BACTERIOCINAS

BACTERIOCINAS

Historia

La primera descripción de actividades relacionadas con las bacteriocinas se publicó hace muchos años, cuando se descubrió un antagonismo entre cepas de Escherichia coli. Originalmente, estas sustancias fueron llamadas colicinas. Sin embargo las primeras observaciones en BAL  (Bacterias Ácido Lácticas) comenzaron en 1928, cuando se describió cómo ciertas cepas de Lactococcus empleadas en la fabricación de quesos producían un efecto inhibidor del crecimiento de otras BAL y potencialmente podían inhibir el crecimiento de bacterias patógenas y nocivas para la conservación del queso. En 1933 se describió por primera vez esa sustancia de naturaleza peptídica con actividad antimicrobiana producida por cepas de la especie Lactococcus lactis subsp. lactis, que posteriormente se denominó nisina. La nisina es, por tanto, la bacteriocina que tiene un historial más largo de uso seguro en alimentación y la que ha sido más estudiada. En 1953 se comercializó por primera vez en Inglaterra, en 1969 se aprobó su uso en alimentación por la OMS (Organización Mundial de la Salud) y en 1983 se incluyó en la lista de aditivos de la U.E. con el número E234; poco después, en 1988, fue aprobada por la FDA (Food and Drug Administration) norteamericana.

Definición 

Las bacteriocinas son sustancias peptídicas con actividad antimicrobiana, producidas por diferentes cepas bacterianas, estos péptidos inhiben el crecimiento de cepas bacterianas (aunque de reducido espectro, ya que solo actúa sobre cepas similares a las bacterias que las producen, relacionadas filogenéticamente, aunque también se ha observado que inhiben a otras bacterias, además de hongos, y algunos parásitos). Son termoresistentes, e hidrolizadas por las proteinasas gástricas, activas a pH bajo, inocuas para los consumidores y estables en los alimentos, son utilizados como conservantes naturales en la industria alimentaria. El empleo de productos biológicos como las bacteriocinas para inhibir o destruir a microorganismos patógenos, es un método de gran interés en la industria alimentaria que tiene como objetivo final la obtención de alimentos más seguros para el consumidor.

“El uso de cepas probióticas productoras de bacteriocinas resulta una estrategia interesante para restringir o reducir el uso de antibióticos, debido a que estos han provocado marcadas resistencias bacterianas, destrucción de los ecosistemas y elevados costos de producción.”

Clasificación

Bacteriocinas producidas por Gram Positivas: son más abundantes, poseen mayor diversidad estructural, poseen un espectro de acción ampli, pueden inhibir el crecimiento de bacterias Gram positivias y Gram negativas, hongos, virus e incluso de células eucariotas humanos y bovinos. La mayoría de las bacteriocinas corresponde a las producidas por las Bacterias Ácido Lácticas (BAL), por ello, se clasifican a estas bacteriocinas en: Clase I o Lantibióticos (para las que contienen lantionina) y Clase II, para las demás bacteriocinas.

   

CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIOCINAS
CLASE I(LANTOBIOTICOS)	NO LANTOBIOTICOS
Son péptidos pequeños activos a nivel de membrana y que contienen algunos aminoácidos poco comunes como antionina, b-metil-lantionina y dihidroalanina. Un ejemplo bien conocido de estas bacteriocinas es la nisina. A su vez, en función de su estructura y modo de acción, los lantibióticos se subdividen en 2 grupos: CLASE IA: Péptidos elongados y catiónicos que actúan a nivel de membrana. CLASE IIB: Péptidos globulares e hidrófobos que actúan como inhibidores enzimáticos.	Son péptidos pequeños (< 10 kDa) y termoestables, que actúan a nivel de la membrana plasmática. El representante más característico de este grupo es la pediocina PA-1, la bacteriocina más estudiada después de la nisina. Se identifican tres subclases: Clase IIA: Péptidos activos contra Listeria. Pediocina PA-1 y la sakacina P. Clase IIB: Formadores de complejos para la formación de poros. Lactococcina G y las plantaricinas EF y JK. Clase IIC: péptidos pequeños, termoestables, no modificados bacteriocinas.  Divergicina A y acidocina B.
CLASE III	CLASE IV
Bacteriocinas de elevado tamaño molecular (>30 kDa) y termolábiles. Las bacteriocinas más conocidas de esta clase son helveticina J. V, acidofilicina Ay lactacinas A y B.	Bacteriocinas complejas. Son péptidos con una parte proteica y una o más fracciones lipídicas o glucídicas necesarias para su actividad biológica. Por tanto, esta clase incluye bacteriocinas que se consideran como glicoproteínas (lactocina S) o como lipoproteínas (mesenterocina 52).
CLASE V
Bacteriocinas de estructura circular y no modificadas postraduccionalmente. A esta clase pertenecen la enterocina AS-48 y la gasericina A.

Mecanismo de acción de la nisina de Lacococcus lactis

Etapa1: la carga positiva de la nisina, incrementa la interacción con las cargas negativas de los componentes de la pared celular.

Etapa 2: La nisina se une al Lípido II, que es un transportador de las unidades de peptido glucano, del citoplasma a la pared, interfiriendo así la síntesis de peptidoglucano, y produce la muerte de la bacteria.

Etapa 3: Adicionalmente, varias moléculas de nisina se unen al Lípido II para anclarse a la membrana y empezar la formación de poros, lo que conlleva a la bacteria a una rápida muerte celular.

  

Aplicaciones de las bacteriocinas

“En la actualidad los consumidores se encuentran más interesados en adquirir productos naturales, con un mayor valor nutricional y menor cantidad de aditivos químicos.”

Diversos trabajos se han realizado en la búsqueda de bacterias ácido lácticas productoras de sustancias antimicrobianas (bacteriocinas) que pudieran competir con patógenos alimentarios clásicos. Los alimentos usados para la obtención de estas cepas con capacidad antimicrobiana son de elaboración artesanal. Hay que resaltar que en los trabajos, el género Lactobacillus presenta el mayor número de aislados con capacidad bactericida frente a patógenos como Listeria, Staphylococcus aureus y Enterococcus, y además hubo ensayos en lo que se enfrentó con Gram negativas como E. coli observando una capacidad bactericida pero en menor grado.

En Perú, existen diversos alimentos fermentados, elaborados artesanalmente que pueden ser productores de bacterias ácido lácticas con capacidad de producción de bacteriocinas. Estos alimentos son: queso, yogurt, chicha de jora, masato, por mencionar algunos.