Aeromonas oder Deefgea?

Sichere Identifizierung durch MALDI-TOF MS und FT-IR

Ein Bericht aus unserem Laboralltag

Dr. Elisabeth Nardy, Dr. Matthias Contzen, Dr. Jörg Rau

 

Die Identifizierung von Bakterien kann durch den Einsatz neuer spektroskopischer Methoden wie MALDI-TOF MS und FT-IR deutlich verkürzt und vor allem wesentlich sicherer gestaltet werden. Für die Identifizierung von Fischbakterien müssen allerdings zuvor mit Hilfe von Referenzkeimen Datenbankeinträge vorgenommen werden. Im Rahmen dieser Arbeiten sind wir am CVUA auf die bislang nicht beachtete Bakteriengattung Deefgea gestoßen. Diese muss jedoch aufgrund der Verwechslungsgefahr mit Aeromonas salmonicida, dem Errger der sog. Furunkulose der Salmoniden (Lachsfischen) klar abgegrenzt werden.

 

Bakterien der Gattungen Aeromonas werden bei zahlreichen Fischarten isoliert. Insbesondere Aeromonas (A.) salmonicida subsp. salmonicida ist als Erreger der Furunkulose bei Salmoniden gefürchtet [1]. In der klassischen Labordiagnostik traten wiederholt Verwechslungen mit den in ihren Eigenschaften ähnlichen, jedoch erst seit kurzem beschriebenen, Deefgea auf. Deren Rolle für die Fischgesundheit ist bislang noch unklar. Deshalb kommt einer Differenzierung dieser beiden Bakterien besondere Bedeutung zu. Für die Abgrenzung der beiden Bakterien-Gattungen in der Labordiagnose wurden nun die MALDI-TOF Massenspektrometrie (MS) und die Infrarotspektroskopie (FT-IR) in interdisziplinärer Zusammenarbeit weiter entwickelt.

 

In der klassischen Fisch-Bakteriologie werden isolierte Kulturen meist aufgrund von Wachstum, Morphologie und gezielten biochemischen Tests differenziert [2]. In einigen Fällen zeigen Bakterien in den für die Routinediagnostik ausgewählten biochemischen Reaktionen/Eigenschaften sehr ähnliche Ergebnisse, obwohl sie taxonomisch nicht näher miteinander verwandt sind. Berücksichtigt man dies nicht, ist eine Zuordnung zu einer bestimmten Bakteriengattung oder -spezies schwierig oder sogar falsch. In unserem Beispiel wurden Deefgea spp. durch Auswertungen biochemischer Testergebnisse als A. salmonicida interpretiert. Zur Überwindung der falschen Identifikation dieses wichtigen Krankheitserregers ersetzten wir die klassischen Methoden erfolgreich durch die MALDI-TOF MS und die FT-IR. Dies gelang nachdem die Spektren-Datenbanken durch eigene Referenzspektren ergänzt wurden: Neben den Typstämmen der bisher beschriebenen Arten Deefgea (D.) rivuli DSM 18356 und D. chitinilytica DSM 24713, wurden drei weitere, selbst isolierte Deefgea-Varianten verwendet, die mittels Sequenzierung des 16S rRNA-Gens abgegrenzt werden konnten.

 

Die neuen spektroskopischen Methoden werden unmittelbar in unserer täglichen Routine der Furunkulose-Untersuchung eingesetzt (Abbildung 1).

 

Foto: Hautveränderungen durch eine Infektion mit Aeromonas salmonicia subsp. salmonicida (Furunkulose) bei Bachforellen (Bild CVUAS Nardy).

Abbildung 1: Hautveränderungen durch eine Infektion mit Aeromonas salmonicia subsp. salmonicida (Furunkulose) bei Bachforellen (Bild CVUAS Nardy).

 

Im Rahmen der 16. EAFP-Gemeinschaftstagung der Deutschen, Österreichischen und Schweizer Sektion vom 05.-07. Oktober 2016 in Graz wurden erste Ergebnisse für Deefgea-Isolate präsentiert, die bei erkrankten Regenbogen- und Bachforellen isoliert worden waren:

 

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Die im Rahmen der Studie für die MALDI-TOF MS erstellten neuen Referenz-Datenbankeinträge sind auf der MALDI-User-Plattform maldi-up.ua-bw.de mit weiteren Informationen aufgeführt [6].

 

Infokasten

Deefgea spp.

Deefgea spp . gehören zu der Ordnung der Neisseriales innerhalb der Klasse der Betaproteobacteria (ß-Proteobacteria). Derzeit sind zwei Spezies beschrieben: D. rivuli und D.chitinilytica. Sie wurden zunächst im aquatischen Milieu in Gewässern [3], später auch im Darm von Regenbogenforellen [4] sowie bei Zierfischen [5] nachgewiesen. Eine pathogene Wirkung dieser Bakterien ist noch unklar.

 

Aeromonas salmonicida

Der nicht bewegliche Bakterium A. salmonicida subsp. salmonicida zählt als Erreger der Furunkulose zu den wichtigsten bakteriellen Krankheitsursachen bei Fischen [1]. Sogenannte atypische A. salmonicida weichen in einigen Eigenschaften von A. salmonicida salmonicida ab. Diese Unterarten (ssp. achromogenes, ssp. masoucida, ssp. smithia, ssp. nova) können ebenfalls Krankheiten bei Fischen auslösen, die nicht nur Salmoniden betreffen. Insbesondere atypische A. salmonicida spp. können leicht mit Deefgea spp. verwechselt werden.

 

Quellen

[1] Menanteau-Ledouble et al. (2016), Dis. Aquat. Organ. 120: 49–68

[2] Buller ed. (2004), CABI Publishing

[3] Stackebrandt et al. (2007), IJSEM. 57: 639–645

[4] Etyemenz et al. (2015), Res. Vet. Sci. 100: 8–11

[5] Jung et al. (2011), Lett. Appl. Microbiol. 52: 497–500

[6] Rau et al. (2016), eJournal Aspects of Food Control and Animal Health: MALDI-UP – An Internet Platform for the Exchange of MALDI-TOF Mass Spectra, User guide for http://maldi-up.ua-bw.de/

 

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Bericht erschienen am 15.12.2016 07:45:56