Screening en werkingswijze van natuurlijke antimicrobiële stoffen om Listeria monocytogenes in levensmiddelen te bestrijden

Listeria monocytogenes is een belangrijke door voedsel overgedragen ziekteverwekker waarvoor adequate controlemaatregelen moeten worden genomen langs de voedselproductieketen. Het organisme is wijdverbreid in de natuurlijke omgeving en kan dus grondstoffen van zowel plantaardige als dierlijke oorsprong besmetten. Het kan ook worden gevonden en blijven bestaan in voedselproductiefaciliteiten en van daaruit voedselproducten besmetten tijdens de productie. Ondanks zijn brede verspreiding en frequente aanwezigheid in voedingsmiddelen, is de ziekte veroorzaakt door de ziekteverwekker - listeriose - relatief zeldzaam, maar het heeft een hoge mortaliteit van ongeveer 20%. Listeriose treedt normaal gesproken alleen op bij inname van grote aantallen van de ziekteverwekker, en het hoogste risico van listeriose wordt vertegenwoordigd door voedingsmiddelen waarin L. monocytogenes kan groeien en die niet worden verwarmd vóór consumptie, zoals gekookte ham, kant-en-klare boterhammen enz. Preventie van listeriose is daarom gericht op het beheersen van de uitgroei van pathogenen, en dit wordt vaak bereikt door een aanpak met meerdere hindernissen die conserveringsmiddelen bevat. Er is echter een toenemende druk om kunstmatige conserveringsmiddelen voor voedsel weg te laten of te vervangen door natuurlijke alternatieven vanwege bezorgdheid over de veiligheid en vanwege de trend naar meer natuurlijk voedsel. Ondanks uitgebreide screening zijn natuurlijke conserveermiddelen in het algemeen minder effectief en veroorzaken ze vaak onacceptabele sensorische afwijkingen bij effectieve concentraties. In het huidige project stellen we twee fundamentele onderzoekstrajecten voor die kunnen leiden tot de ontwikkeling van effectievere antilisteriële conserveermiddelen. Eerst zullen we een alternatieve screeningsmethode gebruiken om effectievere verbindingen te detecteren. Screening op natuurlijke conserveermiddelen is tot nu toe onder gestandaardiseerde optimale groeiomstandigheden in het laboratorium uitgevoerd en we veronderstellen dat verbindingen die uit dergelijke schermen voortvloeien niet noodzakelijkerwijs het meest effectief zijn onder omstandigheden waarbij L. monocytogenes een gevaar is in levensmiddelen, dwz bij lage temperatuur en / of verhoogde zoutconcentratie. L. monocytogenes heeft een uniek vermogen om met deze aandoeningen om te gaan door specifieke stressadaptatiepaden te activeren. Door een screening van een breed scala aan plantenextracten en hun pure bestanddelen onder deze omstandigheden uit te voeren, verwachten we zeer effectieve antimicrobiële stoffen te identificeren die specifiek gericht zijn op het vermogen van L. monocytogenes om te groeien bij lage temperatuur of bij verhoogde zoutconcentratie. Ten tweede, als we eenmaal bewijs voor onze hypothese hebben geleverd, zal ten minste een van de geïdentificeerde verbindingen worden onderworpen aan een gedetailleerde wijze van actieonderzoek bestaande uit verschillende benaderingen. Een krachtige benadering, die geen a priori hypothese over het werkingsmechanisme vereist, is een genetische benadering, waarin bacteriële mutanten met veranderde gevoeligheid voor de verbinding worden geïsoleerd en waarbij hypothesen over het werkingsmechanisme worden afgeleid uit de functie van de gemuteerde genen. Mutanten zullen worden gegenereerd door transposonmutagenese (hoofdzakelijk functieverlies) en door adaptieve laboratoriumevolutie (ook functiewinst). Een andere, meer gerichte aanpak is het gebruik van silico moleculaire docking, om te onderzoeken of de geselecteerde verbinding effectief een sleutelenzym in de koude of zoutaanpassingsroutes van de ziekteverwekker target. Er zal ook een poging worden gedaan om moleculaire docking te gebruiken voor de novo-identificatie van verbindingen die zich richten op een of meer van deze belangrijke enzymen. Op de lange termijn zal inzicht in de werkingswijze van de antilisteriële verbindingen het mogelijk maken om mengsels van antimicrobiële stoffen te ontwerpen die een synergistisch effect hebben, om hun effectiviteit te vergroten en ongewenste bijwerkingen te verminderen.