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Fagos contra bacterias

La fagotipia o capacidad de los virus para infectar bacterias se está ensayando para la detección de patógenos alimentarios y su eventual eliminación

Imagen: Ars Image Gallery

Los fagos, virus que infectan bacterias, son elementos biológicos de gran potencial, sobre todo en la detección de patógenos en alimentos, superficies y medio ambiente. Su uso puede permitir, sin necesidad de cultivo, poner de manifiesto los patógenos, diseñar estrategias para su inactivación y poder aplicarlas a la producción normal. Y todo en tiempo prácticamente real.

Los virus son organismos que no pueden sobrevivir si no es en presencia de células metabólicamente activas. Cuando las células que infectan son bacterias, hablamos de fagos. Éstos pueden ser específicos de algunos microorganismos, hasta el punto que para la identificación o la caracterización de una bacteria se emplean con frecuencia fagos concretos.

La capacidad que tienen virus concretos para infectar bacterias específicas recibe el nombre de fagotipia. Este mecanismo, que va mucho más allá de las infecciones que puedan provocar en animales y personas, está abriendo diversas vías de trabajo en el ámbito alimentario. Una de ellas, de carácter más teórico, es la eliminación de patógenos en alimentos. Otra, más real, es su uso en la identificación de bacterias peligrosas en alimentos o superficies, lo que facilita su rápida detección y la instauración de medidas preventivas.

Fagos y control

Los mecanismos por los que se rige el proceso de fagotipia son conocidos desde hace años. En esencia, comprende cuatro etapas que suelen repetirse en la mayor parte de los casos y que arrancan en la infección de la bacteria por el fago para culminar en la destrucción de las bacterias que actúan como hospedadoras. Previamente, se da la destrucción de los fagos inservibles y la amplificación de los que resultan útiles para el proceso en el interior de las bacterias.

El uso de fagos en tareas de descontaminación de alimentos requiere solucionar problemas biológicos y su adecuación a normas

El proceso se inicia cuando el se aproxima a una bacteria, contacta con su pared, se adhiere a ella y le inyecta su material genético. Como todos los virus, los fagos son partículas que sólo mantienen actividad vital mientras infectan una célula. En su interior, se apoderan de su capacidad metabólica, usándola para su propia reproducción.

Cuando el proceso ha concluido, se rompe la célula, con lo que se liberan copias del virus listas para infectar nuevas células. De esta forma, el proceso avanza hasta que se destruyen todas las células por las que el fago muestra afinidad. Este mecanismo de acción, al menos en teoría, determina que el proceso sea en sí mismo autolimitado, puesto que finaliza una vez se han destruido las bacterias específicas. Cuando se llega al final, las partículas víricas quedan latentes en la matriz sin mostrar actividad infectiva aparente.

Aplicación en la descontaminación de alimentos

La aplicación de este mecanismo a la descontaminación de alimentos está siendo valorada desde hace unos años. Una de las propuestas en las que mayor esfuerzo se está dedicando es añadir fagos a las superficies de trabajo en las que se manipulan alimentos. En este caso, si los fagos se encontrasen con las bacterias a infectar, las atacarían y destruirían, eliminando el peligro de contaminación hacia los alimentos. De la misma forma, en algunos alimentos se podría eliminar un patógeno por simple competencia.

La gran ventaja de un sistema de estas características viene dado por la alta especificidad de los fagos para con bacterias específicas. Debido a ello, es razonable pensar que se eliminarían los microorganismos sin afectar a las células que componen los alimentos o su composición nutritiva. No obstante, existen algunos inconvenientes importantes.

El primero de ellos es de carácter biológico. Hoy por hoy existen dudas acerca del potencial de los fagos para provocar alteraciones en otros microorganismos considerados en principio beneficiosos para los alimentos o la industria de transformación. En particular, este extremo podría perjudicar los alimentos que vayan a ser fermentados, como yogures, quesos o embutidos. Asimismo, está por ver el grado de mutación de los fagos y sus efectos. El fago, como cualquier virus, tiene altas tasas de mutación de su código genético. En la medida que nuevas copias se liberan al medio tras replicarse e infectan otras células, hay que extremar las precauciones ante la aparición súbita de desviaciones en el objetivo del mecanismo de acción.

El segundo inconveniente, tanto o más importante que el primero, es de tipo normativo. Las normas actualmente vigentes en la Unión Europea no permiten el empleo de fagos para este fin. Desde importantes sectores se entiende que su uso puede llevar a una relajación en las medidas higiénicas que deben imperar en las buenas prácticas de fabricación. Si se emplease un sistema de lucha biológica eficaz, y además fuese barato, se consideraría mucho más efectivo y económicamente más rentable que la aplicación de los actuales sistemas de descontaminación. Por tanto, extremar las condiciones de limpieza, desinfección o control de materias primas, podrían pasar a ser considerados objetivos secundarios, con el riesgo que ello implica.

LA DETECCIÓN DE PATÓGENOS

La aplicación de fagos en la detección de patógenos es vista desde diversos sectores como mucho más factible y realista a medio plazo que su uso para la eliminación de microorganismos. En este caso, de lo que se trataría es de crear las condiciones adecuadas para permitir el crecimiento de los microorganismos que se quieran detectar. Cuando las bacterias patógenas se encuentran en fase de crecimiento, se procede a la detección por diferentes sistemas.

El más sencillo es mediante un cultivo comparado. Es decir, a una muestra se le añaden los fagos específicos y a otra no. Las cultivamos en medios específicos y se lee la diferencia, de forma que si el resultado es idéntico, no existe el patógeno, mientras que si es superior en la muestra inoculada se puede confirmar la existencia del peligro.

Este protocolo es sencillo de hacer, pero requiere mucho tiempo (mínimo 48-72 horas) y trabajo. Para solucionarlo, se está trabajando sobre diferentes protocolos. Uno de ellos, desarrollado por el Ministerio de Defensa británico, se basa en hacer una muestra por duplicado. Una de ellas queda como control y a la otra se le añaden los fagos específicos. Tras cuatro horas de incubación, se realiza un análisis de vitalidad celular (control de ATP). Si la muestra con fagos es menos vital que la de referencia el resultado es positivo.

Bibliografía

  • Mosier-Boss PA, Lieberman SH, Andrews JM, Rohwer FL, Wegley LE, Breitbart M. 2003. Use of fluorescently labeled phage in the detection and identification of bacterial species. Appl Spectrosc. 57(9):1138-44
  • Stewart GS, Jassim SA, Denyer SP, Newby P, Linley K, Dhir VK. 1998. The specific and sensitive detection of bacterial pathogens within 4 h using bacteriophage amplification. J Appl Microbiol. 84(5):777-83



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