{"id":8157,"date":"2019-08-27T12:08:05","date_gmt":"2019-08-27T10:08:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.phage.help\/sin-categorizar\/bacteriofagos-en-el-procesamiento-de-alimentos\/"},"modified":"2019-08-27T12:08:05","modified_gmt":"2019-08-27T10:08:05","slug":"bacteriofagos-en-el-procesamiento-de-alimentos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.phage.help\/es\/bacteriofagos\/bacteriofagos-en-el-procesamiento-de-alimentos\/","title":{"rendered":"Bacteri\u00f3fagos en el procesamiento de alimentos"},"content":{"rendered":"
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\u201cLas enfermedades transmitidas por alimentos siguen siendo una de las principales causas de hospitalizaci\u00f3n y muerte en todo el mundo, a pesar de los numerosos avances en la higiene alimentaria y la vigilancia de pat\u00f3genos.<\/span> Los m\u00e9todos antimicrobianos convencionales, como la pasteurizaci\u00f3n, el procesamiento a alta presi\u00f3n, la irradiaci\u00f3n y los desinfectantes qu\u00edmicos, pueden reducir las poblaciones microbianas en los alimentos en diversos grados, pero tambi\u00e9n presentan desventajas significativas, como una alta inversi\u00f3n inicial y un posible da\u00f1o a los equipos de procesamiento debido a su naturaleza corrosiva y un efecto perjudicial sobre las propiedades organol\u00e9pticas (y posiblemente el valor nutricional) de los alimentos.<\/span> Quiz\u00e1s lo m\u00e1s importante es que estas estrategias de descontaminaci\u00f3n eliminan indiscriminadamente, incluyendo muchas bacterias \u2013a menudo beneficiosas\u2013 que est\u00e1n presentes de forma natural en los alimentos.<\/span>Una t\u00e9cnica prometedora que aborda varias de estas deficiencias es el biocontrol con bacteri\u00f3fagos, un m\u00e9todo natural y respetuoso con el medio ambiente en el que los bacteri\u00f3fagos l\u00edticos aislados del entorno se dirigen espec\u00edficamente a las bacterias pat\u00f3genas y las eliminan (o reducen significativamente su contenido) de los alimentos.<\/span> Desde la primera idea de utilizar bacteri\u00f3fagos en los alimentos, numerosos informes de investigaci\u00f3n han descrito el uso del biocontrol con bacteri\u00f3fagos para combatir una amplia variedad de pat\u00f3genos bacterianos en diversos alimentos, desde carnes fr\u00edas listas para consumir hasta frutas y verduras frescas. El n\u00famero de productos disponibles comercialmente que contienen bacteri\u00f3fagos aprobados para aplicaciones de seguridad alimentaria tambi\u00e9n ha aumentado constantemente.<\/span>Aunque a\u00fan persisten algunos desaf\u00edos, el biocontrol con bacteri\u00f3fagos es cada vez m\u00e1s reconocido como una modalidad atractiva en nuestro arsenal de herramientas para eliminar de forma segura y natural las bacterias pat\u00f3genas de los alimentos.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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1. Introducci\u00f3n<\/span><\/h2>\n
Desde las hojas de lechuga hasta el queso cheddar en una ensalada Cobb, pasando por las comidas preparadas congeladas, los alimentos que consumimos est\u00e1n expuestos a un riesgo constante de contaminaci\u00f3n por pat\u00f3genos microbianos que posteriormente pueden transmitirse al consumidor.<\/span> Recientemente, la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS) estableci\u00f3 el Grupo de Referencia para la Epidemiolog\u00eda de las Enfermedades Transmitidas por Alimentos (FERG) para monitorear las enfermedades transmitidas por alimentos a nivel mundial.<\/span> El FERG monitore\u00f3 los 31 pat\u00f3genos transmitidos por alimentos que causaron la mayor morbilidad y mortalidad en humanos.<\/span> En su estimaci\u00f3n m\u00e1s reciente (2015) de la carga global de enfermedades causadas por alimentos, el FERG estim\u00f3 que en 2010 ocurrieron 600 millones de infecciones transmitidas por alimentos, causando m\u00e1s de 400.000 muertes.<\/span> Entre los cinco microorganismos m\u00e1s comunes que causan enfermedades transmitidas por alimentos, cuatro eran bacterias: Escherichia coli<\/span> (~ 111 millones), Campylobacter<\/span> spp.<\/span> (~ 96 millones), Salmonella enterica<\/span> no tifoidea (~ 78 millones) y Shigella<\/span> spp.<\/span> (~ 51 millones), con el n\u00famero de muertes transmitidas por alimentos causadas por estas bacterias estimadas en ~ 15.000 para Shigella<\/span> spp.<\/span> hasta ~ 63.000 para E. coli<\/span> [ 1<\/a> ].<\/span> Fue notable que los ni\u00f1os menores de cinco a\u00f1os se vieron afectados de manera desproporcionada;<\/span> son responsables del 40% de las muertes y representan solo el 9% de la poblaci\u00f3n mundial [ 1<\/a> ].<\/span> Estas enfermedades transmitidas por alimentos tambi\u00e9n imponen una enorme carga a las econom\u00edas nacionales.<\/span> En los Estados Unidos, por ejemplo, el incidente promedio se estima en aproximadamente 1500 USD por persona, con un costo anual total estimado de estas enfermedades transmitidas por alimentos que supera los 75 mil millones de USD [ 2<\/a> ].<\/span> <\/div>\n
Existen varios enfoques para mejorar la seguridad de nuestros alimentos.<\/span> La pasteurizaci\u00f3n por calor se utiliza com\u00fanmente para reducir el recuento bacteriano en l\u00edquidos y productos l\u00e1cteos, especialmente la leche.<\/span> Sin embargo, la pasteurizaci\u00f3n no es adecuada para muchos alimentos frescos, ya que el proceso hace que los productos se cocinen.<\/span> Otro m\u00e9todo para reducir los pat\u00f3genos en los alimentos es el procesamiento a alta presi\u00f3n (HPP), que somete los alimentos a alta presi\u00f3n para inactivar los microbios.<\/span> Esta t\u00e9cnica se ha aplicado con \u00e9xito a productos l\u00edquidos y comidas precocinadas destinadas a la congelaci\u00f3n.<\/span> Sin embargo, al igual que la pasteurizaci\u00f3n por calor, generalmente no se utiliza en carnes y productos frescos, ya que puede afectar la apariencia (color) y\/o el contenido nutricional de estos productos [ 3<\/a> , 4<\/a> ].<\/span> La irradiaci\u00f3n tambi\u00e9n es un medio eficaz para reducir la carga de organismos pat\u00f3genos en los alimentos.<\/span> Sin embargo, la irradiaci\u00f3n puede afectar negativamente las propiedades organol\u00e9pticas de los alimentos.<\/span> Adem\u00e1s, la aceptaci\u00f3n de este m\u00e9todo por parte de los clientes es baja y se agrava por la obligaci\u00f3n de etiquetar muchos alimentos tratados con radiaci\u00f3n [ 5<\/a> , 6<\/a> ].<\/span> Finalmente, los desinfectantes qu\u00edmicos como el cloro y el \u00e1cido perac\u00e9tico (PAA) se utilizan com\u00fanmente para reducir la contaminaci\u00f3n microbiana de muchas frutas y verduras frescas, as\u00ed como de productos alimenticios listos para consumir (RTE) [ 7<\/a> , 8<\/a> ].<\/span> Aunque generalmente son eficaces, muchos de estos productos qu\u00edmicos son corrosivos y pueden da\u00f1ar los equipos de procesamiento de alimentos.<\/span> Los desinfectantes qu\u00edmicos tambi\u00e9n pueden tener un impacto ambiental adverso (es decir, no son respetuosos con el medio ambiente), y dadas las tendencias actuales hacia los alimentos org\u00e1nicos sin qu\u00edmicos, la aceptaci\u00f3n de los aditivos qu\u00edmicos en los alimentos (especialmente en los productos frescos) por parte de los consumidores est\u00e1 disminuyendo r\u00e1pidamente.<\/span> Una desventaja com\u00fan de todas estas t\u00e9cnicas es que eliminan los microbios indiscriminadamente.<\/span> en otras palabras, tanto los pat\u00f3genos como las bacterias de la flora normal potencialmente beneficiosas se ven igualmente afectados.<\/span> Adem\u00e1s, a pesar de la multitud de m\u00e9todos disponibles, los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos siguen siendo relativamente comunes.<\/span>Estos factores combinados ilustran la necesidad de un enfoque antimicrobiano dirigido que pueda usarse solo o en combinaci\u00f3n con las t\u00e9cnicas descritas anteriormente para crear barreras adicionales en un enfoque de m\u00faltiples obst\u00e1culos para evitar que los pat\u00f3genos bacterianos transmitidos por los alimentos lleguen a los consumidores.<\/span> Una de estas t\u00e9cnicas es el uso de bacteri\u00f3fagos l\u00edticos para atacar bacterias espec\u00edficas transmitidas por los alimentos en nuestros alimentos sin afectar negativamente su microflora normal, y a menudo beneficiosa.<\/span> Este enfoque se conoce como \u201cbiocontrol con bacteri\u00f3fagos\u201d o \u201cbiocontrol con fagos\u201d.<\/span><\/div>\n
El biocontrol con fagos es cada vez m\u00e1s aceptado como una tecnolog\u00eda natural y respetuosa con el medio ambiente que puede dirigirse espec\u00edficamente a pat\u00f3genos bacterianos en diversos alimentos para proteger la cadena alimentaria ( Tabla 1<\/a> ).<\/span> Los bacteri\u00f3fagos fueron identificados por primera vez en 1917 por Felix d’Herelle, y la utilidad de estos \u201ccomedores de bacterias\u201d para combatir enfermedades bacterianas fue r\u00e1pidamente aprovechada [ 9<\/a> ].<\/span>En el contexto de la seguridad alimentaria, los bacteri\u00f3fagos abordan muchas de las preocupaciones de los consumidores.<\/span> Por ejemplo, debido a la especificidad de los bacteri\u00f3fagos, el biocontrol con fagos ofrece una oportunidad \u00fanica para dirigirse a las bacterias pat\u00f3genas en los alimentos sin alterar la microflora normal de los alimentos.<\/span> Cabe destacar que el ej\u00e9rcito de los EE. UU. inici\u00f3 recientemente un proyecto (W911QY-18-C-0010) para investigar m\u00e1s a fondo los efectos de la aplicaci\u00f3n de fagos en comparaci\u00f3n con los antibi\u00f3ticos qu\u00edmicos convencionales sobre la microbiota normal de los productos frescos y los posibles impactos de estas medidas en el valor nutricional de los alimentos.<\/span> Adem\u00e1s, el biocontrol con fagos es probablemente la intervenci\u00f3n antimicrobiana m\u00e1s respetuosa con el medio ambiente disponible actualmente.<\/span> La mayor\u00eda, si no todos, los productos comerciales de biocontrol con fagos disponibles actualmente contienen fagos naturales, es decir, fagos aislados del medio ambiente que no est\u00e1n modificados gen\u00e9ticamente.<\/span> Muchas de estas preparaciones tampoco contienen aditivos ni conservantes;<\/span> t\u00edpicamente son soluciones acuosas que consisten en fagos purificados y peque\u00f1as cantidades de sales.<\/span> Algunas preparaciones de fagos disponibles en el mercado tambi\u00e9n est\u00e1n certificadas como kosher y halal y est\u00e1n disponibles para su uso en alimentos org\u00e1nicos (listadas por OMRI en los EE. UU.; SKAL en la UE) ( Tabla 2<\/a> ).<\/span> Aunque las pruebas son limitadas, el trabajo de nuestro grupo sugiere que los bacteri\u00f3fagos no alteran las propiedades organol\u00e9pticas (es decir, sensoriales) de los alimentos [ 10<\/a> ].<\/span> En comparaci\u00f3n con otras medidas de seguridad alimentaria, el coste de aplicar bacteri\u00f3fagos es relativamente bajo, generalmente en el rango de 1 a 4 c\u00e9ntimos por libra de alimento tratado.<\/span> El tratamiento y la irradiaci\u00f3n con HPP suelen costar de 10 a 30 c\u00e9ntimos por libra [ 11<\/a> ].<\/span> Es importante se\u00f1alar que estas cifras representan solo el coste de cada intervenci\u00f3n y no tienen en cuenta situaciones en las que un enfoque de m\u00faltiples obst\u00e1culos puede ser necesario por razones de seguridad alimentaria (por ejemplo, se teme que los alimentos est\u00e9n contaminados por m\u00e1s de un pat\u00f3geno transmitido por los alimentos) o por razones de seguridad alimentaria (por ejemplo, deterioro de los alimentos, que suele ser causado por varios microorganismos diferentes).<\/span><\/div>\n
Las propiedades biol\u00f3gicas de los bacteri\u00f3fagos l\u00edticos y otras caracter\u00edsticas de los productos comerciales de biocontrol con fagos, como se explic\u00f3 anteriormente, hacen del biocontrol con fagos un m\u00e9todo muy atractivo para mejorar a\u00fan m\u00e1s la seguridad de nuestros alimentos, y un n\u00famero creciente de empresas en todo el mundo se dedican a su desarrollo y comercializaci\u00f3n [ 12<\/a> ] ( Tabla 2<\/a> ).<\/span> Sin embargo, el biocontrol con fagos tiene sus limitaciones y desventajas.<\/span> Por ejemplo, las preparaciones de fagos requieren almacenamiento refrigerado (generalmente 2\u20138 \u00b0C) y pueden necesitar aplicarse por separado de los desinfectantes qu\u00edmicos, ya que los productos qu\u00edmicos agresivos tambi\u00e9n pueden inactivar las part\u00edculas de fagos y hacer que el biocontrol con fagos sea menos eficaz.<\/span> Debido a su alta especificidad natural, las preparaciones de fagos pueden combatir eficazmente los pat\u00f3genos en los alimentos de forma dirigida. Sin embargo, si los alimentos est\u00e1n accidentalmente contaminados con dos o m\u00e1s pat\u00f3genos bacterianos transmitidos por los alimentos, una preparaci\u00f3n de fagos dirigida a un solo pat\u00f3geno no ser\u00e1 eficaz para eliminar los pat\u00f3genos no objetivo de los alimentos.<\/span> Como \u00faltima consideraci\u00f3n, se debe tener cuidado de usar fagos l\u00edticos y excluir los fagos templados de las preparaciones de bacteri\u00f3fagos.<\/span> Los fagos templados suelen ser menos eficaces para matar a sus hu\u00e9spedes bacterianos que los fagos l\u00edticos.<\/span> Adem\u00e1s, los fagos templados pueden integrar su ADN en el cromosoma bacteriano y, por lo tanto, pueden promover la transferencia de genes de virulencia u otros genes indeseables (por ejemplo, genes que codifican la resistencia a antibi\u00f3ticos) entre cepas bacterianas, lo que podr\u00eda conducir a la aparici\u00f3n de nuevas cepas pat\u00f3genas.<\/span> El riesgo de tal aparici\u00f3n es significativamente menor cuando se utilizan fagos l\u00edticos.<\/span><\/div>\n
Esta revisi\u00f3n se centra en las aplicaciones de bacteri\u00f3fagos de tipo salvaje para mejorar la seguridad alimentaria.<\/span> No discutimos otros posibles m\u00e9todos relacionados con los fagos, como el uso de endolisinas de fagos para combatir pat\u00f3genos transmitidos por los alimentos o el uso de bacteri\u00f3fagos para combatir el deterioro de los alimentos.<\/span> Estos temas ya han sido discutidos por otros autores y hay revisiones relevantes disponibles [ 13<\/a> , 14<\/a> ].<\/span>En el contexto de las aplicaciones de seguridad alimentaria, los bacteri\u00f3fagos l\u00edticos de tipo salvaje pueden utilizarse tanto antes de la cosecha (por ejemplo, en animales vivos, administrados a trav\u00e9s de piensos o rociados antes del sacrificio) como\/o despu\u00e9s de la cosecha (por ejemplo, aplicados directamente a las superficies de los alimentos, ya sea mediante pulverizaci\u00f3n directa, a trav\u00e9s de materiales de envasado o de otras formas) para reducir la contaminaci\u00f3n por bacterias pat\u00f3genas [ 12<\/a> , 15<\/a> ].<\/span> El biocontrol con bacteri\u00f3fagos tambi\u00e9n podr\u00eda ser un medio para desinfectar las superficies utilizadas en la producci\u00f3n y procesamiento de alimentos [ 16<\/a> , 17<\/a> ].<\/span> En revisiones anteriores [ 12<\/a> , 14<\/a> , 18<\/a> , 19<\/a> ], nosotros y otros hemos compilado una visi\u00f3n general de las industrias y productos en los que se utilizan bacteri\u00f3fagos en aplicaciones de seguridad alimentaria.<\/span> Aqu\u00ed, proporcionamos una visi\u00f3n general actualizada (y una tabla de resumen ampliada) que describe estudios en los que los bacteri\u00f3fagos se han aplicado predominantemente a alimentos poscosecha, en particular carne, productos frescos y alimentos RTE ( Tabla 1<\/a> ).<\/span> En la siguiente secci\u00f3n, se discutir\u00e1n estudios seleccionados de los \u00faltimos cinco a\u00f1os en los que se utiliz\u00f3 el biocontrol con bacteri\u00f3fagos para combatir cuatro pat\u00f3genos importantes transmitidos por los alimentos.<\/span> Finalmente, tambi\u00e9n discutimos la regulaci\u00f3n de los bacteri\u00f3fagos para aplicaciones en seguridad alimentaria y algunos de los desaf\u00edos del biocontrol con fagos.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2. Biocontrol con fagos para combatir los pat\u00f3genos bacterianos m\u00e1s comunes transmitidos por los alimentos<\/span><\/h2>\n
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2.1.<\/span> Listeria monocytogenes<\/span><\/h4>\n
Listeria monocytogenes<\/span> es un bacilo grampositivo, anaerobio facultativo.<\/span> El consumo de alimentos contaminados con L. monocytogenes<\/span> causa una serie de s\u00edntomas en humanos, como s\u00edntomas iniciales similares a la gripe o gastrointestinales, que en algunos casos pueden llevar a encefalitis o s\u00edntomas cervicales y, posiblemente, a un aborto espont\u00e1neo en madres embarazadas.<\/span> Se estima que en 2010 hubo m\u00e1s de 14.000 casos de infecciones transmitidas por alimentos por L. monocytogenes<\/span> en todo el mundo, causando m\u00e1s de 3000 muertes [ 1<\/a> ].<\/span> L. monocytogenes<\/span> puede sobrevivir y crecer a temperaturas refrigeradas (2\u20138 \u00b0C), que se utilizan com\u00fanmente en la distribuci\u00f3n y almacenamiento de muchos alimentos.<\/span> Por lo tanto, la detecci\u00f3n y eliminaci\u00f3n de L. monocytogenes<\/span> es crucial para garantizar la seguridad de la cadena alimentaria, especialmente en los alimentos RTE.<\/span> En este contexto, varios investigadores han demostrado que la aplicaci\u00f3n de bacteri\u00f3fagos a diversos alimentos (incluidos los alimentos RTE) reduce eficazmente la contaminaci\u00f3n por L. monocytogenes<\/span> ( Tabla 1<\/a> ).<\/span> Por ejemplo, se ha informado que una preparaci\u00f3n de monofago comercial (es decir, una preparaci\u00f3n de fago que consiste en un solo fago) dirigida a Listeria<\/span> reduce eficazmente los niveles de L. monocytogenes<\/span> en lonchas de jam\u00f3n y es superior al lactato-nisina y al sodio a la temperatura de abuso de almacenamiento de 6\u20138 \u00b0C [ 47<\/a> ].<\/span> Un estudio similar de Chibeu y colegas (2013) demostr\u00f3 que la misma preparaci\u00f3n de monofago tambi\u00e9n pod\u00eda reducir L. monocytogenes<\/span> en la superficie de otras carnes fr\u00edas [ 44<\/a> ].<\/span> La carne (pavo y rosbif cocidos en lonchas) se almacen\u00f3 a 4 \u00b0C y a una temperatura de abuso de 10 \u00b0C.<\/span> El fago espec\u00edfico de Listeria<\/span> fue eficaz contra L. monocytogenes<\/span> cuando se us\u00f3 solo, y aument\u00f3 la eficacia de otros agentes antimicrobianos cuando se us\u00f3 junto con diacetato de sodio o lactato de potasio.<\/span> Todos estos estudios utilizaron una \u00fanica preparaci\u00f3n de fagos.<\/span> Un c\u00f3ctel de fagos preparado con m\u00faltiples bacteri\u00f3fagos puede ser superior a una \u00fanica preparaci\u00f3n de fagos, tanto en t\u00e9rminos de una cobertura m\u00e1s amplia de las especies objetivo como de una reducci\u00f3n del riesgo de aparici\u00f3n de bacterias resistentes.<\/span> Un c\u00f3ctel de seis fagos de este tipo disponible comercialmente contra L. monocytogenes<\/span> se prob\u00f3 en una serie de alimentos contaminados experimentalmente con L. monocytogenes<\/span> , incluyendo lechuga, queso duro pasteurizado, salm\u00f3n ahumado y rodajas de manzana Gala;<\/span> la aplicaci\u00f3n de este c\u00f3ctel de bacteri\u00f3fagos redujo los niveles de L. monocytogenes<\/span> en todos estos alimentos en ~ 0,7\u20131,1 logs [ 10<\/a> ].<\/span> El mismo estudio investig\u00f3 la aplicaci\u00f3n del c\u00f3ctel espec\u00edfico de L. monocytogenes<\/span> a comidas precocinadas congeladas y preenvasadas.<\/span> Las comidas se contaminaron experimentalmente con L. monocytogenes<\/span> ,<\/span> se trataron con el c\u00f3ctel de fagos y se sometieron a ciclos de congelaci\u00f3n y descongelaci\u00f3n.<\/span> Los resultados mostraron una reducci\u00f3n de L. monocytogenes<\/span> de 2,2 log, lo que sugiere que el biocontrol con fagos puede ser un medio eficaz para controlar L. monocytogenes<\/span> en los alimentos en condiciones de \u201cabuso de almacenamiento\u201d, cuando las comidas congeladas se descongelan intencional o involuntariamente varias veces durante su almacenamiento [ 10<\/a> ].<\/span><\/div>\n
En muchos de los estudios discutidos anteriormente, a pesar de la reducci\u00f3n inicial significativa de los niveles de L. monocytogenes<\/span> en los alimentos, las poblaciones bacterianas objetivo no fueron completamente erradicadas, y a\u00fan se pudieron recuperar c\u00e9lulas viables de L. monocytogenes<\/span> , aunque en un n\u00famero mucho menor.<\/span> Sin embargo, las preparaciones de bacteri\u00f3fagos segu\u00edan siendo eficaces contra colonias seleccionadas al azar de las bacterias recuperadas, lo que sugiere que la resistencia a los fagos no fue la raz\u00f3n principal de la erradicaci\u00f3n incompleta de L. monocytogenes<\/span> [ 23<\/a> , 37<\/a> , 44<\/a> ].<\/span> Existen varias explicaciones posibles para esta observaci\u00f3n.<\/span> Por ejemplo, las c\u00e9lulas de L. monocytogenes<\/span> podr\u00edan exhibir una resistencia temporal a la infecci\u00f3n por fagos, como se ha informado anteriormente [ 70<\/a> , 71<\/a> ].<\/span> Otra posible explicaci\u00f3n es que, despu\u00e9s de rociar los fagos sobre los alimentos (por ejemplo, debido al uso de un volumen de pulverizaci\u00f3n demasiado bajo, especialmente en alimentos con topograf\u00eda compleja), los fagos no entraron en contacto directo con algunas c\u00e9lulas de L. monocytogenes<\/span> , lo que result\u00f3 en que estas c\u00e9lulas bacterianas no fueran lisadas por los fagos.<\/span> En este \u00faltimo escenario, el uso de mayores vol\u00famenes de pulverizaci\u00f3n, pulverizaciones finas (tipo niebla), alimentos rotatorios\/giratorios durante la aplicaci\u00f3n de fagos y la garant\u00eda de una cobertura completa de la superficie con fagos pueden ayudar a mejorar la eficacia del biocontrol con fagos.<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.2.<\/span> Salmonella spp.<\/span><\/h4>\n
Los serotipos no tifoideos de Salmonella enterica<\/span> son responsables de muchos casos de gastroenteritis en todo el mundo cada a\u00f1o.<\/span> La enfermedad causada por estas bacterias gramnegativas en forma de bast\u00f3n suele ser autolimitada y presenta s\u00edntomas como calambres abdominales, fiebre, n\u00e1useas y diarrea.<\/span> Sin embargo, pueden ocurrir casos potencialmente mortales en los que las bacterias se deshidratan e invaden el tracto gastrointestinal.<\/span>Se estima que en 2010 se produjeron m\u00e1s de 78 millones de casos de infecciones transmitidas por alimentos por Salmonella<\/span> en todo el mundo, lo que result\u00f3 en casi 60.000 muertes [ 1<\/a> ].<\/span> Durante el procesamiento y envasado de alimentos, Salmonella<\/span> y otros pat\u00f3genos pueden adherirse y contaminar las superficies donde se preparan los alimentos.<\/span> Estos factores exponen a los alimentos RTE, como frutas y verduras frescas que no se han cocinado antes de su consumo, a un riesgo particularmente alto de transmitir pat\u00f3genos bacterianos y causar intoxicaciones alimentarias.<\/span><\/div>\n
Actualmente, hay al menos dos preparaciones de fagos aprobadas por la FDA contra Salmonella<\/span> en el mercado ( Tabla 2<\/a> ).<\/span> Hay varias publicaciones disponibles que describen sus aplicaciones (y las de otras preparaciones de fagos no comerciales) en diversos alimentos.<\/span> En la Tabla 1<\/a> se incluyen breves res\u00famenes de estos estudios.<\/span> Un estudio es de particular inter\u00e9s, ya que demuestra un ejemplo de c\u00f3mo se puede manejar la resistencia a los fagos cuando compromete la eficacia de una preparaci\u00f3n de bacteri\u00f3fagos.<\/span> En este estudio, se investig\u00f3 un c\u00f3ctel de seis fagos contra Salmonella<\/span> , clasificado como GRAS (generalmente reconocido como seguro), por su capacidad para reducir los niveles de Salmonella<\/span> en superficies similares a las que se encuentran com\u00fanmente en las plantas de procesamiento de alimentos, como el acero inoxidable y el vidrio [ 16<\/a> ].<\/span> Los estudios iniciales mostraron que el c\u00f3ctel de bacteri\u00f3fagos espec\u00edfico de Salmonella<\/span> redujo significativamente la poblaci\u00f3n de cepas de Salmonella<\/span> susceptibles en todas las superficies examinadas en ~ 2\u20134 cepas;<\/span> al mismo tiempo, fue ineficaz para reducir los niveles de otra cepa de Salmonella<\/span> ( Salmonella<\/span> Paratyphi B S661) que era resistente al c\u00f3ctel de fagos in vitro<\/span> [ 16<\/a> ].<\/span> Sin embargo, cuando el c\u00f3ctel de fagos se ajust\u00f3 para incluir fagos que se dirig\u00edan espec\u00edficamente a esta cepa resistente, la preparaci\u00f3n actualizada mostr\u00f3 una reducci\u00f3n significativa (~ 2 log) de S.<\/span> Paratyphi B S661 de las superficies, al tiempo que mantuvo la eficacia contra los aislados previamente susceptibles [ 16<\/a> ].<\/span> Este estudio proporciona pruebas convincentes de que los c\u00f3cteles de fagos pueden modificarse f\u00e1cilmente para dirigirse a cepas bacterianas espec\u00edficas, por ejemplo, cuando surgen mutantes resistentes a los fagos, o para dirigirse espec\u00edficamente a las cepas problem\u00e1ticas predominantes en determinadas plantas de fabricaci\u00f3n de alimentos.<\/span><\/div>\n
Adem\u00e1s de su utilidad en la descontaminaci\u00f3n de superficies para la preparaci\u00f3n de alimentos, los c\u00f3cteles de bacteri\u00f3fagos tambi\u00e9n han eliminado Salmonella<\/span> directamente de los alimentos.<\/span> Por ejemplo, el mismo c\u00f3ctel espec\u00edfico de Salmonella<\/span> discutido anteriormente redujo los niveles de Salmonella<\/span> en piezas de pollo contaminadas experimentalmente cuando se aplic\u00f3 solo, y este efecto se potenci\u00f3 cuando el fago se aplic\u00f3 en combinaci\u00f3n con desinfectantes qu\u00edmicos convencionales [ 59<\/a> ].<\/span> En filetes de pechuga de pollo, el c\u00f3ctel de bacteri\u00f3fagos redujo significativamente el n\u00famero de una mezcla de especies de Salmonella<\/span> cuando se aplic\u00f3 a la superficie de los filetes o cuando los filetes se sumergieron en un recipiente que conten\u00eda la soluci\u00f3n de fagos [ 60<\/a> ].<\/span> Adem\u00e1s, este c\u00f3ctel de fagos redujo significativamente el n\u00famero de Salmonella<\/span> cuando los filetes se almacenaron en condiciones aer\u00f3bicas o de atm\u00f3sfera modificada [ 60<\/a> ].<\/span> Este \u00faltimo hallazgo puede tener implicaciones pr\u00e1cticas directas, ya que los fabricantes de alimentos suelen utilizar condiciones de atm\u00f3sfera modificada para inhibir el crecimiento bacteriano y prolongar la vida \u00fatil de los alimentos.<\/span> Otro estudio encontr\u00f3 que un solo fago, SJ2, redujo significativamente la cantidad de Salmonella<\/span> en huevo l\u00edquido y carne de cerdo picada, y esta reducci\u00f3n fue m\u00e1s pronunciada a temperaturas m\u00e1s altas [ 62<\/a> ].<\/span> Los autores examinaron las colonias de Salmonella<\/span> restantes en busca de resistencia;<\/span> mientras que no hubo diferencia en el n\u00famero de clones resistentes de muestras de carne de cerdo picada tratadas con fagos y no tratadas, se encontr\u00f3 un n\u00famero significativamente mayor de clones resistentes en las muestras de huevo l\u00edquido tratadas con fagos [ 62<\/a> ].<\/span> Los autores sugirieron que tanto la matriz alimentaria (s\u00f3lida y l\u00edquida) como las diferencias en el microbioma de los dos alimentos podr\u00edan haber contribuido a esta diferencia en el n\u00famero de aislados de Salmonella<\/span> resistentes [ 62<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Las enfermedades transmitidas por alimentos causadas por serotipos no tifoideos de Salmonella<\/span> tambi\u00e9n representan un riesgo para la salud de las mascotas (por ejemplo, perros y gatos), y la estrecha conexi\u00f3n de estos animales con sus due\u00f1os aumenta la posibilidad de enfermedades en humanos.<\/span> De hecho, el brote de Salmonella<\/span> en humanos se ha relacionado con alimentos contaminados para gatos y perros, y se encontr\u00f3 que aproximadamente un tercio de los alimentos crudos y naturales comerciales incluidos en la muestra conten\u00edan Salmonella<\/span> [ 72<\/a> , 73<\/a> ].<\/span> Para contrarrestar este riesgo para la salud, recientemente se ha investigado el biocontrol con fagos como una t\u00e9cnica para reducir o eliminar Salmonella<\/span> en alimentos para mascotas.<\/span> Se encontr\u00f3 que el c\u00f3ctel de seis fagos espec\u00edfico de Salmonella<\/span> discutido anteriormente redujo los niveles de Salmonella<\/span> en alimentos secos para perros contaminados experimentalmente en 1 log [ 74<\/a> ];<\/span> cuando se aliment\u00f3 a gatos y perros con pienso seco tratado con el mismo c\u00f3ctel de fagos, pareci\u00f3 ser seguro y no tuvo un impacto perceptible en ninguna de las m\u00e9tricas clave de salud registradas para ninguno de los animales [ 61<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Una alternativa al pienso seco que est\u00e1 ganando popularidad es la comida cruda.<\/span> Estas comidas para mascotas consisten en carne como pollo, pato o at\u00fan, combinada con verduras, incluyendo lechuga, ar\u00e1ndanos y br\u00f3coli, que se vende y se sirve cruda [ 61<\/a> ].<\/span> La comida cruda para mascotas est\u00e1 ganando popularidad debido a sus excelentes valores nutricionales.<\/span> Al mismo tiempo, dado que no est\u00e1n cocinadas, existe una mayor probabilidad de que contengan pat\u00f3genos transmitidos por los alimentos que pueden transmitirse tanto a las mascotas como a los consumidores desprevenidos durante el proceso de alimentaci\u00f3n.<\/span>Recientemente, se public\u00f3 al menos un informe en el que los autores investigaron el valor del uso de fagos para combatir Salmonella<\/span> en ingredientes crudos para alimentos para mascotas.<\/span> La reducci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n bacteriana oscil\u00f3 entre 0,4 log y 1,1 log, la eficacia depend\u00eda de la concentraci\u00f3n y la mayor reducci\u00f3n se logr\u00f3 cuando se utilizaron altas dosis de la preparaci\u00f3n de bacteri\u00f3fagos [ 61<\/a> ] ( Tabla 1<\/a> ).<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.3.<\/span> Escherichia coli<\/span><\/h4>\n
Muchas cepas de la bacteria gramnegativa en forma de bast\u00f3n Escherichia coli<\/span> se encuentran naturalmente en el intestino humano y son beneficiosas para nuestra salud y bienestar.<\/span> Por ejemplo, ayudan en la digesti\u00f3n de los alimentos y en el mantenimiento de un sistema inmunol\u00f3gico robusto.<\/span> Sin embargo, algunas cepas de E. coli<\/span> pueden causar y causan enfermedades en humanos.<\/span> Por ejemplo, la toxina Shiga, que produce E. coli<\/span> serotipo O157:H7 y que a veces se encuentra en agua contaminada o en alimentos, especialmente carne de res, puede ingresar al tracto gastrointestinal humano y causar una enfermedad, con s\u00edntomas como calambres abdominales y diarrea hemorr\u00e1gica.<\/span> Estas infecciones suelen ser autolimitadas en individuos inmunocompetentes, pero pueden ser potencialmente mortales en pacientes muy j\u00f3venes o ancianos.<\/span> Se ha estimado que m\u00e1s de un mill\u00f3n de casos de enfermedades transmitidas por alimentos y m\u00e1s de cien muertes en todo el mundo se deben a E. coli<\/span> productora de toxina Shiga, incluido el serotipo O157:H7 [ 1<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Trabajos recientes han demostrado que las preparaciones de fagos espec\u00edficos de E. coli<\/span> fueron eficaces en el tratamiento de verduras frescas [ 75<\/a> ] y tanto leche cruda como tratada con ultra alta temperatura (UHT) contaminada con E. coli<\/span> [ 33<\/a> ].<\/span> En el primer estudio, los niveles de E. coli<\/span> O157:H7 en rodajas de pimiento verde y hojas de espinaca se redujeron en aproximadamente 1\u20134 log mediante un solo fago, y la reducci\u00f3n inicial se mantuvo a 4 \u00b0C, mientras que se observ\u00f3 cierto rebrote a 25 \u00b0C.<\/span> En el segundo estudio, las concentraciones de E. coli<\/span> tanto en leche UHT como en leche cruda se redujeron a niveles indetectables cuando se utiliz\u00f3 un c\u00f3ctel de dos o tres fagos.<\/span> Notablemente, esta reducci\u00f3n se mantuvo en todas las muestras tratadas con la preparaci\u00f3n de tres fagos durante el almacenamiento tanto a 4 como a 25 \u00b0C;<\/span> en contraste, la cepa de E. coli<\/span> volvi\u00f3 a crecer en las muestras tratadas con el c\u00f3ctel de dos fagos.<\/span> Aunque las razones subyacentes no se han dilucidado completamente, es posible que el c\u00f3ctel de tres fagos ofrezca un mejor control de la resistencia que un c\u00f3ctel de dos fagos, y la eficacia mejorada de los c\u00f3cteles de m\u00faltiples fagos ya se ha demostrado para otras preparaciones de fagos [ 76<\/a> ].<\/span> Aunque las razones subyacentes de este fen\u00f3meno no se han determinado con exactitud, es posible que la presencia de m\u00faltiples fagos en un c\u00f3ctel de fagos reduzca el riesgo de aparici\u00f3n de mutantes resistentes a los fagos, ya que se requerir\u00edan m\u00faltiples mutaciones para que una c\u00e9lula bacteriana espec\u00edfica se volviera resistente no a uno, sino a varios fagos del c\u00f3ctel, suponiendo que los fagos se dirijan a diferentes estructuras celulares.<\/span> Este concepto es esencialmente an\u00e1logo al enfoque de m\u00faltiples obst\u00e1culos, en el que se propone una combinaci\u00f3n de estrategias antibacterianas para prevenir el desarrollo de resistencia bacteriana [ 77<\/a> ].<\/span> Estos y algunos estudios adicionales que utilizan fagos espec\u00edficos de E. coli<\/span> en aplicaciones de seguridad alimentaria se resumen brevemente en la Tabla 1<\/a> .<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.4.<\/span> Shigella spp.<\/span><\/h4>\n
Las especies del g\u00e9nero bacteriano gramnegativo en forma de bast\u00f3n Shigella<\/span> causan una infecci\u00f3n gastrointestinal autolimitada con s\u00edntomas como diarrea hemorr\u00e1gica y dolor abdominal.<\/span> A nivel mundial, la incidencia de infecciones transmitidas por alimentos causadas por Shigella<\/span> se estim\u00f3 en m\u00e1s de 50 millones en 2010, lo que result\u00f3 en m\u00e1s de 15.000 muertes [ 1<\/a> ].<\/span> La gran mayor\u00eda de estas infecciones ocurrieron en pa\u00edses en desarrollo, con la mayor\u00eda de las infecciones y muertes en ni\u00f1os menores de 5 a\u00f1os [ 1<\/a> , 78<\/a> ].<\/span><\/div>\n
Actualmente, solo hay una preparaci\u00f3n de fagos aprobada por la FDA para la seguridad alimentaria contra Shigella<\/span> spp. disponible.<\/span> [ 66<\/a> , 69<\/a> ].<\/span> Este c\u00f3ctel de cinco fagos obtuvo el estatus GRAS (GRN 672) en 2017 ( Tabla 2<\/a> ), y se demostr\u00f3 que reduc\u00eda los niveles de Shigella<\/span> en una variedad de alimentos, incluyendo melones, lechuga, yogur, carne enlatada, salm\u00f3n ahumado y pechuga de pollo, en aproximadamente 1 log [ 66<\/a> ].<\/span> En otro estudio, se utiliz\u00f3 el mismo c\u00f3ctel de bacteri\u00f3fagos espec\u00edfico de Shigella<\/span> para comparar la seguridad y eficacia de la administraci\u00f3n de fagos con el tratamiento antibi\u00f3tico en ratones expuestos<\/span> a una cepa de Shigella sonnei<\/span> [ 69<\/a> ].<\/span> Este estudio demostr\u00f3 que, aunque el c\u00f3ctel de bacteri\u00f3fagos espec\u00edfico de Shigella<\/span> fue tan eficaz como un tratamiento antibi\u00f3tico est\u00e1ndar para reducir la carga bacteriana en ratones, el tratamiento con el antibi\u00f3tico alter\u00f3 significativamente la diversidad de la comunidad intestinal del rat\u00f3n, mientras que la administraci\u00f3n de fagos tuvo un impacto mucho menor en la microbiota intestinal normal de los ratones en comparaci\u00f3n con el tratamiento antibi\u00f3tico [ 69<\/a> ].<\/span> Los autores no observaron efectos secundarios perjudiciales en los ratones tras la administraci\u00f3n de fagos, es decir, el fago no alter\u00f3 ni la composici\u00f3n de la sangre o la orina de los ratones ni tuvo un efecto adverso sobre la morbilidad o mortalidad, el peso u otros par\u00e1metros fisiol\u00f3gicos de los animales [69<\/a>].<\/span> Aunque estos bacteri\u00f3fagos no son directamente relevantes para aplicaciones en el \u00e1mbito de la seguridad alimentaria, el estudio revel\u00f3 que, al administrarse por v\u00eda oral (imitando un escenario en el que se consumir\u00edan al ingerir alimentos tratados con ellos), no afectan a la flora intestinal normal (a diferencia de los antibi\u00f3ticos) y no provocaron efectos secundarios en ninguno de los animales examinados. <\/span><\/div>\n<\/section>\n
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2.5.<\/span> Campylobacter jejuni<\/span><\/h4>\n
Campylobacter<\/span> spp., bacterias gramnegativas con forma de bast\u00f3n, son los principales pat\u00f3genos de origen alimentario en humanos y causan s\u00edntomas gastrointestinales que pueden incluir dolor abdominal, fiebre y diarrea.<\/span> En un informe reciente (2015), el FERG estim\u00f3 que en 2010 los casos mundiales causados por Campylobacter<\/span> spp.<\/span> superaron los 95 millones y provocaron m\u00e1s de 21.000 muertes [1<\/a>].<\/span> La flora intestinal de muchas aves de corral y otros animales de granja contiene especies de Campylobacter<\/span>.<\/span> Aunque la v\u00eda de entrada no est\u00e1 completamente aclarada, Campylobacter<\/span> puede aislarse con frecuencia tanto de la superficie como del interior del h\u00edgado de pollo.<\/span> Las infecciones zoon\u00f3ticas se producen habitualmente en humanos cuando se manipulan o consumen productos animales contaminados, como carne.<\/span> Por lo tanto, existe un mayor riesgo de infecci\u00f3n por Campylobacter<\/span> para las personas cuando se preparan elaboraciones m\u00ednimamente cocinadas, como el pat\u00e9.<\/span><\/div>\n
Se han aislado varios bacteri\u00f3fagos de Campylobacter<\/span> de pollos, incluidas las heces, as\u00ed como de la superficie y el tejido interno del h\u00edgado de pollo, y algunos de ellos se han estudiado por su capacidad para reducir la contaminaci\u00f3n por Campylobacter<\/span> en diversos alimentos [79<\/a>, 80<\/a>, 81<\/a>, 82<\/a>].<\/span> Por ejemplo, Hammerl y colaboradores [80<\/a>] utilizaron los fagos como tratamiento previo a la cosecha y demostraron una reducci\u00f3n significativa (~3 log) de los recuentos fecales de Campylobacter<\/span> cuando pollos de 20 d\u00edas de edad fueron tratados secuencialmente con dos fagos (un fago del grupo III, seguido de un fago del grupo II).<\/span> Curiosamente, la dosificaci\u00f3n del fago del grupo III solo o en combinaci\u00f3n con otro fago del grupo III no fue eficaz, lo que sugiere que se requer\u00eda una combinaci\u00f3n de diferentes fagos (grupos II y III) para una eficacia \u00f3ptima.<\/span> El aislamiento de fagos espec\u00edficos de Campylobacter<\/span> se ha realizado hist\u00f3ricamente con un n\u00famero limitado de aislados de Campylobacter<\/span>, utilizando en muchos estudios solo un aislado de C. jejuni<\/span> NCTC 12662 como cepa hu\u00e9sped para el aislamiento de fagos.<\/span> Los fagos aislados con esta \u00fanica cepa son casi exclusivamente fagos del grupo III, que se dirigen a un receptor espec\u00edfico, el polisac\u00e1rido capsular [83<\/a>].<\/span> Por el contrario, los fagos aislados en C. jejuni<\/span> RM1221 son t\u00edpicamente fagos del grupo II, que utilizan los flagelos como v\u00eda de entrada [83<\/a>].<\/span> Como se desprende del estudio anterior [80<\/a>], un c\u00f3ctel de fagos compuesto por fagos que se dirigen a diferentes receptores podr\u00eda conducir potencialmente a un rango de acci\u00f3n m\u00e1s amplio y c\u00f3cteles m\u00e1s eficaces.<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/section>\n
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3. Preparados de bacteri\u00f3fagos como productos comerciales<\/span><\/h2>\n
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3.1.<\/span> Regulaci\u00f3n de preparados de bacteri\u00f3fagos<\/span><\/h4>\n
En los \u00faltimos aproximadamente 12 a\u00f1os, el n\u00famero de autorizaciones regulatorias para preparados de bacteri\u00f3fagos y su uso para mejorar la seguridad alimentaria ha aumentado constantemente (Tabla 2<\/a>).<\/span> En 2006, la FDA otorg\u00f3 la primera autorizaci\u00f3n para un preparado de bacteri\u00f3fagos para uso directo en el suministro de alimentos para el c\u00f3ctel espec\u00edfico de L. monocytogenes<\/span> ListShield\u2122 como aditivo alimentario (la FDA no \u00abaprueba\u00bb productos basados en fagos o de otro tipo; sin embargo, el t\u00e9rmino \u00abautorizaci\u00f3n\u00bb se utiliza habitualmente para indicar la obtenci\u00f3n del permiso de la FDA para el uso de productos en las aplicaciones previstas).<\/span> M\u00e1s adelante ese mismo a\u00f1o, la FDA public\u00f3 una carta de no objeci\u00f3n para el preparado espec\u00edfico de Listeria<\/span> Listex\u2122 (actualmente PhageGuard Listex\u2122) como sustancia generalmente reconocida como segura (GRAS).<\/span> En los \u00faltimos a\u00f1os, la FDA ha otorgado la autorizaci\u00f3n GRAS a varios productos de fagos (por ejemplo, SalmoFresh\u2122 y PhageGuard S\u2122). Solicitar la autorizaci\u00f3n GRAS parece ser ahora la v\u00eda de autorizaci\u00f3n est\u00e1ndar para productos de fagos destinados al tratamiento de alimentos poscosecha. <\/span> Dado que los bacteri\u00f3fagos l\u00edticos de tipo salvaje (es decir, no modificados gen\u00e9ticamente) son completamente naturales y ya est\u00e1n presentes en el suministro de alimentos, la designaci\u00f3n GRAS parece ser una v\u00eda regulatoria apropiada para tales preparados.<\/span> Adem\u00e1s, el USDA ha incluido varios preparados de fagos en sus directrices publicadas sobre ingredientes seguros y adecuados para la producci\u00f3n de productos c\u00e1rnicos, av\u00edcolas y de huevo.<\/span> Por ejemplo, seg\u00fan la directriz FSIS 7120.1, est\u00e1 permitida la aplicaci\u00f3n de fagos en animales de granja antes del sacrificio (por ejemplo, fagos dirigidos a E. coli<\/span> O157:H7 en pieles de ganado) y en alimentos (por ejemplo, fagos dirigidos a Salmonella<\/span> en aves o carne).<\/span> Estas directrices se desarrollaron utilizando preparados de fagos espec\u00edficos. Sin embargo, en general, cualquier producto de fagos que se ajuste a la descripci\u00f3n de la directriz puede considerarse conforme. <\/span> Siguiendo el ejemplo de las autoridades reguladoras de Estados Unidos, varias autoridades sanitarias de pa\u00edses de todo el mundo han otorgado autorizaciones para productos de fagos para su uso en alimentos.<\/span> Algunos ejemplos son Israel, Canad\u00e1, Suiza, Australia, Nueva Zelanda y la Uni\u00f3n Europea (Tabla 2<\/a>).<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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3.2.<\/span> Desaf\u00edos para el biocontrol con bacteri\u00f3fagos<\/span><\/h4>\n
Como se describe en las secciones anteriores, el biocontrol con bacteri\u00f3fagos se utiliza cada vez m\u00e1s para combatir bacterias pat\u00f3genas espec\u00edficas en diversos alimentos, con un n\u00famero creciente de publicaciones cient\u00edficas que demuestran la utilidad de los bacteri\u00f3fagos para reducir o erradicar sus bacterias pat\u00f3genas objetivo en alimentos.<\/span> Sin embargo, a\u00fan quedan algunos desaf\u00edos pendientes antes de que el biocontrol con bacteri\u00f3fagos sea aceptado de forma generalizada, incluidas limitaciones t\u00e9cnicas y la aceptaci\u00f3n general por parte de los consumidores de la aplicaci\u00f3n de fagos en alimentos.<\/span> Algunos de estos desaf\u00edos se discuten brevemente a continuaci\u00f3n.<\/span><\/div>\n
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3.2.1.<\/span> Desaf\u00edos t\u00e9cnicos<\/span><\/h4>\n
Posiblemente el mayor desaf\u00edo t\u00e9cnico en el biocontrol con fagos es su eficacia.<\/span> Una observaci\u00f3n frecuente en estudios con bacteri\u00f3fagos en alimentos es que el nivel de bacterias contaminantes disminuye inicialmente y, posteriormente, hay poca o ninguna reducci\u00f3n adicional de las bacterias [54<\/a>, 56<\/a>].<\/span> En otras palabras, los fagos pueden reducir eficazmente el nivel de sus bacterias objetivo en alimentos, pero no siempre las eliminan por completo.<\/span> Los bacteri\u00f3fagos deben entrar en contacto con c\u00e9lulas bacterianas susceptibles para lisarlas.<\/span> Considerando la naturaleza del ciclo de replicaci\u00f3n de los fagos (que comienza con un fago infectando una c\u00e9lula bacteriana y, al final de cada ciclo de replicaci\u00f3n, 100-200 fagos descendientes salen de esa c\u00e9lula, es decir, un efecto exponencial), se podr\u00eda esperar que esta reducci\u00f3n en las c\u00e9lulas bacterianas aumente exponencialmente con m\u00e1s ciclos de replicaci\u00f3n, ya que se generan m\u00e1s fagos descendientes como resultado de la lisis bacteriana mediada por fagos en curso.<\/span> Sin embargo, varios informes han se\u00f1alado que la concentraci\u00f3n de fagos no aumenta sustancialmente despu\u00e9s de su aplicaci\u00f3n en alimentos [43<\/a>, 44<\/a>, 45<\/a>], lo que sugiere fuertemente que la \u00abautodosificaci\u00f3n\u00bb (aumento exponencial de la poblaci\u00f3n de fagos debido a ciclos de replicaci\u00f3n l\u00edtica repetidos) no est\u00e1 ocurriendo, al menos bajo las condiciones probadas hasta ahora.<\/span> Es probable que los fagos descendientes no puedan alcanzar y penetrar bacterias adicionales en los alimentos, especialmente en matrices alimentarias m\u00e1s secas, donde el movimiento pasivo de los fagos sobre las superficies de los alimentos est\u00e1 limitado debido a la falta de humedad.<\/span> En este contexto, se ha sugerido que podr\u00edan requerirse menos part\u00edculas de fagos para reducir significativamente la contaminaci\u00f3n bacteriana en superficies de alimentos h\u00famedas y en l\u00edquidos en comparaci\u00f3n con matrices alimentarias m\u00e1s secas, presumiblemente debido a la mayor \u00abmovilidad\u00bb de los fagos en presencia de humedad (por ejemplo, jugos naturales de algunos alimentos) [84<\/a>].<\/span> Una posible respuesta a este desaf\u00edo es el uso de una soluci\u00f3n de fagos con concentraciones m\u00e1s altas de part\u00edculas de fagos para aumentar la probabilidad de que los fagos entren en contacto con sus bacterias objetivo al aplicarse [17<\/a>, 21<\/a>, 36<\/a>, 66<\/a>];<\/span> sin embargo, una soluci\u00f3n m\u00e1s concentrada es m\u00e1s costosa, por lo que su implementaci\u00f3n puede resultar prohibitiva para los procesadores de alimentos.<\/span> Otra opci\u00f3n es el uso de vol\u00famenes de pulverizaci\u00f3n mayores, aplicados mediante nebulizaciones finas, para distribuir las part\u00edculas de fagos de manera m\u00e1s eficiente sobre la superficie del alimento y aumentar la probabilidad de que encuentren una bacteria objetivo, lo que podr\u00eda ser especialmente importante en circunstancias en las que los pat\u00f3genos est\u00e1n presentes en alimentos en concentraciones muy bajas o cuando la dosis infecciosa del pat\u00f3geno es extremadamente baja.<\/span> La aplicaci\u00f3n adecuada de bacteri\u00f3fagos en alimentos para garantizar una cobertura superficial completa y una eficacia \u00f3ptima es uno de los desaf\u00edos t\u00e9cnicos m\u00e1s importantes para el biocontrol con fagos e incluye una serie de aspectos que dependen de la dosificaci\u00f3n de los fagos (es decir, la concentraci\u00f3n eficaz de fagos administrados en un volumen \u00f3ptimo y c\u00f3mo se puede verificar esto en las instalaciones de procesamiento de alimentos), hasta obtener el equipo adecuado (tanto para garantizar una dosificaci\u00f3n precisa, como se acaba de mencionar, como para asegurar una mezcla o agitaci\u00f3n adecuada durante la aplicaci\u00f3n de fagos, de modo que toda la superficie del alimento se trate completamente con la soluci\u00f3n de fagos).<\/span><\/div>\n
Otro problema relacionado con la eficacia es que el biocontrol con fagos suele reducir la concentraci\u00f3n de bacterias objetivo en 1-3 log (con raras excepciones: en un estudio se inform\u00f3 de una reducci\u00f3n de hasta 5 log de Listeria<\/span> como resultado del tratamiento con fagos [36<\/a>]), y esto es considerablemente inferior a la reducci\u00f3n de hasta 5 log informada para algunas otras intervenciones m\u00e1s duras, como la irradiaci\u00f3n.<\/span> Aunque esto es m\u00e1s un problema de percepci\u00f3n que un problema t\u00e9cnico real (ya que muy pocos alimentos, si es que hay alguno, est\u00e1n contaminados con 5 log de pat\u00f3genos transmitidos por alimentos por gramo), la menor reducci\u00f3n es considerada inferior por la industria alimentaria.<\/span> Incluso si la bacteria objetivo no se elimina completamente de los alimentos y solo se reduce en 1 o 2 logaritmos, puede hacer que el alimento sea m\u00e1s seguro para el consumo.<\/span> Por ejemplo, en 2003, la FDA y el FSIS del USDA elaboraron conjuntamente un estudio de evaluaci\u00f3n de riesgos en el que modelaron una serie de escenarios hipot\u00e9ticos, incluido un escenario en el que se evaluar\u00eda c\u00f3mo afectar\u00eda una reducci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n en embutidos a la tasa de mortalidad en personas mayores.<\/span> Seg\u00fan este an\u00e1lisis, una reducci\u00f3n de 10 veces (1 log) y una reducci\u00f3n de 100 veces (2 log) de la contaminaci\u00f3n antes de la venta<\/span> con L. monocytogenes<\/span> reducir\u00eda la tasa de mortalidad en aproximadamente un<\/span> 50% y 74%, respectivamente, en este segmento de poblaci\u00f3n [85<\/a>].<\/span> Por lo tanto, la implementaci\u00f3n de protocolos de biocontrol con fagos, incluso si no erradican (es decir, no eliminan completamente) los pat\u00f3genos contenidos en los alimentos, sino que los reducen en 1-3 log, puede conducir a mejoras significativas en la seguridad alimentaria y la salud p\u00fablica.<\/span><\/div>\n
Otro desaf\u00edo t\u00e9cnico se refiere a la implementaci\u00f3n del biocontrol con fagos.<\/span> El biocontrol con fagos es una herramienta eficaz para mejorar la seguridad alimentaria, pero no elimina la necesidad de una manipulaci\u00f3n segura de los alimentos.<\/span> Por ejemplo, se ha observado un nuevo crecimiento de bacterias despu\u00e9s de un tratamiento con fagos cuando los alimentos se almacenaron a temperaturas de abuso [33<\/a>, 48<\/a>, 54<\/a>].<\/span> Adem\u00e1s, se requiere cierta planificaci\u00f3n para mantener la eficacia \u00f3ptima del biocontrol con fagos cuando los bacteri\u00f3fagos se combinan con algunas otras medidas de seguridad alimentaria, como el uso de fagos junto con desinfectantes qu\u00edmicos [59<\/a>].<\/span> Por ejemplo, varios desinfectantes qu\u00edmicos son capaces de inactivar fagos y, por lo tanto, deben aplicarse por separado para garantizar que los fagos conserven su viabilidad y logren las mayores reducciones bacterianas [59<\/a>].<\/span> En este contexto, algunos investigadores han informado de que las combinaciones de bacteri\u00f3fagos y conservantes son menos eficaces que cada tratamiento por separado [86<\/a>].<\/span> Sin embargo, si se identifican combinaciones sin\u00e9rgicas adecuadas de preparados de fagos con otros desinfectantes, podr\u00eda mejorarse la eficacia de cada uno.<\/span> Por ejemplo, en presencia de altas cargas org\u00e1nicas, se aument\u00f3 la eficacia de un lavado con productos de \u00e1cido levul\u00ednico (hasta 2 log) cuando las frutas y verduras se pretrataron con un preparado de bacteri\u00f3fagos [34<\/a>].<\/span><\/div>\n
Otro desaf\u00edo t\u00e9cnico relacionado con la aplicaci\u00f3n (y que afecta a la eficacia) es la posible aparici\u00f3n de aislados bacterianos resistentes a los fagos.<\/span> Los investigadores recuperan bacterias que son resistentes a los tratamientos con fagos [62<\/a>], y existe la preocupaci\u00f3n de que la aplicaci\u00f3n generalizada de este tratamiento pueda conducir finalmente a una selecci\u00f3n de bacterias resistentes a los fagos.<\/span>Los fagos utilizan una variedad de estructuras bacterianas para iniciar la invasi\u00f3n de c\u00e9lulas bacterianas, incluidos polisac\u00e1ridos y prote\u00ednas de superficie, as\u00ed como los flagelos [87<\/a>, 88<\/a>, 89<\/a>].<\/span> El uso de c\u00f3cteles de fagos que contengan m\u00faltiples fagos diferentes (por ejemplo, fagos que utilicen diferentes receptores en la superficie de las bacterias) frente a un \u00fanico monofago puede proporcionar un mecanismo para reducir el riesgo\/probabilidad de resistencia bacteriana.<\/span> La propia estrategia de intervenci\u00f3n tambi\u00e9n puede desempe\u00f1ar un papel clave en la aparici\u00f3n de mutantes resistentes a los fagos.<\/span> Por ejemplo, aplicar fagos al final del ciclo de procesamiento de alimentos (por ejemplo, cuando los fagos se pulverizan sobre los alimentos inmediatamente antes del envasado) reduce la \u00abpresi\u00f3n selectiva total\u00bb en el entorno, ya que la exposici\u00f3n bacteriana a los fagos es limitada.<\/span> Como resultado, existe un menor riesgo de que surjan mutantes resistentes a los fagos que si, por ejemplo, se pulverizaran gallineros u otros entornos complejos similares con fagos para reducir la contaminaci\u00f3n del ganado.<\/span> Finalmente, si surge resistencia, los c\u00f3cteles de fagos podr\u00edan modificarse para incluir fagos que se dirijan a bacterias previamente resistentes.<\/span> Ya se ha publicado un ejemplo de tal enfoque y se discute en otra parte de este art\u00edculo [16<\/a>].<\/span><\/div>\n<\/section>\n
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3.2.2.<\/span> Aceptaci\u00f3n del consumidor<\/span><\/h4>\n
En los \u00faltimos a\u00f1os, los consumidores han mostrado cada vez m\u00e1s una aversi\u00f3n a comprar alimentos tratados con desinfectantes qu\u00edmicos y antibi\u00f3ticos o alimentos \u00abmodificados gen\u00e9ticamente\u00bb, mientras que al mismo tiempo ha aumentado la demanda de alimentos y productos org\u00e1nicos de producci\u00f3n local, como en los mercados agr\u00edcolas locales y en la agricultura apoyada por la comunidad (CSA) [90<\/a>, 91<\/a>].<\/span> Esta tendencia es una buena se\u00f1al para el biocontrol con fagos, que ofrece un enfoque antimicrobiano no qu\u00edmico, respetuoso con el medio ambiente y dirigido para mejorar la seguridad alimentaria.<\/span> Sin embargo, es posible que el p\u00fablico no est\u00e9 dispuesto a comprar alimentos procesados con t\u00e9cnicas desconocidas, y la idea de \u00abpulverizar virus sobre sus alimentos\u00bb podr\u00eda generar incomodidad.<\/span> Adem\u00e1s, los fabricantes de alimentos en general son reacios a cambiar sus pr\u00e1cticas, especialmente cuando existe la posibilidad de que el p\u00fablico reaccione negativamente.<\/span> Para que el biocontrol con fagos se implemente a mayor escala, es fundamental educar al p\u00fablico y a los procesadores de alimentos sobre la seguridad, eficacia y ubicuidad de los bacteri\u00f3fagos.<\/span><\/div>\n
Los fagos son los organismos m\u00e1s abundantes del planeta, con aproximadamente 1031<\/sup> part\u00edculas (diez veces m\u00e1s que toda la poblaci\u00f3n bacteriana global) [92<\/a>] y aproximadamente 1015<\/sup> part\u00edculas de fagos que pueblan el intestino humano [93<\/a>].<\/span> Los fagos forman parte de la microflora normal de todos los alimentos frescos [94<\/a>] y se han aislado de una variedad de alimentos, desde frutas y verduras hasta carne y productos l\u00e1cteos, a menudo en cantidades muy elevadas, por ejemplo, hasta 1 \u00d7 109<\/sup> UFP\/ml en yogur [95<\/a>, 96<\/a>].<\/span> El biocontrol con fagos es probablemente tambi\u00e9n una de las intervenciones m\u00e1s respetuosas con el medio ambiente que existen.<\/span> En una revisi\u00f3n anterior [18<\/a>] estimamos que, si los fagos se aplicaran en la cantidad m\u00e1xima<\/span> permitida (109<\/sup> UFP\/g para un producto de fagos; todas las dem\u00e1s autorizaciones actuales son de hasta 107<\/sup>-108<\/sup> UFP\/g) a todos<\/span> los alimentos autorizados que consume un estadounidense promedio en un d\u00eda, los fagos ingeridos representar\u00edan menos del 0,2% del n\u00famero de fagos ya presentes en el intestino humano.<\/span> Este c\u00e1lculo es una sobreestimaci\u00f3n aproximada, especialmente teniendo en cuenta varias autorizaciones GRAS que permiten una aplicaci\u00f3n de hasta 108<\/sup> UFP\/g (reduciendo la ingesta diaria de fagos a aproximadamente el 0,02% de los fagos en el tracto intestinal humano).<\/span> Esta estimaci\u00f3n tambi\u00e9n asume que (1) se tratan todos los alimentos posibles, (2) todos los fagos aplicados sobreviven al \u00e1cido g\u00e1strico y llegan al intestino delgado (sin embargo, la mayor\u00eda de los fagos normalmente se destruyen cuando se exponen al pH \u00e1cido del est\u00f3mago), (3) se aplica la cantidad m\u00e1xima permitida de fagos y (4) el biocontrol con bacteri\u00f3fagos es utilizado universalmente por todas las industrias alimentarias relevantes en Estados Unidos.<\/span> En resumen, el n\u00famero de fagos que se a\u00f1aden al medio ambiente y se introducen en el intestino humano como resultado del biocontrol con fagos es insignificante, especialmente en comparaci\u00f3n con las poblaciones de fagos que ocurren naturalmente.<\/span> Adem\u00e1s, los fagos en todos los productos comerciales actualmente disponibles (Tabla 2<\/a>) no est\u00e1n modificados gen\u00e9ticamente y se originan en el medio ambiente, posiblemente incluso en alimentos.<\/span> Sin embargo, el p\u00fablico a menudo desconoce estos hechos.<\/span> Por lo tanto, la comprensi\u00f3n adecuada de la seguridad y ubicuidad de los fagos l\u00edticos, as\u00ed como de las ventajas<\/span> y desventajas<\/span> del biocontrol con fagos entre consumidores y procesadores de alimentos es fundamental para la implementaci\u00f3n exitosa continua de este enfoque prometedor.<\/span> En al menos un estudio reciente, los consumidores parec\u00edan estar dispuestos a pagar m\u00e1s por productos frescos tratados con bacteri\u00f3fagos despu\u00e9s de que se les explicara la ciencia detr\u00e1s del biocontrol con fagos y los beneficios de esta t\u00e9cnica [97<\/a>].<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/section>\n<\/section>\n
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4. Observaciones finales<\/span><\/h2>\n
Aunque a\u00fan persisten algunos desaf\u00edos, el biocontrol con bacteri\u00f3fagos se acepta cada vez m\u00e1s como un m\u00e9todo seguro y eficaz para eliminar o reducir significativamente los niveles de pat\u00f3genos bacterianos espec\u00edficos en alimentos.<\/span> Los productos comerciales de bacteri\u00f3fagos est\u00e1n actualmente disponibles y autorizados para su uso en un n\u00famero creciente de pa\u00edses.<\/span> Estos productos pueden utilizarse para combatir la contaminaci\u00f3n por pat\u00f3genos bacterianos espec\u00edficos en diferentes momentos durante la producci\u00f3n de alimentos, incluida la pulverizaci\u00f3n sobre productos agr\u00edcolas, la aplicaci\u00f3n en animales de granja antes del procesamiento, el enjuague de superficies de contacto con alimentos en instalaciones de procesamiento y el tratamiento de alimentos poscosecha, incluidos alimentos listos para consumir.<\/span>A pesar de los avances en la mejora de la seguridad alimentaria, las enfermedades transmitidas por alimentos siguen siendo una amenaza constante, especialmente para personas con sistemas inmunitarios m\u00e1s d\u00e9biles, como ni\u00f1os, personas mayores y mujeres embarazadas.<\/span> El biocontrol con bacteri\u00f3fagos puede servir como herramienta adicional en un enfoque de m\u00faltiples barreras para evitar que los pat\u00f3genos transmitidos por alimentos lleguen a los consumidores. Este m\u00e9todo es especialmente prometedor cuando los procesadores de alimentos desean preservar la poblaci\u00f3n microbiana natural y a menudo beneficiosa de los alimentos mientras eliminan las bacterias que pueden causar enfermedades en humanos. <\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n
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Agradecimientos<\/span><\/h2>\n
Este material se basa en trabajos respaldados en parte por el US Army Contracting Command (APG), Natick Contracting Division, Natick, MA, EE. UU., bajo el contrato n\u00famero #W911QY-18-C-0010 (a Alexander Sulakvelidze).<\/span> Los financiadores no participaron en la concepci\u00f3n de esta revisi\u00f3n bibliogr\u00e1fica, la decisi\u00f3n de publicar o la elaboraci\u00f3n del manuscrito.<\/span><\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n
<\/div>\n
Fuente: Zachary D. Moye, Joelle Woolston y Alexander Sulakvelidze
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\u201cLas enfermedades transmitidas por alimentos siguen siendo una de las principales causas de hospitalizaci\u00f3n y muerte en todo el mundo, a pesar de los numerosos avances en la higiene alimentaria y la vigilancia de pat\u00f3genos. Los m\u00e9todos antimicrobianos convencionales, como la pasteurizaci\u00f3n, el procesamiento a alta presi\u00f3n, la irradiaci\u00f3n y los desinfectantes qu\u00edmicos, pueden reducir […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":8159,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0,"footnotes":""},"categories":[250],"tags":[],"class_list":["post-8157","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bacteriofagos"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.phage.help\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/asparagus-2169305_960_720.jpg","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8157","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8157"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8157\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8159"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8157"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8157"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.phage.help\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8157"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}