Capacidad de bacterias lácticas para mitigar el biofilm de Escherichia coli enterohemorrágica en superficies de procesamiento cárnico

Abstract

Las biopelículas son comunidades bacterianas sésiles formadas sobre superficies bióticas o abióticas e inmersas en una matriz extracelular de polímeros que le otorgan a la población una mayor capacidad de supervivencia frente a situaciones de estrés ambiental. La habilidad de las bacterias contaminantes y patógenas para adherirse y formar biopelículas es causa de preocupación para la industria alimentaria. Escherichia coli enterohemorrágica (ECEH) constituye una grave amenaza para la salud pública y para la sostenibilidad de la industria de la carne a nivel mundial. Este patógeno puede adherirse y colonizar en forma de biopelículas una variedad de superficies usadas en el procesamiento de carne, como el acero inoxidable. Por lo tanto, las biopelículas de ECEH establecidas en instalaciones inadecuadamente higienizadas pueden ser fuente de contaminación posterior de los alimentos. En este contexto urge la necesidad de proporcionar a la industria de la carne soluciones para limitar y prevenir riesgos. Las bacterias lácticas (BL), son de gran interés tecnológico debido a la capacidad de ciertas cepas para inhibir microorganismos patógenos y/o deteriorantes en alimentos. Se consideran seguras (generally regarding as safe –GRAS-), de manera que su uso como cultivos bioprotectores constituye una estrategia sustentable a ser evaluada. El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidad de BL aisladas de alimentos para producir biopelículas e inhibir el crecimiento y colonización de ECEH sobre superficies inertes. Lactiplantibacillus (L.) plantarum CRL 1075, L. plantarum CRL 1482 y Pediococcus (P.) pentosaceus CRL 2145, se seleccionaron por su capacidad de inhibición de ECEH y de formación de biofilm y por no presentar resistencia a antibióticos. Como patógeno modelo se utilizó la cepa atoxigénica E. coli O157:H7 NCTC 12900. Esta fue capaz de formar biofilm en diferentes condiciones y presentó genes relacionados a motilidad, adhesión y quórum sensing. Las tres cepas mostraron efecto bactericida, a 12 °C, en co cultivos planctónicos. Los estudios en biofilm se llevaron a cabo evaluando tres estrategias de interacción: competencia, exclusión y desplazamiento; en condiciones tecnológicas (12 °C, superficies de acero inoxidable y medio cárnico). Los resultados demuestran que, en competencia y exclusión, las tres cepas lácticas lograron reducir el biofilm de ECEH. Mientras que solo P. pentosaceus CRL 2145 logró disminuir la población sésil de ECEH mediante desplazamiento. En base a estos resultados se seleccionó esta cepa para los estudios posteriores. La estrategia de competencia resultó la más eficiente para inhibir el biofilm del patógeno (reducciones de 2,8-6,0 unidades logarítmicas). Mediante microscopía electrónica de barrido se observó las células de BL agrupadas rodeando al patógeno. Y mediante microscopía laser confocal, y tinción live- dead se confirmó la muerte de ECEH. Por último, estudios proteómicos permitieron conocer parte de los eventos bioquímicos y moleculares implicados en la interacción BL - ECEH en biofilm. Este trabajo de tesis Doctoral es pionero en los estudios de interacción entre una BL y ECEH en biofilm. Los resultados obtenidos son alentadores y se propone continuar en esta línea para concretar la aplicación de BL anti ECEH sobre superficies inertes proporcionando una solución sustentable con base científica sólida para el serio problema de contaminación alimentaria ocasionada por ECEH.