Development of improved method for isolation of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis from bulk tank milk: effect of age of milk, centrifugation, and decontamination

Can J Vet Res. 2005 Apr;69(2):81-7.

Abstract

Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) is the causative agent of Johne's disease in cattle and it has been suggested that this organism may be associated with Crohn's disease in humans. Cows at the advanced stage of the disease shed this organism into both their milk and feces. The objective of this study was to develop a more efficient procedure for isolating MAP from bulk tank raw milk. Bulk tank raw milk (50 mL) samples 3 to 13 d old after collection without spiking were investigated to evaluate the effects of milk age on the efficacy of decontamination. Milk samples, 2 to 3 d old, were seeded with MAP at levels of 50 to 200 colony forming units/mL in experiments involving factorial design to evaluate 1) the effects of different decontaminating reagents and decontamination procedures on recovery of MAP, and 2) partition MAP in milk fractions after centrifugation in raw milk. Decontamination in 20 mL of 0.75% hexadecylpyridinium chloride (HPC) at room temperature (22 degrees C) for 2 to 5 h, with shaking, at intervals was found to be the most effective procedure for decontaminating milk 2 to 3 d old. Prolonged exposure to decontaminants, additional incubations in antibiotics, or at higher temperature (37 degrees C) significantly reduced recovery of live MAP. Enhanced growth of microbial contaminants was noticed in samples decontaminated overnight at room temperature compared to those decontaminated for 2 to 5 h. Decontamination of 6 d old milk samples required extra incubation in antibiotic brew. Decontamination of milk samples that are 8 d and older was not effective in removing microbial contaminants. The MAP cells preferentially partitioned into the cream fraction after centrifugation, and combining the milk cream and pellet fractions enhanced recovery of MAP. A recovery rate of 16.6% was estimated with the use of our improved protocol.

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) est l’agent étiologique de la maladie de Johne chez les bovins et il a été suggéré qu’il pourrait être associé à la maladie de Crohn chez l’humain. Dans les stades avancés de la maladie les bovins excrètent ce microorganisme dans leur lait et leurs fèces. L’objectif de l’étude était de développer une procédure plus efficace pour isoler MAP du lait cru de réservoir. Des échantillons (50 mL) de lait de réservoir âgés de 3 à 13 j après la récolte ont été étudiés pour évaluer les effets de l’âge du lait sur l’efficacité de la décontamination. Des échantillons de lait âgés de 2 à 3 j ont été inoculés avec 50 à 200 cellules de MAP/mL dans des expériences visant à évaluer 1) les effets de différents agents de décontamination et procédures de décontamination sur le ré-isolement de MAP, et 2) la répartition de MAP dans les fractions du lait après centrifugation du lait cru. Une décontamination dans 20 mL de chlorure d’hexadecylpyridinium (HPC) 0,75 % à la température de la pièce (22 °C) pour 2 à 5 h, avec agitation à intervalle, s’est avérée être la procédure la plus efficace pour décontaminer du lait de 2 à 3 j. Une exposition prolongée aux décontaminants, une incubation additionnelle avec des antibiotiques, ou une température plus élevée (37 °C) a réduit de manière significative le recouvrement de MAP vivant. Une croissance plus abondante de contaminants microbiens a été notée dans des échantillons décontaminés durant la nuit à la température de la pièce comparativement à une décontamination de 2 à 5 h. La décontamination d’échantillons de lait âgés de 6 j a nécessité une incubation prolongée dans un mélange d’antibiotiques. La décontamination d’échantillons âgés de 8 j ou plus n’était pas efficace pour éliminer les contaminants microbiens. Les cellules de MAP se retrouvaient de manière préférentielle dans la fraction crème après la centrifugation, et en combinant la crème et le culot on augmentait le recouvrement de MAP. Un taux de recouvrement de 16,6 % était estimé en utilisant le protocole amélioré.

(Traduit par Docteur Serge Messier)

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Anti-Infective Agents, Local / pharmacology
  • Anti-Infective Agents, Local / therapeutic use*
  • Cattle
  • Cattle Diseases / diagnosis*
  • Cattle Diseases / drug therapy
  • Centrifugation / veterinary
  • Cetylpyridinium / pharmacology
  • Cetylpyridinium / therapeutic use*
  • Colony Count, Microbial / veterinary
  • Factor Analysis, Statistical
  • Female
  • Food Contamination
  • Milk / microbiology*
  • Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis / drug effects
  • Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis / isolation & purification*
  • Paratuberculosis / diagnosis*
  • Paratuberculosis / drug therapy
  • Temperature
  • Treatment Outcome

Substances

  • Anti-Infective Agents, Local
  • Cetylpyridinium