υποστρώματα με βάση το Camembert ή το τυρί Camembert φαίνεται να ευνόησαν την ανάπτυξη του παθογόνου. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των στελεχών, όπως εκδηλώνονται με διαφορά στον τελικό πληθυσμό μεταξύ μονοκαλλιεργούμενων και συγκαλλιεργούμενων στελεχών, φάνηκε να επηρεάζονται από τα χαρακτηριστικά του υποστρώματος, με τα στελέχη C5 και PL25 να καταστέλλουν την ανάπτυξη του ScottA. Η παρουσία του C5 ανέστειλε την ανάπτυξη του ScottA κατά 2,7 και 2,3 log units στη Ricotta και το Camembert, αντίστοιχα, ενώ η αναστολή του ScottA μετριάστηκε στο TSA-YE και στα υποστρώματα με βάση τα τυροκομικά προϊόντα. Η επίδραση του PL25 στον τελικό πληθυσμό του ScottA ήταν λιγότερο έντονη κατά τη διάρκεια της συγκαλλιέργειας στα διάφορα υποστρώματα που μελετήθηκαν και δεν ξεπέρασε το 1,0 log unit. Η αναστολή του ScottA τόσο από το C5 όσο και από το PL25 ήταν πιο έντονη στα υποστρώματα με βάση τη Ricotta, υπό υποξικές συνθήκες. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι τα θρεπτικά συστατικά του υποστρώματος μπορούν να επηρεάσουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των στελεχών, ωστόσο, η επίδραση της δομής και της διαθεσιμότητας οξυγόνου εξαρτήθηκε από το υπόστρωμα και το συνδυασμό των στελεχών. Η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των στελεχών κατά τη διάρκεια της συγκαλλιέργειας σε διαφορετικά υποστρώματα θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξήγηση της αναντιστοιχίας μεταξύ κλινικών δειγμάτων και δειγμάτων τροφίμων, κατά τη διάρκεια των ερευνών για κρούσματα λιστερίωσης

Growth and interactions of different Listeria monocytogenes strains, present simultaneously in the same food product, are affected by the matrix. Thus, the present study evaluated the effect of co-culture in/on different substrates, under different levels of oxygen availability, on growth and inter-strain interactions of L. monocytogenes. Antibiotic-resistant (for selective enumeration) L. monocytogenes strains of serotypes 4b (C5 and ScottA) and 1/2b (PL25), were inoculated (2.0 – 3.0 log CFU/mL or cm2) in single or two-strain cultures (1:1 strain-ratio), in/on TSA-YE (Tryptic Soy Broth supplemented with Yeast Extract and 0.6% or 1.2% agar), in/on Ricotta and Camembert-based media (1 part dairy product and 2 parts ¼Ringer’s solution supplemented with 0.6% or 1.4% agar) and in/on Ricotta and Camembert and stored at 7oC (n=3x2). Aerobic conditions were achieved with surface inoculation, while incorporation into the cheese mass or pour plated media, corresponded to hypoxic conditions (n=3x2). Singly-cultured strains reached higher cell density in/on TSA-YE, while between the two dairy products, Camembert or Camembert-based media were more favorable substrates. Inter-strain interactions, as manifested by differences in the final population of singly and co-cultured strains, seemed to be affected by the characteristics of the substrate, with C5 and PL25 suppressing ScottA. The presence of C5 inhibit ScottA by 2.7 and 2.3 log units in Ricotta and Camembert, respectively, while the inhibition of ScottA mitigated in/on TSA-YE and the dairy-based substrates. The impact of PL25 on final population of ScottA was less pronounced during co-culture in/on the different studied substrates and did not exceed the 1 log unit. The inhibition of ScottA by both C5 and PL25 was more pronounced in/on Ricotta-based media, under hypoxic conditions. The results indicate that substrate nutrients may manipulate the inter-strain interactions, however the impact of structure and oxygen availability was substrate and combination of strains-dependent. Investigating inter-strain interactions during co-culture in/on different substrates could assist in explaining the mismatch between clinical and food samples, during outbreak investigations.