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Bacterias lácticas bioprotectoras capaces de mitigar Escherichia coli O157:H7 en carne. Estudios in vitro e in situ

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Bacterias lácticas bioprotectoras capaces de mitigar Escherichia coli O157:H7 en carne. Estudios in vitro e in situ

Orihuel A.; Baillo A.A.; Saavedra L.; Fadda S.
Centro de Referencia para Lactobacilos – Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnológicas (CERELA-CONICET). San Miguel de Tucumán, Argentina.
sfadda@cerela.org.ar

En el siglo XXI, las enfermedades transmitidas por alimentos (ETA) siguen constituyendo uno de los principales desafíos para la salud pública. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), las ETA constituyen uno de los problemas de salud más relevantes, tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo, siendo las más frecuentes aquellas ocasionadas por contaminación biológica.
Entre los patógenos bacterianos emergentes se destaca Escherichia coli productora de la toxina Shiga (STEC), un patógeno zoonótico cuyo serotipo más frecuente es O157:H7, aunque hay más de 150 serotipos que poseen un potencial patogénico similar. La habilidad de las cepas STEC para causar enfermedad está relacionada con su capacidad para secretar las toxinas shiga Stx1, Stx2 y sus variantes, responsables del daño al endotelio vascular. Dentro del patotipo STEC, el subgrupo enterohemorrágico de E. coli (ECEH) presenta además una isla de patogenicidad cromosómica, LEE (del inglés, locus of enterocyte effacement), donde se encuentran codificados factores bacterianos responsables de la lesión típica a nivel intestinal.
La infección humana por STEC se produce a través de la ingestión de alimentos contaminados, en especial cárnicos. Esta infección zoonótica puede originar el desarrollo de trastornos intestinales, como diarrea acuosa o con sangre. Por otra parte, el 5-10% de los pacientes infectados con STEC puede desarrollar el síndrome urémico-hemolítico (SUH), enfermedad extraintestinal severa que puede dar lugar a la insuficiencia renal crónica. En la Argentina es la causa más común de insuficiencia renal aguda y la segunda causa de insuficiencia renal crónica y de trasplante renal en niños y adolescentes, por lo que constituye un problema crítico para la salud pública.
Esta problemática tiene también un gran impacto en el sector cárnico industrial, siendo una de las principales causas de retiro de productos del mercado y ocasionando por lo tanto grandes pérdidas económicas. Por otra parte, las exigencias de los consumidores por alimentos más seguros, más naturales, menos elaborados y con menor cantidad de conservantes y aditivos químicos son cada vez mayores. Este contexto pone de relieve que E. coli entehemorrágico es una seria amenaza para la salud pública y una gran preocupación para la sostenibilidad de la industria cárnica, así como para toda la cadena de producción, por lo que se precisan urgentes soluciones biotecnológicas para limitar y prevenir riesgos futuros.
En este sentido, las Bacterias Lácticas (BL) son ubicuas y están presentes de forma natural en la carne. Estas bacterias son reconocidas como microorganismos seguros (GRAS, del inglés Generally Regarded As Safe) (Wessels et al., 2008); son capaces de producir distintos tipos de metabolitos antimicrobianos, por lo que constituyen una estrategia biológica como biopreservantes en alimentos. Además, algunas cepas producen bacteriocinas, péptidos de síntesis ribosomal con actividad antimicrobiana hacia bacterias relacionadas filogenéticamente, desempeñando un papel importante en la conservación de alimentos. Las bacteriocinas de BL son activas contra microorganismos Gram positivos deteriorantes y/o patógenos tales como Listeria monocytogenes y Brochothrix termosphacta (Woraprayote et al., 2016). Debido a estas propiedades, el uso de BL es un sustituto interesante para los conservantes químicos y/o físicos, y hacen de ellas candidatas ideales para el desarrollo de agentes bioprotectores.
La capacidad del patógeno para adherir, colonizar y formar biofilms asegura su persistencia en los alimentos y en superficies de fabricación en contacto con alimentos y equipos (Giaouris, 2015). En efecto, E. coli O157:H7 tiene la capacidad de adherirse a las fibras musculares como al tejido conectivo asociado (Chen et al., 2007). Se observó que la adhesión de estas bacterias al músculo es debida principalmente a la interacción con el colágeno presente en la matriz extracelular (MEC) de las fibras musculares (Chagnot et al., 2013). Las BL también tienen la capacidad de unirse a la MEC mediante proteínas específicas (Yadav et al., 2015). La competencia directa entre BL y E. coli O157:H7 por la adhesión a la matriz extracelular puede ser una estrategia en la prevención de contaminación en productos cárnicos con dicho patógeno. Por lo que uno de los objetivos abordados en este trabajo fue la evaluación de la capacidad de adhesión de BL y ECEH a proteínas de la MEC.
Para avanzar hacia la elaboración de un cultivo bioprotector eficiente como estrategia alternativa de control contra ECEH en carne, es necesario contar con cepas altamente competitivas contra el patógeno. Estudios previos en nuestro laboratorio demostraron la acción inhibitoria de BL sobre ECEH. Se usó un sistema cárnico modelo líquido donde fue inoculada una cepa de BL junto con E. coli O157:H7 NCTC12900. Se evaluaron cuatro cepas lácticas seleccionadas por sus propiedades tecnológicas y/o capacidad para producir bacteriocinas con actividad antilisteria. Los resultados mostraron que Enterococcus (Ent.) mundtii CRL35 y L. plantarum CRL 681 aceleraban en mayor medida la fase de muerte de E. coli O157:H7, produciendo la reducción total del patógeno entre las 48-96 h de incubación (Orihuel et al., 2018b). Estos avances fueron los que motivaron el presente estudio.