• Login
    View Item 
    •   FFI Publications Home
    • Publications
    • Rapporter
    • View Item
    •   FFI Publications Home
    • Publications
    • Rapporter
    • View Item
    JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

    Rapid detection of gastrointestinal pathogens in water using the FilmArray® system

    View/Open
    18-01699.pdf (911.8Kb)
    Date
    2018-11-08
    Author
    Author::Davidson, Rebecca K.
    Author::Ørmen, Øyvind André
    Author::Aarskaug, Tone
    Author::Thrane, Ingjerd
    Author::Madslien, Elisabeth H.
    Metadata
    Show full item record
    Abstract
    We investigated the capabilities of the FilmArray gastrointestinal panel to detect bacterial and parasitical agents in contaminated river water. The FilmArray system is based upon molecular methods using a nested multiplex PCR to detect a predefined range of pathogens (virus, bacteria, parasites, yeasts, biotoxins) depending on the detection panel selected. The FDA has currently approved five of the panels for use in clinical diagnostics: respiratory – EZ and RP2; blood culture identification; meningitis encephalitis; and gastrointestinal. In addition to these panels FilmArray also has a Biothreat panel that FFI uses as part of the screening process at our CBRE laboratory. FilmArray uses a simple short sample preparation step prior to the pouch being inserted into the analytical instrument. Analysis time per sample is just 1 hour. We wanted to compare FilmArray’s gastrointestinal panel against standard methods for detecting waterborne pathogens causing gastroenteritis. We carried out all the experiments using Campylobacter jejuni, Yersinia enterocolitica, Giardia duodenalis and Cryptosporidium parvum. These agents were chosen because they are zoonotic (can infect animals and people) as well as being known causes of waterborne disease outbreaks in the Nordic region and further afield. Standard culture-based detection and identification methods for these agents require laboratory personnel with considerable experience and knowledge of the different methods used for each pathogen given that these methods are not straightforward and have long turnaround times (more than 24 hours in some cases). We contaminated autoclaved surface water, obtained from a local river, with low and high levels of the four biological agents. We then compared detection sensitivity between the different methods. Moreover, FilmArray was able to detect the pathogens at the concentrations used in this study when samples were subject to filtration prior to analysis. However, the sample size investigated needs to be increased. FilmArray has the benefit of simpler sample preparation and shorter analysis times compared to the conventional methods tested. The next step would be to carry out further work on a wider range of sample concentrations using a sufficiently large sample size to ensure that statistically significant limits of detection could be ascertained. Another question to be addressed is whether FilmArray will work as well in the field under less ideal conditions compared to its performance on a laboratory bench. This will establish whether this analytical tool would be appropriate for use in a deployable laboratory unit to support food safety controls as well as epidemiological investigations of disease outbreaks. FilmArray is a simple-to-use analysis system capable of simultaneously detecting multiple pathogens in complex samples. This makes it ideal for rapid screening in cases where time and or resources are limited with regard to sample preparation and analysis.
     
    Vi har gjort innledende undersøkelser av ytelsen til multiplex PCR-systemet FilmArray med tanke på hurtig påvisning av gastrointestinale («mage-tarm») parasitter og bakterier i forurenset elvevann. FilmArray-systemet baserer seg på gjenkjennelse av nukleinsyrer (nestet multiplex PCR) som er spesifikke for et forhåndsdefinert sett med 15–25 utvalgte patogener (bakterier, virus, parasitter). Ulike testreagenser (paneler) er utviklet for ulike diagnostiske formål og med ulike typer klinisk prøvemateriale, herunder luftveispanelet (respiratory panel), blodpanelet (blood culture identification panel), hjernepanelet (meningitis encephalitis panel) og mage-tarm-panelet (gastrointestinal panel). Videre finnes det et eget panel for påvisning av høypatogene biotrussel-agens i miljøprøver (biothreat panel) som benyttes rutinemessig ved FFIs CBRElaboratorium. I vår studie ble mage-tarm-panelet til FilmArray sammenliknet med konvensjonelle standardmetoder. Alle testene i studien ble utført med to bakteriearter (Yersinia enterocolitica og Campylobacter jejuni) og to parasittarter (Giardia lamblia og Cryptosporidium parvum). Agensene har flere fellestrekk: De smitter mellom dyr og mennesker (zoonotiske), de er krevende å påvise med standard metodikk og de er hyppig årsak til utbrudd av næringsmiddelbåren mage-tarm-sykdom hos mennesker. Vi gjennomførte tester på forurenset overflatevann fra Nitelva. Vannet ble kontaminert med to ulike (høy/lav) konsentrasjoner av de fire utvalgte agensene. Deretter utførte vi sammenliknende eksperimenter med ulike metoder for prøvepreparering og analyse. Resultatene viste at FilmArray overveiende hadde like god påvisningsevne sammenliknet med de konvensjonelle metodene og ved de aktuelle konsentrasjonene som ble benyttet. En utvidet studie med bruk av flere paralleller og konsentrasjoner vil være nødvendig for å fastsette statistisk gyldige deteksjonsgrenser. Videre vil det være relevant å undersøke hvor egnet instrumentet er under mer primitive feltforhold og som del av flyttbare laboratorier i forbindelse med næringsmiddelkontroll, diagnostikk og utbruddsoppklaring. FilmArray er et enkelt analysesystem for direkte påvisning av multiple biologiske agens i komplekse prøver ved at den integrerer prøvepreparering, DNA/RNA-ekstraksjon, amplifisering og analyse i et enkelt og lukket system. Dette har klare fordeler dersom en har behov for hurtig screening av en prøve for multiple agens og har begrenset med infrastruktur til prøvepreparering.
     
    URI
    http://hdl.handle.net/20.500.12242/2528
    Collections
    • Rapporter

    Related items

    Showing items related by title, author, creator and subject.

    • Base defence demonstration at Trident Juncture 2018 – TACT unmanned systems for base and force protection 

      Author::Mathiassen, Kim; Author::Hyndøy, Jens Inge; Author::Østevold, Einar; Author::Valaker, Sigmund; Author::Danielsen, Tone; Author::Baksaas, Magnus; Author::Olsen, Lars Erik; Author::Thoresen, Marius; Author::Ruud, Else-Line; Author::Selvåg, Jarle; Author::Sandrib, Jarle (2019-09-16)
      Trident Juncture 2018 (TRJE18) var en høyprofilert militærøvelse i Norge høsten 2018. Sammen med NATO Allied Command Transformation (ACT) arrangerte Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) en stor arena for demonstrasjoner ...
    • Studying the effect of source proximity in sperm whales and continous sonar in pilot whales using operational sonars - the 3S-2019-OPS cruise report 

      Author::Kvadsheim, Petter H.; Author::Lam, Frans-Peter A.; Author::Isojunno, Saana; Author::Wensveen, Paul J.; Author::Ijssemuide, Sander P. van; Author::López, Lucia Martina Martin; Author::Riet, Martijn W. G. van; Author::McGhee, Elizabeth Henderson; Author::Siemensma, Marije L.; Author::Bort, Jacqueline; Author::Burslem, Alexander; Author::Hansen, Rune Roland; Author::Miller, Patrick J. O. (2020-07)
      The 3S project is an international collaborative effort with the aim to investigate behavioral reactions of cetaceans to naval sonar signals. The objectives of the third phase of the project are to investigate if exposure ...
    • Selekteres de riktige personene til dagens Forsvar? -beskrivelse av dagens seleksjonsordning til førstegangstjenesten 

      Author::Teien, Hilde Kristin; Author::Aandstad, Anders; Author::Gulliksrud, Kristine; Author::Kåsin, Jan Ivar; Author::Køber, Petter Kristian; Author::Lereggen, Finn Arne; Author::Rones, Nina; Author::Sagen, Terje; Author::Gjein, Gaute; Author::Garang, Stein; Author::Thorsby, Grete; Author::Lang-Ree, Ole Christian; Author::Eriksen, Christoffer; Author::Voie, Øyvind (2019-09-09)
      I Norge har vi kjønnsnøytral verneplikt (allmenn verneplikt) som vil si at alle unge menn og kvinner må delta i seleksjonsprosessen til førstegangstjeneste. Førstegangstjenesten er en lovpålagt tjeneste hvor hensikten er ...

    Browse

    All of FFI PublicationsCommunities & CollectionsBy Issue DateAuthorsTitlesThis CollectionBy Issue DateAuthorsTitles

    My Account

    Login

    CONTACT US

    • FFI Kjeller
      FFI, PO Box 25, 2027 Kjeller
    • Office Address: Instituttvn 20,
      Phone 63 80 70 00
    • biblioteket@ffi.no

    HELPFUL

    • About FFI
    • Career
    • Reports

    Sitemap

    • About cookies (cookies)
    • Newsletter
    • Sitemap

    FOLLOW US

     

     

    © Copyright Norwegian Defence Research Establishment
    Powered by KnowledgeArc