Usos potenciales de los bacteriófagos para la seguridad microbiana de la carne

Posted: 8 June 2023 | Estibaliz Ruiz, María Lavilla | No comments yet

María Lavilla y Estibaliz Ruiz-Santamaria de AZTI-BRTA comparten los beneficios de aplicar bacteriófagos a lo largo de la cadena alimentaria en la lucha contra la RAM.

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) representa una gran amenaza para la salud mundial. Es ampliamente conocido que el principal contribuyente a la AMR es el uso excesivo de antimicrobianos. Principalmente su uso en medicina humana, pero también el creciente reconocimiento de su uso continuo en el ganado, ha facilitado la selección y propagación de bacterias AMR a lo largo de la cadena alimentaria.1 En consecuencia, a pesar de que los antimicrobianos son cruciales para tratar infecciones bacterianas, las regulaciones actuales tienen como objetivo reducir uso en ganadería.

Además, el consumo de productos de origen animal contaminados, principalmente carne y huevos de aves de corral poco cocidos, se considera la principal fuente de Campylobacter y Salmonella, los patógenos alimentarios más comunes que causan enfermedades zoonóticas en humanos. La E. coli productora de toxina Shiga (STEC) y la E. coli enterohemorrágica (EHEC; O157:H7) también son patógenos transmitidos por los alimentos bien conocidos relacionados con el sector cárnico, siendo el ganado el principal portador de cepas zoonóticas. Estas bacterias pueden contaminar los productos alimenticios en cualquier punto de la cadena alimentaria, por contacto directo con los animales (p. ej., durante el sacrificio o el procesamiento de las canales, por contaminación fecal directa) o indirectamente por vectores, y contribuyen significativamente a las hospitalizaciones y muertes en todo el mundo, a pesar de los avances en el manejo de patógenos. Los conservantes de alimentos tradicionales y los métodos de procesamiento de alimentos (incluida la pasteurización, alta presión, ultravioleta (UV) o tratamientos químicos) pueden reducir los patógenos en los alimentos en diferentes niveles. Sin embargo, estos métodos también pueden afectar negativamente las propiedades organolépticas y/o el valor nutricional y eliminar los microbios beneficiosos en los alimentos.

Por lo tanto, el desarrollo de alternativas innovadoras y efectivas para controlar las infecciones bacterianas se ha convertido en un tema urgente y se deben implementar estrategias adicionales para mejorar la salud y el bienestar animal y promover el uso responsable de antimicrobianos para una cadena alimentaria más segura. Uno de los enfoques más prometedores utiliza bacteriófagos (fagos), virus que infectan bacterias, que han demostrado una potente actividad antimicrobiana contra la mayoría de los patógenos transmitidos por los alimentos.2

Las principales ventajas de estos microorganismos se pueden resumir en las siguientes:

Combinadas, estas características únicas hacen de los bacteriófagos la alternativa más confiable para inhibir eficazmente las bacterias patógenas y reducir las enfermedades zoonóticas y transmitidas por los alimentos. De hecho, en Europa, donde su uso no está específicamente regulado, uno de nuestros estudios recientes reveló que el 90 % de los productores y el 85 % de los consumidores estaban dispuestos a aceptar los bacteriófagos como medida estándar de biocontrol en la producción y procesamiento de alimentos.5 En consecuencia, la número de productos comerciales basados ​​en fagos aprobados para su uso en la cría de animales y la seguridad alimentaria aumenta constantemente en muchos países. Lo siguiente se enfoca en proporcionar aspectos destacados introductorios relacionados con el uso de fagos como agentes de biocontrol y seguridad alimentaria (carne).

Numerosos estudios han reportado el uso de fagos para prevenir y tratar enfermedades causadas por Campylobacter, Salmonella o E. coli, entre otras, en animales destinados a la producción de alimentos. La mayoría de los estudios mostraron éxito en el biocontrol de fagos contra estos tres patógenos, lo que llevó a una protección significativa contra infecciones (uso profiláctico), disminución de los niveles de bacterias patógenas en los tejidos y una reducción de la mortalidad y morbilidad asociada de los animales,6 mostrando que los fagos son un alternativa prometedora y eficaz a los antibióticos.

Resistencia a los antimicrobianos: no ha desaparecido

Además de la protección de la salud animal, las diferencias estadísticamente significativas en la reducción de Salmonella o Campylobacter después de los tratamientos con fagos demostraron que su aplicación en etapas tardías del crecimiento animal también puede ser una medida prometedora para el control de esta bacteria en etapas posteriores de la cadena de producción de alimentos. Por ejemplo, se ha estimado que reducir la carga de Campylobacter en los intestinos de pollos de engorde en tres logs antes del sacrificio reduce el riesgo de campilobacteriosis humana atribuible al consumo de carne de ave en un 58 por ciento.7 En este sentido, al menos un ensayo ha demostrado que dos fagos diferentes contra Campylobacter jejuni en aplicación sucesiva son capaces de lograr este objetivo sin efectos colaterales sobre la microbiota intestinal.6

El biocontrol de fagos también ha mostrado un gran potencial para ser utilizado como un enfoque de control de seguridad en las etapas de producción, distribución y consumo de alimentos, mediante la aplicación directa a los alimentos como bioconservante. Si bien ninguna solución debe reemplazar las buenas prácticas de higiene y las medidas de control en la producción de alimentos, los fagos pueden ayudar a reducir los recuentos microbianos de uno a tres registros o prevenir el crecimiento microbiano durante la vida útil, sin afectar la microbiota restante o las propiedades organolépticas de la carne fresca.8 La adopción del uso de fagos en enfoques basados ​​en obstáculos junto con tecnologías o empaques no térmicos (por ejemplo, fagos y empaques en atmósfera modificada o alta presión hidrostática) también podría mejorar el resultado final.

Aparte de numerosos informes científicos, varios productos comerciales ya están disponibles y se ha demostrado que tienen un control biológico eficaz de los patógenos transmitidos por los alimentos en productos cárnicos, carne fresca (aves, pavo, ternera), alimentos para mascotas y otros alimentos (pescado, verduras, lácteos).4 ,6 Además, la aplicación de ciertos fagos también podría proporcionar una alternativa innovadora para la desinfección de superficies y para reducir las biopelículas en las superficies en contacto con alimentos.

Como se mencionó, los productos comerciales disponibles y los resultados de los estudios publicados indican que los fagos ya son una opción válida para el biocontrol de patógenos. Sin embargo, la eficacia y la estabilidad óptimas de los fagos requieren la optimización individual de numerosos factores para animales y alimentos, como el momento de la administración del fago (profiláctico frente a terapéutico), la vía de aplicación, el número de fagos utilizados (individuales frente a combinados), la matriz alimentaria o el almacenamiento. temperatura, así como factores ambientales.9 Finalmente, cualquier aplicación de fagos debe seguir las regulaciones pertinentes. En consecuencia, la aprobación de cualquier solución basada en fagos requiere una profunda investigación e inversión, al igual que otros productos terapéuticos o aditivos alimentarios, con el fin de caracterizar y seleccionar con precisión los fagos más competentes para cada aplicación, así como demostrar eficacia y seguridad, y superar vacíos pendientes y desafíos que podrían limitar su uso.

María Lavilla (ORCID 0000-0003-1287-9035) tiene 20 años de experiencia en investigación de seguridad alimentaria. Desde 2009 trabaja como Investigadora en la División de Investigación Alimentaria de AZTI – Alianza Vasca de Investigación y Tecnología (BRTA). Sus actividades de investigación actuales se centran principalmente en el aislamiento y caracterización de microorganismos y sus metabolitos relacionados con la producción de alimentos (por ejemplo, bacterias del ácido láctico y levaduras) y el desarrollo de nuevas estrategias y herramientas (bacteriófagos) para el control biológico de patógenos en alimentos y acuicultura. .

Estivaliz Ruiz Cursó su licenciatura en biotecnología y se especializó en microbiología y salud. Actualmente está trabajando en su tesis doctoral en la División de Investigación en Alimentos de AZTI – Alianza Vasca para la Investigación y la Tecnología (BRTA). Su trabajo se centra en el aislamiento, caracterización y aplicación de bacteriófagos como agentes de biocontrol en la industria alimentaria.

Seguridad alimentaria, Técnicas de laboratorio, Análisis de calidad y control de calidad (QA/QC), Investigación y desarrollo, World Food

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