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Biopelículas de Bacterias Lácticas Protegen Superficies de Industrias Alimentarias

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Investigadores españoles y brasileños estudian la viabilidad de aplicar estructuras microscópicas construidas con microorganismos que repelan los microbios nocivos de los objetos e instrumentos de los procesos productivos.

Investigadores de las Universidades de Jaén y São Paulo en Brasil han evaluado las propiedades de bacterias lácticas probióticas para proteger las industrias alimentarias de patógenos. Los expertos apuntan que el diseño de biopelículas con ciertas cepas probióticas puede utilizarse como alternativas para el control de la formación de bacterias perjudiciales sin conferir un riesgo para los consumidores.

Las superficies de las industrias alimentarias, así como aquellas maquinarias e instrumentos que utilizan están expuestos a la contaminación de bacterias como Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium y Escherichia coli que si pasan a la cadena alimentaria pueden afectar a la salud del consumidor. Hasta el momento, se aplican sanitizantes de origen químico para erradicar estas bacterias. Sin embargo, hay zonas de difícil acceso donde los expertos de la Universidad de São Paulo y Jaén proponen una alternativa: biofilms con bacterias lácticas latentes, que comiencen a liberarse cuando detecten los patógenos.

La idea es aplicar biopelículas, estructuras microscópicas en forma de láminas blanquecinas que generan una sustancia de aspecto mucoso. Esa sustancia que producen las bacterias supone su mecanismo de protección. “Vimos un trabajo anterior en el que aplicaban un bacilo pulverizado a las superficies y materiales de los hospitales en Bélgica y Reino Unido con buenos resultados y pensamos en la industria alimentaria”, relata una de las autoras del estudio, Natacha Caballero.

Los expertos plantean una alternativa en su artículo titulado ‘Use of Potential Probiotic Lactic Acid Bacteria (LAB) Biofilms for the Control of Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, and Escherichia coli O157:H7 Biofilms Formation’, publicado en la revista Frontiers in Microbiology. Se trata de proteger las superficies industriales de difícil acceso con biocapas de bacterias propias de la flora del alimento que procesan. “Por ejemplo, se podría utilizar las bacterias de una fábrica de quesos para proteger sus instrumentos y superficies, así si se produce arrastre al alimento, es de los propios microorganismos que son su materia prima”, ejemplifica.

De esta forma, se propone una alternativa más sostenible con microorganismos que cumplen una función protectora. “La seguridad alimentaria exige utilizar productos de desinfección pero, a la vez, la cantidad de esos sanitizantes pueden crear resistencia de nuestro organismo a productos químicos y antibióticos. Utilizando bacterias de la propia industria, evitamos la resistencia futura”, explica.

Bajo esta premisa, las superficies de plástico industriales se convirtieron en su área de análisis. En estas áreas, el efecto antimicrobiano de las bacterias se produce en un doble sentido. Por un lado, se produce una exclusión de otras bacterias perjudiciales, ya que si en ese ecosistema viven ya beneficiosas, los patógenos no los ocupan. Por otro lado, son productoras de sustancias naturales antimicrobianas que erradican los agentes nocivos.

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COLECCIÓN DE BACTERIAS

Los expertos seleccionaron ocho bacterias de una colección de la Universidad de São Pablo, procedentes de alimentos fermentados como leche, quesos o charqui un producto tradicional brasileño. En concreto, dos lactococos y el resto de distintos géneros de lactobacilos.

La elección se basó en las características que los investigadores requerían. Por un lado, sus características probióticas como la capacidad de agregarse, además de que produjeran sustancias antimicrobianas como bacteriocinas y biosurfractantes. Las primeras son moléculas que las bacterias segregan para defenderse de los agentes extraños, ya que inhiben el crecimiento bacteriano.

Por su parte, los biosurfractantes son compuestos que repelen el agua. Generan una capa en la superficie que evita la adhesión de otras bacterias por su carga y estructura molecular.

Tras analizar las características de agregación y sus posibilidades como bacteriocinas y biosurfractantes, los investigadores han seleccionado tres bacterias viables.

De entre ellas, la más efectiva es el Lactobacilus helveticus, procedente de queso de cabra, que destaca por ser productora de biosulfractante, no presenta ningún gen de virulencia, ni resistencia a antibióticos. Sin embargo, no produce bacteriocina. Una sustancia que sí genera la denominada Lactobacillus curvatus y por ello, se ha seleccionado. Sin embargo, ésta sí posee resistencia a algunos de los antibióticos estudiados.

En este sentido, las conclusiones apuntan que no existe una solución unida a una única bacteria, sino que, en cada ambiente, sería interesante aplicar una o una combinación de ellas. “Incorporar bacterias a la carta, según la industria, se convertiría en una buena opción para reducir costes, aprovechar la propia materia prima que son los alimentos y las bacterias asociados a ellos”, precisa.

El siguiente paso de este estudio, financiado por FAPESP (Agencia financiadora de la investigación en el estado de São Paulo) y desarrollado en la Universidad de São Pablo, es continuar analizando otro tipo de bacterias y ambientes con superficies distintas como el polietileno o el acero inoxidable, los principales materiales presentes en las industrias. También elegir el mejor mecanismo de aplicación de las biopelículas, si como recubrimientos o como piezas que se desechan y renuevan por otras.

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Colombia trabaja para declarar región como «Libre de Fiebre Aftosa sin vacunación»

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Desarrollan vacuna contra el virus de la fiebre aftosa con tecnología innovadora

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El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA), el National Research Council de Canadá (NRCC) y Bioinnovo –empresa de base tecnológica conformada por el INTA y Vetanco SA– trabajan con la primera vacuna contra el virus de la fiebre aftosa que no utiliza material infectivo en su proceso de manufactura. Se trata de un hito de relevancia mundial.

La fiebre aftosa es la primera barrera en la comercialización internacional de productos agropecuarios. Los brotes de la enfermedad tienen un gran impacto económico y social a nivel global. Se estima que en las regiones endémicas las pérdidas anuales asociadas a esta enfermedad son de entre 8,4 y 27,3 billones de dólares.

Recientemente se reportaron brotes en animales salvajes en Alemania y en bovinos en Israel, que confirman los riesgos e importancia de contar con estrategias preventivas para esta enfermedad. Para prevenirla existen vacunas efectivas que emplean material infectivo en el proceso de producción. Muchos países deciden no tener plantas productivas de la vacuna dentro de sus territorios o prohíben trabajar con cepas diferentes a las de circulación regional, restringiendo la producción al mercado local.

Por esto, Bioinnovo –empresa de base orientada a la salud animal con más de diez años de trayectoria formada entre el INTA y Vetanco S.A.– es decir, “se puede producir en instalaciones convencionales utilizando los mismos equipos y tecnologías que los ya empleados en la fabricación de cualquier vacuna que utilice células de mamíferos en su proceso productivo”, explicó Andrés Wigdorovitz, director de INCUINTA y Bioinnovo.

“Se trata de una solución segura, eficaz y con perspectivas de posicionarse como una alternativa superadora en cuanto a requerimientos de seguridad y versatilidad”, aseguró Wigdorovitz. “Es la primera vacuna contra la fiebre aftosa en células de mamífero en no utilizar material infectivo en ninguna etapa del proceso productivo”, agregó, y destacó que “el proyecto de una vacuna recombinante para el tratamiento de la fiebre aftosa comenzó hace más de diez años en el Instituto de Virología y fue protegida por una patente a fines del año 2022”.

Por su parte, Marianela Dalghi, investigadora en Bioinnovo y responsable actual de liderar el proyecto, indicó: “Su fórmula basada en cápsides vacías recombinantes (o VLPs, del inglés Virus-Like Particles) hace que no sean necesarios procesos exhaustivos de purificación para eliminar proteínas no estructurales del virus y permite fácilmente discriminar animales infectados de vacunados (DIVA)”.

En ese sentido, al no utilizar virus infectivo en ninguna de las etapas de producción, “la fabricación de nuestra vacuna no está sujeta a las limitaciones nacionales e internacionales de manejo de cepas virales”, subrayó Dalghi. Además, destacó que “ofrece gran potencial para diversificar los portfolios vacunales, alcanzar nuevos mercados, expandir los bancos de antígeno, potenciar la capacidad de respuesta ante emergencias sanitarias en el país y agilizar el desarrollo de vacunas contra cepas virales emergentes”.

En los últimos dos años de trabajo, Bioinnovo logró validar la tecnología desarrollada a escala preindustrial, y avanzar en la elaboración de la documentación necesaria para su registro.

Se está trabajando, en esta etapa, en la búsqueda de un socio internacional. “Este trabajo se está realizando en forma articulada con Cancillería de la Nación de forma muy alentadora, para llevar la tecnología a la etapa de lanzamiento comercial dentro de 2 a 4 años, y con un producto que sea innovador, seguro y tan eficaz como las mejores vacunas disponibles actualmente”. subrayó Wigdorovitz

Por su parte, Jorge Winokur, presidente de Bioinnovo y Vetanco, declaró: “Desde Bioinnovo y su socio comercial Vetanco seguimos invirtiendo en plataformas de vacunas bioseguras para abastecer al mundo en el control de brotes de variantes exóticas”.

Esta política de manipulación segura de materiales va acompañada de los productos de la plataforma Biotech para inmunidad de las mucosas y la línea Vedevax de vacunas dirigidas. Y añadió: “Estamos orgullosos de contar con un equipo comprometido de investigadores, innovadores y técnicos”.

Nueva tecnología

La metodología actual que se empleó para producir nuestra vacuna recombinante se basa en el crecimiento en un biorreactor de las células de mamífero CHOBRI TM que contienen la información para producir de manera inducible VLPs del virus de la fiebre aftosa.

La estrategia de optimización de la producción inducible de VLPs que se desarrolló ha sido patentada por el INTA en conjunto con el NRCC.

Los biorreactores que se utilizan son los mismos que se usan en la producción de vacunas antiaftosa para replicar a las partículas virales infectivas en células de mamífero BHK-21. Luego de que las células alcanzan una masa crítica de crecimiento, se induce la expresión de las VLPs utilizando cumato, un compuesto químico que no es tóxico y es ampliamente accesible.

Después del período de inducción, se colectan las células y se lisan, y posteriormente se somete al lisado celular a procesos de purificación. Finalmente, se adicionan adyuvantes y excipientes de modo de obtener la formulación final, a la cual se le realizan los más estrictos controles de calidad.

Premio a la solución innovadora

Entre más de 1.500 postulantes, el proyecto desarrollado en conjunto por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) y el INTA, actualmente liderado y financiado por Bioinnovo, ganó la 15° edición (2024) del Concurso de Soluciones Innovadoras Banco Nación, organizado por la Fundación Empretec.

Este premio destacó la vacuna innovadora para prevenir la fiebre aftosa que utiliza cápsides vacías y genes recombinantes sintéticos, eliminando la necesidad de material infeccioso.

Este premio no sólo reconoció un avance científico-tecnológico sino también el esfuerzo de trabajo en equipo y compromiso para crear soluciones con impacto positivo a nivel mundial.

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