DE TOEPASSING VAN BACTERIOFAGEN IN DE BEHEERSING VAN...

Universiteit Gent

Faculteit diergeneeskunde

Academiejaar 2008-2009

DE TOEPASSING VAN BACTERIOFAGEN IN DE

BEHEERSING VAN PATHOGENEN IN EETWAREN VAN DIERLIJKE OORSPRONG

Door

Caroline LANTIN

Promtor: Prof. Dr. K. Houf Literatuurstudie in het kader

van de Masterproef

De auteur en de promoter geven de toelating deze literatuurstudie voor consultatie beschikbaar te

stellen en delen hiervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de

beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron

uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van gegevens uit deze studie. Het auteursrecht betreffende

de gegevens vermeld in deze literatuurstudie berust bij de promotor(en). De auteur en de promotor(en)

zijn niet verantwoordelijk voor de behandelingen en eventuele doseringen die in deze studie geciteerd

en beschreven zijn.

VOORWOORD

Graag zou ik mijn promotor Prof. Dr. K. Houf willen bedanken voor het lezen en kritisch analyseren

van mijn literatuurstudie. Dankzij zijn raadgevingen heb ik een idee kunnen uitwerken tot het hieronder

beschikbare werk en dit op een zeer efficiënte manier.

Mijn dank gaat ook uit naar mijn moeder die niets van het onderwerp afwist maar toch mijn werk las en

mij bijstuurde daar waar te veel tec hnische details vermeld stonden of spellingfouten die na de

zoveelste keer lezen steeds bleven ontsnappen.

INHOUDSOPGAVE

SAMENVATTING .......................................................................................................................... 1

1 INLEIDING ............................................................................................................................ 2

2 LITERATUURSTUDIE ............................................................................................................ 4

2.1 Bacteriofagen ................................................................................................................. 4

2.1.1 Algemene structuur van een bacteriofaag ................................................................. 4

2.1.2 Ontdekking ............................................................................................................. 5

2.1.3 Cyclus .................................................................................................................... 5

2.1.3.1 Zoek stadium ...................................................................................................... 5

2.1.3.2 Adhesie .............................................................................................................. 5

2.1.3.3 Injectie................................................................................................................ 6

2.1.3.4 DNA expressie .................................................................................................... 6

2.1.3.5 DNA verpakking .................................................................................................. 7

2.1.3.6 Vrijkomen van het virion ....................................................................................... 7

2.1.3.7 Optreden van resistentie ...................................................................................... 7

2.1.4 Soorten bacteriofagen ............................................................................................. 8

2.2 Voedsel-geassocieerde bacteriën .................................................................................... 9

2.2.1 Algemeen ............................................................................................................... 9

2.2.2 Specifiek ................................................................................................................. 9

2.2.2.1 salmonellose....................................................................................................... 9

2.2.2.2 listeriose ............................................................................................................. 9

2.2.2.3 campylobacteriose..............................................................................................10

2.2.2.4 Escherichia coli O157:H7....................................................................................10

2.2.2.5 Staphylococcus aureus .......................................................................................10

2.2.2.6 Clostridium .........................................................................................................10

2.3 Toepassing van bacteriofagen........................................................................................11

2.3.1 Werking op voedingsmiddelen ................................................................................11

2.3.2 Voordelen..............................................................................................................12

2.3.3 Nadelen.................................................................................................................12

2.3.4 Toepassing ............................................................................................................13

2.3.5 Specifiek gebruik....................................................................................................14

2.3.5.1 E. coli ................................................................................................................14

2.3.5.2 Salmonella en Campylobacter .............................................................................14

2.3.5.3 Listeria...............................................................................................................15

2.4 Conclusie......................................................................................................................16

3 LITERATUURLIJST..............................................................................................................17

2008-2009 De toepassing van bacteriofagen in de beheersing van Caroline Lantin

pathogenen in eetwaren van dierlijke oorsprong

SAMENVATTING

Hoewel al miljoenen jaren natuurlijke antagonisten van bacteriën bestaan, heeft men pas in 1919 van

hun werking gebruik gemaakt. Dit zijn de beruchte bacteriofagen (fagen), ook de parasieten van de

bacteriën genoemd. Net zoals sommige parasieten in zoogdieren kunnen zij dodelijk zijn voor hun

gastheer. Het is pas sinds de toename van resistentie tegen antibiotica dat men in het Westen

interesse begon te tonen voor deze fagen en sinds een tiental jaren stijgt het onderzoek naar en het

aantal wetenschappelijke artikelen over deze virussen. Hieruit blijkt dat fagen heel nuttig zijn tegen

bacteriën in verschillende milieus. Deze literatuurstudie zal dan ook dieper ingaan op het gebruik van

fagen op producten van dierlijke oorsprong waarbij allereerst een overzicht wordt gegeven over de

ontdekking van fagen en hun classificatie. Aangezien de cyclus van groot belang is bij gebruik wordt

hier uitgebreid op ingegaan. Hierna zal uitleg gegeven worden over de voedsel-geassocieerde

pathogenen. Deze worden onder andere veroorzaakt door bacteriën zoals Escherichia coli O157:H7,

Salmonella en Listeria monocytogenes . Per bacterie worden de symptomen, duur van de symptomen

en de wijze van besmetting besproken. Vervolgens wordt het gebruik van fagen op producten van

dierlijke oorsprong toegelicht. Zowel de voor- als nadelen van hun toepassing zullen besproken

worden. Ook de manier van toediening verdient aandacht. Als laatste zal van enkele bacteriën het

effect en de haalbaarheid van faagpreparaten besproken worden.



2

1 INLEIDING

Virussen die toegediend worden om bacteriën te doden en daarmee heel wat problemen oplossen en

voorkomen: het bestaat maar wordt in de Westerse wereld weinig toegepast. Niet omdat het zoveel

nadelen heeft, wel omdat het gebruik en onderz oek naar het gebruik in verschillende toepassingen

nog in haar kinderschoenen staat.

Dat bacteriën op andere manieren dan met de huidige methodes moeten aangepakt worden is

duidelijk. Data van 2007 vrijgesteld door het EFSA (2009b) tonen aan dat de meeste voedselinfecties

veroorzaakt worden door Campylobacter species. Deze infecties volgen een stijgende lijn terwijl

Salmonella, die als tweede op de lijst staat, op de terugweg is. Listeria monocytogenes infecties zijn in

vergelijking met 2006 hetzelfde gebleven. Van alle infecties met Escherichia coli O157:H7 wordt slecht

sporadisch melding gemaakt. Op exacte gegevens moet nog even gewacht worden.

De stijging van voedselinfecties in de 21e eeuw is onder andere te wijten aan veranderingen in de

voedselvoorziening met een stijging in productie en distributie van voedsel over de hele wereld. Kleine

familieboerderijen werden in de loop van de tijd omgevormd tot grote bedrijven en doordat minder

vleesproducenten het hele land van voedsel voorzien, heeft een kleine uitbraak op een bedrijf een

grotere impact. Volgens Marcus (2008) en DuPont (2007) is de gewoonte van de consumenten

veranderd door de grotere beschikbaarheid van fastfood en overvloed aan restaurants waarbij men

vaker buitenshuis gaat eten. Uit een onderzoek van Kassenborg et al (2004) blijkt dat het risico op

verkrijgen van E. coli O 157:H7 groter is wanneer men in een restaurant eet. Daarbij is er een stijging

van het deel van de populatie die gevoelig is voor voedsel-geassocieerde ziektes. Hieronder vinden

we ouderen, mensen met een gedaalde immuniteit zoals AIDS patiënten, of diegene die een

immunosuppressieve therapie ondergaan, zoals chemotherapie (Marcus, 2008).

Voor behandeling van bacteriële infecties wordt, naast het tegengaan van de dehydratatie (Bahn et al,

1994), in sommige gevallen gebruik gemaakt van antibioticatherapie. Momenteel is er een duidelijke

toename van antibioticaresistentie bij bacteriën. Zo is tussen 1998 en 2002 de prevalentie van Multi-

drug resistente Salmonella enterica gestegen tot het 5-voudige (Gupta et al, 2003). In een nationale

studie in Denemarken door Helms et al (2005) werd aangetoond dat patiënten die geïnfecteerd waren

met een fluoroquinolone-resistente Campylobacter 6 maal meer kans hadden op een meer

agressievere vorm van campylobacteriose vergeleken met patiënten bij wie de ziekte veroorzaakt was

door een fluoroquinolone-gevoelige bacterie. Als laatste voorbeeld wordt de studie van Varma et al

(2005) aangehaald. Hieruit kon men afleiden dat infectie met Salmonella en het voorkomen van

Salmonella in de bloedstroom meer voorkwam bij patiënten die waren geïnfecteerd met een isolaat

dat resistent was aan ten minste één antibacterieel middel dan bij patiënten die geïnfecteerd waren

met geneesmiddelengevoelige bacterie.

Er is tegenwoordig een verbod op het gebruik van sommige antibiotica in de voedselproductie en wel

om deze resistentie zo min mogelijk in de hand te werken zodat het antibioticum voor humaan gebruik

kan worden aangewend. De kans dat resistentie optreedt, is namelijk groter wanneer men antibiotica



3

aan een grote groep dieren geeft. Wanneer deze antibioticaresistente kiemen vervolgens bij de mens

terechtkomen, zal het vinden van een geschikt antibioticum bemoeilijkt worden.

Om de besmetting in de voedselproductieketen te minimaliseren maakt men gebruik van verschillende

behandelingen. In de studie van het EFSA (2009a) worden de behandelingen onderverdeeld in

fysische behandelingen (water, stoom behandeling, hoogdruk behandeling, elektromagnetische

behandeling, enz.) en chemische behandelingen (chloor, organische zuren, koolstofdioxide, ozon,

enz.). Het belangrijkste nadeel van deze behandelingen is dat zij veel ongewenste effecten

veroorzaken zoals een verandering in kwaliteit van het voedsel en de kans op aanwezigheid van

residuen in het voedsel. Andere behandelingen zijn gebaseerd op natuurlijke antimicrobiële middelen

zoals plantextracten, of microbiële producten en enkele antimicrobiële behandelingstechnieken die

gebruik maken van levende micro-organismen. Dit zijn zogenaamde “beschermende” bacteriële

culturen of bacteriofagen die pathogene en/of bedervende bacteriën in of op het voedsel afdoden.

Het bestrijden van pathogenen door gebruik van fagen begon kort na de ontdekking van bacteriofagen

ongeveer 80 jaar geleden. In 1930 verkochten Amerikaanse farmaceutische bedrijven therapeutische

middelen gebaseerd op fagen (Duckworth, 1999). Tijdens de tweede wereldoorlog gebruikten het

Duitse en het Sovjet leger fagen tegen diarree terwijl ook door het Amerikaanse leger onderzoek werd

uitgevoerd naar fagen (Häusler, 2003). De ontdekking van antibiotica heeft het gebruik van fagen en

het onderzoek naar fagen even later stopgezet maar vandaag heeft het stijgende probleem van

antibioticaresistentie het onderzoek naar faagtherapie nieuw leven ingeblazen. Het is pas onlangs dat

het onderzoeksveld uitgebreid is naar dat van de voedselveiligheid. In 2006 keurde het US Food and

Drug Administration (FDA) het gebruik van 6 gezuiverde fagen (LMP-102) in ready-to-eat (RTE) vlees

en kipproducten goed, en dit als een antimicrobieel agens tegen Listeria monocytogenes (Peek en

Reddy, 2006).



4

2 LITERATUURSTUDIE

2.1 Bacteriofagen

Volgens een gezegde worden bacteriofagen (fagen) gevonden daar waar bacteriën groeien. Het zijn

virussen die binnendringen in bacteriën en als natuurlijke bewoners van zout- en drinkwater, bodem,

planten, mensen en dieren aanzien worden als onderdeel van de natuurlijke microbiologische flora

van voedsel (Breitbart et al, 2003; EFSA, 2009a).

Wegens hun gastheerspecificiteit zijn fagen in staat om slechts één specifieke bacteriespecies te

infecteren, met uitzondering van Listeria monocytogenes faag A511. Deze kan alle species van het

genus Listeria infecteren en doden (Zink en Loessner, 1992). De gastheerspecificiteit is het gevolg

van staart-geassocieerde proteïnes die oppervlaktemolecules van vatbare bacteriën herkennen

(Hagens en Loessner, 2007).

Gedurende jaren is de relatie van fagen met voedsel onderzocht voor (i) hun invloed op bederf en het

voorkomen van bederf door bacteriën, (ii) als een indicator voor de contaminatie met intestinale/

fecale bacteriën, (iii) hun nadelig effect op de productie van voedsel door fermentatie, (iv) de recente

heropleving van interesse in bacteriofagen voor de controle van voedsel-geassocieerde pathogenen

van bacteriële oorsprong en (v) reductie van antibioticaresistentie. Het gebruik van fagen wordt

vandaag voorgesteld in het voorkomen van bederf door bacteriën, de reductie van

antibioticaresistentie en ter controle van voedsel-geassocieerde pathogenen waarbij in dit laatste

gebruik bacteriën afkomstig zijn van niet-voedselbronnen zoals afvalwater, faeces, grond (Zink en

Loessner, 1992; Garcia et al, 2008; EFSA, 2009a).

2.1.1 Algemene structuur van een bacteriofaag

De extracellulaire vorm van de faag, het virion, bestaat uit een

hoofd (1) en meer dan 97% van de fagen bezitten ook een

injectieapparaat, de staart (2). Deze laatste dient om passage

van het nucleïnezuur doorheen de bacteriële celwand mogelijk

te maken (EFSA, 2009a). Het nucleïnezuur dat meestal dsDNA

is, wordt omgeven door een proteïnemantel (3), het kapsied.

Daarnaast bezit de faag nog een basaalmembraan (4), korte

(niet te zien op de figuur) en lange (5) filamenteuze

staartproteïnes.

Figuur 1: structuur van de T4 faag

(Eiserling, 1983)



5

2.1.2 Ontdekking

In 1896 ontdekte de Britse bacterioloog Ernest H. Hankin bacteriofagen en beschreef hun

antibacteriële activiteit in zijn publicatie “L’action bactéricide des eaux de la Jumna et du Gange sur le

vibrion du cholera”. Hij schreef dat het water van de Ganges en Jumnarivier cholera kon doden maar

kwam niet verder dan de functie van bacteriofagen en wist niets over dit genezend agens. Frederick

Twort concludeerde in 1915 dat datgene wat inhibitie van de bacteriën veroorzaakte microben

moesten zijn (Stone, 2002). Pas in 1919 was Felix d’Herelle, van het Pasteurinstituut te Parijs,

waarschijnlijk de eerste wetenschapper die bacteriofagen gebruikte ter behandeling van ernstige

dysenterie, maar hij geloofde dat er maar 1 faagspecies met verschillende rassen was (d’Herelle,

1922; Duckworth, 1976). Vanaf dat ogenblik begonnen verschillende bedrijven met de commerciële

productie van fagen tegen verschillende bacteriële pathogenen maar enkel voor humaan gebruik.

Bij de ontdekking van antibiotica in 1940 werd de faagproductie snel stilgelegd in de meeste westerse

landen. Daarentegen werden fagen nog steeds onderzocht in Oost-Europese landen en in de

voormalige landen van de Sovjet Unie en werden er verscheidene instituten opgericht. Hieronder

vinden we onder andere het Eliava Intsitute of Bacteriophage, microbiology and virology in Tbilisi,

Georgië en het Hirszfeld Institute of Immunology and Experimental Therapy in Wroclaw, Polen.

De recente bedreiging van antibioticaresistente bacteriën heeft de interesse van de Westerse landen

in onderzoek naar bacteriofagen als biocontrole agens weer doen toenemen zodat er vandaag zelfs

enkele producten op basis van bacteriofagen beschikbaar zijn (Garcia et al, 2008).

2.1.3 Cyclus

Bacteriofagen zijn virussen en hun infectiecyclussen komen dan ook overeen. Deze cyclus kan

worden onderverdeeld in een zoek stadium, aanhechting, injectie, DNA expressie, DNA verpakking en

het vrijkomen van het virion. De replicatie en vrijstelling van nakomelingen van de bacteriofaag zijn

afhankelijk van de metabole status van de bacterie, het aantal bacteriën en fagen, en ook van de

aanwezigheid van vloeistof die de beweeglijkheid van fagen in het voedsel bevordert (O’Flynn et al,

2004).

2.1.3.1 Zoek stadium

Aangezien fagen enkel in specifieke gastheerbacteriën kunnen vermeerderen, is het belangrijk dat zij

in contact komen met hun gastheerbacterie en dat ze overleven in de omgeving tot ze deze gevonden

hebben. Dit stadium in de infectiecyclus kan aanschouwd worden als een extracellulaire “search

stage” of ” zoek stadium”. Kenmerkend is de faag- en gastheercelmigratie waarbij deze afhankelijk is

van de gastheercel en het aantal fagen (EFSA, 2009a).

2.1.3.2 Adhesie

Na het vinden van een geschikte gastheerbacterie volgt de adhesie. Er wordt contact gevormd tussen

de receptoren van de bacteriofagen en de oppervl akte cel-receptoren van de doelwitbacterie. De



6

receptoren van de faag zijn gelokaliseerd op de top van de staart en zijn de oorzaak van het nauwe

gastheerbereik van fagen (EFSA, 2009a). Eenmaal vast op de celwand produceert de bacteriofaag

glucanase, een enzym dat de celwand lokaal kan afbreken. Deze afbraak treedt op tot aan de

celmembraan waar hij zich zal vasthechten aan een primaire receptor. Maar ook doorheen poriën in

de celwand kan de faag de receptor bereiken. Deze receptor is vaak een onderdeel van het

lipopolysaccharide (LPS) of een lipoproteïne. Bij binding van lange filamenteuze staartproteïnes van

de faag met de primaire receptor, treedt er een conformatieverandering op in de basaalplaat. Deze

vormt een brug tussen de naald en de receptoren van de bacterie en bestaat uit zowel lange als korte

filamenteuze staartproteïnes (Riede, 1987; Tetart et al, 1998).

2.1.3.3 Injectie

Wanneer de korte filamenteuze adhesieproteïnes binden, zal het centrale holle naaldproteïne

doorheen de celmembraan gedreven worden terwijl de basaalplaat de peptidoglycaanlaag verstoort

(Kanamaru et al, 2002). Vervolgens wordt het DNA uit de kop gekatapulteerd, doorheen de naald van

het virion, in het cytoplasma van de bacterie (Arisaka et al, 1981).

2.1.3.4 DNA expressie

Bacteriofagen vermenigvuldigen zich en vernietigen hierbij hun gastheerbacterie (Debarbieux, 2008).

Zij doen dit door lyse van buitenuit of van binnenuit.

-Lyse van buitenuit:

Bij lyse van buitenuit zal het afdoden van de cel plaatsgrijpen in afwezigheid van faagreplicatie. Door

het vasthechten van een groot aantal fagen aan de buitenkant van de celwand zal de bacterie

afsterven door verandering van de elektrische membraanpotentiaal en/of de activiteit van celwand-

degraderende enzymen.

-Lyse van binnenuit:

Bij lyse van binnenuit is lyse van de gastheercel een resultaat van faagreplicatie en zullen de tientallen

tot honderden gevormde nakomelingen het cytoplasma van de gastheer opvullen tot deze letterlijk

barst (EFSA, 2009a). Tijdens de replicatie wordt het genoom van de faag in het cytoplasma van de

bacterie ingespoten waarna de infectiecyclus twee wegen op kan: ofwel worden lytische genen

afgelezen waarbij men spreekt van lytische (of virulente) fagen, ofwel zal het genoom van de faag

integreren in het genoom van de bacterie en worden genproducten gemaakt die de expressie van de

lytische genen onderdrukken. Deze fagen worden getemperde (of lysogene) fagen genoemd. In

laboratoriumomstandigheden gaat een groot deel van de getemperde fagen verkiezen om de lytische

cyclus te volgen terwijl slechts een klein deel de lysogene cyclus gaat volgen. In de natuur wordt

hetzelfde opgemerkt en is 10 à 20 procent getemperde fagen (Debarbieux, 2008).

a) Bij een lytische faag begint de cyclus met transscriptie van enzymen en replicatie van het DNA.

Later worden de structurele componenten van het virion afgelezen en aangemaakt en volgt de

incorporatie van het DNA in de kop van de faag (Kellenberger en Wunderliallenspach; 1995).



7

b) De lysogene cyclus daarentegen gaat niet gepaard met onmiddellijke vermeerdering van de faag.

Het nucleïnezuur van de getemperde faag gaat onder invloed van integrase versmelten met het DNA

van de gastheercel of met het plasmide en wordt profaag genoemd (Friedman en Court, 1995; Little,

2005). In tegenstelling tot de getemperde fagen hebben lytische fagen geen genetische functies die

nodig zijn voor de integratie van hun genoom in het DNA van de bacteriën. Een repressor proteïne

zorgt voor onderdrukking van de genen van getemperde fagen en het stopzetten van de lytische

cyclus, maar ook voor superinfectieimmuniteit wat betekent dat eenzelfde nieuwkomerfaag zich niet

kan ontwikkelen in de gastheercel (Brüssow et al, 2004). Het faagDNA zal zijn replicatie

synchroniseren naar dat van de gastheer en zal op deze manier overgedragen worden op de

nakomelingen van de gastheer. Lieb (1953), Young (1992) en Oppenheim et al (2005) merkten op dat

de getemperde faag overgaat tot de cyclus van de lytische fagen, indien de activiteit van het

repressorproteïne daalt.

De overdracht van genen kan leiden tot een verandering van de gastheerbacterie zoals verhoging van

de pathogeniciteit en/of virulentie van de gastheerbacterie (Eklund et al, 1971; O’Brien et al, 1984;

Figueroa-Bossi et al, 2001). Vele getemperde fagen zijn namelijk dragers van toxines of regulatoren,

nodig voor de ontwikkeling van volledige virulentie van de gastheer. Het meest bekende voorbeeld

wordt gegeven door Barondess & Beckwith (1990). Hierbij coderen profagen voor het shiga-like toxine,

de belangrijkste virulentiefactor van colifagen en E. coli O157:H7.

2.1.3.5 DNA verpakking

Catalano et al (1995) beschreven hoe het gevormde DNA door terminase in de faag gepropt wordt

zodat het hier onder grote druk aanwezig is en bij injectie van een volgende bacterie eruit

gekatapulteerd wordt. Liebeschuetz en Ritchie (1986) beschreven dan weer de transductie tijdens de

replicatie van fagen in de bacterie. Zij merkten namelijk op dat een deel van het bacterieel DNA of een

plasmide in de faag terecht kan komen en bij infectie van andere bacteriën dit DNA of plasmide in de

nieuwe gastheer vrijgesteld wordt.

2.1.3.6 Vrijkomen van het virion

De celwand wordt aangetast door vorming van enzymen uit laat afgelezen genen en vorming van

porines in de celmembraan. De tientallen tot honderden nieuwgevormde fagen gaan de beschikbare

ruimte in de bacteriële cel overschrijden. De bacterie barst letterlijk uiteen waarbij de fagen vrij komen

en zij in staat zijn om opnieuw andere bacteriën te lyseren.

2.1.3.7 Optreden van resistentie

Eenmaal bacteriofagen begonnen zijn bacteriën te lyseren, zien we dat het aantal gastheerbacteriën

vermindert, om te dalen onder het detecteerbare niveau. Tijdens deze infectie ondergaan de bacteriën

een selectiedruk die voordelig is voor de vorming van varianten die resistent zijn aan fagen.

Tegelijkertijd gaan er fouten optreden tijdens de replicatie van vele fagen. Dit leidt tot vorming van een

heterogene populatie van fagen waarbij de heterogeniteit ertoe leidt dat fagen zich kunnen aanpassen,

bijvoorbeeld aan variaties van de receptor van hun gastheerbacterie. De bacteriën en bacteriofagen

leven dus in een evenwichtig en dynamisch systeem waarbij zowel de bacteriën als de bacteriofagen



8

zich kunnen aanpassen (Debarbieux, 2008). Dit is een groot voordeel van fagen ten opzichte van

antibiotica.

2.1.4 Soorten bacteriofagen

Fagen zijn onder te verdelen in 13 families en 1 nog niet toegewezen genus. De orde Caudovirales

bevat 3 van deze families van bacteriële virussen met staart: de familie Myoviridae (virussen met een

contractiele staart), Siphoviridae (virussen met een lange, niet contractiele staart) en Podoviridae

(virussen met korte, niet contractiele staart). Fagen van de orde Caudovirales worden bij voorkeur

gebruikt om bacteriën af te doden (Maniloff en Ackermann, 1998).

De andere families bestaan uit kubische, helische virussen of virussen zonder duidelijke symmetrie.

Zij verschillen van de orde Caudovirales in de breedte van hun gastheerbereik waarbij deze laatste

species bevatten die gastheren infecteren van de meeste takken van de bacteriële fylogenetische

boom (Maniloff en Ackermann, 1998).



9

2.2 Voedsel-geassocieerde bacteriën

2.2.1 Algemeen

Bacteriën veroorzaken slechts een deel van de voedselinfecties. Het meest voorkomende symptoom

van voedselinfecties is diarree, maar ook nausea, koorts, braken, het Hemolytisch Uremisch

Syndroom (HUS) (Pigott, 2008). Ongeveer 75% van de enteropathogenen heeft een dierlijk reservoir

(DuPont, 2007) en worden via voedsel overgedragen op de mens. De besmetting kan optreden vanaf

het moment van slachten en verwerken van het karkas, over de bereiding van vlees en

vleesproducten, tot en met de verpakking van het product. Het grootste aandeel van de contaminatie

van voedsel gebeurt tijdens het voedselverwerkingsproces en het is bijgevolg het gepaste moment

voor fagenbiocontrole van pathogenen. De beste resultaten worden verwacht indien bacteriofagen

toegediend worden juist voor de verpakking van het product omdat er na de verpakking geen nieuwe

contaminatie kan optreden.

2.2.2 Specifiek

2.2.2.1 salmonellose

Deze ziekte wordt veroorzaakt door de Gram negatieve bacterie, Salmonella, waarbij de overdracht

gebeurt door contact met besmette dieren of na opname van besmet voedsel. De symptomen zijn

koorts, buikpijn en diarree, eventueel vermengd met bloed en verschijnen 12 tot 72 uur na opname

van besmet voedsel. Voornamelijk Salmonella Typhimurium en Salmonella Enteritidis zijn de oorzaak

van ziekte bij de mens (Brenner et al, 2000).

2.2.2.2 listeriose

De Gram positieve bacterie Listeria monocytogenes behoort niet tot de normale flora van gezonde

dieren of mensen maar is een omgevingsbacterie en contamineert voedsel gedurende fermentatie,

opslag of verpakken van voedsel (Carlton et al, 2005). Deze bacterie veroorzaakt de ernstige ziekte

listeriose die aanleiding kan geven tot septicemie, meningitis, encefalitis of verlies van de foetus

gedurende de zwangerschap (Vasquez -Boland et al, 2001). Hoewel infecties zelden voorkomen is dit

een belangrijke pathogeen met een sterftecijfer van meer dan 30%. Listeria monocytogenes kan in

verschillende omstandigheden overleven en vermenigvuldigen bij 1°C (frigotemperatuur), kent

verschillende wegen van contaminatie (Farber en Peterkin, 1991), tolereert hoge concentraties van

zout (tot 10-20%), groeit bij een pH lager dan 6 en heeft nood aan weinig zuurstof (Seelinger en Jones,

1986). Al deze parameters geven aanleiding tot een gevreesd pathogeen, vooral voor mensen met

een verhoogd risico op listeriose. Dit zijn de pasgeborenen, ouderen, zwangere vrouwen en mensen

met een verzwakt immuunsysteem, ook gekend als de YOPI (Peek en Reddy, 2006). De

tegenwoordig toegepaste methoden en procedures zijn niet voldoende om volledige controle over dit

organisme te verwerven, ofwel in het voedsel zelf of in de voedselproductie, het productiemateriaal en

de omgeving (Carlton et al, 2005).



10

2.2.2.3 campylobacteriose

Campylobacter is een Gram negatieve bacterie die overal overgedragen wordt via besmette

kippenproducten waarbij de grootste bron van infectie onvoldoende verhit voedsel met kippenvlees is

(Pigott, 2008; Fullerton et al, 2007). Ook door contact met besmette dieren is er kans op overdracht.

Hij veroorzaakt een gastro-enteritis met koorts, buikkrampen en diarree die bloederig kan zijn waarbij

de symptomen tot 1 week kunnen duren, maar stoppen zonder specifieke therapie (Pigott, 2008).

2.2.2.4 Escherichia coli O157:H7

De enterobacterie, Escherichia coli O157:H7, is een Gram negatieve bacterie die buikpijn en ernstige

tot soms fatale hermorrhagische diarree veroorzaakt bij de mens. In sommige gevallen leidt de infectie

tot het HUS, gekenmerkt door microangiopathisch hemolytische anemie, acuut renaal falen en

trombocytopenie (Siegler, 1995).

Uit een studie blijkt dat 52% van de besmetting van de mens gebeurt via voedsel-geassocieerde

overdracht. In 21% van de gevallen kon men geen juiste oorzaak van besmetting vinden (Rangel et al,

2005). Deze cijfers zijn een resultaat van het feit dat runderen asymptomatische dragers zijn en een

reservoir vormen (Cray et al, 1995).

2.2.2.5 Staphylococcus aureus

Deze Gram positieve bacterie produceert een hittestabiel enterotoxine tijdens zijn groei in voedsel. De

symptomen na opname van dit enterotoxine zijn nausea, abdominale krampen, braken en diarree en

beginnen 1 tot 6 uur na opname van gecontamineerd voedsel. Zij duren in de meeste gevallen minder

dan twee dagen. De meest voorkomende oorzaak van contaminatie van voedsel met S. aureus is via

besmette melkproducten of door direct contact van mensen die het voedsel verwerken en die deze

bacterie dragen (Murray, 2005).

2.2.2.6 Clostridium

Clostridium perfringens is een Gram positieve, sporevormende bacterie waarvan de hittegeactiveerde

sporen groeien in voedsel en dan vooral op vlees en kip. Eenmaal in het gastrointestinaal kanaal van

de mens vormen zij een enterotoxine. Dit veroorzaakt waterige diarree, ernstige abdominale krampen

en gasvorming ongeveer 8 tot 16uur na inname van het voedsel.



11

2.3 Toepassing van bacteriofagen

Het gebruik van bacteriofagen in voedsel kan plaatsgrijpen “from farm to fork”, doorheen de hele

voedselketen. Hun gebruik wordt aangeraden om (i) kolonisatie en ziekte in de veestapel de

verhinderen of te reduceren, (ii) karkassen en andere rauwe producten te ontsmetten evenals voor

desinfectie van gereedschap en contactoppervlakten, (iii) de bewaartijd van bederfbaar voedsel te

verlengen en dit als natuurlijk conserveermiddel (Garcia et al, 2008).

In Europa is het gebruik van bacteriofagen nog niet toegestaan. Daarentegen wordt in de Verenigde

staten van Amerika het product LMP 102TM al gebruikt in RTE maar hierop zal later ingegaan worden.

2.3.1 Werking op voedingsmiddelen

De fagen die het beste resultaat boeken zijn deze met het breedst mogelijke gastheerbereik, ook

genoemd de Wide Host Range (WHR) fagen. Men kan ze in een passieve of actieve behandeling

gebruiken.

Bij passieve behandeling zal een grote hoeveelheid fagen toegevoegd worden om alle

doelorganismen te overweldigen door primaire infectie of door lyse van buitenuit. 108 PFU/g of cm-2 is

volgens Guenther et al (2003) de minimumhoeveelheid bij toediening. Deze behandeling geeft geen

mogelijkheid tot optreden van natuurlijke resistentie aangezien het genoom van de faag niet

ingebouwd wordt in dat van de bacterie.

Als actieve behandeling wordt een relatief kleine dosis fagen gebruikt om ongewenste bacteriën te

elimineren. Door vermenigvuldiging van de fagen in de gastheer en het vrijkomen van tientallen tot

honderden nieuwe fagen, zullen deze nakomelingen op hun beurt bacteriën infecteren. Dit kan enkel

bij fagen die het vermogen bezitten om tussen de gastheercellen te spreiden en heeft als nadeel dat

de fagen kunnen gehinderd worden in hun verspreiding door visceus materiaal of de aanwezigheid

van een groot aantal onschadelijke bacteriën (EFSA, 2009a).

De werkzaamheid van fagen blijkt weinig effect te ondervinden van de bewaartijd, temperatuur

(Guenther et al, 2008), dooi- en vriescycli (Chibani-Chennoufi et al, 2004). Hij is wel afhankelijk van

parameters zoals het type voedsel, de specifieke matrix en de densiteit van de fagen.

Volgens Guenther et al (2009) zou de faagconcentratie niet lager mogen zijn dan 108 Plaque Forming

Unit (PFU)/g of cm-2 op het tijdstip van toedienen. Alhoewel dit relatief hoog lijkt, is het technisch en

economisch mogelijk. Een grote invloed is het tijdstip van toediening in actieve behandeling. De

gastheercellen moeten in overmaat aanwezig zijn in een replicatiestadium zodat de fagen zich

voldoende kunnen voortplanten. Bacteriën vermenigvuldigen slechts bij bepaalde temperaturen en

een actieve behandeling kan bijgevolg alleen bij deze temperatuur (EFSA, 2009a). Bij een pH onder

3,5 werd wel een verminderde werking opgemerkt (Brüssow, 2005). Als laatste voorbeeld van

beïnvloedende factoren zal hier het oppervlak worden vermeld. Voedsel met een oneffen en groot



12

oppervlak heeft een limiterende werking op de spreiding van faagpartikels, wat het behandelen van dit

voedsel moeilijk maakt (Guenther et al, 2008).

Deze beïnvloedende factoren zijn niet absoluut voor alle fagen. Elke faag is afhankelijk van de

activiteit van zijn gastheer en het vermogen om zijn structuur en activiteit te bewaren in verschillende

omstandigheden (EFSA, 2009a).

2.3.2 Voordelen

Een van de veelgestelde vragen bij het gebruik van bacteriofagen is de veiligheid na orale opname

van fagen. Uit verschillende studies blijkt dat ze onschadelijk zijn voor zoogdiercellen, geen

xenobiotica zijn en door hun hoge gastheerspecificiteit de gastro-intestinale flora niet beschadigen

(Carlton, 2005; EFSA, 2009a). Maar dit zou geen reden tot ongerustheid mogen zijn. Zonder dat we

het weten of beseffen nemen we dagelijks fagen op door het eten van yoghurt, zuurkool, pickles,

salami, enz. (Brüssow, 2005). Daarbij komt dat fagen onderdeel zijn van de gastro-intestinale flora en

volgens Alisky et al (1998) een natuurlijke en niet-toxische aanpak zijn voor de controle van bacteriën.

Een andere vraag is hoe lang fagen infectieus blijven na toediening op voedsel van dierlijke oorsprong.

Guenther et al (2008) bewees hun stabiliteit tijdens bewaring hierop. Zij beweert ook dat de

faagconcentratie niet lager mag zijn dan 108 PFU/g of cm-2 bij het tijdstip van toedienen en hoewel dit

een groot aantal lijkt, is het een makkelijk haalbare concentratie zowel praktisch als economisch

gezien. De productie van fagen kan namelijk plaatsgrijpen op goedkope media.

Hoogenkamp (2009) vatte de voordelen van bacteriofagen samen en kwam tot het volgende resultaat:

bacteriofagen kunnen zichzelf in stand houden door replicatie, tasten slechts bepaalde bacteriën aan,

zijn stabiel in voedsel en hebben de mogelijkheid om verschillende handelingen te overleven, zijn

organisch, overal aanwezig, gemakkelijk klaar te maken en toe te dienen, niet toxisch ten opzichte van

eukaryote cellen en hebben geen effect op de voedselkwaliteit. In vergelijking met antibiotica kwam

Brüssow (2005) tot de conclusie dat fagen speciesspecificiteit vertonen tegen één bepaalde bacterie,

de ontwikkelingskosten voor faag-therapie veel lager zijn dan deze voor een nieuw antibioticum en dat

ze niet leiden tot verscheidene bijwerkingen.

2.3.3 Nadelen

Een van de reden waarom men tegenwoordig steeds meer interesse heeft in fagen, is door resistentie

van bacteriën tegen antibiotica. Dit wordt echter ook waargenomen bij gebruik van hoge concentraties

aan fagen waardoor er een toegenomen selectie is naar bacteriestammen die beschermd zijn tegen

faag-infectie. Deze bacteriën worden Bacteriofaag Insensitieve Mutanten (BIMs) genoemd en

resistentie wordt bekomen door verlies, wijzigen of verbergen van de faagreceptoren in de celwand.

Indien BIMs gehouden worden in afwezigheid van selectiedruk muteren zij tot faaggevoelig (EFSA,

2009a). Maar niet alle bacteriën kunnen resistentie verwerven. Listeria monocytogenes blijft

faaggevoelig, ook na meerdere behandelingen (Guenther et al, 2008). Een limiterende factor voor het



13

gebruik van fagen is de gastheerspecificiteit. Dit kan opgelost worden door het gebruik van

faagcocktails (Brüssow, 2005).

Alhoewel in verschillende studies wordt aangetoond dat de orale opname van fagen onschadelijk is,

blijkt uit één studie dat faagDNA in kleine aantallen in het chromosoom van muizen werd

teruggevonden na orale opname van faag M13, ook genaamd faag lamda (Schubbert et al, 1997). Het

experiment is nog niet herhaald met andere groepen fagen en het resultaat wordt dan ook door

Brüssow (2005) betwist.

De aanwezigheid van fagen in voedsel wordt niet overal op prijs gesteld. Fagen die als gastheer de

generea Streptococcus , Lactobacillus en Lactococcus hebben, zorgen voor problemen in fermentatie

van zuivelwaren. Deze fagen zijn in de melk beschermd tegen UV radiatie en Ultra High Temperature

(UHT). Het is onmogelijk deze fagen te vernietigen om verdere fermentatie door bacteriën te bekomen.

Andere beschermde factoren van bacteriofagen zijn suikers en proteïnes (EFSA, 2009a).

Naast de voordelen vatte Hoogenkamp (2009) ook de nadelen van het gebruik van bacteriofagen

samen: bacteriofagen hebben een gelimiteerd gastheerbereik, waarschijnlijk bestaan er faag-

resistente bacteriële mutanten, hebben een groot aantal gastheerbacteriën nodig voor hun werking,

ondervinden in bepaalde gevallen hinder door de structuur van het voedsel, dragen ongewenste

karakteristieken over, kunnen zich omvormen tot getemperde fagen, antigeniciteit, negatief beeld van

de consument.

2.3.4 Toepassing

Geïndustrieerde landen blijkt een voorkeur te hebben voor het gebruik van goedgedefinieerde fagen,

terwijl in oostelijke landen het gebruik van faagcocktails heeft geleid tot het succes van de

faagtherapie (Brüssow, 2005). Deze cocktail is één van de toepassingen om resistentie te

verminderen of te vermijden. Een andere mogelijkheid om resistentie tegen te gaan is het niet

hergebruiken van fagen in het reservoir van het pathogeen en dus bij opeenvolgende behandelingen

steeds andere fagen toe te dienen (Hagens en Loessner, 2007; EFSA, 2009a). Terwijl Wiggins (1985)

beweert dat fagen het aantal of de activiteit van bacteriën niet beïnvloed wanneer de

populatiedensiteit van de gastheerspecies lager is dan 104 CFU per ml, heeft Kasman (2002)

aangetoond dat fagen nuttig zijn zelfs bij 46 CFU per cm2. Het verschil in bevindingen kan te wijten

zijn aan verschillen in de proefopstelling.

Fagen worden in een studie van Goode et al (2002) met een handgeregelde plantenspray over het

vleesoppervlak verspreid waarbij ongeveer 0,5 ml per seconde op het oppervlak terecht komt. Zo

wordt ook het onlangs door de FDA goedgekeurde LMP-102 als spray gebruikt en wordt vlak voor de

verpakking toegediend (Peek en Reddy, 2006). In de studie van O’Flynn et al (2004) werden fagen

dan weer op het vlees gepipetteerd.

Uit de hierboven vermelde studie van Goode et al (2002) blijkt dat 48u na toediening dezelfde

concentratie fagen aanwezig is op een niet geïnfecteerde kippenhuid. Dit toont aan dat fagen in het



14

begin van de vleesverwerking kunnen gebruikt worden ter preventie van kruiscontaminatie met

pathogenen van andere karkassen of oppervlaktes. Op kaas daarentegen begint de groei van

bacteriën 6 dagen na het begin van de rijping (EFSA, 2009a). Fagen zullen pas vanaf dat ogenblik

van nut zijn.

2.3.5 Specifiek gebruik

2.3.5.1 E. coli

Zeven procent van rundvee heeft bij het slachten E. coli O157 in hun faeces. Indien de

gastrointestinale inhoud in contact komt met vlees kan dit een bron van vleescontaminatie vormen

(Brüssow , 2005). Bij toediening van fagen op voedsel zullen deze meest efficiënt zijn bij 4°C en

bijgevolg kan E. coli geëlimineerd worden op voedsel onder frigocondities (Kudva et al, 1999).

In de studie van O’Flynn (2004) werden 18 stukken vlees geïnoculeerd met een rifampine-resistent

derivaat van E. coli O157:H7 bacteriestam P 1432. Hierna werd een cocktail van drie fagen (e11/2,

e4/1c en pp01) gepipetteerd op negen stukken vlees. De andere negen stukken werden gebruikt als

controle. Na een aanrijkingsstap bevatten de controlestukken elk ongeveer 105 CFU/ml. Zeven van de

negen stalen gepipetteerd met de faagcocktail waren vrij van E. coli O157:H7. Dit werd gemeten met

een levende plaattelling. In de andere twee positieve stalen werden concentraties van minder dan 10

CFU/ml gedetecteerd.

Drie fagen werden afzonderlijk gebruikt in de studie van Kudva et al (1999), maar deze waren niet in

staat alle bacteriën te elimineren. Na 5 dagen waren de overlevende E. coli resistent aan alle drie de

fagen. Deze resistente fagen vertoonden een ander lipopolysaccharide (LPS). Na dezelfde proef met

alle drie de fagen samen, werd een volledige lyse geobserveerd binnen 8 uur na infectie in een

zuurstofrijke omgeving. Na incubatie bij 37°C zonder ventilatie daalde het aantal bacteriën slecht

matig om na de vijfde dag toe te nemen. Wanneer men incubeerde bij 4°C zonder ventilatie zag men

na vijf dagen volledige afwezigheid van E. coli.

Uit deze en nog andere studies kan men opmaken dat de factoren die een positieve invloed hebben

op de snelheid van lyse van E. coli O157:H7 zijn: verluchting, temperatuur tijdens incubatie, een hoge

MOI (multiplicity of infection = de ratio van fagen ten opzichte van gastheercellen (Bigwood et al

(2009)) en het tegelijk infecteren met 3 fagen (Kudva et al, 1999).

2.3.5.2 Salmonella en Campylobacter

Na inoculatie van kippenfrankfurters met 300 CFU Salmonella typhimurium en vervolgens Salmonella

faag Felix-O1, bekwam men een bacteriële reductie van 1,8 tot 2,1 log units (Whichard et al, 2003).

Daarentegen werd, na toediening van fagen specifiek voor S. typhimurium (PT160) en Campylobacter

jejuni in verschillende concentraties, een gastheerinactivatie bereikt in de orden van 2-3 log units bij

5°C en >5,9 log units bij 24°C (Bigwood et al, 2008). Hieruit blijkt dat het gebruik van verschillende

fagen leidt tot een verschil in reductie van de bacterie.



15

Goode et al (2003) onderzocht het effect van lage of hoge MOI faag type4 stam P125589 en faag

stam C222 op met Salmonella of Campylobacter artificieel geïnfecteerde kippenhuid. Bij lage MOI was

er een daling van 11% van het oorspronkelijke aantal Salmonellabacteriën. Het aantal Campylobacter

was verminderd met 95%. Bij hoge MOI en gebruik van twee andere fagen, P22 en 29C, bekwam

men een reductie van respectievelijk 98,7 en 99,2%. Dit laatste resultaat is waarschijnlijk toe te

schrijven aan een hogere faagdensiteit.

In een studie van Atterbury (2003) was het invriezen van kippenhuid na toediening van fagen meer

effectief om het aantal C. jejuni te doen dalen dan enkel toediening van fagen. Hieruit kan men

opmaken dat behandeling met fagen en invriezen de meest nuttige behandeling is.

2.3.5.3 Listeria

Listeria monocytogenes is een psychrofiele bacterie die bijgevolg kan groeien bij lage temperatuur en

een reden tot bezorgdheid is. Het gebruik van fagen alleen is volgens het EFSA (2009a) niet

voldoende om de concentratie van L. monocytogenes te doen dalen. Indien fagen en nisine samen

worden gebruikt, is er wel een belangrijke daling merkbaar. In tegenstelling hiertegen staat de

goedkeuring van het FDA in augustus 2006 voor het gebruik van een faagpreparaat, het LMP 102TM ,

dat bestaat uit 6 individueel zuivere fagen. Dit preparaat mag gebruikt worden op RTE en producten

afkomstig van kippen. Hierbij wordt geen vermelding gemaakt van aanwezigheid van nisine in het

product en blijkt het toch effectief te zijn. Als voorwaarde voor de ingebruikname moet LMP-102

negatief testen voor L. monocytogenes en zijn toxines, het listeriolysine O, mogen niet aanwezig zijn

op detecteerbaar niveau. Het faagpreparaat wordt vlak voor de verpakking op het voedseloppervlak

toegediend. Voor het kan gebruikt worden moet het Federal Meat Inspection Act en/of van het Poultry

Meat Inspection Act zijn goedkeuring nog geven (Lang, 2006).

De meest bekende fagen van listeria zijn de fagen A511 en P100. Zij zijn in staat om het aantal

levende L. monocytogenes te doen dalen, maar de werkzaamheid is afhankelijk van verschillende

parameters zoals faagconcentratie, de voedselmatrix en bewaarcondities (Guenther et al, 2009). Zij

vertonen een gelijkaardige doeltreffendheid, maar het is faag P100 die recent goedgekeurd werd door

het FDA en de GRAS status kreeg voor gebruik in alle voedsel en dit onder de vorm van een

commercieel product, genaamd Lister P100. Het gebruik van P100 op zachte kaas werd aangetoond

in verschillende studies waarbij betere resultaten werden bereikt wanneer 3x109 fagen werden

toegediend. De gebruikte fagen hadden geen duidelijk effect op de werking van de natuurlijke flora en

het rijpingsproces van de kaas.

Bij studie van de stabiliteit van de faag bleek dat P100 in constante aantallen (6x107 pfu/cm2)

aanwezig bleef op zachte kaas tot 9 dagen na toediening. Pas 21 dagen na toediening daalde zij tot

5x 106 pfu/cm2 (EFSA, 2009a). Wanneer fagen toegediend werden op het oppervlak van zachte kaas

en vleesproducten werd een bacteriële reductie gemeten van 10- tot 1000 –voudig, waarbij er een

beginconcentratie van 108 pfu/cm2 L. monocytogenes was. Na één à drie dagen groeide de

overlevende fractie van Listeria, zonder resistentie te vertonen tegen fagen. Dit duidt aan dat fagen



16

snel activiteit verliezen tegen de overlevende populatie bacteriën. BIM’s werden ontdekt in een in vitro

studie van O’Flynn et al (2004) en dit bij 37°C . Daaruit kan men opmaken dat resistentie kan optreden.

2.4 Conclusie

Bacteriofagen kunnen toegepast worden op verschillende tijdstippen in de voedselverwerking en dan

best juist voor het verpakken. Hoewel zij natuurlijke vectoren kunnen zijn voor ongewenste

eigenschappen zoals virulentie- en antibioticaresistentiegenen, is het gebruik aanbevolen na

onderzoek waarbij geen negatieve aspecten waar zijn genomen.

Bij het gebruik van bacteriofagen zijn er limiterende factoren zoals temperatuur, pH, inhiberende

substanties en gedaalde diffusiemogelijkheden waardoor de kans van gastheer-faag contact daalt.

Het aantal toe te dienen fagen is nog een punt van discussie maar volgens verschillende auteurs

worden de beste resultaten verkregen bij toediening van een zo hoog mogelijke concentratie.

Aangezien elke faag, elk substraat en elke omgeving een andere invloed kan hebben op de

toepassing, is het aangeraden om fagen in verschillende omstandigheden te onderzoeken als

biologisch conserveermiddel. Bij voorkeur worden fagen gebruikt die binden op een specifieke

gastheer en vermeerderen in verschillende fysiologische omstandigheden. Het is de bedoeling om

zoveel mogelijk pathogene bacteriën af te doden en zo het aantal voedsel-geassocieerde ziekten in te

perken. Volgens verschillende auteurs is het zeker mogelijk om fagen op voedselproducten van

dierlijke oorsprong toe te dienen, mits verder en diepgaand onderzoek naar het gebruik en de effecten.

Alhoewel men vandaag sceptisch is, is het gebruik van fagen in enkele gevallen al bewezen en

toegestaan. Deze goedkeuring is een begin voor het algemene gebruik van fagen.



17

3 LITERATUURLIJST

1) Alisky J., Iczkowski K., Rapoport A. (1995). Bacteriophages show promise as antimicrobial agents. The Journal of infectious diseases 36, 5-15

2) Arisaka F., Engel J., Klump H. (1981). Contraction and dissociation of the bacteriophage T4 tail sheath induced by heat and urea. Progress in clinical and biological research 64, 365-379

3) Atterbury R.J., Connerton P.L., Dodd C.E.R., Rees C.E.D., Connerton I.F.(2003). Application of host-specific bacteriophages to the surface of chicken skin leads to a reduction in recovery of Campylobacter jejuni. Applied and Environmental Microbiology 69, 6302-6306

4) Bahn et al (1994). Clinical trials of improved oral rehydration salt formulations: a review. Bulletin of the World Health Organization 72, 945-955

5) Bigwood T., Hudson J.A., Billington C., Carey-Smith G.V., Heinemann J.A. (2008). Phage inactivation of foodborne pathogens on cooked and raw meat. Food Microbiology 25, 400-406

6) Breitbart M. Hewson I., Felts B., Mahaffy JM., Nulton J., Salamon P., Rohwer F. (1987). Metagenomic analysis of an uncultured viral community from human feces. Journal of bacteriology 185, 6220-6223

7) Brenner F.W., Villar R.G., Angulo F.J. (2000). Salmonella nomenclature. Journal of clinical microbiology 38 (7), 2465-2467

8) Brüssow H., Canchaya C, Hardt WD.(2004). Phages and the evolution of bacterial pathogens: rom genomic rearrangements to lysogenic conversion. Microbiology and Molecular Biology Reviews 68, 560-602

9) Brüssow H. (2005). Phage therapy: the Escherichia coli experience. Microbiology 151, 2133-2140 10) Catalano C.E. et al (1995). Virus-DNA Packaging - the strategy Used by Phage-Lambda.

Molecular Microbiology 16, 1075-1086 11) Carlton R.M. et al (2005). Bacteriophage P100 for control of Listeria monocytogenes in foods:

Genome sequence, bioinformatic analyses, oral toxicity study, and application. Regulatory toxicology an pharmacology 43, 301-312

12) Cray W.C. Jr., Moon H.W. (1995). Experimental infection of calves and adult cattle with Escherichia coli O157:H7. Applied and environmental microbiology 61, 1586-1590

13) Chibani-Chennoufi S., Sidoti J., Bruttin A., Dillmann M.-L., Kutter E., Qadri F., Sarker S.A., Brüssow H. (2004). Isolation of Escherichia coli bacteriophages from the stool of pediatric diarrhea patients in Bangladesh. Journal of bacteriology 186, 8287-8294

14) Debarbieux L. (2008). La phagothérapie expérimentale à l’aube du XXIe siècle. Médecine et maladies infectieuses 38, 421-425

15) Duckworth D. H. (1976). Who discovered bacteriophages? Bacterial. Rev. 40, 793-802 In: Calendar R. (2006) The bacteriophages 2nd edition

16) Duckworth D.H. (1999). History of virology: bacteriophages. Encyclopedia of Virology 725-730 17) DuPont H.L. (2007). The growing threat of foodborne bacterial enteropathogens of Animal origin.

Clinical infectious diseases 45, 1353-1361 18) European Food Safety Authority (EFSA) (2009a). The use and mode of action of bacteriophages

in food production, Scientific Opinion of the Panel on Biological Hazards (question No EFSA-Q-2008-400)

19) European Food Safety Authority (EFSA) (2009b). Trends and sources of zoonoses and zoonotic agents in the European union in 2007, Community Summary Report

20) Eklund M.W., Poysky FT, Reed SM, Smith CA (1971). Bacteriophage and the tocigenicity of Clostridium botulinum type C. Science 172, 480-482

21) Farber J.M., Peterkin P.I. (1991). Listeria monocytogenes , a food-borne pathogen. Microbiological reviews 55, 476-511

22) Figueroa-Bossi N., Uzzau S, Maloriol D, Bossi L.(2001). Variable assortment of prophages provides a transferable repertoire of pathogenic determinants in Salmonella. Molecular microbiology 39, 260-271



18

23) Friedman D.I., Court D.L. (1995). Trascription Antitermination – the lambda-Paradigm Updated. Molecular Microbiology 18, 191-200

24) Fullerton K.E., Ingram L.A., Jones T.F. et al (2007). Sporadic Campylobacter infection in infants: a population-based surveillance case-control study. The Pediatric infectious disease journal 26, 19-24

25) Garcia P., Martinez B., Obeso J.M., Rodriguez A. (2008). Bacteriophages and their application in food safety. Letters in applied Microbiology 47, 479-485

26) Goode D., Allen VM., Barrow PA (2003). Reduction of Experimental Salmonella and Campylobaccter Contamination of Chicken Skin by Application of Lytic Bacteriophages. Applied and Environmental Microbiology, Aug. 2003, 5032-5036

27) Guenther S., Huwyler D., Richard S., Loessner MJ. (2009). Virulent Bacteriophage for efficient biocontrol of Listeria monocytogenes in Ready-To-Eat Foods. Applied and Environmental Microbiology, jan 2009, 93-100

28) Gupta A., Fontana J., Crowe C., Bolstorff B., Stout A., Van Duyne S., Hoekstra MP., Whichard JM, Barrett TJ., Angulo FJ., The National Antimicrobial Resistance Monitoring System PulseNet Working Group (2003). Emergence of multidrug-resistant Salmonella enterica serotype Newport infections resistant to expanded-spectrum cephalosporins in the United States. The Journal of infectious diseases 188, 1707-1716

29) Hagens S., Loessner M.J. (2007). Application of bacteriphages for detection and control of foodborne pathogens. Applied microbiology and biotechnology 76, 513-519

30) Hankin E.H., (1896). L‘action bactericide des eaux de la Jumna et du Gange sur le vibrion du cholera. Geciteerd door Stone (2002)

31) Häusler T. (2003). Gesund durch Viren. München: Piper verlag 32) Hoogenkamp H.R. (2009). Your enemy’s foe is your friend. Fleischwirtschaft International 2, 44-49 33) Helms M., Simonsen J., Olsen KE., Mølbak K. (2005). Adverse health events associated with

antimicrobial drug resistance in Campylobacter species: a registry-based cohort study. The Journal of infectious diseases 191, 1050-1066

34) d’Herelle F. (1922). In: The Bacteriophage: its role in immunity, trans. Smith G.H. (Williams & Wilkins, Baltimore)

35) Kanamaru S. Leiman PG., Kostyuchenko VA., Chipman PR. Mesyanzhinov VV., Arisaka F., Rossmann MG. (2002). Structure of the cell-puncturing device of bacteriophage T4. Nature 415, 553-557

36) Kassenborg HD., Hedberg CW. Hoekstra M., Evans MC. Chin AE., Marcus R., Vugia DJ. Smith K., Ahuja SD., Slutsker L., Griffin PM; Emerging Infections Program FoodNet Working Group (2004). Farm visits and undercooked hamburgers as major risk factors for sporadic Escherichia coli O157:H7 infection: data from a case-control study in 5 FoodNet sites. Clinical infectious diseases 38 (supplement 3), 271-278

37) Kellenberger E., Wunderliallenspach H. (1995). Electron-Microscopic Studies on Intracellular Phage Development-History and Perspectives. Micron 26, 213-245

38) Kennedy J.E. en Bitton G (1987). Bacteriophages in Foods. In: Goyal S.M., Gerba C.P. and Bitton G. (ed.), Phage ecology. John Wiley and Sons, New York, NY 289-316

39) Kudva I.T., Jelacic S., Tarr PI., Youderian P., Hovde CJ. 1999). Biocontrol of Escherichia coli O157 with O157-specific bacteriophages. Applied and environmental Microbiology sept 1999, 3767-3773

40) Lang L. (2006). FDA approves use of bacteriophages to be added to meat and poultry products. Gastroenterology 131, 1370

41) Lieb M. (1953). Establishment of lysogenicity in Escherichia coli. Journal of Bacteriology 65, 642 42) Liebeschuetz J. en Ritchie D.A. (1986). Phage T1-Mediated Transduction of a Plasmid Containing

the T1 Pac Site. Journal of Molecular Biology 192, 681-692 43) Little J.W. (2005). Threshold effects in gene regulation: when some is not enough. Proceedings of

the National Academy of Sciences of the united States of America 102, 5310-5311 44) Maniloff J., Ackermann H.-W. (1998). Taxonomy of bacterial viruses: establichment of tailed virus

genera and the order Caudovirales. Archives of Virology 143/10, 2051-2063



19

45) Murray R.J. (2005). Recognition and management of staphylococcus aureus toxin-mediated disease. Internal medicine journal 35 (Supplement 2), S106-119

46) O’Brien A.D., Newland JW., Miller SF., Holmes RK., Smith HW., Formal SB (1984). Shiga-like toxin-converting phages from Escherichia coli strains that cause hemorrhagic colitis of infantile gastroenteritis. Science 226, 694-696

47) O’Flynn G., Ross RP., Fitzgerald GF., Coffey A. (2004). Evaluation of a cocktail of three bacteriophages for biocontrole of Escherichia coli O157:H7. Applied and environmental microbiology 70, 3417-3424

48) Oppenheim A.B., Kobiler O., Stavans J., Court DL., Adhya S. (2005). Switches in bacteriophage lambda development. Annual Review of Genetics 39, 409-429

49) Peek R., Reddy K.R. (2006). Gastroenterology and hepatology news. Gastroenterology 131, 1370-1372

50) Pigott D.C. (2008). Foodborne Illness. Emergency medicine clinics of North America 26, 475-497 51) Rangel J.M., Sparling P.H., Crowe C., Griffin P.M., Swerdlow D.L. (2005). Epidemiology of

Escherichia coli O157:H7 outbreaks, United States, 1982-2002. Emerging infectious diseases 11, 603-609

52) Riede L. (1987). Receptor specificity of the Short Tail Fibers (Gp12) of T-Even Type Escherichia-Coli Phages. Molecular & general genetics 206, 110-115

53) Schubbert R., Hohlweg U., Renz D., Doerfler W. (1998). On the fate of orally ingested foreign DNA in mice: chromosomal association and placental transmission to the fetus. Molecular & general genetics 259, 569-576

54) Seelinger H.P.R., Jones D. (1986). Listeria. In: Williams en Wilkins, Bergey’s manual of systematic bacteriology, volume 1., Baltimore, MD, p 1235-1245

55) Siegler R.L. (1995). The hemolytic uremic syndrome. Pediatric clinics of North America 42 (6), 1505-1529

56) Stone R. (2002). Staline’s forgotten Cure. Science 298, 728-731 57) Tetart F. Desplats C., Krisch HM. (1998). Genome plasticity in the distal tail fiber locus of the T-

even bacteriophage: Recombination between conserved motifs swaps adhesin specificity. Journal of Molecular Biology 282, 543-556

58) Varma J.K., Molbak K., Barrett T.J., Beebe JL., Jones T.F., Rabatsky-Ehr T., Smith K.E., Vugia D.J., Chang H.G., Angulo F.J. (2005). Antimicrobial-resistant non-typhoidal Salmonella is associated with excess bloodstream infections and hospitalizations. The Journal of infectious diseases 191, 554-561

59) Vasquez-Boland J.A., Kuhn M., Bercher P., Chakraborty T., Dominguez-Bernal G., Goebel W., Gonzalez-Zorn B., Wehland J, Kreft J. (2001). Listeria pathogenesis and molecular virulence determinants. Clinical microbiology reviews 14, 584-640

60) Whichard J.M., Sriranganathan N., Pierson F.W. (2003). Suppression of Salmonella growth by wild-type and large-plaque variants of bacteriophage Felix O1 in liquid culture and on chicken frankfurters. Journal of food protection 66, 220-225

61) Young R.Y. (1992). Bacteriophage Lysis - Mechanism and Regulation. Microbiological Reviews 56, 430-481

62) Zink en Loessner (1992). Classification of virulent and temperate bacteriophages of Listeria species on the basis of morphology and protein analymsis. Applied and environmental microbiology 58, 296-302

DE TOEPASSING VAN BACTERIOFAGEN IN DE BEHEERSING VAN...

Documents

Transcript of DE TOEPASSING VAN BACTERIOFAGEN IN DE BEHEERSING VAN...