En el último congreso internacional de seguridad alimentaria del SAFE Consortium (plataforma europea de organismos de investigación), celebrado el pasado noviembre en Estambul (Turquía), expertos del centro de investigación AZTI-Tecnalia han presentado los resultados positivos obtenidos con el uso de bacteriófagos para el control de microorganismos alterantes en pescado. Según sus responsables, en una primera fase de la investigación, se aislaron e identificaron los microorganismos alterantes del pescado y los virus bacterianos, bacteriófagos, que actúan de manera específica frente a ellos. En una segunda fase, se demostró la capacidad de estos fagos para retrasar el crecimiento de las bacterias alterantes en sistemas modelos y en extractos líquidos de pescado, siempre en concentraciones bacterianas similares a las halladas en pescado fresco.
En la actualidad, se evalúa la capacidad de los organismos seleccionados para controlar el deterioro microbiano en pescado crudo. El trabajo desarrollado por AZTI-Tecnalia forma parte de una línea de investigación que estudia la flora microbiana relevante durante los procesos de deterioro. El objetivo final es la obtención de alimentos seguros y con una vida comercial más larga.
Virus bacterianos
Los bacteriófagos o fagos utilizados en la investigación son virus bacterianos que parasitan de manera específica una bacteria huésped donde se multiplican. Son los microorganismos más abundantes del planeta, se encuentran en grandes cantidades en el medio ambiente (tierra, agua, mar), entre la flora intestinal y en los organismos que se utilizan como alimentos. Su extraordinaria ubicuidad hace posible que se formen en cualquier ambiente que permita desarrollo bacteriano. Inocuos para animales y plantas, tienen la particularidad de atacar a las bacterias y, en ocasiones, en función de su ciclo reproductivo, destruirlas.
Los fagos pueden atacar a las bacterias y, en ocasiones, en función de su ciclo reproductivo, destruirlas
Una vez en contacto con la bacteria diana, el fago introduce su material genético, la «secuestra» y la obliga a producir solo nuevos fagos. Es lo más parecido a un «golpe de estado» microbiano, en el que el virus toma el mando del metabolismo bacteriano y lo subyuga en su propio beneficio. Malo para la bacteria, pero no tan malo si se tiene en cuenta que la bacteria en cuestión puede resultar ser un patógeno, es decir, un causante de enfermedades. Su mecanismo bactericida, muy específico y selectivo para cada tipo de bacterias, ha despertado interés entre los investigadores, que ven en ellos un arma eficaz para luchar contra las poblaciones de bacterias en diferentes campos, incluida la seguridad alimentaria.
El ciclo de reproducción de los fagos puede ser un ciclo lítico o ciclo lisogénico. En el ciclo lítico, las células hospedadoras del fago se lisan, es decir, se rompen y destruyen, tras la replicación y encapsulación de las partículas virales, de forma que los nuevos virus quedan libres para llevar a cabo una nueva infección. Por el contrario, en el ciclo lisogénico no se produce la lisis (rotura) inmediata de la célula, es lo que se conoce como fago atemperado. El genoma del fago puede integrase en el ADN cromosómico de la bacteria hospedadora y replicarse a la vez que la bacteria o bien de forma independiente a la replicación bacteriana. En cualquier caso, el genoma del fago se transmitirá a los descendientes de la bacteria infectada. El fago queda así en estado de latencia hasta que las condiciones del medio se deterioran. En este momento, se activa y da lugar al ciclo lítico, que termina con la lisis celular.
Matar bacterias
Hay que tener en cuenta que, para aplicaciones en seguridad alimentaria, la infección por fagos debe causar la muerte bacteriana, es decir, la lisis o rotura celular. No sirve un fago atemperado que desarrolla un ciclo lisogénico. Las condiciones del entorno, como la temperatura y el estado de la bacteria, pueden influir en el número de fagos generados y en el tiempo total del ciclo. Aunque cabría pensar que las poblaciones de fago solo pueden aumentar cuando hay suficientes huéspedes, es decir, gran número de bacterias, este no es el objetivo cuando se utilizan fagos en alimentos. En este caso, la finalidad es erradicar los patógenos como una medida higiénica.
De manera tradicional, la industria de alimentos está interesada, sobre todo, en cuatro patógenos objetivo: Listeria monocytogenes, Salmonella, Campylobacter y E. coli. El tratamiento con fagos deberá aplicarse en la etapa en que surge la contaminación. Solo Listeria coloniza las instalaciones de las plantas de procesamiento y es capaz de contaminar el alimento después de su producción, por lo que el tratamiento por fagos deberá aplicarse justo antes del envasado.
Las superficies en contacto con el alimento se pueden limpiar con el uso de fagos durante la elaboración, sin interrumpir el proceso de producción. Asimismo, se pueden tratar las superficies que no estén en contacto con el alimento. Sin embargo, este punto no está del todo claro porque los fagos no pueden alcanzar ciertos lugares que los productos químicos sí abarcan. Estos últimos, que ya se utilizan con este fin, se pueden considerar más efectivos y a un coste menor que los fagos.
Aplicación de los fagos
Los otros tres microorganismos objetivo colonizan las materias primas, en la mayoría de los casos, animales cuya carne se utiliza para el consumo humano. Por tanto, un posible tratamiento es la aplicación de fagos durante la cría de ganado, además o en sustitución del tratamiento aplicado a la carne después del sacrificio. Se han realizado estudios para tratar pollos con fagos contra Salmonella y Campylobacter y en rumiantes, contra E. coli patogénica. En la mayoría de estos trabajos, según revela la bibliografía relacionada, se observaron reducciones importantes de las cargas bacterianas. Una reducción previa al sacrificio puede disminuir de manera significativa los riesgos de seguridad y, en cualquier caso, puede complementarse con un tratamiento adicional con fagos en etapas posteriores de la producción del alimento, procedimiento de alta eficacia según varias investigaciones.
Se han hecho también pruebas de descontaminación externas de piel y sus pliegues en cerdos, mediante pulverización de soluciones con bacteriófagos, antes de su sacrificio. De esta manera, se disminuye el riesgo posterior de contaminación de su carne tras minimizar la presencia de Salmonella y E. coli en estas zonas.
También el sector de la acuicultura ha investigado las aplicaciones de los fagos. La «fagoterapia» permite, sin generar resistencias, sustituir los tradicionales tratamientos antibióticos por fagos en el control de enfermedades bacterianas en poblaciones de peces criados en piscifactorías. La protección de cultivos es una aplicación adicional para los fagos. Las enfermedades de plantas causadas por bacterias, como el llamado «fuego bacteriano» en manzanos, son candidatas para el uso de fagos contra estos microorganismos.
Pero no todos son ventajas en esta relación entre bacteriófagos y alimentación. Una contaminación accidental de fagos en cultivos iniciadores de fermentaciones, como en el caso de bacterias lácticas, puede resultar un verdadero problema para la industria del sector, lácteo en este caso, que deberá evitar este hecho a toda costa y que se malogre su producción.
Los bacteriófagos o fagos son virus bacterianos y, como tales, no tienen su propio metabolismo, sino que dependen de la bacteria huésped donde se multiplican. Cabe recordar que los virus en general son organismos que no pueden sobrevivir si no es en presencia de células activas, en este caso, bacterias. Los primeros virus descritos fueron agentes infecciosos de plantas y animales. No fue hasta principios del pasado siglo XX cuando, de forma independiente, dos investigadores describieron que agentes “ultramicroscópicos” podían infectar las bacterias.
Uno de estos investigadores denominó a estos nuevos agentes como bacteriófagos, es decir, “comedores de bacterias”, por su capacidad de destruirlas. Este nombre a menudo se abrevia por el de fagos. Aunque desde el principió insistió en su parecido fundamental con los virus de plantas y animales, no se reconocieron como virus hasta años después.
