Novel Lytic Enterococcus Phage as a Biocontrol Strategy for Multidrug-Resistant Enterococcus faecalis Biofilms on Food-Contact Surfaces: Genomic and Functional Insights

En el mundo oculto de la inocuidad alimentaria, un problema persistente acecha en las superficies de las plantas de procesamiento de productos lácteos. No es una sola bacteria, sino una comunidad de ellas, que viven juntas en una capa viscosa y protectora conocida como biofilm. Estas comunidades son formadas por bacterias como Enterococcus faecalis, que son naturalmente resistentes y pueden sobrevivir en condiciones adversas, desde altas temperaturas hasta entornos salinos. Una vez que se adhieren a los equipos de acero inoxidable y construyen estos biofilms, se vuelven increíblemente difíciles de eliminar. Los productos químicos de limpieza estándar suelen fallar porque el limo actúa como un escudo, protegiendo a las bacterias en su interior. Esto es una preocupación importante porque estas bacterias pueden portar resistencia a los antibióticos, lo que las hace peligrosas para la salud humana, y pueden estropear los alimentos o contaminar la línea de producción. Los científicos han buscado durante mucho tiempo una forma de romper estos escudos sin utilizar productos químicos más agresivos que puedan dañar el equipo o los alimentos mismos.

Un equipo de investigadores de Egipto y Japón ha recurrido al propio depredador de la naturaleza para resolver este problema: el bacteriófago. Estos son virus que cazan específicamente a las bacterias. A diferencia de los virus que infectan a los humanos, los bacteriófagos solo atacan a las células bacterianas. Funcionan adhiriéndose a una bacteria, inyectando su material genético y convirtiendo la célula en una fábrica que produce más virus hasta que la célula estalla y muere. Los investigadores aislaron dos de estos virus de muestras de aguas residuales, buscando aquellos que atacaran específicamente al problemático Enterococcus faecalis. Encontraron dos candidatos, llamados BV26 y BV34, y se propusieron ver si podían sobrevivir a las duras condiciones de una planta láctea y erradicar eficazmente los biofilms bacterianos.

Los investigadores examinaron primero la apariencia física de estos virus utilizando potentes microscopios electrónicos. Descubrieron que ambos virus pertenecen a una familia caracterizada por una cabeza hexagonal y una cola larga y flexible, que se asemeja a una diminuta jeringa esperando para atacar. Luego, probaron qué tan bien podían sobrevivir estos virus en diferentes entornos. Los resultados fueron prometedores. Los virus se mantuvieron activos en un amplio rango de niveles de acidez, desde muy ácidos hasta muy alcalinos, y pudieron soportar temperaturas de hasta 50 grados Celsius. Quizás lo más sorprendente fue que no se vieron afectados por la luz ultravioleta, un método común utilizado para esterilizar superficies. Esto significaba que estos virus podrían utilizarse potencialmente en instalaciones que dependen de la luz UV para la limpieza, ya que los virus no serían eliminados por el proceso.

Para asegurar que estos virus fueran seguros de usar, el equipo secuenció todo su código genético. Buscaban cualquier señal de que los virus pudieran portar genes dañinos, como aquellos que causan enfermedades o que hacen que las bacterias sean resistentes a los antibióticos. El análisis mostró que los virus eran puramente líticos, lo que significa que solo destruyen a sus huéspedes y no se integran en el ADN bacteriano para permanecer latentes. Crucialmente, el mapa genético no reveló factores de virulencia ni genes de resistencia a los antibióticos, confirmando que los virus son seguros para su uso en entornos de producción de alimentos. El estudio genético también mostró que uno de los virus, el BV26, era distinto de otros virus conocidos, representando un nuevo linaje en la familia de los cazadores de Enterococcus.

El equipo pasó entonces a la prueba más crítica: ¿podían estos virus realmente detener la formación de un biofilm o destruir uno que ya estuviera allí? Cultivaron las bacterias en cupones de acero inoxidable, que simulan las superficies metálicas encontradas en el equipo lácteo. Cuando aplicaron el virus para evitar que las bacterias se adhirieran, descubrieron que el efecto dependía del número de virus utilizados. Con la concentración más alta, el virus impidió que las bacterias formaran un biofilm significativo, reduciendo el recuento bacteriano en más de tres órdenes de magnitud durante cinco días. Esto significa que, en lugar de millones de bacterias, solo quedaban unos pocos miles.

Aún más impresionante fue la capacidad del virus para limpiar un desastre existente. Los investigadores permitieron que un biofilm maduro creciera en el acero durante cinco días, creando una capa gruesa y establecida de bacterias. Luego aplicaron el virus y observaron qué sucedía durante las siguientes 24 horas. En tan solo un día, el virus había reducido el número de bacterias en el biofilm maduro en casi siete órdenes de magnitud. Esta es una reducción masiva, que efectivamente borra la gran mayoría de la colonia bacteriana que tardó días en construirse. El virus no solo detuvo el crecimiento de las bacterias; desmanteló activamente la comunidad existente.

El estudio concluye que este virus específico, el BV26, es una herramienta robusta y eficaz para la inocuidad alimentaria. Es lo suficientemente estable como para sobrevivir a las diversas condiciones de una planta láctea, lo suficientemente seguro como para usarse sin temor a propagar la resistencia, y lo suficientemente poderoso como para prevenir y eliminar biofilms bacterianos persistentes en superficies metálicas. Si bien los investigadores señalan que se necesitan más pruebas bajo condiciones industriales reales, los hallazgos sugieren una nueva forma natural de mantener limpios los equipos de procesamiento de alimentos. Al utilizar un virus que ataca específicamente a las bacterias problemáticas, la industria podría ser capaz de mantener estándares de higiene más altos sin depender únicamente de desinfectantes químicos que las bacterias han aprendido a resistir.