Lactococcus: qué es, características, morfología, beneficios, patogenia
¿Qué es el Lactococcus?
Lactococcus es un género de bacterias Gram positivas, pleomórficas, que pueden crecer individualmente, en parejas o en cadenas. Son quimioorganótrofas homofermentativas, producen ácido láctico por fermentación de la glucosa.
La industria alimenticia emplea algunas especies del género. Generalmente son consideradas no patógenas o patógenas oportunistas. Sin embargo, en los últimos años, el número de casos clínicos asociados con infecciones por estos microorganismos se ha incrementado, tanto en animales como en humanos.
El género está formado por algunas especies que antes se agrupaban bajo el género Streptococcus.
Características del Lactococcus
– Los Lactococcus son organismos quimioorganótrofos.
– No poseen flagelo, ni forman esporas. Son anaerobias facultativas, catalasa negativas y no hemolíticas.
– Crecen a 10° C, pero no a 45° C. Por lo general crecen en medios con 4% (p/v) de NaCl. Producen L- ácido láctico al fermentar la glucosa.
– Todas las cepas contienen fosfatidilglicerol y cardiolipina. La mayoría reacciona con antisueros del grupo N.
– Algunas cepas poseen bajos niveles de menaquinonas. El contenido de G – C del ADN varía de 34 a 43% en moles.
Taxonomía
El género Lactococcus fue erigido en 1985 para contener un grupo de bacterias incluidas previamente dentro del género Streptococcus (lactis) del grupo N de la clasificación de Lancefield.
La separación fue realizada con base en estudios de hibridación de ácidos nucleicos, fisiológicos, de inmunología comparada y composición de lípidos y de ácido lipoteicoico.
Taxonómicamente está ubicado en la familia Streptococcaceae, del orden Lactobacillales, perteneciente a la clase Bacilli del phylum Firmicutes.
Actualmente el género cuenta con 14 especies válidas, de las cuales nueve han sido descritas en la última década, incluyendo a Lactococcus reticulitermitis, descrita en 2018. Lactococcus garviae cuenta con dos subespecies y Lactococcus lactis cuenta con cuatro subespecies válidas y una biovariedad.
Morfología
Las bacterias del género Lactococcus tienen forma de esferas o células ovoides, que pueden crecer individualmente, en pares o en cadenas. En caso de tener forma de cadena, las células se alargan en la misma dirección de esta.
Poseen numerosos plásmidos que pueden variar en tamaño, desde 2 kb (Kilobase) hasta más de 100 kb. La pared celular consiste de peptidoglicano y una matriz de polisacáridos, ácido teicoico y proteínas.
Beneficios
El género contiene 14 especies, de las cuales solo Lactococcus lactis es usado comúnmente con fines industriales, principalmente la subespecie L. lactis subsp. lactis.
Lactococcus lactis ha sido usada históricamente, tanto artesanal como industrialmente, en la fermentación de alimentos, como queso, yogur, chucrut y similares.
La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) la cataloga como Generalmente Reconocida Como Segura (GRAS). Esta bacteria, además de conferir sabor, también produce ácidos que conservan los alimentos.
Probióticos
Las Bacterias Ácido Lácticas (BAL) aisladas de productos lácteos naturales poseen un gran interés entre los probióticos correctores de la microbiota intestinal normal. Muchas BAL sintetizan péptidos o complejos de proteínas biológicamente activos.
Estos compuestos son conocidos como bacteriocinas. Lactococcus lactis produce bacteriocinas como lacticinas, nisinas y lactococcinas. La nisina es el compuesto mejor estudiado en este último grupo.
La nisina, producida por algunas cepas de Lactococcus lactis subsp. lactis, es una bacteriocina de amplio espectro con actividad antimicrobiana mejorada. Una de las propiedades más importantes de la nisina es la actividad contra bacterias Gram positivas y esporas bacterianas de clostridia y bacilos.
También actúa contra otras bacterias que no forman esporas, como muchas especies de estreptococos patógenos y estafilococos. Además es no tóxica, estable a pH bajo y no influye en la microbiota del tracto gastrointestinal.
Todas estas propiedades refuerzan el papel de la bacteria en la industria alimentaria.
Usos potenciales
Aparte de su importante función en la industria alimentaria, L. lactis ha sido empleada en ingeniería genética.
Factores como su genoma completamente secuenciado, de pequeño tamaño (2,3 Megabases o Mbp) y sistema de clonación desarrollado exitosamente, la han convertido en un modelo de trabajo.
Los investigadores han obtenido, por ejemplo, cepas de Lactococcus lactis genéticamente modificadas que producen y liberan Mycobacterium Hsp65. Esta sustancia es un tipo de proteína de choque térmico (Hsp). Las Hsp son proteínas inmunodominantes expresadas por varias células inmunitarias y por bacterias comensales.
La Mycobacterium Hsp65 liberada por las bacterias genéticamente modificadas, administrada por vía oral, previene completamente la colitis inducida en ratones. Estos resultados pueden abrir opciones alternativas para el manejo a largo plazo de la enfermedad intestinal inflamatoria en humanos.
Lactococcus garvieae, aislada de la leche de vaca, ha mostrado su eficacia para inhibir microorganismos patógenos en ganado vacuno. El espectro inhibitorio de la bacteriocina secretada por Lactococcus garvieae, como sustancia antimicrobiana, tiene un papel potencial como forma alternativa de antibiótico contra la mastitis bovina.
Patogenia
Las especies de Lactococcus son consideradas como organismos de baja virulencia, causantes de infecciones oportunistas en seres humanos, principalmente en personas con el sistema inmune debilitado.
Pero en los últimos años, el número de casos clínicos asociados con infecciones por estos microorganismos ha aumentado, tanto en humanos como en animales.
Las bacterias Lactococcus garvieae, L. piscium y L. lactis subsp. lactis son reconocidas como las especies de este género con mayor importancia clínica para la medicina humana y veterinaria.
A menudo se los identifica erróneamente como enterococos o estreptococos. Debido a las dificultades para identificarlos correctamente, quizás su importancia clínica ha sido subestimada.
En humanos
Lactococcus garvieae ha sido asociada con diversas enfermedades, principalmente de tipo intrahospitalarias. Entre estas enfermedades están bacteriemia, endocarditis infecciosa, absceso hepático, septicemia espontánea, diverticulitis, infección del tracto urinario y peritonitis.
Lactococcus lactis subsp. cremoris ha sido señalada como agente causal de endocarditis bacteriana, septicemia, abscesos hepáticos y cerebrales, neumonitis necrotizante, neumonitis purulenta, artritis séptica, infección profunda del cuello, peritonitis, colangitis ascendente y canaliculitis.
La exposición a productos lácteos no pasteurizados es un factor de riesgo de infección por esta bacteria. Lactococcus lactis subsp. lactis se ha asociado con endocarditis, también se ha aislado de muestras clínicas de sangre, lesiones cutáneas y orina.
En animales
Lactococcus garvieae y L. piscium son patógenas para varias especies de peces, L. garvieae también ha sido señalada como patógena de camarones, y causa mastitis en rumiantes. Lactococcus lactis subsp. lactis ha sido señalada como causante de infecciones en aves acuáticas.
Tratamientos
No existe aún una guía específica para la terapia antimicrobiana contra infecciones producidas por Lactococcus. Para la terapia, mientras tanto, se sugiere determinar la susceptibilidad del patógeno aislado de los cultivos.
La penicilina, cefalosporina de tercera generación y coamoxiclav han sido empleados basados en los test de susceptibilidad.
Referencias
- S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Lactococcus lactis cremoris infection: not rare anymore? BMJ Case Reports.
- D. Samaržija, N. Antunac, J.L. Havranek (2001). Taxonomy, physiology and growth of Lactococcus lactis: a review. Mljekarstvo.
- Genus Lactoccocus. En List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature: LPSN. Recuperado de www.bacterio.net/lactococcus.html.