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Título
Efecto de diferentes biocidas sobre la resistencia a los antibióticos, los biofilms y el proteoma en cepas de Listeria monocytogenes y Salmonella enterica de origen alimentario
Autor
Director/es
Facultad/Centro
Área de conocimiento
Datos de la obra
González Machado, C. (2024). Efecto de diferentes biocidas sobre la resistencia a los antibióticos, los biofilms y el proteoma en cepas de Listeria monocytogenes y Salmonella enterica de origen alimentario. [Tesis doctoral, Universidad de León]
Fecha
2024-03-01
Abstract
[ES] La prevalencia de resistencia a los antibióticos supone un desafío creciente para la Salud Pública en el ámbito mundial, por lo que es prioritario adoptar las medidas necesarias para su control. Además, la mayor parte de las bacterias patógenas son capaces de formar biopelículas, lo que incrementa sustancialmente su resistencia a los antibióticos y biocidas, a la vez que hace necesaria la búsqueda de nuevos compuestos antimicrobianos más efectivos. Se ha estudiado el efecto de diferentes biocidas sobre la resistencia a los antibióticos, los biofilms y el proteoma en cepas de Listeria monocytogenes y Salmonella enterica de origen alimentario, centrándose en la problemática de los biofilms mixtos, más habituales en la naturaleza en general y en la Industria Alimentaria en particular. Las células sésiles de los biofilms formados por L. monocytogenes y S. enterica presentaron una mayor resistencia frente al ácido peracético que los biofilms monoespecie de estos microorganismos. Los constituyentes individuales de las biopelículas expuestas a diferentes tratamientos antimicrobianos se han evaluado por microscopía láser confocal de barrido (CLSM) utilizando colorantes fluorescentes específicos. Este conocimiento es útil para diseñar estrategias orientadas a erradicar los biofilms y mejorar la seguridad de los alimentos. Se encontró una fuerte correlación positiva (P < 0,01) entre el biovolumen total de la biopelícula y el biovolumen de células vivas, proteínas y β-polisacáridos, que pueden servir como marcadores útiles de la presencia de biopelículas. Se ha observado que la exposición de las bacterias a concentraciones subinhibitorias de biocidas provoca la emergencia de resistencia a diferentes antibióticos, hecho que enfatiza la necesidad de usar dosis adecuadas de desinfectantes en los entornos de procesado de alimentos. De los compuestos evaluados, el que presenta una menor capacidad de provocar resistencia es el ácido peracético. En la búsqueda de nuevos agentes antimicrobianos destacan las nanopartículas metálicas, destacando las de cobre, que se presentan como una interesante opción para erradicar las biopelículas. Además, se han observado sinergias en la combinación de nanopartículas de plata con fosfomicina, con un efecto antibacteriano incrementado respecto a su aplicación individual. Por su parte, los tratamientos enzimáticos permiten eliminar algunos componentes clave de la matriz polimérica extracelular de las biopelículas y facilitar el acceso de otros compuestos antimicrobianos, detectándose una disminución de la masa de células viables, que fue sustancial en el caso de la pronasa a 4.000 ppm y la desoxirribonucleasa a 2.000 ppm. La proteómica supone una importante herramienta que mejora la comprensión de las diferentes estrategias de las bacterias para luchar contra los antibióticos y los desinfectantes. El análisis proteómico realizado ha facilitado la comprensión de las proteínas que intervienen en la patogénesis bacteriana, permitiendo ampliar el conocimiento sobre los mecanismos de virulencia y de resistencia a los antimicrobianos. Estos resultados pueden suponer un punto de partida en la búsqueda de nuevas dianas para el desarrollo de fármacos más eficaces. Finalmente, se ha realizado una revisión de 586 artículos científicos con el objetivo de recopilar la bibliografía disponible sobre la prevalencia de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA) en diferentes alimentos de consumo humano, determinando los tipos más frecuentes y recogiendo la metodología utilizada en cada caso con el objeto de conocer la que ofrece una mejor detección de las muestras positivas. La gran variabilidad de metodologías usadas para el estudio de MRSA pone de manifiesto la necesidad de desarrollar un protocolo armonizado para el estudio de este microorganismo en alimentos. Los resultados de esta Tesis Doctoral han permitido adquirir conocimientos que pueden contribuir a la mejora de la Seguridad Alimentaria. [EN] The prevalence of antibiotic resistance represents a growing challenge for public health worldwide, making it a priority to adopt the necessary measures for its control. Furthermore, most pathogenic bacteria are capable of forming biofilms, which substantially increases their resistance to antibiotics and biocides, while making the search for new, more effective antimicrobial compounds a necessity. The effect of different biocides on antibiotic resistance, biofilms and proteome in strains of Listeria monocytogenes and Salmonella enterica of food origin was studied, focusing on the problem of mixed biofilms, which are more common in nature in general and in the food industry in particular. The sessile cells of the biofilms formed by L. monocytogenes and
S. enterica presented greater resistance to peracetic acid than the monospecies biofilms of these microorganisms. Individual constituents of biofilms exposed to different antimicrobial treatments were evaluated by confocal laser scanning microscopy (CLSM) using specific fluorescent dyes. A strong positive correlation (P < 0.01) was found between total biofilm biovolume and the biovolume of live cells, proteins and β- polysaccharides, which can serve as useful markers of the presence of biofilms. It was observed that the exposure of bacteria to subinhibitory concentrations of biocides causes the emergence of resistance to different antibiotics, a fact that emphasises the need to use adequate doses of disinfectants in food processing environments. Of the compounds evaluated, the one with the least capacity to cause resistance was peracetic acid. In the search for new antimicrobial agents, metallic nanoparticles stand out, especially copper ones, which are presented as an interesting alternative to eradicate biofilms. Furthermore, synergies were observed in the combination of silver nanoparticles with fosfomycin, with an increased antibacterial effect compared to their individual application. For their part, enzymatic treatments allowed the elimination of some key components of the extracellular polymeric matrix of the biofilms and facilitated the access of other antimicrobial compounds, detecting a decrease in the mass of viable cells, which was substantial in the case of pronase at 4,000 ppm and deoxyribonuclease at 2,000 ppm. Proteomics is an important tool that improves the understanding of the different strategies of bacteria to fight antibiotics and disinfectants. The proteomic analysis carried out facilitates the understanding of the proteins involved in bacterial pathogenesis, allowing us to expand knowledge about the mechanisms of virulence and antimicrobial resistance. These results can be a starting point in the search for new targets for the development of more effective drugs. Last, a review of 586 scientific articles was carried out with the aim of compiling the available literature on the prevalence of methicillin- resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in different foods for human consumption,determining the most frequent types and collecting the methodology used in each case to know which one offers the best detection of positive samples. The great variability of methodologies used for the study of MRSA highlights the need to develop a harmonised protocol for the study of this microorganism in foods. The results of this doctoral thesis allowed us to acquire knowledge that can contribute to the improvement of food safety.
Materia
Palabras clave
ID proyecto
- info:eu-repo/grantAgreement/MINECO/ Programa Estatal de I+D+I Orientada a los Retos de la Sociedad/ RTA2014-00045-C03-02/ES/ Supervivencia de Listeria monocytogenes sobre superficies de contacto con alimentos: un abordaje multidisciplinar de un problema complejo
- info:eu-repo/grantAgreement/AEI/ Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad/ RTI2018-098267-R-C33/ES/ ALTERNATIVAS AL USO DE DESINFECTANTES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA DIRIGIDAS A REDUCIR LA SUPERVIVENCIA DE LISTERIA MONOCYTOGENES Y SALMONELLA ENTERICA SOBRE LAS SUPERFICIES
- info:eu-repo/grantAgreement/AEI/ Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia/ PID2022-142329OB-C31/ES/ CARACTERIZACION DE LA MICROBIOTA EN SUPERFICIES DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS: EFECTO DE NUEVOS BIOCIDAS SOBRE LA RESISTENCIA A ANTIBIOTICOS Y LOS BIOFILMS DE L. MONOCYTOGENES
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Aparece en las colecciones
- Tesis [1364]
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