Listeria monocytogenes es una bacteria que se adapta fácilmente a las condiciones ambientales cambiantes y a los factores de estrés, como la temperatura o el pH, a los que se expone en las plantas de procesado de alimentos. Elementos genéticos móviles determinan la adquisición de nuevos rasgos de resistencia a métodos físicos y químicos de desinfección en cepas de Listeria monocytogenes, agente causal de la listeriosis.

Listeria y factores de estrés ambiental

Es conocida la habilidad de la bacteria Listeria monocytogenes para crecer en un amplio rango de temperaturas, pH y salinidad así como su capacidad de adaptación y persistencia en los entornos donde se procesan alimentos, que son la principal via de transmisión de la bacteria a los seres humanos. 

La listeriosis es una enfermedad grave, especialmente peligrosa para ancianos, mujeres embarazadas y recién nacidos, cuya incidencia ha ido aumentando progresivamente en los últimos años. 

Un estudio realizado en Polonia y publicado en la revista Frontiers in Microbiology presenta una revisión de los conocimientos actuales sobre cómo Listeria se adapta para sobrevivir en los entornos de producción de alimentos, conocimientos que pueden ayudar a mejorar las estrategias de desinfección y control de la bacteria.

En este trabajo se analizan los elementos genéticos que estimulan la formación de determinadas proteínas involucradas en la resistencia de Listeria a métodos físicos y químicos de desinfección, asi como en su capacidad para sobrevivir a tratamientos utilizados para conservar los alimentos. Vamos a ver algunos de ellos.

La salinidad

La sal se utiliza con frecuencia en la industria alimentaria como conservante y agente antibacteriano, especialmente en productos cárnicos y pescados listos para el consumo

La sal altera la homeostasis (o equilibrio estable y constante) entre el ambiente interno y externo de las células bacterianas. Estos cambios inducen estrés osmótico, que resulta en hipotonía (hinchazón de la célula) o hipertonía (encogimiento de la célula), cambios en la tensión superficial de la membrana celular y destrucción de proteínas y ADN de la célula. Además, la sal también puede contribuir a la desecación de las células bacterianas.

Listeria monocytogenes puede soportar hasta un 10 % de NaCl en el medio ambiente. El mecanismo principal de la respuesta al estrés osmótico en L. monocytogenes involucra proteínas osmoprotectoras producidas a partir de la información contenida en diversos genes, que desempeñan un papel en la respuesta al estrés salino y la adaptación de la bacteria a una alta concentración de sal, comprometiendo la efectividad de la sal como conservante.

Además, la creciente demanda de productos bajos en sal obliga a buscar nuevas tecnologías para controlar los riesgos microbiológicos en estos productos. La alternativa a la sal utilizada actualmente (especialmente en productos cárnicos) es el tratamiento con altas presiones isostáticas, plasma activado, luz ultravioleta pulsada o los envases activos. Para los/as autores/as del estudio, una solución atractiva serían las sustancias naturales con actividad antimicrobiana, por ejemplo, aceites esenciales y extractos de plantas.

Frío y calor

Otro factor que garantiza la seguridad alimentaria es la temperatura. Sin embargo,  Listeria monocytogenes ha desarrollado varios mecanismos de adaptación, tanto a las altas como a las bajas temperaturas, y puede sobrevivir y crecer en un amplio rango de temperatura.

El tratamiento térmico (pasteurización y esterilización) es uno de los métodos más comunes para garantizar la eliminación de microorganismos en la industria a limentaria. En respuesta al estrés por calor, Listeria monocytogenes aumenta la producción de proteínas de choque térmico, que estimulan la reparación de las proteínas que han sido desnaturalizadas térmicamente y mantienen la estructura proteica adecuada cuando la bacteria es sometida a altas temperaturas. Para evitar la pérdida de propiedades organolépticas, en algunos casos los productores acortan el procesamiento térmico de los alimentos, lo que puede generar un estrés subletal en microorganismos como Listeria. Por lo que en el estudio se recomienda considerar combinar el tratamiento térmico con otros métodos, por ejemplo químicos o conservantes naturales, para obtener un efecto letal sobre los microorganismos sin afectar a las propiedades del alimento.

En el caso del frio, una disminución rápida por debajo de la temperatura óptima desencadena en Listeria la síntesis de proteínas de choque por frío.  La respuesta al estrés por frío, al que puede verse expuesta la bacteria durante el procesado y la conservación de los alimentos, se atribuye principalmente a los ácidos grasos de cadena ramificada de la membrana celular de la bacteria, que aseguran la integridad de la membrana a bajas temperaturas.

Detergentes y desinfectantes

Los procedimientos de limpieza y desinfección son otra herramienta básica para mantener la seguridad alimentaria, generalmente mediante el uso de productos químicos. Los desinfectantes más utilizados para eliminar L. monocytogenes son los compuestos de amonio cuaternario (QAC) y los biocidas a base de cloro, que generan en la bacteria estrés oxidativo.

Un problema importante a tener en cuenta es la adquisición de resistencia a los desinfectantes por parte de Listeria monocytogenes debido a los residuos de sustancias químicas en concentraciones subletales después de la desinfección. Cepas de Listeria resistentes a los desinfectantes se han asociado a casos esporádicos y a brotes de listeriosis. La causa principal de la resistencia de Listeria monocytogenes a los agentes antimicrobianos se considera la transferencia horizontal de genes resistentes, portados por elementos genéticos móviles, como plásmidos y transposones. Hasta la fecha, se han identificado en la bacteria seis genes ubicados en elementos genéticos móviles que actúan en respuesta a la acción de los desinfectantes. Para soportar la exposición a agentes oxidantes, por ejemplo el hipoclorito de sodio, Listeria activa estos mecanismos para reparar los daños en las proteínas, la membrana citoplasmática y los ácidos nucleicos.

El estrés oxidativo es dependiente de la temperatura. Dado que una temperatura más baja aumenta la respuesta al estrés oxidativo, en el estudio se recomienda poner atención al tipo de sustancias activas en los desinfectantes y a la temperatura del proceso de desinfección para asegurar la eliminación efectiva de Listeria en la industria alimentaria.

También se recomienda el cambio periódico de las sustancias activas utilizadas en la desinfección, con el fin de limitar la adquisición de rasgos de resistencia entre los microorganismos, asi como monitorizar la efectividad de los agentes y evitar el almacenamiento por largos períodos de tiempo de envases abiertos de desinfectantes. También hay que tener en cuenta que la eficacia antimicrobiana de los biocidas puede verse afectada por la presencia de contaminantes orgánicos, si previamente a la desinfección no se realiza una correcta limpieza, así como la capacidad de Listeria para formar biofilm, estructura que la protege de la acción de los desinfectantes. 

Desinfección alternativa

Muchos patógenos transmitidos por los alimentos, incluida L. monocytogenes, son capaces de desarrollar una adaptación a diversos factores ambientales estresantes y una resistencia cruzada a ellos, un fenómeno que puede tener graves consecuencias para la inocuidad de los alimentos. Por lo que los/as autores/as del estudio consideran necesario buscar nuevos métodos de desinfección en la industria alimentaria. 

Una solución atractiva podrían ser sustancias de origen natural, como extractos de hierbas y aceites esenciales como aditivos naturales para prolongar la vida útil de los productos alimenticios. Otra opción son las bacteriocinas, proteínas o toxinas peptídicas sintetizadas por bacterias que inhiben el crecimiento de bacterias similares o de cepas cercanas a las que las producen, y que se consideran respetuosas con el medio ambiente y seguras para el consumidor.

Fuente:

Natalia Wiktorczyk-Kapischke, 1 Krzysztof Skowron, 1 , * Katarzyna Grudlewska-Buda, 1 Ewa Wałecka-Zacharska, 2 Jakub Korkus, 2 and Eugenia Gospodarek-Komkowska 1: Adaptive Response of L. monocytogenes to the Stress Factors in the Food Processing Environment, Frontiers in Microbiology