Biopelículas
Las biopelículas son una estrategia microbiana para persistir en entornos desafiantes o cambiantes. Los registros fosilizados indican microcolonias putativas de biopelículas que tienen más de tres mil millones de años. La formación de biopelículas también se evidenció en los linajes más antiguos de arqueas y bacterias, lo que indica que la capacidad de ensamblarse en agregados multicelulares es un rasgo que evolucionó temprano como una estrategia de adhesión y persistencia. Las biopelículas se pueden encontrar en el suelo, los sedimentos y los ecosistemas acuáticos y podrían ser uno de los modos más comunes de existencia bacteriana en la naturaleza, contribuyendo significativamente a procesos ecológicos como el ciclo del carbono y el nitrógeno.
Anthony van Leeuwenhoek realizó una de las primeras observaciones de biopelículas mientras observaba raspaduras de la lengua. Describió su observación de las células microbianas como «animálculos» después de estudiar una biopelícula dental comúnmente conocida como placa. Si bien las biopelículas dentales se han asociado con caries y periodontitis, el deterioro de los alimentos y la aparición persistente de patógenos transmitidos por los alimentos como Listeria monocytogenes y Salmonella entérica en las plantas de procesamiento de alimentos también podrían resultar de la formación de biopelículas. Louis Pasteur representó biopelículas en sus bocetos mientras describía el proceso de formación del vinagre. Las biopelículas que se forman en las astillas de madera de haya utilizadas en la producción de vinagre se describieron como “la matiere visqueuse” o el material viscoso. La viscosidad de las biopelículas se atribuye a la formación de una matriz extracelular que engloba una población de especies bacterianas homogéneas o una comunidad de heterogéneas. Los estudios sobre biopelículas bacterianas en asociación con tuberías y cascos de barcos y como agentes bioincrustantes han indicado que las bacterias son capaces de adherirse a superficies abióticas como el vidrio y el acero inoxidable. Como resultado, las bacterias oportunistas y patógenas son capaces de formar biopelículas en dispositivos médicos y superficies en contacto con alimentos, lo que resulta en una fuente de infección nosocomial persistente o contaminación de alimentos, respectivamente. Las biopelículas en el tejido biológico de animales y plantas forman una característica importante de los microbiomas, lo que resulta en una relación beneficiosa con el huésped. La formación de biopelículas con patógenos oportunistas, por otro lado, conduce a infecciones o efectos perjudiciales para el huésped, dependiendo del tipo de bacteria que engloba las biopelículas. En particular, el 90% de la biomasa de una biopelícula consiste en sustancias exopoliméricas, y solo el 10% está compuesto por bacterias. La formación de la sustancia exopolimérica es la característica principal que distingue a las células sésiles y adherentes de una biopelícula.
La Arquitectura de las Biopelículas
La arquitectura de las biopelículas es compleja y varía según el polisacárido a base de azúcar, las proteínas y los lípidos producidos por la bacteria en la sustancia polimérica extracelular (EPS), sustrato de fijación, especies bacterianas competidoras, y edad de la biopelícula. Las células bacterianas que están encerradas en una matriz de biopelícula están protegidas por muchas macromoléculas. Anteriormente se pensaba que la matriz polimérica que envuelve las células bacterianas en una biopelícula consistía principalmente en polisacáridos extracelulares o exopolisacáridos (EPS). Un análisis más profundo de la matriz de la biopelícula ha revelado un consorcio más complejo de proteínas, glicoproteínas, glicolípidos y ADN extracelular. Por tanto, EPS ahora se refiere a la sustancia polimérica extracelular para abarcar todos estos componentes. El EPS forma un medio que ayuda a adherirse a las superficies, retiene el agua y permite la disolución de los nutrientes a medida que interactúa con el medio ambiente.
El papel del ADN
La matriz de EPS de ciertas bacterias podría incorporar una gran cantidad de ADN extracelular (eDNA). Los experimentos que utilizaron espectroscopia del EPS de Pseudomonas revelaron picos a 260 nm y susceptibilidad a la ADNasa Ι, una enzima que escinde específicamente fragmentos de ADN, pero no ARN. Es probable que la fuente de eDNA sean células bacterianas lisadas. La alta concentración de ADN dentro de una matriz fluida que soporta altas densidades celulares podría proporcionar un entorno ideal para la transferencia horizontal de genes entre sus microorganismos constituyentes. Se han observado altos niveles de conjugación en biopelículas bacterianas, mientras que la evidencia también apoya la idea de que la competencia celular se mejora en biopelículas, lo que permite tasas más altas de no transformación. El papel del eDNA en una biopelícula podría ser variado, sirviendo no solo como una fuente de transferencia genética horizontal de ADN, sino también para la integridad organizacional. El alto peso molecular y la viscosidad del eDNA bicatenario proporcionan un andamio y dan a la matriz hidrofobicidad en la que se pueden desarrollar microcolonias bacterianas. El tratamiento de biopelículas de 24 h de varias especies bacterianas con ADNasas tuvo marcadas reducciones dependientes de la dosis en la biomasa y el número de microcolonias después del tratamiento, con la formación de parches libres de células dentro de la biopelícula. Más evidencia de que el eDNA juega un papel en el mantenimiento de la integridad estructural de una biopelícula provino de un estudio que utilizó una biopelícula de Escherichia coli BW25113; El tratamiento con ADNasa durante 8 h redujo la biopelícula, mientras que la suplementación del sistema con ADN exógeno aumentó la biopelícula. En Neisseria meningitidis, el eDNA también podría ayudar en el establecimiento de microcolonias de bacterias al proporcionar resistencia contra la fuerza de corte y contribuir a la interacción del patógeno con el hospedador. La matriz de eDNA que forma el andamio de la matriz de biopelícula también puede contener complejos enzimáticos de células lisadas, adquiriendo así capacidades enzimáticas que son ventajosas para la población. Dichos beneficios pueden incluir la capacidad de inactivar antimicrobianos, así como la liberación de células al medio ambiente tras la detección de condiciones adecuadas.
Pseudomonas aeruginosa y E. coli han servido como modelos para una gran cantidad de investigación de biopelículas, lo que ha llevado a hallazgos importantes con respecto a las biopelículas de patógenos entéricos relevantes para la inocuidad alimentaria. Por ejemplo, el eDNA es un componente importante de las biopelículas de Listeria monocytogenes y podría desempeñar un papel importante tanto en la unión inicial a los sustratos como en la formación temprana de biopelículas. Por otro lado, extrapolar el conocimiento de los sistemas modelo a los patógenos entéricos relevantes para la investigación de la inocuidad de los alimentos no siempre es sencillo. Contrariamente a los hallazgos anteriores, un estudio sobre el papel del eDNA en la formación de biopelícula de Salmonella en superficies abióticas indicó que la presencia de DNasa Ι resultó en la formación de más biopelícula y una mejor adhesión a superficies abióticas. La adición de ADN extracelular, por otro lado, resultó en la inhibición de la formación de biopelículas. Por lo tanto, para comprender completamente el papel de las biopelículas en la adhesión y persistencia de organismos transmitidos por los alimentos en superficies abióticas, se necesitan estudios con patógenos de interés transmitidos por los alimentos.
Curli: Andamio de Proteína Pegajosa
Los curli se definen como fimbrias amiloides, fibras no ramificadas que constituyen la fracción proteica de determinadas biopelículas. En organismos como E. coli, Salmonella y Staphylococcus, los curli juegan un papel importante en la adhesión y formación de biopelículas. Las cepas de E. coli O157:H7 que expresan curli formaron asociaciones más fuertes con las superficies de lechuga y repollo en comparación con las cepas que expresan curli débiles. En E. coli, la formación de curli está controlada por los operones csgBA y csgDEFG. CsgA es la subunidad curli principal que polimeriza en fibras amiloides ricas en láminas β mediante el nucleador CsgB. CsgD es la proteína de la membrana externa de la fibra curli, mientras que CsgE y CsgF son responsables de la estabilidad de la subunidad y las proteínas nucleadoras y su transporte a la superficie celular. En Salmonella, la biogénesis de curli es similar a la de E. coli y la biogénesis de curli está mediada por la expresión del regulador CsgD del operón csgBAC. Un estudio que evaluó la formación de biopelículas entre 15 aislados de Salmonella clínicos, 31 asociados a carne y 25 asociados a productos agrícolas reveló que todos los aislados eran capaces de desarrollar biopelículas. De estos, se determinó que todos los aislados clínicos y relacionados con la carne y 20 de los aislados relacionados con productos agrícolas eran cepas productoras de curli.
La formación de curli se analiza mediante el ensayo en placa de rojo Congo, en el que el organismo se raya en un medio de baja osmolaridad que contiene el colorante. Las placas de agar rojo Congo fueron introducidas por primera vez por Freeman et al. (1989). Se sabe que la biopelícula que forma Salmonella o E. coli produce un morfotipo «rdar» que expresa fimbrias agregantes que se unen estrechamente a las células. El morfotipo «rdar» significa rojo, seco y rugoso y describe la estructura de la colonia formada en agar Rojo Congo debido a la unión del tinte hidrofóbico con la estructura de la cadena β de las subunidades curli, contribuyendo a una apariencia rugosa, junto con la celulosa producción. La deficiencia de curli provoca la formación de colonias rosadas lisas, mientras que la deficiencia de celulosa provoca colonias marrones, secas y rugosas (bdar). La deficiencia tanto de curli como de celulosa da como resultado la formación de colonias lisas y blancas (saw). Por lo tanto, este medio ha demostrado ser útil en la evaluación de mutantes utilizados para estudiar biopelículas.
Fuera del animal huésped, la presencia de curli puede resultar en una mayor aptitud a medida que el patógeno pasa a otro animal huésped. La síntesis de curli proporciona una mejor unión de las bacterias a las superficies abióticas y a las superficies de las plantas. La capacidad de producir fimbrias agregantes delgadas por Salmonella entérica y la síntesis simultánea de celulosa mejoró las capacidades de biopelícula de las cepas probadas en superficies abióticas. Esta ventaja se ha demostrado también para superficies bióticas. Las cepas mutantes de E. coli O157:H7 deficiente en curli se vieron afectadas en su capacidad para adherirse a las superficies de las hojas de espinaca. La variabilidad en la rugosidad de las hojas entre varios cultivares de espinacas también benefició la adherencia en cepas de este patógeno que expresan curli. Sin embargo, la expresión de Curli no confirió ninguna ventaja durante la internalización de E. coli O157:H7 a través de la absorción de la raíz de espinaca. Hay varios beneficios de tener andamios de biopelícula reforzados con curli. Curli refuerza la estabilidad de la matriz y aumenta la resistencia a proteasas y detergentes. La expresión de Curli está altamente estratificada incluso dentro de una sola colonia. Cuando se forma el morfotipo rdar, las bacterias de la parte rugosa de la colonia que están expuestas al oxígeno expresan curli, mientras que las células de la colonia no. Las colonias bimodales se desencadenan por el estrés oxidativo y los morfotipos rdar son resistentes a muchos desinfectantes oxidantes. Además de curli, otras proteínas fimbriales putativas, incluidas las fimbrias de tipo 1, las fimbrias de tipo 3 y las adhesinas similares a BAP, podrían desempeñar un papel importante en la adhesión de patógenos transmitidos por los alimentos a superficies como las células hospedadoras.
Polisacáridos en Biopelículas
Los polisacáridos sirven como componentes principales de una estructura de biopelícula que existe como finas hebras adheridas a las superficies celulares, formando redes complejas. La formación de polisacáridos es importante en la formación de biopelículas, y las especies bacterianas que no producen polisacáridos bacterianos a menudo existen con las que lo hacen en biopelículas de especies mixtas. Muchas bacterias producen heteropolisacáridos complejos en la matriz exopolimérica y los azúcares a menudo contienen residuos cargados o neutros.
Las biopelículas de E. coli y Salmonella entérica pueden contener celulosa, pero también polisacáridos capsulares y lipopolisacáridos. Solomon et al. (2005) identificaron la producción de celulosa en el 73%, 84% y 52% de los aislados de Salmonella clínicos, asociados a la carne y asociados a productos agrícolas probados. Los operones bcsABZC y bcsEFG son necesarios para la síntesis de celulosa en Salmonella Typhimurium y Salmonella Enteritidis. El patógeno emergente transmitido por los alimentos Cronobacter spp. también lleva el operón bcsABZC. Los genes bcsABC son necesarios para la síntesis de celulosa y se detectaron en la mayoría de los 231 aislados clínicos, alimentarios, ambientales y de otro tipo analizados. Específicamente, se encontró que bcsA y bcsB eran necesarios no solo para la producción de celulosa sino también para la formación de biopelículas y la agregación celular. Por el contrario, la formación de celulosa no pareció indispensable para la formación de biopelículas de E. coli O157:H7 cepa EDL933 en hojas de espinaca. Independientemente de si las propias bacterias pueden sintetizar carbohidratos específicos, los carbohidratos derivados de la pared celular de las plantas liberados durante el procesamiento de productos frescos pueden influir en la adhesión. La matriz formada entre las fibrillas de celulosa y la pectina en un modelo de pared celular vegetal demostró que la estructura en sí misma y no los componentes específicos ayudaron a la retención de las células de Salmonella dentro de la matriz.
Las biopelículas formadas por tinciones mucoides de Pseudomonas aeruginosa aisladas de pacientes con fibrosis quística contienen alginato, mientras que las biopelículas de E. coli también contienen un polisacárido polianiónico conocido como ácido colánico. La producción de ácido colánico en E. coli es responsable de la formación de estructuras tridimensionales complejas de biopelículas, pero no de la unión inicial. También se ha identificado en Salmonella un grupo de genes similar al de E. coli para la producción de ácido colánico.
Los polisacáridos capsulares pueden jugar un papel importante en la adherencia a las superficies, que es el primer paso necesario para la formación de biopelículas. Los polisacáridos capsulares pueden ayudar a repeler las fuerzas de Van der Waals, mejorar la adhesión y pueden sobrevivir en la matriz del biopelícula durante más de una década. Un análisis de electroforesis de carbohidratos asistida por fluoróforos (FACE) del polisacárido capsular de Salmonella Typhimurium DT104 indicó que los azúcares principales eran glucosa, manosa y galactosa. En Listeria monocytogenes, la presencia de N-acetilglucosamina junto con eDNA resultó en una mayor adhesión a superficies abióticas, y la complejidad y el tamaño de estas moléculas intracelulares podrían desempeñar un papel importante en la adhesión celular y la formación de biopelículas.
Formación de Biopelículas en Superficies en Contacto Directo con Alimentos y en Alimentos Frescos.
Las biopelículas se forman en un proceso de sucesión bacteriana iniciado por células que se adhieren a una superficie, seguido de la acumulación de la biopelícula y el reclutamiento de otras especies para continuar desarrollando una biopelícula multiespecie dictada por condiciones fisicoquímicas e interacciones tróficas intrincadas y complejas. Los pasos involucrados en la formación de la biopelícula incluyen: (1) Adhesión al sustrato y superación de las fuerzas que podrían repeler el microorganismo, (2) Desarrollo de microcolonias seguido por la formación de sustancias exopoliméricas, (3) Maduración / desarrollo de la biopelícula a través de la formación de columnas y canales, y (4) Liberación de residentes de biopelículas bacterianas al medio ambiente.
Superficies de Contacto Directo con el Alimento
Se ha demostrado que los patógenos transmitidos por los alimentos, de interés en el entorno moderno de procesamiento de alimentos, como Salmonella entérica, E. coli patógena y Listeria monocytogenes, forman biopelículas en superficies abióticas (Ver la siguiente tabla). En un estudio que evaluó la capacidad de Listeria monocytogenes para formar biopelículas en diferentes superficies en una planta de procesamiento de alimentos, el patógeno fue capaz de formar biopelículas en teflón, acero inoxidable, nailon y el sellador de pisos de poliéster. En presencia de un medio nutricionalmente débil, el patógeno no produjo biopelículas en el sellador de pisos de poliéster y a una temperatura de 10°C, mientras que produjo biopelículas más débiles en teflón y acero inoxidable. Una comparación de 122 serotipos de Salmonella entérica aislados de alimentos, animales y seres humanos por su capacidad de producción de biopelículas reveló que todos los serotipos producían biopelículas en placas de microtitulación de plástico. La Salmonella entérica produjo más biopelículas en comparación con Listeria monocytogenes. Curiosamente, la formación de biopelículas de Salmonella entérica en un medio pobre en nutrientes fue superior en comparación con Listeria monocytogenes. En las superficies que se encuentran comúnmente en las plantas de procesamiento de alimentos, como cemento, polietileno de alta densidad y acero inoxidable, se observó que Salmonella Weltevreden formaba la mayor parte de la biopelícula sobre plástico y la menor sobre acero inoxidable. También se encontró que la densidad celular del organismo se redujo en acero inoxidable.
TABLA. Formación de Biopelículas por Patógenos Transmitidos por Alimentos en Superficies de Alimentos y Equipos
El acero inoxidable es menos hidrófobo que el caucho y se sabe que las células bacterianas se adhieren mejor a superficies más hidrófobas. El acero inoxidable es, por tanto, un material comúnmente utilizado en las industrias de procesamiento de alimentos. El acabado de la superficie del acero inoxidable también podría desempeñar un papel importante en la formación de biopelículas. Cuando se evaluó la capacidad de las superficies de acero inoxidable con diferentes acabados para soportar la adhesión de Salmonella y la formación de biopelículas, se observó que la presencia de grietas o abrasiones resultó en una mejor adhesión de Salmonella entérica a las superficies. En superficies rugosas, el espesor de la biopelícula de Salmonella después de 5 días fue cuatro veces mayor que el primer día, con un aumento del 77% en la formación de la biopelícula. En comparación con Listeria monocytogenes, las biopelículas fueron comparativamente menos profundas que las biopelículas de Salmonella entérica en el primer y quinto día. La superficie electropulida fue la más suave entre los acabados de acero inoxidable probados y también tuvo el menor número de celdas adheridas. Tanto las superficies de acero inoxidable electropulidas como las lijadas a máquina tuvieron la menor cantidad de formación de biopelículas durante los 5 días de duración. La presencia de biopelículas de mayor espesor puede resultar en contaminación cruzada a otras superficies debido a la dispersión de microcolonias, así como una mayor resistencia a la desinfección.
En E. coli O157:H7, la presencia de curli jugó un papel importante en la formación de biopelículas en superficies de acero inoxidable. El tipo de superficie de contacto con los alimentos y el medio presente en el medio ambiente podrían desempeñar un papel importante en la formación de biopelículas de patógenos transmitidos por los alimentos. E. coli O157:H7 formó un aumento de biopelículas en acero inoxidable y polietileno de alta densidad cuando había carne molida. También se observó la unión de E. coli O157:H7 a las superficies a 4°C.
Formación de Biopelículas en Productos Frescos
Los diferentes tipos de alimentos proporcionan superficies ideales para la formación de biopelículas por medio de superficies irregulares y nutrientes para la adhesión y la utilización de bacterias (Volver a la tabla). Los patógenos transmitidos por los alimentos aislados de las aves de corral, la carne y productos como el repollo y las espinacas son capaces de formar biopelículas en las superficies de contacto. Los serotipos de Salmonella asociados al brote de tomate fueron capaces de producir biopelículas en partículas de polvo de cuarzo. La cantidad de EPS producida por los serotipos probados cambió con el tiempo y la mayor cantidad de EPS se midió alrededor del día 6, seguida de una reducción de EPS en los días 10 y 14. Los resultados del estudio indican que los sedimentos podrían albergar Salmonella debido a la formación de biopelículas por el patógeno y podría servir como una fuente de contaminación en cuerpos de agua como estanques de riego, acequias y canales. Se pueden seleccionar nichos ecológicos específicos para capacidades de biopelícula más fuertes. Los aislamientos de Salmonella entérica recuperados en productos se adaptaron mejor a la formación de biopelículas en superficies abióticas y superficies de hojas de espinaca en comparación con los aislamientos recuperados de aves de corral.
Se desconoce el papel de los patógenos entéricos en las biopelículas asociadas a las plantas. Los filogrupos de E. coli varían según la aptitud ecológica y su capacidad para formar biopelículas en los tejidos vegetales. Los brotes recientes asociados con E. coli O157:H7 y E. coli O104:H4 junto con la aparición inocua de E. coli no patógena a partir del producto indicaron una adaptación a la existencia epífita. Los aislamientos de E. coli de plantas produjeron más biopelículas que otros aislamientos de mamíferos y humanos.
Las biopelículas son frecuentemente de múltiples especies y la cooperación entre los componentes puede ser una ventaja de este estilo de vida. Las biopelículas naturales de múltiples especies en los brotes de varias semillas se han visualizado con microscopía electrónica de barrido, mostrando biopelículas en las estructuras de la raíz, el hipocótilo y el cotiledón. Los patógenos entéricos podrían reclutarse en biopelículas de especies múltiples en la filosfera, aunque aún queda por investigar si la naturaleza de su interacción con taxones vecinos es competitiva o cooperativa. La presencia de ciertos taxones puede favorecer el establecimiento de nuevas especies basadas en interacciones microbio-microbio positivas. Este efecto sinérgico sobre la formación de biopelículas puede ocurrir entre la microbiota nativa de las plantas y los patógenos transmitidos por los alimentos. Se observó que Burkholderia caryophylli aislado de una instalación de productos frescos cortados aumentó la supervivencia de E. coli O157:H7 en un 180% al mismo tiempo que aumentaba su propia población. De manera similar, las variantes curli-negativo de E. coli O157:H7 fueron capaces de formar una biopelícula sinérgica con la microbiota nativa presente en el agua de lavado de productos.
La formación de biopelículas por patógenos transmitidos por los alimentos podría ser una estrategia importante para persistir en los tejidos de plantas y animales, lo que a su vez puede tener importantes implicaciones para la inocuidad alimentaria. La presencia de una matriz de EPS en la superficie de las plantas puede resultar en una disminución de la eficacia del tratamiento desinfectante. Se pudieron formar biopelículas de E. coli O157:H7 en la lechuga romana y las espinacas, lo que les confirió una mayor tolerancia a los lavados con cloro e incluso a la irradiación. Sin embargo, la ubicación de la biopelícula, a diferencia de las sustancias exopoliméricas, se ha descrito como un factor importante para conferir esta protección frente a los tratamientos antimicrobianos, como se demostró para las biopelículas de E. coli O157:H7 en las superficies de las hojas de espinaca versus los bordes de las hojas de espinaca. La observación de cortezas de melón inoculadas con Salmonella con microscopía electrónica de barrido indicó la aparición de biopelículas 24 h después de la inoculación por el patógeno. Las biopelículas formadas en la superficie de las plantas también brindan protección al microorganismo contaminante contra el sistema de defensa de la planta. Se observó que Pseudomonas aeruginosa era resistente al ácido rosamarínico producido por la albahaca dulce cuando las células estaban en biopelículas pero no cuando las células estaban en estado planctónico.
La celulosa podría desempeñar un papel importante en la formación de biopelículas de Salmonella Typhimurium en la superficie del tomate, ya que los mutantes deficientes en celulosa se vieron significativamente afectados en la formación de biopelículas en comparación con el tipo salvaje. El uso de microscopía de contraste de interferencia diferencial episcópica para observar la interacción de Salmonella entérica con la microbiota nativa y la formación de biopelículas en las hojas de espinaca indicó que las hojas de las plantas pueden albergar 5 log UFC de células bacterianas por mm de superficie foliar y que el material de biopelícula está presente en las hojas. Salmonella entérica pudo adherirse a los márgenes celulares y alrededor de las estomas donde había microcolonias de biopelículas. Como se mencionó anteriormente, los carbohidratos derivados de plantas liberados durante el corte y picado de productos frescos también pueden desempeñar un papel en la construcción de una red en la que las células de Salmonella pueden alojarse.
Aparte del riesgo de patógenos, la presencia de biopelículas en los alimentos puede impartir factores sensoriales indeseables e impactar la comercialización. Las biopelículas podrían impartir una textura viscosa a la superficie de un alimento, y los consumidores pueden medir la calidad o «frescura» de los alimentos por el tacto, la coloración y el olor, que pueden verse directamente afectados por la presencia de biopelículas.
Dispersión de bacterias de biopelículas
Si bien la formación de biopelículas en las superficies de los alimentos da como resultado la contaminación y el deterioro de los alimentos, la liberación de bacterias de los biopelículas puede resultar en la contaminación de las superficies de contacto y el equipo e incluso en la dispersión del organismo a las poblaciones no contaminadas. La dispersión de células de un biopelícula consta de tres pasos: (1) Desprendimiento de células de un biopelícula, (2) Transferencia de células a una nueva ubicación y (3) Unión de células a un nuevo sustrato.
La dispersión de las células de una biopelícula se puede lograr mediante procesos tanto activos como pasivos. La dispersión activa resulta de mecanismos internos dentro de la biopelícula, mientras que la dispersión pasiva ocurre como resultado de fuerzas físicas como el cizallamiento. La dispersión de biopelículas se puede categorizar como erosión, desprendimiento y siembra, según la cantidad de células y la rapidez con la que se diseminan las células. La dispersión de las células puede facilitarse mediante la actividad enzimática, como las ADNasas, las proteasas y las glicosidasas que descomponen los componentes estructurales de la arquitectura de la biopelícula. La liberación de células de biopelículas también puede ocurrir después del tratamiento con detergentes como ramnolípidos o dispersinas que afectan la adhesión fimbrial. Las células también pueden desprenderse de la matriz del biopelícula por división celular donde la progenie no está unida por las fuerzas adhesivas del biopelícula.
La presencia de moléculas sensibles al quórum puede regular muchos procesos en el ciclo de vida de la biopelícula, desde la agregación y unión de las células hasta la formación de canales y la dispersión celular. En Xanthomonas campestris, el factor de señalización difusible (Endo-β -1,4-mananasa) puede provocar la dispersión del organismo a partir de una biopelícula. Otras biomoléculas capaces de promover la dispersión de bacterias a partir de biopelículas incluyen ácidos grasos y óxido nítrico. El ácido graso, ácido cis-2-decenoico, es un factor de señalización difusible que puede resultar en la liberación de células de Pseudomonas aeruginosa de su biopelícula. El óxido nítrico es una molécula de señalización clave involucrada en la defensa de las plantas contra los patógenos. Los donantes de óxido nítrico provocaron el desalojo de Salmonella entérica sésil nativa y E. coli O157:H7 de las superficies de plástico y acero inoxidable, lo que indica que los cambios dinámicos en el tejido vegetal después de un evento de contaminación podrían resultar en la dispersión bacteriana de las biopelículas. La formación de óxido nítrico también fue capaz de inducir la liberación de Salmonella entérica de las biopelículas a 4°C. El potencial de los ácidos grasos, el óxido nítrico y otras moléculas para provocar la eliminación de patógenos transmitidos por los alimentos de las biopelículas asociadas con los productos agrícolas requiere una mayor exploración, ya que estas moléculas son frecuentemente asociadas con superficies vegetales.
Recalcitración de biopelículas microbianas
La arquitectura de una biopelícula madura contribuye a su recalcitrancia. Las biopelículas a menudo tienen una gran población de células bacterianas apiladas en columnas mientras están encerradas en la vaina polimérica. Cuando se desafía con un antimicrobiano o un desinfectante, las barreras físicas presentadas por la biopelícula dan como resultado directamente una eficacia reducida. La salmonela en una matriz de biopelícula puede resistir tratamientos con cloro de hasta 500 mg/L, mientras que las células planctónicas son susceptibles al 10% de la misma concentración. Un estudio de tratamientos con cloro del perejil contaminado con Salmonella productora de EPS reveló que la cloración fue ineficaz para inactivar el patógeno incluso cuando se usaron altas concentraciones del desinfectante. Al evaluar la eficacia de los desinfectantes hidróxido de sodio, hipoclorito de sodio y cloruro de benzalconio, solo el primero fue capaz de erradicar por completo una biopelícula de Salmonella Agona de 2 días, y esta capacidad se perdió al tratar biopelículas más maduras. Los factores que pueden resultar en una reducción de la eficacia de los desinfectantes en las biopelículas incluyen una profundidad de penetración reducida y la inactivación del desinfectante mediante la neutralización de las enzimas. Cuando se usó peróxido de hidrógeno para tratar biopelículas formadas por Klebsiella pneumoniae, se observó la inactivación del desinfectante a base de catalasa.
Estas respuestas a menudo se superponen con las estrategias empleadas por las biopelículas bacterianas para resistir a los antibióticos. Los posibles mecanismos de resistencia a los antibióticos son numerosos y pueden incluir factores ambientales y genéticos. La transferencia horizontal de materiales genéticos como plásmidos o conjugación bacteriana puede resultar en el intercambio de genes de resistencia a antibióticos entre especies bacterianas. Los genes de resistencia a los antibióticos comunes entre la microbiota humana, la microbiota de los animales de consumo y la Salmonella entérica indican que existe un vínculo más amplio de genes de resistencia en el ciclo de la granja al alimento. Las instalaciones de procesamiento de alimentos, como las instalaciones de recolección y las instalaciones de envasado de productos, a menudo resultan en una diáspora interactiva que promueve el intercambio genético.
Las biopelículas representan un desafío de saneamiento para la industria alimentaria porque brindan protección a los patógenos transmitidos por los alimentos contra lesiones físicas, promueven la transferencia horizontal de genes y mejoran la comunicación entre las células que podrían permitir interacciones metabólicas. Estos factores podrían proporcionar una mayor protección contra los agentes antimicrobianos y ayudar en la adquisición de nuevos rasgos genéticos y la supervivencia en entornos difíciles. La Salmonella entérica es capaz de adherirse a las superficies de los equipos y persistir en los entornos de procesamiento formando biopelículas. Las biopelículas pueden desarrollarse en superficies sólidas e interfaces de agua como pisos, equipos de corte y deshuesado y equipos de procesamiento y lavado de productos. Las bacterias de una biopelícula se pueden dispersar en el medio ambiente en determinadas condiciones, como abrasiones, cambios en el medio ambiente, pH y oxidación química. Cuando se devuelven al medio ambiente como células planctónicas, estas células podrían portar genes de resistencia a los antibióticos, rasgos adquiridos durante su paso por las biopelículas. El aumento en la propagación de la resistencia a los antibióticos entre los patógenos transmitidos por los alimentos sugiere claramente esto. Un brote de Salmonella Typhimurium en 1998 en Dinamarca resultó de cepas que eran resistentes al ácido nalidíxico y mostraban una menor susceptibilidad a las fluoroquinolonas. La cepa se aisló de pacientes, muestras de cerdo, rebaños y la instalación de recolección, lo que indica varias rutas de propagación. Las células bacterianas pueden sufrir variaciones de fase y contener genes de resistencia a los antibióticos para las enzimas que descomponen los antibióticos o para las bombas de salida a través del intercambio genético y las adaptaciones en las biopelículas. Estas adaptaciones genéticas y fisiológicas de la existencia de biopelículas también podrían resultar en una protección cruzada con los desinfectantes que se usan comúnmente en el procesamiento de alimentos, lo que resulta en la supervivencia del patógeno después de la desinfección de la planta de procesamiento.
Un estudio previo sobre 26 cepas de Staphylococcus aureus aisladas de pesquerías indicó que las biopelículas formadas por los microorganismos los hacían más resistentes a los desinfectantes que sus contrapartes planctónicas. Esto indica la importancia de encontrar desinfectantes alternativos que tengan la capacidad de prevenir la formación de biopelículas y exhiban permeabilidad a través de matrices de biopelículas. Este último punto es importante, ya que los componentes individuales de las biopelículas bacterianas a menudo no conservan su resistencia a los antimicrobianos y desinfectantes durante una etapa planctónica. La penetración efectiva de un antimicrobiano, por lo tanto, puede aumentar su actividad contra las biopelículas.
Control de Biopelículas
Las biopelículas se pueden controlar mediante mecanismos físicos, químicos y biológicos. Los mecanismos físicos implican producir suficiente fuerza cortante y abrasión para alterar la estructura de la biopelícula, mientras que los tratamientos químicos pueden desestabilizar la arquitectura de la biopelícula. Los métodos biológicos implican el uso de competencia microbiana para reducir los recursos del organismo objetivo. Una de las posibles advertencias a tener en cuenta al utilizar estos métodos para controlar las biopelículas es asegurarse de que el método no dé lugar a una mayor dispersión de los organismos componentes en una biopelícula, ya que el tratamiento de control la degrada. Un ejemplo de esto se informó en un estudio que evaluó la eficacia de lavar un sistema de distribución de agua de riego en un campo de cultivo con cloro, con la intención de controlar las biopelículas en la cinta de goteo y garantizar la calidad del agua. En cambio, el agua al final de la línea después del lavado con cloro tenía cargas bacterianas más altas, lo que indica el desprendimiento de células de la biopelícula y, por lo tanto, degrada la calidad del agua entregada a los campos.
Desinfectantes Bioquímicos
Los tratamientos químicos con desinfectantes como el cloro y los antibióticos han sido notoriamente ineficaces contra las biopelículas. Recientemente, algunas estrategias han demostrado resultados más prometedores. Una combinación de vapor durante 20 s y yodóforo a una concentración de 20 ppm resultó en la reducción de los recuentos de células viables en una biopelícula de patógenos mixtos que consta de E. coli O157:H7, Salmonella Typhimurium y Listeria monocytogenes en superficies de acero inoxidable. Sin embargo, en general, el tratamiento químico por sí solo es insuficiente para controlar las biopelículas. Por esta razón, se están explorando otras estrategias que involucran compuestos activos o enzimas derivados de plantas.Los aceites esenciales tienen una potente actividad antimicrobiana ya que pueden alterar las membranas celulares de las bacterias y provocar fugas de ATP. La actividad antimicrobiana potencial del carvacrol, un aceite esencial derivado de orégano, tomillo o mejorana, se probó contra biopelículas de especies duales de Salmonella y S. aureus. El uso continuo de una emulsión 5 mM de carvacrol resultó en la ausencia de Salmonella viable y la inhibición completa de la formación de biopelículas de S. aureus. Por lo tanto, el uso de emulsiones de aceite esencial en aguas de lavado y tanques de canal durante el lavado de productos frescos podría potencialmente prevenir la formación de biopelículas por organismos patógenos en el equipo de lavado de productos. Los extractos de Punica granatum L. (Granada) y Rhus coriaria L. (Zumaque siciliano) con alto contenido de polifenoles y actividad antioxidante resultaron eficaces contra las biopelículas de especies bacterianas relevantes para la inocuidad alimentaria, Listeria monocytogenes y E. coli.
Los tratamientos con enzimas, como los que se dirigen a los componentes de la matriz de EPS, podrían resultar eficaces en la reducción de la bioincrustación de biopelículas. Las opciones para reducir las biopelículas incluyen el uso de enzimas sensibles al quórum tales como N -acil homoserina lactonasas y acilasas, proteasas, enzimas que degradan polisacáridos y fagos que pueden producir polisacáridos despolimerasas capaces de degradar el EPS. La combinación de un método de alteración física, como la sonicación y el ultrasonido, y un desinfectante químico a menudo ha demostrado ser más eficaz que un solo tratamiento.
Control Biológico
Teniendo en cuenta la problemática recalcitrante de las biopelículas a la desinfección química y la tendencia a que las biopelículas se repitan, la perspectiva de eliminar completamente las biopelículas con otros agentes biológicos es muy prometedora. El material exopolimérico liberado producido por Lactobacillus acidophilus, una bacteria del ácido láctico que juega un papel importante como probiótico y como iniciador para muchos alimentos fermentados, pudo alterar la formación de biopelículas por E. coli O157:H7 y también contribuyó a disminuir la adherencia a células intestinales por el patógeno. También se observó actividad anti-biopelícula del material exopolimérico liberado producido por Lactobacillus acidophilus contra Salmonella entérica, Yersinia enterocolitica y Listeria monocytogenes, aunque la reducción en la formación de biopelícula por E. coli O157:H7 puede deberse a la supresión de genes necesarios para la formación de curli y quimiotaxis en este patógeno. Las lectinas son moléculas de unión de azúcar no catalíticas producidas por una amplia gama de microorganismos con funciones importantes asociadas con la señalización e interacciones celulares. Se han propuesto las lectinas como agentes antimicrobianos potenciales y se exploró el potencial anti-biopelícula de Lactobacillus rhamnosus. Las moléculas de lectina, LLP2 en particular, redujeron la formación de biopelículas por Salmonella. La observación de biopelículas indicó daño a la estructura de las biopelículas. No se observaron tales efectos cuando se utilizaron lectinas derivadas de plantas. La población de E. coli O157:H7 en comunidades de biopelículas mixtas de lisados de espinaca disminuyó significativamente después de 48 h debido a la competencia con la microbiota nativa por los nutrientes. La reducción en la población de E. coli O157:H7 se apoyó mediante un análisis metagenómico que indicó un cambio en la composición genética durante la maduración de la biopelícula. Las epífitas parecían tener más éxito en asimilar los nutrientes disponibles que E. coli O157:H7 y, por lo tanto, competían con el patógeno.
Una estrategia diferente para controlar las biopelículas podría provenir de virus líticos de bacterias: los bacteriófagos y sus enzimas. Las enzimas codificadas por bacteriófagos que pueden presentar un enfoque exitoso podrían incluir enzimas que degradan el EPS, disolviendo la matriz de la biopelícula, o enzimas que descomponen las paredes celulares bacterianas, neutralizando las células directamente. Se ha evaluado el control de patógenos entéricos transmitidos por los alimentos por bacteriófagos para ciertos pares de patógenos y productos. La pulverización o la aplicación directa de fagos específicos de Listeria monocytogenes a melones recién cortados dio como resultado reducciones notables en las poblaciones de patógenos. En combinación con una bacteriocina de la bacteria del ácido láctico, la nisina, el tratamiento con fagos fue mejorado y eficaz también en rodajas de manzana. La eficacia del fago lítico específico para E. coli O157:H7 EDL933 también se evaluó en superficies de pimiento y espinaca, con reducciones logarítmicas exitosas del patógeno bacteriano durante 72 h. También se han demostrado reducciones logarítmicas de Salmonella entérica Newport en la superficie de los pepinos de una manera dependiente de la temperatura, con actividad a 10°C, pero no a 22°C. La eficacia del tratamiento con bacteriófagos líticos de biopelículas que contienen patógenos entéricos o patógenos post-cosecha requiere más investigación, pero este tratamiento es prometedor como una forma de controlar la contaminación de los productos y posiblemente extender la vida útil.
Las moléculas sensibles al quórum desempeñan un papel importante en la comunicación de célula a célula y para que las células de una biopelícula se comporten al unísono. Las moléculas sensibles al quórum pueden influir en la unión, la formación de agregados celulares, la filamentación y la motilidad, factores importantes para la formación y madurez de la biopelícula. Los mutantes de Salmonella Typhimurium que eran deficientes en moléculas sensibles al quórum eran menos capaces de formar biopelículas en los cálculos biliares. Los disruptores de moléculas sensibles al quórum se emplean para alterar las biopelículas, ya que los antibióticos a menudo son ineficaces. El aceite esencial vegetal carvacrol demostró actividad anti-biopelícula contra Salmonella, pero no contra Pseudomonas. Las concentraciones de carvacrol que eran subletales para las células planctónicas fueron efectivas contra la formación de biopelículas, pero ineficaces contra las biopelículas maduras. La eficacia del carvacrol contra las moléculas sensibles al quórum producidas por Chromobacterium violaceum indica que su modo de acción puede resultar de la interrupción de la señalización sensible al quórum. El ácido graso, ácido cis -2-decenoico, que resultó en la liberación de bacterias como E. coli y Klebsiella a partir de biopelículas, podría ser un componente de una molécula de señalización difundible producida por Pseudomonas aeruginosa. La interferencia de señalización utilizando extintores y disruptores de detección de quórum de moléculas de señalización y sus análogos tiene potencial como estrategia de control de biopelículas.
Métodos Físicos
Los métodos físicos para controlar las biopelículas incluyen el desarrollo de materiales que reducen la adherencia de los organismos patógenos y, en consecuencia, previenen el establecimiento de biopelículas. Se han incorporado polímeros hidrófilos como el polietilenglicol en las superficies, lo que reduce la adhesión bacteriana. Los materiales que contienen antimicrobianos o antimicrobianos que pueden activarse también son nuevas opciones que se están explorando. Se exploró la incorporación de nanopartículas de dióxido de titanio en superficies de vidrio y acero inoxidable por su potencial antimicrobiano contra Listeria monocytogenes debido a la generación de radicales hidroxilo libres por partículas de dióxido de titanio activado. Después de un tratamiento de 180 minutos de superficies de acero inoxidable, no se detectaron células de Listeria monocytogenes, pero aún se observó la presencia de biopelícula.
Si bien las biopelículas son recalcitrantes para muchos desinfectantes químicos, pueden verse afectadas por mecanismos físicos. La sonicación produce burbujas de cavitación que pueden provocar el desprendimiento de microorganismos. El uso combinado de ozono a una concentración de 0.5 ppm en combinación con la sonicación (20 kHz y al 100% de amplitud) resultó en una mayor disminución del patógeno en la biopelícula que cualquiera de los tratamientos solos. El uso combinado de estos tratamientos dio como resultado un exceso de 4,5 log UFC / ml de células de Listeria monocytogenes incrustadas en una matriz de biopelícula. Una de las desventajas de los tratamientos es que se requiere la inmersión completa del artículo a desinfectar.
Métodos para Detectar Biopelículas
Las biopelículas bacterianas son un entorno dinámico y, a menudo, son difíciles de analizar. El análisis químico de los componentes de la biopelícula bacteriana es a menudo un desafío. El método más simple para cuantificar la sustancia exopolimérica bacteriana es teñir y cuantificar la mancha adherida o unida. La formación de biopelículas se puede medir mediante métodos basados en cultivos en los que las células sésiles se desprenden mediante agitación con vórtice o sonicación. Se han desarrollado técnicas alternativas para la cuantificación de biopelículas como la tinción con violeta cristal (CV) y la tinción con Syto9. Las tinciones con CV se pueden utilizar para cuantificar células en biopelículas. La tinción CV fue descrita por primera vez por Christensen et al. (1985) y desde entonces se ha modificado para aumentar la precisión y permitir la cuantificación de la biomasa de biopelículas. CV se une a moléculas de superficie cargadas negativamente y polisacáridos en la matriz extracelular. La extracción de tinte fue realizada por Prouty et al. (2008) para determinar la cantidad de tinte retenido por las células bacterianas adheridas a los portaobjetos de vidrio.
El dispositivo de biopelícula de Calgary (CBD) consta de 96 clavijas suspendidas de la tapa en pocillos similares a una placa de microtitulación de 96 pocillos. La ventaja de este dispositivo es que las biopelículas formadas a partir de bacterias colocadas en los pocillos tienen el mismo grosor y arquitectura. Por lo tanto, se puede probar el efecto de diferentes químicos, antimicrobianos y agentes de control biológico. Las biopelículas se desarrollan en las clavijas, y las clavijas pueden desprenderse y estudiarse utilizando métodos de tinción como tintes de viabilidad, tinciones de ácido nucleico como naranja de acridina y tintes a base de leptina que tiñen las sustancias exopoliméricas. La ventaja del método es la coherencia y la reproducibilidad de los resultados. Las células de la biopelícula también se pueden analizar más a fondo para la enumeración de la población y la expresión génica desalojándolas mediante sonicación. Las clavijas del CBD están hechas de poliestireno y tienen una carga neutra. La punta de la clavija es redondeada y, cuando se sumerge en los pozos, también se puede estudiar la formación de película de la interfaz de la superficie del aire en la región del cuello. Este dispositivo elimina la necesidad de tubos, lo que reduce las posibilidades de contaminación cruzada. La arquitectura de biopelículas de una o varias especies se puede estudiar con este dispositivo, lo que lo convierte en una herramienta versátil.
Se han empleado métodos avanzados de obtención de imágenes tales como microscopía confocal de barrido láser, microscopía electrónica de barrido y microscopía fluorescente. La microscopía confocal se puede utilizar para estudiar la profundidad del apilamiento de células que generalmente se observa en las biopelículas. Los escáneres de mano que utilizan tomografía de coherencia óptica se pueden utilizar para detectar biopelículas en tiempo real y detectarlas en superficies. Los métodos no invasivos utilizados para estudiar biopelículas incluyen técnicas de espectroscopia como la espectroscopia Raman y la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier que pueden obtener el espectro infrarrojo de la biopelícula. La imagen hiperespectral es un método novedoso para detectar y estudiar biopelículas en tiempo real. Los sensores basados en impedancia que detectan diferencias en la carga superficial, resonancia o conductividad pueden ayudar en la detección temprana de biopelículas.
La arquitectura de la biopelícula es compleja y consta de canales, depósitos de enzimas y variaciones en el espesor del EPS. Si bien la microscopía de fuerza atómica, la microscopía confocal y la microscopía electrónica de barrido se han utilizado para estudiar la presencia de organismos en una matriz de biopelícula, se están explorando muchos enfoques nuevos e innovadores. Harrison et al., (2006) estudiaron la arquitectura de la biopelícula mediante el uso de microscopía de barrido láser confocal y la creación de pilas Z para desarrollar un mapa arquitectónico de las biopelículas formadas en las clavijas de un CBD. Procesaron las imágenes generadas por microscopía de escaneo láser confocal de biopelículas de Candida teñidas y utilizaron software de visualización 3D para crear imágenes y estudiar la arquitectura y la presencia de células vivas y muertas. Existe una gran cantidad de software comercial y de código abierto para estos fines.
La microscopía electrónica se utiliza a menudo para estudiar los cambios morfológicos en las células y la estructura celular, lo que proporciona la ventaja de aumento y claridad. Cuatro métodos de microscopía electrónica son la microscopía electrónica de barrido convencional (SEM – Scanning Electron Microscopy), la microscopía electrónica de barrido criogénico (CRYO-SEM – Cryo-Scanning Electron Microscopy), la microscopía electrónica de barrido ambiental (ESEM – Environmental Scanning Electron Microscopy) y la microscopía electrónica de barrido con haz de iones enfocado (FIB SEM – Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy). Las técnicas se compararon ya que las biopelículas consisten en matrices hidratadas que se deshidratan después de la preparación de la muestra para SEM convencional. En CRYO-SEM, las muestras se sumergieron en un granizado de nitrógeno líquido a –210°C y se fijaron al vacío, mientras que la ESEM se llevó a cabo en un ambiente humidificado con imágenes obtenidas mediante un detector gaseoso de electrones secundarios. En FIB SEM, se tomaron imágenes de los segmentos de biopelícula utilizando un SEM de alta resolución y se crearon imágenes en 3D de los segmentos para visualizar la arquitectura 3D. Si bien SEM proporcionó imágenes claras con gran aumento, la estructura se alteró debido a la deshidratación. CRYO-SEM produjo imágenes de menor resolución que el SEM convencional debido a la menor conductancia, mientras que el ESEM fue inadecuado a aumentos por encima de 10,000 X, debido al daño del haz de electrones. FIB SEM dio como resultado una imagen de alta resolución comparable a SEM, pero proporcionó la ventaja adicional de desarrollar un modelo 3D de estructura de biopelícula similar a la microscopía de escaneo láser confocal, con la ventaja adicional de mayores aumentos.
Las condiciones de crecimiento de las biopelículas juegan un papel importante en su estudio. Las biopelículas pueden contener numerosas especies de bacterias y pueden desarrollarse en entornos dinámicos donde la fuerza de corte es constante o puede cambiar con el tiempo. Estas condiciones se pueden simular en cámaras de microfluidos. El uso de técnicas económicas como la metagenómica, la metabolómica y la metatranscriptómica puede revelar una mejor comprensión de la complejidad de las interacciones de la biopelícula entre sus especies constituyentes y sus superficies bióticas.
En Conclusión
- Si bien las biopelículas pueden provocar la persistencia de patógenos transmitidos por los alimentos y organismos de descomposición, también tienen muchos usos, como la fermentación y la competencia contra las bacterias patógenas.
- Las biopelículas se establecen en un sustrato por adhesión, formación de microcolonias y generación de sustancias exopoliméricas. Las células bacterianas pueden liberarse de una biopelícula al entorno circundante.
- Los componentes básicos de una biopelícula pueden variar según la especie de bacteria. Pueden incluir polisacáridos, ADN extracelular y fimbrias.
- La transferencia genética horizontal ocurre con frecuencia en biopelículas bacterianas y los genes adquiridos también pueden incluir genes de resistencia a patógenos y antibióticos. Las células liberadas de una biopelícula también pueden crecer lentamente y tener resistencia a ciertos biocidas.
- El entorno de la biopelícula es complejo y puede contener más de 500 especies diferentes de microorganismos. La relación entre estas especies puede variar desde la competencia hasta el sinergismo basado en la presencia de disponibilidad de nutrientes y los perfiles de asimilación de nutrientes de la microbiota residente.
- La producción de biopelículas puede proteger a los microorganismos de condiciones hostiles como el agotamiento de la nutrición y dar como resultado una mayor supervivencia en entornos difíciles.
- La presencia de biopelículas protege a sus habitantes bacterianos de agentes antimicrobianos como antibióticos y desinfectantes en concentraciones que son letales para las células planctónicas.
- Los protocolos de saneamiento utilizados para tratar las biopelículas requieren una combinación de tratamientos físicos y químicos para reducir la adherencia al sustrato y facilitar el contacto con el desinfectante.
- Cuando las bacterias se liberan de una biopelícula, generalmente pierden su resistencia a los desinfectantes.
- Durante el tratamiento de saneamiento de las biopelículas, es imperativo no esparcir fragmentos de la biopelícula debido al cizallamiento físico, ya que esto puede resultar en la propagación de la biopelícula en el entorno de procesamiento de alimentos.
Referencias
Bacterial biofilms: From the natural environment to infectious diseases.
Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., and Stoodley, P.
A personal history of research on microbial biofilms and biofilm infections.
Niels Høiby
Extracellular DNA required for bacterial biofilm formation
Whitchurch, C. B., Tolker-Nielsen, T., Ragas, P. C., and Mattick, J. S.
A characterization of DNA release in Pseudomonas aeruginosa cultures and biofilms
Allesen‐ Holm et al., 2006
High rates of conjugation in bacterial biofilms as determined by quantitative in situ analysis
Hausner, M., and Wuertz, S.
Effect of DNase and Antibiotics on Biofilm Characteristics
Tetz et al., 2009
Escherichia coli toxin gene hipA affects biofilm formation and DNA release
Zhao et al., 2013
A dual role of extracellular DNA during biofilm formation of Neisseria meningitides
Lappann et al., 2010
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1365-2958.2010.07054.x
The EPS matrix: The “house of biofilm cells.”
Flemming et al., 2007
https://www.researchgate.net/publication/6164769_The_EPS_matrix_The_House_of_Biofilm_cells
Role of extracellular DNA during biofilm formation by Listeria monocytogenes.
Harmsen et al., 2010
Extracellular DNA inhibits Salmonella enterica serovar Typhimurium and S. enterica serovar Typhi biofilm development on abiotic surfaces
Wang et al., 2014
Effect of curli expression and hydrophobicity of Escherichia coli O157:H7 on attachment to fresh produce surfaces.
Patel et al., 2011
https://naldc.nal.usda.gov/download/50453/PDF
Congo red interactions with curli-producing Escherichia coli and native curli amyloid fibers.
Reichhardt et al., 2015
Roles of curli, cellulose and BapA in Salmonella biofilm morphology studied by atomic force microscopy
Jonas et al., 2007
Biofilm formation, cellulose production, and curli biosynthesis by Salmonella originating from produce, animal, and clinical sources
Solomon et al., 2005
New method for detecting slime production by coagulase negative staphylococci
Freeman et al., 1989
Curli fibers are highly conserved between Salmonella Typhimurium and Escherichia coli with respect to operon structure and regulation
Römling et al., 1998
Jain y Chen, 2007
Role of curli and cellulose expression in adherence of Escherichia coli O157:H7 to spinach leaves
Macarisin et al., 2012
Macarisin et al., 2013
Role of curli and plant cultivation conditions on Escherichia coli O157:H7 internalization into spinach grown on hydroponics and in soil
Macarisin et al., 2014
https://naldc.nal.usda.gov/download/59360/PDF
Curli biogenesis: Order out of disorder
Evans y Chapman, 2014
Microbial biofilm formation: A need to act
Römling et al., 2014
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/joim.12242
The biofilm matrix
Flemming y Wingender, 2010
https://www.researchgate.net/publication/45440998_The_Biofilm_Matrix
Genetic analysis of Salmonella Enteritidis biofilm formation: Critical role of cellulose
Solano et al., 2002
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1046/j.1365-2958.2002.02802.x
Analysis of the cellulose synthase operon genes, bcsA, bcsB, and bcsC in Cronobacter species: Prevalence among species and their roles in biofilm formation and cell– cell aggregation
Hu et al., 2015
https://europepmc.org/backend/ptpmcrender.fcgi?accid=PMC4676712&blobtype=pdf
Pectin and xyloglucan influence the attachment of Salmonella enterica and Listeria monocytogenes to bacterial cellulose- derived plant cell wall models
Tan et al., 2016
The colanic acid gene cluster of Salmonella enterica has a complex history
Stevenson et al., 2000
Exopolysaccharide production is required for development of Escherichia coli K-12 biofilm architecture
Danese et al., 2000
Capsular polysaccharide surrounds smooth and rugose types of Salmonella enterica serovar Typhimurium DT104
De Rezende et al., 2005
Growth of Listeria monocytogenes as a biofilm on various food-processing surfaces
Blackman y Frank, 1996
Biofilm formation by Salmonella spp. and Listeria monocytogenes on plastic surface
Stepanović et al., 2004
https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1472-765X.2004.01513.x
Biofilm formation by Salmonella spp. on food contact surfaces and their sensitivity to sanitizers
Joseph et al., 2001
Excelente articulo sobre las Biopeliculas
Que gusto que fue de tu agrado Sergio.
Gracias por leer y comentar.