Describen cultivos protectores para combatir las resistencias antibióticas de Salmonella

La resistencia a los antimicrobianos (RAM) es una importante amenaza global para la salud pública. De hecho, 700.000 personas mueren anualmente como resultado de bacterias resistentes en todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud publicó que para 2050, la RAM y los consiguientes tratamientos fallidos causarán 10 millones de muertes y pérdidas económicas de 100 billones de dólares anuales.

Diversas investigaciones han estudiado cultivos bacterianos protectores para prevenir enfermedades causadas por patógenos transmitidos por los alimentos. En un nuevo estudio internacional han analizado la capacidad de un cultivo protector llamado Hafnia alvei B16 para prevenir la infección por dos serovares de Salmonella, un grupo dentro de la especie Salmonella enterica. Los serovares estudiados son culpables comunes de los brotes de enfermedades transmitidas por los alimentos y son resistentes a múltiples antibióticos.

Casi inmediatamente después de la introducción de antibióticos como la ampicilina, los científicos comenzaron a observar la resistencia bacteriana a los medicamentos. A mediados de la década de 1990, los científicos estaban identificando la resistencia a los antibióticos a múltiples fármacos en los serovares de Salmonella estudiados por los autores.

“Uno de los mayores desafíos en la seguridad alimentaria, al igual que en la medicina humana, es la aparición de superbacterias”, indican los científicos. "Y estas cepas en particular, al igual que muchas Salmonella, han desarrollado resistencia a la mayoría de los antibióticos que usamos en la producción de alimentos y la medicina humana, por lo que queríamos centrarnos en ellas como objetivo".

Por ello, han estudiado el uso de cultivos bacterianos protectores para controlar el crecimiento de patógenos en productos alimenticios e impedir su capacidad para causar enfermedades.

Los cultivos protectores funcionan “porque cuando las bacterias están en presencia de otras bacterias similares producen metabolitos antimicrobianos”. Cuando una bacteria patógena detecta la presencia de estos cultivos protectores y sus metabolitos, puede entrar en una especie de modo de “lucha o huida”. El patógeno, explican, puede enfocarse en expresar genes importantes para sobrevivir al competidor y apagar muchas de las funciones no esenciales que le permiten causar enfermedades como las que se necesitan para adherirse a las células intestinales humanas e invadirlas.

PROTECCIÓN DE LAS CÉLULAS INTESTINALES

El laboratorio identificó previamente a Hafnia alvei B16 como eficaz para inhibir el crecimiento de E. coli y Salmonella en la leche. Hafnia alvei también detuvo efectivamente el crecimiento de otro patógeno, Staphylococcus aureus, y evitó que produjera toxinas, pasos críticos en la capacidad de la bacteria para causar enfermedades.

“Lo que aprendimos de nuestro trabajo anterior es que estos cultivos protectores no solo pueden detener el crecimiento de patógenos en diferentes situaciones, en nuestro caso fue en la leche y los productos lácteos, sino que también tuvieron estos impactos en la virulencia de esos patógenos cuando pudieron crecer”, comentan los autores.

Hafnia alvei funciona de manera diferente a otros cultivos protectores. La mayoría de los cultivos producen metabolitos antimicrobianos que detienen el crecimiento de bacterias competidoras. “Pero cuando los metabolitos de Hafnia alvei se agregaron a un cultivo patógeno, no detuvieron su crecimiento como se esperaba. Pero cuando toda la bacteria Hafnia alvei estuvo en presencia de E. coli o Salmonella, lo hizo. Estaba inhibiendo el crecimiento del patógeno a través de algún otro mecanismo”.

Los investigadores encontraron que el crecimiento en presencia de Hafnia alvei disminuyó la expresión de genes de virulencia en Salmonella y redujo la capacidad del patógeno para invadir posteriormente las células intestinales humanas en casi un 90 %. También encontraron que cuando Hafnia alvei se adhiere a las células intestinales, no impide que Salmonella se adhiera a las células, sino que las protege de la invasión.

"Debido a que la Salmonella aún podría adherirse a las células intestinales, pero no invadirlas, este cultivo podría haber estimulado potencialmente a esas células para que se protegieran contra el patógeno invasor, por lo que podría ser otro mecanismo por el cual estos cultivos protectores ejercen un efecto", comentan.

El estudio encontró diferencias en la expresión génica y cómo los dos serovares, S. Typhimurium y S. Newport, respondieron al cultivo protector en la leche.

Por ejemplo, el cocultivo con Hafnia alvei en la leche evitó que S. Typhimurium se adhiriera a las células intestinales, pero no la serovar de Newport.

"Encontramos alguna diferencia entre los dos serovares, por lo que parece que estos efectos no son necesariamente universales en Salmonella", señalan. “Aunque son muy similares, difieren muy ligeramente. Y algunas de esas diferencias pueden tener un impacto en la capacidad de infección”.