Real-time PCR and enzyme-linked fluorescent assay methods for detecting Shiga-toxin-producing Escherichia coli in mincemeat samples

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Abstract

This work aimed to compare real-time polymerase chain reaction (PCR) with the commercially available enzyme-linked fluorescent assay (ELFA) VIDAS ECOLI O157™ for detecting Escherichiacoli O157 in mincemeat. In addition, a PCR-based survey on Shiga-toxin-producing E. coli (STEC) in mincemeat collected in Italy is presented. Real-time PCR assays targeting the stx genes and a specific STEC O157 sequence (SILO157, a small inserted locus of STEC O157) were tested for their sensitivity on spiked mincemeat samples. After overnight enrichment, the presence of STEC cells could be clearly determined in the 25 g samples containing 10 bacterial cells, while the addition of five bacteria provided equivocal PCR results with Ct values very close to or above the threshold of 40. The PCR tests proved to be more sensitive than the ELFA-VIDAS ECOLI O157™, whose detection level started from 50 bacterial cells/25 g of mincemeat. The occurrence of STEC in 106 mincemeat (bovine, veal) samples collected from September to November 2004 at five different points of sale in Italy (one point of sale in Arezzo, Tuscany, central Italy, two in Mantova, Lombardy, Northern Italy, and two in Bologna, Emilia-Romagna, upper-central Italy) was less than 1%. Contamination by the main STEC O-serogroups representing a major public health concern, including O26, O91, O111, O145, and O157, was not detected. This survey indicates that STEC present in these samples are probably not associated with pathogenesis in humans.

Le but de ce travail était de comparer la PCR en temps réel et l’essai enzymatique à fluorescence VIDAS ECOLI O157™, disponible commercialement, pour détecter O157 dans la viande hachée. De plus, un examen par PCR de la présence de STEC dans la viande hachée récoltée en Italie est présenté. Des essais PCR en temps réel ciblant les gènes stx et une séquence spécifique de STEC O157 (SILO157, i.e., un petit locus inséré chez STEC O157) ont été réalisés afin de tester leur sensibilité sur des échantillons de viande hachée. Après une nuit d’enrichissement, la présence de cellules STEC pouvaient être clairement détectées dans des échantillons de 25 g contenant 10 cellules bactériennes, alors que l’addition de 5 bactéries donnaient des résultats équivoques par PCR, avec des valeurs de Ct près de la limite de détection de 40 ou plus. Les essais par PCR se sont montrés plus sensibles que l’essai enzymatique à fluorescence disponible commercialement (ELFA-VIDAS ECOLI O157™), dont la limite de détection était de 50 cellules bactériennes/25 g de viande hachée. La fréquence de STEC dans 106 échantillons de viande hachée (bœuf et veau) récoltés de septembre à novembre 2004 à cinq points de vente en Italie, i.e., un point de vente à Arezzo (Toscane, Italie centrale), deux à Mantoue (Lombardie, Italie du Nord) et deux à Bologne (Émilie-Romagne, Italie du Haut-centre) était de moins de 1%. La contamination par les principaux sérogroupes O constituant le problème de santé publique le plus important, soit les groupes O26, O92, O111, O145 et O157, n’a pas été détectée. Cette étude indique que les STEC présents dans ces échantillons ne sont probablement pas pathogènes chez l’humain.

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