Azione del filtro NFP Premium (NFP 2,0) su alcuni organismi (virus, batteri, funghi inferiori e parassiti eucarioti)

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1 Azione del filtro NFP Premium (NFP 2,0) su alcuni organismi (virus, batteri, funghi inferiori e parassiti eucarioti) Indagine per la società: Fa. Carbonit Filtertechnik GmbH, Dambeck/Altmark Relazione finale e parere consultivo Presentato da: Prof. Dr. Rolf Mannesmann (Gestione scientifica e Project Management) Dipl.-Biol. Stefan Rohlfing (Curatore scientifico e supervisione) Dipl.-Biol. Christian Fuchs (Curatore scientifico e supervisione) Universität Bielefeld, Fakultät für Biologie Gennaio 2002

2 Osservazioni preliminari e finalità degli studi Osservazioni preliminari e finalità delle indagini Sulla base della richiesta di analisi del , è stata verificata la capacità di ritenzione del filtro del tipo NFP Premium (NFP 2,0) della fa. Carbonit, rispetto a 7 specie batteriche, 3 funghi inferiori (lieviti), 1 batteriofago e 8 parassiti eucarioti (Vedi Tab. 1). Per quanto possibile, sono stati usati degli organismi di prova definiti che sono stati ottenuti da fornitori commerciali. La selezione degli organismi ha avuto luogo tramite consultazione con il cliente, tenendo conto di vari criteri. In questo caso erano di importanza cruciale l aspetto della sicurezza umana ed il campo di applicazione del filtro. Lo scopo delle indagini era di verificare le proprietà di filtrazione del tipo di filtro (NFP 2,0) verso gli organismi elencati nella Tab. 1. Secondo l'accordo, il filtro utilizzato è stato regolarmente caricato con il rispettivo organismo di prova per un periodo di 14 giorni e il prodotto filtrato è stato controllato. Una descrizione dettagliata del set-up di prova e dell'attuazione, nonché i materiali utilizzati, sono illustrati nella Tab. 2.

3 Osservazioni preliminari e finalità degli studi Tabella 1: Elenco degli organismi di prova utilizzati Gruppi e Organismi Specie Origine/Fonte di riferimento Descrizione breve Virus Batteriofago U3 DSMZ No *) Virus dei batteri (e. coli) infetta, ad esempio, particelle nella dimensione del virus Staphylococcus aureus DSMZ No *) Patogeno con elevata patogenicità e resistenza agli antibiotici, può sopravvivere un po' di tempo all'aria aperta Stapylococcus haemolyticus DSMZ No *) Potenziale patogeno con elevata pertinenza dell'igiene Procarioti E Virus Enterococcus faecalis DSMZ No *) Indicatore di contaminazione fecale, agente patogeno Batteri Enterobacter cloacae DSMZ No *) Indicatore tipico delle acque reflue Escherichia coli DSMZ No *) Indicatore di contaminazione fecale, agente patogeno Pseudomonas aeruginosa DSMZ No *) Specie significativa nella medicina umana, Pseudomonas spp. è un patogeno comune in tutto il mondo Bacillus subtilis DSMZ No. 10 *) Utilizzato per bacilli patogeni (ad es. Bacillus anthracis = carbonchio) Candida albicans DSMZ No *) Lievito patogeno comune nel mondo, in acqua di balneazione, ospedali ecc. Funghi (Lieviti) Rhodotorula mucilaginosa (rubra) DSMZ No *) Agenti patogeni con diffusione in tutto il mondo Saccharomyces cerevisae DSMZ No *) Lievito non patogeno usato nella produzione alimentare Giardia lamblia (cisti) Staatl. Vet.amt Detmold Agente eziologico della giardiasi, spesso in cisterne, acqua del bagno ecc.. Eucarioti Entamoeba coli (cisti) Università Bonn Entamoeba-tipo non patogeno; E. Histolytica è l'agente eziologico della dissenteria amebica nel mondo Cryptosporidium parvum (oociti) Waterborne Inc., USA agente eziologico della Criptosporidiosi, spesso in cisterne, acqua del bagno, ecc Parassiti Hymenolepis nana (uova) Fa. Bayer uova di tenia nana; Indicatore con grande rilevanza igienico; spec. in aree di crisi *) Raccolta tedesca di microrganismi e colture cellulari Schistosoma mansoni (uova) Proprio laboratorio agente eziologico della schistosomiasi; parassitosi pericolosa in molti paesi caldi si sviluppa sull'acqua; le uova sono costantemente sott acqua Schistosoma mansoni (miracidi) Proprio laboratorio agente eziologico della schistosomiasi; stadio larvale in acqua Schistosoma mansoni (cercarie) Proprio laboratorio agente eziologico della schistosomiasi; fase infettiva in acqua Ascaris suum (uova) Isolati dal macello In sostituzione di A. lumbricoides; Patogeno di Ascariasis; diffuso in tutto il mondo

4 Metodologia e materiali utilizzati Tabella 2: Metodi di rilevazione per gli organismi di prova utilizzati Organismo di prova Metodo di rilevazione per quantificazione e identificazione Crescita in coltura/ immagini Staphylococcus aureus Placcatura o filtrazione su Baird-Parker Agar (Merck, Art. Nr , emulsione tuorlo d uovo -tellurito). Crescita della colonia: nero lucido Stapylococcus haemolyticus Placcatura o filtrazione su Baird-Parker Agar (Merck, Art. Nr , emulsione tuorlo d uovotellurito). Crescita della colonia: nero lucido Enterococcus faecalis Placcatura o filtrazione su filtri a membrana Enterococchi-Agar di Slanetz e Bartley (Merck, Art.-Nr ) Crescita della colonia: rosso Enterobacter cloacae Placcatura o filtrazione su Endo-C-Agar (OXOID, Art.-Nr. CM 479) Crescita della colonia: rosa, centro scuro Escherichia coli Placcatura o filtrazione su Endo-C-Agar (OXOID, Art.-Nr. CM 479) Escherichia coli Crescita della colonia: violetto metallizzato

5 Metodologia e materiali utilizzati Pseudomonas aeruginosa Placcatura o filtrazione su Cetrimid-Agar (Merck, Art.-Nr 5284) Crescita della colonia: verde-blu Bacillus subtilis Standard-I-Agar (Merck, Art.-Nr 7881) Crescita della colonia: bianco, ruvido, asciutto Candida albicans Placcatura o filtrazione su SABOURAUD- 2%-Glucose Agar (Merck, Art.-Nr ) Crescita della colonia: bianco Rhodotorula mucilaginosa (rubra) Placcatura o filtrazione su SABOURAUD- 2%-Glucose Agar (Merck, Art.-Nr ) Crescita della colonia: arancione Saccharomyces cerevisae Placcatura o filtrazione su SABOURAUD- 2%-Glucose Agar (Merck, Art.-Nr ) Crescita della colonia: bianco Batteriofago U3 Mescolato con una cultura a crescita logaritmica di E. coli (Stamm K12) Crescita: placche chiaramente visibili nella coltura batterica

6 Metodologia e materiali utilizzati Entamoeba coli () Isolate dalle feci umane; analisi filtrato per mezzo di precipitazione del carb. di calcio (Sartorius; Cellulosenitratfilter Ø 1,2µm) e microscopia di fluorescenza; Colorazione: DAPI Giardia lamblia (Cisti) Isolate dalle feci di cane; analisi filtrato per mezzo di precipitazione del carb. di calcio (Sartorius; Cellulosenitratfilter Ø 1,2µm) e microscopia di fluorescenza; Colorazione: DAPI Cryptosporidium parvum (Oocisti) Isolate dalle feci di vitello; analisi filtrato per mezzo di precipitazione del carb. di calcio (Sartorius; Cellulosenitratfilter Ø 1,2µm) e microscopia di fluorescenza; Colorazione: DAPI Isolate dalle feci di topo infetto; analisi filtrato e Hymenolepis nana () (Schleicher&Schüll; Nitrocellulosefilter Ø 12,0µm ) Colorazione: nero ammide Isolate dalle feci di topo infetto; Analisi filtrato e Schistosoma mansoni () (Schleicher&Schüll; Nitrocellulosefilter Ø 12,0µm ) Colorazione: neutro Isolate dalle feci di topo infetto; Analisi filtrato e Schistosoma mansoni (Miracidi) (Schleicher&Schüll; Nitrocellulosefilter Ø 12,0µm ) Colorazione: neutro

7 Metodologia e materiali utilizzati Isolate da lumache d acqua dolce infette Analisi filtrato e Schistosoma mansoni (Cercarie) (Schleicher&Schüll; Nitrocellulosefilter Ø 12,0µm ) Isolato da Ascaridi adulti Analisi filtrato e successiva filtrazione della membrana Ascaris suum () (Schleicher&Schüll; Nitrocellulosefilter Ø 12,0µm ) Colorazione: nero ammide

8 Risultati Risultati e loro valutazione 3.1 Risultati degli esami batteriologici, micologici e virologici Per visualizzare i valori numerici nelle tabelle, per chiarezza, è stata scelta la notazione di potenza. Esempio: 5,00E+05 = 5,00x10 5 = Batteri per ml Tutti i risultati delle indagini sulle prestazioni verso i batteri si riferiscono ad un volume del campione di 10 litri, poiché per queste prove sono stati usati 10 litri di acqua con contaminazione batterica (vedi. Cap. 2,1). le concentrazioni batteriche sono specificate in Unità Formanti Colonie (). La concentrazione di virus è espressa in Unità formanti Placca (PFU/ml). Le tabelle da 3 a 14 mostrano i risultati dell'esame per le prove di stress batteriologiche, micologiche e virologiche. Per quanto riguarda le indagini di sforzo con gli organismi Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli (b) 1 (vedi linguetta. 8 u. 9) e il Bacteriofago U3 2, va notato che questi organismi non possono essere rilevati nel filtrato in qualunque momento. Per quanto riguarda gli altri organismi di prova si deve notare che sono stati rilevati nel filtrato (filtro di uscita) concentrazioni basse (rispetto alla concentrazione di ingresso). Questi risultati positivi, tuttavia, sono avvenuti immediatamente dopo il secondo carico, di modo che tutti i filtri esaminati potevano sostenere il carico iniziale con l'organismo rispettivo di ogni test. 1 L'indagine di stress con E. coli è stata effettuata due volte per motivi tecnici 2 In vista dell'indagine di stress con il Batteriofago U3, va menzionato a questo punto che il tipo di filtro oggetto di indagine ha proprietà che portano ad una riduzione inattesa di queste particelle estremamente piccole. Tuttavia, non è da escludere che anche altri virus sono trattenuti nella stessa misura.

9 Risultati Tabella 3: Risultati dell indagine per: Batteriofago U3 Batteriofago U3 PfU*)/ml PfU*)/ml ,81E+03 0,00E ,81E+03 0,00E ,81E+03 0,00E ,81E+03 0,00E+00 Tabella 5: Risultati dell indagine per: Staphylococcus haemolyticus Staphylococcus haemolyticus ,43E+05 0,00E ,23E+05 0,00E ,43E+05 3,33E ,27E+05 0,00E+00 Tabella 4: Risultati dell indagine per: Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus ,23E+06 0,00E ,30E+06 0,00E ,53E+06 0,00E ,33E+06 0,00E+00 Tabella 6: Risultati dell indagine per: Enterococcus faecalis Enterococcus faecalis ,36E+05 0,00E ,47E+05 0,00E ,70E+05 3,07E ,27E+05 1,13E-01 Tabella 7: Risultati dell indagine per: Enterobacter cloacae Enterobacter cloacae ,00E+05 0,00E ,70E+05 0,00E ,17E+05 3,33E ,27E+05 6,67E-03 Tabella 8: Risultati dell indagine per: Escherichia coli (a) Escherichia coli (1) ,55E+06 0,00E ,30E+06 0,00E ,57E+06 0,00E ,77E+06 1,67E-01 Tabella 9: Risultati dell indagine per: Escherichia coli (b) Escherichia coli (2) ,17E+06 0,00E ,57E+06 0,00E ,27E+06 0,00E ,33E+06 0,00E+00 Tabella 10: Risultati dell indagine per: Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas aeruginosa ,60E+06 0,00E ,13E+06 0,00E ,10E+06 0,00E ,60E+06 0,00E+00

10 Risultati Tabella 11: Risultati dell indagine per: Bacillus subtilis Tabella 12: Risultati dell indagine per: Candida albicans Bacillus subtilis Candida albicans ,00E+04 0,00E ,23E+05 0,00E ,00E+04 2,93E ,77E+05 0,00E ,33E+04 1,55E ,43E+05 0,00E ,40E+05 1,13E ,43E+05 3,33E-02 Tabella 13: Risultati dell indagine per: Rhodotorula mucilaginosa (rubra) Tabella 14: Risultati dell indagine per: Saccharomyces cerevisiae Rhodotorula mucilaginosa (rubra) ,57E+04 0,00E ,13E+04 8,97E ,37E+04 0,00E ,83E+04 0,00E+00 Saccharomyces cerevisiae ,43E+04 0,00E ,70E+04 0,00E ,40E+04 1,00E ,20E+04 0,00E+00 Tabella 15: Filtrato (uscita filtro) rilevato concentrazioni batteriche in [%] Organismo di prova Concentrazione di Batteri/Funghi in [%]*) Dopo il secondo Dopo il terzo Dopo il quarto carico carico carico Bacillus subtilis 0, , , Candida albicans 0 0 0, Enterobacter cloacae 0 0, , Enterococcus faecalis 0 0, , Escherichia coli (a) 0 0 0, Rhodotorula mucilaginosa (rubra) 0 0 0, Saccharomyces cerevisae 0 0 0, Staphylococcus aureus Stapylococcus haemolyticus 0 0, *) % della concentrazione del rispettivo organismo Le più alte concentrazioni nel filtrato hanno potuto essere rilevate per Enterococcus faecalis (3, 07E + 02 ) e Bacillius subtilis (1, 55E + 02 ). Ciò corrisponde al 0,04% e 0,19% rispettivamente della concentrazione di batteri utilizzati. In caso contrario, i batterici numeri rilevati nel filtrato sono significativamente al di sotto dei valori registrati.

11 Risultati In termini percentuali, un valore dello 0,01%, per la gran parte delle indagini, non è mai stato significativamente superato (vedi Tab. 15). 3.2 Risultati delle indagini parassitologiche Le tabelle da 16 a 23 mostrano i risultati delle prove di stress parassitologiche. L'abbondanza specificata nelle tabelle si riferisce ad una quantità d'acqua di 10 litri. Per tutte le fasi esaminate, va notato che in nessun momento gli organismi sono stati rilevati nel filtrato. Tabella 16: Risultati dell indagine per: Cisti von Giardia lamblia Tabella 17: Risultati dell indagine per: Cisti von Entamoeba coli Giardia lamblia (Cisti) Cisti Cisti Entamoeba coli (Cisti) Cisti Cisti Tabella 18: Risultati dell indagine per: Oocisti di Cyptosporidium parvum Tabella 19: Risultati dell indagine per: di Hymenolepis nana Cryptosporidium parvum (Oocisti) Oocisti Oocisti Hymenolepis nana () Tabella 20: Risultati dell indagine per: di Schistosoma mansoni Tabella 21: Risultati dell indagine per: Miracidi di Schistosoma mansoni Schistosoma mansoni (uova) Schistosoma mansoni (miracidi)

12 Risultati Tabella 22: Risultati dell indagine per: Cercarie di Schistosoma mansoni Schistosoma mansoni (Cercarie) Tabella 23: Risultati dell indagine per: uova di Ascaris suum Ascaris suum (uova)