Escherichia coli es la bacteria responsable de producir enfermedades como la diarrea o el Síndrome Urémico Hemolítico, que es el principal responsable de la insuficiencia renal aguda pediátrica ya que afecta principalmente a menores de 5 años. En Argentina se reportan anualmente 500 casos de este síndrome y causa el 20% de los trasplantes de riñón en niños y adolescentes. La infección con Escherichia coli se produce, principalmente, por contaminación de los alimentos con materia fecal.
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Usualmente, las bacterias se tratan con antibióticos; sin embargo, el uso excesivo de los mismos hace que la resistencia en bacterias se seleccione y propague más fácilmente, así la eficacia de éstos se ve reducida.
A principios del siglo XX, científicos descubrieron la presencia de unos organismos capaces de destruir las bacterias -los bacteriófagos-, unos virus cuya característica es infectar específicamente a las bacterias. En Occidente, el uso de los bacteriófagos o fagos se dejó de lado por los antibióticos, aunque en Rusia se continuó empleando y los estudios en el área están muy avanzados. A comienzos del siglo XXI, los investigadores occidentales retomaron el estudio de los fagos como una herramienta más de lucha contra las bacterias.
David Tomat, doctor en Ciencias Biológicas e investigador del CONICET en la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario, comenzó a estudiar los bacteriófagos en 2009 como parte de su tesis doctoral; desde entonces ha logrado aislar seis fagos diferentes que actúan sobre Escherichia coli.
Los bacteriófagos son de las entidades más abundantes del planeta. Para multiplicarse, el virus se deposita sobre la bacteria e inyecta su ADN en el interior, luego el material genético del virus se reproduce en el interior celular y, a continuación, por un proceso que se llama lisis, destruye la membrana de la bacteria para liberar las nuevas copias virales.
Tomat desarrolla su tarea de investigación en el área de Bacteriología de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, que funciona en el Hospital Centenario de Rosario. Los virus son obtenidos de muestras de coprocultivos de pacientes enfermos, por lo que es probable que, si se aísla un fago de esa muestra, infecte a la cepa patógena que enfermó al paciente ya que el fago y el huésped tienen una relación muy cercana y comparten su medio ambiente.
“Una vez que se aíslan los virus, se comprueba que cumplan con ciertas características para que puedan ser utilizados en la industria alimenticia como una herramienta preventiva para el desarrollo de las bacterias. Los virus deben ser líticos, es decir: que destruyan la bacteria a la que infectan; que no tengan genes de virulencia que puedan generar enfermedades o atacar las bacterias beneficiosas para nuestro organismo; que puedan abarcar la mayor cantidad de cepas bacterianas; y que resistan a ciertas condiciones de producción industrial, por ejemplo, que sean resistentes a la variación térmica” detalla Tomat.
Una vez que los investigadores tienen los bacteriófagos que cumplen con las condiciones necesarias se los clasifica según cuál es la cepa bacteriana sobre la cual presentan actividad lítica y “se analizan distintas concentraciones, tiempo en que actúan. También se evalúa su capacidad lítica en matrices alimentarias, ya sean carnes, lácteos, así como también hay estudios sobre vegetales. Entonces, se inocula artificialmente el patógeno, se lo trata con el bacteriófago y se lo compara con controles sin el bacteriófago y se comprueba si son efectivos” explica el investigador.
Actualmente, David Tomat experimenta con la inclusión de estos fagos en películas comestibles. Estas películas son una novedad de la industria alimenticia para la protección y envasado de alimentos. Las películas se hacen a base de suero de leche, más específicamente a base de whey protein concéntrate (WPC por sus siglas en inglés), son comestibles o pueden retirarse poniendo el alimento bajo el agua de la canilla. Las películas protegen a las comidas de la degradación por acción de las bacterias y de la oxidación.
El investigador analiza la eficacia de los fagos en estas películas para evitar el desarrollo de Escherichia coli en alimentos envasados. Esto evitaría la contaminación si se rompe la cadena de frío o se contamina durante su traslado.
Tomat aclara que una medida no anula las demás, como por ejemplo conservar la cadena de frío, mantener la higiene en todo el proceso de producción, manipulación y preparación de los alimentos, así como en los cuidados en la cocción. Se trata de una medida adicional para evitar el desarrollo de las bacterias y así disminuir la incidencia de enfermedades trasmitidas por alimentos (ETA).
Las bacterias, como todos los organismos vivos, buscan su supervivencia, por lo que mutan para preservarse. La reproducción bacteriana, en algunos casos como Escherichia coli, se da cada 20 minutos.
El investigador explica la acción de los virus sobre un alimento: “Los fagos entran en actividad cuando se produce la contaminación con bacterias sobre el producto.
Mientras el alimento está refrigerado el virus puede mantenerse inactivo, cuando se rompe la cadena de frío se activa”. En cuanto al hecho de que los virus se ingieren con los alimentos, Tomat puntualiza que los fagos no tienen ninguna incidencia en la salud de las personas, habitualmente ingerimos millones de estos organismos que se encuentran en los alimentos que consumimos diariamente.
La manera más frecuente de contaminación de los alimentos con Escherichia coli se da en el proceso de producción o preparado de los mismos. En el proceso de faena y desposte o cuando se utilizan los mismos elementos para manipular la carne y los vegetales que se comen crudos, también conocido como contaminación cruzada.
Tomando en cuenta esta problemática, el investigador destaca que se trabaja con la finalidad de utilizar los bacteriófagos para la desinfección de los espacios de trabajo donde se producen y elaboran alimentos. Los fagos pueden usarse de manera intercalada o combinada con los sanitizantes que se utilizan regularmente como el cloro, el vinagre o el alcohol.
Para Tomat la lucha contra las bacterias es constante, diariamente se aíslan cepas resistentes a cada una de las estrategias que se emplean para evitar su desarrollo: “Así como existen mutaciones de bacterias resistentes a los antibióticos, hay algunas que pueden repeler a los fagos, por esto una herramienta no anula a la otra, se debe encontrar la mejor combinación para evitar el desarrollo del patógeno”.
El equipo de investigación ha logrado realizar una exitosa combinación de distintos fagos para evitar el desarrollo de cepas de Escherichia coli patógenas de la región en carne cruda.
El uso de productos a base de bacteriófagos en los alimentos fue aprobado por la agencia de control de drogas y alimentos (FDA) de los Estados Unidos. En nuestro país su uso es sólo experimental y aún no han llegado al mercado local.
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Tomat realiza su investigación en el Departamento de Microbiología - Área de Bacteriología de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceúticas bajo la dirección de la Dra. Andrea Quiberoni y la co-dirección de la Dra. Claudia Balagué.
Dr. David Tomat