{"id":19781,"date":"2017-09-22T17:06:41","date_gmt":"2017-09-22T15:06:41","guid":{"rendered":"http:\/\/www.betelgeux.es\/blog\/?p=638"},"modified":"2023-08-23T10:10:27","modified_gmt":"2023-08-23T10:10:27","slug":"bacteriofagos-para-el-control-de-biofilms-en-la-industria-alimentaria-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.christeyns.com\/es-es\/bacteriofagos-para-el-control-de-biofilms-en-la-industria-alimentaria-2\/","title":{"rendered":"Bacteri\u00f3fagos para el control de biofilms en la industria alimentaria"},"content":{"rendered":"<p>Las pr\u00e1cticas de higiene en la industria alimentaria tienen como objetivo final la eliminaci\u00f3n de microorganismos indeseados de las superficies de trabajo, ya que estos pueden afectar negativamente a la calidad o seguridad de los alimentos producidos. <!--more-->Habitualmente, la mayor\u00eda de bacterias se encuentran organizadas en comunidades multiespecies adheridas a las superficies en forma de biofilms. Como <a href=\"http:\/\/www.betelgeux.es\/blog\/2015\/03\/10\/componentes-y-funciones-de-la-matriz-de-los-biofilms-bacterianos\/\">se ha explicado anteriormente<\/a>, la formaci\u00f3n de biofilms es un mecanismo de supervivencia bacteriano que confiere numerosas ventajas frente a las bacterias en estado libre (planct\u00f3nicas). La matriz extracelular que rodea a las bacterias en un biofilm est\u00e1 compuesta por una mezcla de compuestos polim\u00e9ricos como polisac\u00e1ridos, prote\u00ednas, \u00e1cidos nucleicos y l\u00edpidos. Esta estructura mantiene a las bacterias pr\u00f3ximas entre s\u00ed y permite la conservaci\u00f3n y distribuci\u00f3n de agua, nutrientes, ox\u00edgeno, enzimas y restos celulares. Adicionalmente, la matriz del biofilm protege a las bacterias de condiciones medioambientales adversas y de los procesos de limpieza y desinfecci\u00f3n [1]. Por estas razones, los biofilms act\u00faan como reservorios de microorganismos, potencialmente alterantes o pat\u00f3genos, y su presencia supone un riesgo para la seguridad alimentaria.<\/p>\n<p>La eliminaci\u00f3n de los biofilms de los entornos de producci\u00f3n alimentaria precisa de un enfoque distinto a los procedimientos de higiene rutinarios. Por un lado, es necesario emplear productos que act\u00faen de forma eficaz frente al biofilm, degradando la matriz del biofilm para permitir que las sustancias activas biocidas lleguen en la concentraci\u00f3n adecuada a las bacterias presentes [2]. Por otro lado, la presencia de biofilms implica tambi\u00e9n deficiencias en el proceso de higiene, que es necesario revisar para identificar puntos cr\u00edticos en los que la higiene no se realiza de forma adecuada e implementar las medidas necesarias para su correcci\u00f3n [3].<\/p>\n<p>Actualmente se est\u00e1n investigando nuevos enfoques para minimizar la presencia de biofilms en la industria alimentaria. Adicionalmente a las estrategias basadas en el tratamiento f\u00edsico o qu\u00edmico de los biofilms, <strong>otras estrategias de eliminaci\u00f3n de biofilms se basan en la inhibici\u00f3n de las se\u00f1ales de <em>quorum sensing<\/em>, la inducci\u00f3n de la separaci\u00f3n del biofilm de la superficie, el bloqueo de las se\u00f1ales reguladoras del biofilm o el tratamiento de superficies para evitar la adhesi\u00f3n de biofilms<\/strong> [4]. <strong>Una de las l\u00edneas de trabajo m\u00e1s prometedoras para el control de biofilms en la industria es el empleo de bacteri\u00f3fagos.<\/strong> Los bacteri\u00f3fagos, com\u00fanmente denominados fagos, son virus que infectan de forma espec\u00edfica bacterias de una especie o g\u00e9nero determinados. Como se explic\u00f3 en un <a href=\"http:\/\/www.betelgeux.es\/blog\/2016\/04\/13\/bacteriofagos-pequenos-grandes-aliados-en-la-lucha-contra-los-patogenos-alimentarios\/\">art\u00edculo anterior<\/a>, los fagos son ubicuos en la naturaleza y se comenzaron a aplicar de forma terap\u00e9utica a principios del siglo XX, principalmente en pa\u00edses de la extinta Uni\u00f3n Sovi\u00e9tica y de Europa del Este. El mecanismo de acci\u00f3n de los fagos consiste en una secuencia de 5 pasos [5]:<\/p>\n<p>&#8212;<\/p>\n<ol>\n<li>Adsorci\u00f3n del fago sobre la superficie de la c\u00e9lula bacteriana<\/li>\n<li>Inyecci\u00f3n de material gen\u00e9tico del fago al interior de la bacteria<\/li>\n<li>Replicaci\u00f3n del ADN v\u00edrico en el interior de la bacteria<\/li>\n<li>Formaci\u00f3n de nuevos fagos en el interior de la bacteria<\/li>\n<li>Lisis celular por aumento de la presi\u00f3n interior y liberaci\u00f3n de los nuevos fagos<\/li>\n<\/ol>\n<p>__<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\" size-full wp-image-639 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.christeyns.com\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/biofilms-fagos.jpg\" alt=\"biofilms-fagos\" width=\"567\" height=\"319\" \/><\/p>\n<p>Figura 1. Ciclo l\u00edtico de los fagos en el interior de un biofilm. Extra\u00eddo de [5] (Creative Commons Attribution License).<\/p>\n<p>&#8212;<\/p>\n<p>En el caso de bacterias alojadas en un biofilm, la presencia de la matriz extracelular supone una importante barrera f\u00edsica para el acceso del fago a las c\u00e9lulas bacterianas. Algunos fagos son capaces de solventar este problema mediante el uso de enzimas espec\u00edficas que degradan polisac\u00e1ridos de la matriz del biofilm [6]. Estas enzimas suelen estar alojadas en la cola del fago y facilitan la penetraci\u00f3n del fago al interior del biofilm. Adicionalmente, muchos fagos poseen prote\u00ednas que facilitan la disrupci\u00f3n de la membrana celular, llamadas endolisinas, que facilitan la inyecci\u00f3n del material gen\u00e9tico del fago al citoplasma celular. Las endolisinas poseen as\u00ed actividad antimicrobiana, especialmente en el caso de bacterias Gram positivas [7].<\/p>\n<p>Existen diversos factores que contribuyen a considerar el uso de fagos para el control de biofilms como una alternativa viable a los procedimientos convencionales. Entre estos factores, se encuentra la limitada eficacia de los desinfectantes convencionales frente a biofilms, debido a la limitada capacidad de difusi\u00f3n de las sustancias activas biocidas en la matriz extracelular. Esto puede dar lugar a la aparici\u00f3n de cepas resistentes a los biocidas empleados, por exposici\u00f3n de las bacterias a concentraciones subletales del biocida. Por otro lado, la aplicaci\u00f3n de fagos supone un tratamiento altamente selectivo, ya que afecta \u00fanicamente a las bacterias hu\u00e9sped del fago, sin riesgos para los operarios o, incluso, para los alimentos.<\/p>\n<p>En los \u00faltimos a\u00f1os se han realizado numerosos estudios relativos a la actividad antibacteriana de fagos frente a biofilms de pat\u00f3genos alimentarios como <em>Listeria monocytogenes<\/em>, <em>Staphylococcus aureus<\/em>, <em>Escherichia coli <\/em>O157:H7, <em>Salmonella <\/em>Typhimurium o <em>Campylobacter jejuni<\/em> [5]. En general, estos estudios confirman la efectividad de los fagos para la eliminaci\u00f3n de biofilms formados en laboratorio en condiciones y sustratos comparables a los encontrados en la industria alimentaria. As\u00ed, por ejemplo, el fago P100, presente en el producto <a href=\"https:\/\/www.phageguard.com\/listeria-solution\/\">Phageguard Listex<\/a> (Micreos, Holanda) consigui\u00f3 reducciones de entre 3,5 y 5,4 log UFC\/cm<sup>2<\/sup> en los recuentos de <em>L. monocytogenes<\/em> en biofilms crecidos en distintas condiciones. El uso de endolisinas para la eliminaci\u00f3n de biofilms tambi\u00e9n ha sido ampliamente estudiado en los \u00faltimos a\u00f1os, con resultados comparables a los obtenidos en el caso de los fagos. En estos estudios, se ha encontrado que, adicionalmente a la disminuci\u00f3n de c\u00e9lulas viables de las bacterias diana, se produjo tambi\u00e9n disgregaci\u00f3n y degradaci\u00f3n de la matriz extracelular.<\/p>\n<p>En la mayor\u00eda de casos, la inactivaci\u00f3n de bacterias o eliminaci\u00f3n de matriz extracelular no fueron completas, lo que indica la necesidad de combinar este tipo de tratamientos con otros tratamientos de higiene espec\u00edficos para la eliminaci\u00f3n de biofilms. Generalmente, los valores esperados de reducci\u00f3n microbiana mediante el uso de fagos oscilan entre 1 y 3 log UFC\/cm<sup>2<\/sup>, empleando concentraciones de fagos entre 10<sup>8<\/sup> y 10<sup>9 <\/sup>UFP\/mL. La principal limitaci\u00f3n para conseguir reducciones mayores se encuentra en la ausencia de movilidad de los fagos, de manera que se requieren elevadas concentraciones tanto de fago como de bacteria hu\u00e9sped para que se pueda producir el encuentro con una cierta probabilidad. Otro aspecto importante a la hora de considerar el uso de fagos como alternativa para la eliminaci\u00f3n de biofilms es el hecho de que la elevada especificidad de los fagos resulta en la inactivaci\u00f3n selectiva de las bacterias hu\u00e9sped, dejando al resto inalteradas. Esto, que puede ser una ventaja en casos en los que interesa mantener la flora microbiana residente (por ejemplo en industrias l\u00e1cteas), se convierte en una limitaci\u00f3n para uso como alternativa a desinfectantes de amplio espectro.<\/p>\n<p>As\u00ed, <strong>el uso de fagos para eliminaci\u00f3n de biofilms debe considerarse como un complemento a las operaciones de higiene y a los tratamientos antibiofilm. Esta soluci\u00f3n es especialmente efectiva en el caso de contaminaci\u00f3n por cepas persistentes o en los casos en los que se han identificado puntos negros que act\u00faan como reservorios de un pat\u00f3geno espec\u00edfico.<\/strong> Por otro lado, la seguridad y ausencia de efectos sobre los alimentos de los fagos hacen que estos se puedan aplicar directamente sobre alimentos o en animal vivo para controlar el crecimiento de pat\u00f3genos. En Estados Unidos, la FDA ha autorizado el uso de distintos productos basados en fagos en entornos de producci\u00f3n alimentaria, tanto como conservantes en alimento como en tratamiento de superficies. Otros pa\u00edses como Australia permiten tambi\u00e9n esta aplicaci\u00f3n. En Europa, La <a href=\"https:\/\/www.efsa.europa.eu\/en\/efsajournal\/pub\/4565\">EFSA<\/a> ha emitido diversas opiniones favorables al uso de fagos en alimentos, pero no existe a\u00fan un Reglamento Europeo que autorice su aplicaci\u00f3n. Sin embargo, en distintos pa\u00edses europeos existen autorizaciones y exenciones al uso de fagos como coadyuvantes alimentarios, as\u00ed que esta situaci\u00f3n puede cambiar en el futuro. En cuanto al uso de fagos para el tratamiento de superficies, no existe una restricci\u00f3n espec\u00edfica a esta aplicaci\u00f3n cuando se evite el contacto con los alimentos, de manera que es una opci\u00f3n viable como complemento a los procesos de higiene convencionales.<\/p>\n<h2>Bibliograf\u00eda<\/h2>\n<p>[1] H.-C. Flemming and J. Wingender, \u201cThe biofilm matrix.,\u201d <em>Nat. Rev. Microbiol.<\/em>, vol. 8, no. 9, pp. 623\u201333, Sep. 2010.<\/p>\n<p>[2] F. Lorenzo, E. Orihuel, R. Bert\u00f3, and C. L\u00f3pez, \u201cControl de la presencia de biofilms en las industrias alimentarias,\u201d <em>Aliment. Equipos y Tecnol.<\/em>, vol. 264, pp. 43\u201347, 2011.<\/p>\n<p>[3] E. Orihuel, R. Bert\u00f3, J. J. Canet, and F. Lorenzo, \u201cEl control de Listeria monocytogenes persistente en industrias alimentarias (I),\u201d <em>Aliment. Equipos y Tecnol.<\/em>, pp. 16\u201321, 2012.<\/p>\n<p>[4] S. Y.-E. Tan, S. C. Chew, S. Y.-Y. Tan, M. Givskov, and L. Yang, \u201cEmerging frontiers in detection and control of bacterial biofilms.,\u201d <em>Curr. Opin. Biotechnol.<\/em>, vol. 26, pp. 1\u20136, 2014.<\/p>\n<p>[5] D. Guti\u00e9rrez, L. Rodr\u00edguez-Rubio, B. Mart\u00ednez, A. Rodr\u00edguez, and P. Garc\u00eda, \u201cBacteriophages as weapons against bacterial biofilms in the food industry,\u201d <em>Front. Microbiol.<\/em>, vol. 7, no. JUN, pp. 1\u201315, 2016.<\/p>\n<p>[6] D. P. Pires, H. Oliveira, L. D. R. Melo, S. Sillankorva, and J. Azeredo, \u201cBacteriophage-encoded depolymerases: their diversity and biotechnological applications,\u201d <em>Appl. Microbiol. Biotechnol.<\/em>, vol. 100, no. 5, pp. 2141\u20132151, 2016.<\/p>\n<p>[7] V. A. Fischetti, \u201cBacteriophage lysins as effective antibacterials,\u201d <em>Curr. Opin. Microbiol.<\/em>, vol. 11, no. 5, pp. 393\u2013400, 2008.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Las pr\u00e1cticas de higiene en la industria alimentaria tienen como objetivo final la eliminaci\u00f3n de microorganismos indeseados de las superficies de trabajo, ya que estos pueden afectar negativamente a la calidad o seguridad de los alimentos producidos.<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":20449,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[487,488,490,492],"tags":[],"class_list":["post-19781","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-higiene-en-general","category-innovacion","category-microbiologia","category-seguridad"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v26.9 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>Bacteri\u00f3fagos para el 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