Stability of the genotype of Campylobacter jejuni under controlled culture conditions

Abstract

Campylobacter (C.) jejuni is identified as the major cause of bacterial gastro-enteritis in the Netherlands. Although poultry is considered as the main source of C. jejuni, many strains found in poultry (identified by various genotyping techniques) cannot be traced in the human population and in the Netherlands, of all human isolates, only 30% has been detected in poultry. Variations in genotype due to mutations or exchange of DNA might underlie these observations. This study was undertaken to monitor changes in genotype of C. jejuni. We cultured C. jejuni for approximately 150 generations in nutrient rich medium in the absence of exchangeable DNA under various microaerobic conditions. Alterations in genotype were studied by pulsed field gel electrophoresis (PFGE), amplified fragment length polymorphism (AFLP) and the multi locus sequence typing (MLST) technique. No rearrangements, inserts or deletions of large DNA fragments were detected. PFGE and AFLP patterns of cultures at start were indistinguishable from cultures 150 generations later. No mutations were observed in any of the restriction sites and no detectable mutations had occurred in the loci subjected to MLST analysis. In the absence of exchangeable DNA under constant culture conditions the genotype of C. jejuni appeared to be stable.

Campylobacter (C.) jejuni is de meest frequente veroorzaker van gastro-enteritis in Nederland. Onderzoek met verschillende genetische typeringstechnieken laat zien dat er zeer veel campylobactertypen bestaan. Pluimvee wordt beschouwd als een belangrijke bron van C. jejuni, maar veel van de stammen die worden ge6soleerd uit pluimvee worden niet teruggevonden in de humane populatie, terwijl van de stammen die zijn ge6soleerd uit humane pati6nten slechts 30% wordt teruggevonden bij pluimvee. Hieraan kunnen verschillende oorzaken ten grondslag liggen: (1) Mogelijk bestaan er nog andere bronnen van C. jejuni. Risicofactoren voor het oplopen van een infectie met Campylobacter zijn het houden van (jonge) huisdieren en het drinken van ongepasteuriseerde melk. Opvallend genoeg wordt het eten van kip niet altijd als risicofactor gezien; (2) Groei van campylobacters lijkt beperkt te zijn tot het maagdarmstelsel van warmbloedig dieren. Onder omstandigheden waar groei niet mogelijk is, blijft Campylobacter weliswaar vitaal, maar neemt de kweekbaarheid, en daarmee de aantoonbaarheid, af. Mogelijk is Campylobacter in deze vitale, maar niet meer kweekbare vorm toch nog in staat om een infectie te veroorzaken; (3) Pluimvee is besmet met verschillende typen C. jejuni waarvan er een of enkele domineren en dus worden aangetoond. Bij een voedselinfectie worden alle typen overgedragen, maar omdat in de mens andere typen gaan domineren, worden in de mens ook andere typen aangetoond; (4) Mogelijk treden er veranderingen op in het genotype van Campylobacter, waardoor het slechts lijkt alsof er sprake is van niet-verwante typen. In deze studie is C. jejuni gedurende 150 generaties gekweekt onder gecontroleerde omstandigheden en is van op geregelde tijdstippen genomen monsters met behulp van verschillende genetische technieken het genotype bepaald. Er zijn in deze periode en onder de gebruikte omstandigheden geen veranderingen in genotype waargenomen.