Los fagos para eliminar Escherichia coli en granjas

La era post-antibiótica comenzó cuando en los años 90 del siglo pasado empezaron a ser habituales las cepas de bacterias hospitalarias multirresistentes. El número de estas bacterias multirresistentes no ha dejado de crecer. El abuso de antibióticos en granjas ha hecho que bacterias que viven en los intestinos de los animales presenten resistencia a múltiples antibióticos. El problema de estas bacterias es que los animales con cuadro diarreico eliminan al medio ambiente grandes cantidades de estas bacterias.

Muchas de ellas se concentran en las balsas de lixiviados en donde, por su alta concentración y capacidad para adquirir de manera horizontal genes de virulencia y resistencia a los antibióticos, aumenta la probabilidad de que aparezca una bacteria con alta patogenicidad y resistencia a los antibióticos. Estos lixiviados, en los países del Tercer Mundo, son pobremente tratados antes de verterse a los ríos cuando no utilizados como abono.

En las balsas donde se acumulan las excretas de las granjas las bacterias se concentran en gran número y son el lugar ideal para que intercambien genes de resistencia a los antibióticos o de patogenicidad

Escherichia coli es una bacteria comensal anaerobia facultativa predominante en los intestinos de animales de sangre caliente. Sin embargo algunas cepas han adquirido genes por transferencia horizontal que les han conferido capacidades patogénicas, es por ello que E. coli es una de las causas asociadas a la morbilidad y mortalidad infantil en países en vías de desarrollo. Esta bacteria se subdivide en seis patotipos: productoras de toxinas Shiga (STEC); enterotoxigénica (ETEC); enteropatogénica (EPEC); enteroagregativa (EAEC); enteroinvasiva (EIEC) y la adherente difusa (DAEC) (Hu, 2015). La clasificación de estos patotipos se hace en base a la presencia de genes de patogenicidad característicos (Nataro, J. P. & Kaper, 1998).

La bacteria comensal E. coli puede adquirir genes de resistencia convirtiendose en patógena como lo son las cepas de E. coli AIEC, EPEC, DAEC, EIEC, STEC, ETEC y STEC.

El aumento de la resistencia a los antibióticos en E. coli está aumentando alarmantemente, especialmente a fluoroquinolonas y a las cefalosporinas de tercera y cuarta generación. La mayoría de estas cepas multirresistentes son adquiridas en la comunidad y no en los ámbitos hospitalarios (Sommer, Dantas, & Church, 2009; Mesa et al., 2006). Las E. coli resistentes a los antibióticos se adquieren por la dieta a través de agua y alimentos contaminados y esta problema va a más cada día (Mesa et al., 2006; Sørum & L’Abée-Lund, 2002)

Una alternativa al uso de antibióticos en granjas y en las industrias de procesado de carne son los bacteriófagos (Mahony, McAuliffe, Ross, & van Sinderen, 2011; Cof fey, Mills, Coffey, McAuliffe, & Ross, 2010; A. Sulakvelidze, 2005). Los bacteriófagos presentan unas características muy interesantes para los países en desarrollo como son su fácil obtención y producción. Además presentan una alta especificidad, respetando otras cepas y especies de bacterias, son incapaces de infectar a las células humanas y son autorreplicantes (Mahony et al., 2011). Factores limitantes para su uso en el control bacteriano son la posible emergencia de bacterias resistentes a los fagos, su actividad dispersando genes de virulencia a través del mecanismo de la transducción, su conversión de fagos líticos a lisogénicos y factores adversos a su actividad como la temperatura o el pH (García, Martínez, Obeso, & Rodríguez, 2008; Hagens & Offerhaus, 2008; Brovko, Anany, & Griffiths, 2012; Brüssow, 2005). El uso de bacteriófagos en la industria alimenticia presenta ventajas porque al contrario que el uso de algunos químicos, muchos de los cuales están prohibidos , no afectan negativamente al sabor de los alimentos y no provocan el rechazo de los consumidores concienciados sobre el abuso de antibióticos (Oliveira et al., 2010; Loretz, Stephan, & Zweifel, 2011; Abuladze et al., 2008).


Referencias:
Abuladze, T., Li, M., Menetrez, M. Y., Dean, T., Senecal, A., & Sulakvelidze, A. (2008). Bacteriophages reduce experimental contamination of hard surfaces, tomato, spinach, broccoli, and ground beef by Escherichia coli O157:H7. Applied and Environmental Microbiology, 74(20), 6230–6238.

Brovko, L. Y., Anany, H., & Griffiths, M. W. (2012). Bacteriophages for Detection and Control of Bacterial Pathogens in Food and Food-Processing Environment. Advances in Food and Nutrition Research, 67, 241–288.

Brüssow, H. (2005). Phage therapy: The Escherichia coli experience. Microbiology. doi:10.1099/mic.0.27849-0

Cof fey, B., Mills, S., Coffey, A., McAuliffe, O., & Ross, R. P. (2010). Phage and Their Lysins as Biocontrol Agents for Food Safety Applications. Annual Review of Food Science and Technology doi:10.1146/annurev.food.102308.124046

García, P., Martínez, B., Obeso, J. M., & Rodríguez, A. (2008). Bacteriophages and their application in food safety. Letters in Applied Microbiology. doi:10.1111/j.1472-765X.2008.02458.x

Hagens, S., & Offerhaus, M. L. (2008). Bacteriophages - New weapons for food safety. Food Technology, 62(4), 46–54.

Hu, J. (2015). Enteropathogenic Escherichia coli: foe or innocent bystander? Clinical Microbiology and Infection, 21(8), 729–34.

Loretz, M., Stephan, R., & Zweifel, C. (2011). Antibacterial activity of decontamination treatments for pig carcasses. Food Control. doi:10.1016/j.foodcont.2011.01.013

Mahony, J., McAuliffe, O., Ross, R. P., & van Sinderen, D. (2011). Bacteriophages as biocontrol agents of food pathogens. Current Opinion in Biotechnology. doi:10.1016/j.copbio.2010.10.008

Mesa, R. J., Blanc, V., Blanch, A. R., Cortés, P., González, J. J., Lavilla, S., … Navarro, F. (2006). Extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae in different environments (humans, food, animal farms and sewage). Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 58(1), 211–215. doi:10.1093/jac/dkl211

Nataro, J. P. & Kaper, J. B. (1998). Diarrheagenic Escherichia coli. Clin. Microbiol. Rev., 11(1), 142–201.

Oliveira, M., Usall, J., Solsona, C., Alegre, I., Viñas, I., & Abadias, M. (2010). Effects of packaging type and storage temperature on the growth of foodborne pathogens on shredded “Romaine” lettuce. Food Microbiology, 27(3), 375–380. doi:10.1016/j.fm.2009.11.014

Sommer, M. O. A., Dantas, G., & Church, G. M. (2009). Functional characterization of the antibiotic resistance reservoir in the human microflora. Science (New York, N.Y.), 325(5944), 1128–1131. doi:10.1126/science.1176950

Sørum, H., & L’Abée-Lund, T. M. (2002). Antibiotic resistance in food-related bacteria - A result of interfering with the global web of bacterial genetics. International Journal of Food Microbiology. doi:10.1016/S0168-1605(02)00241-6

Sulakvelidze, A. (2005). BACTERIOPHAGES Biology and Applications. (E. K. and A. Sulakvelidze, Ed.). Boca Ratón, Florida.  CRC Press.