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El Proyecto Microbioma Humano, ¿en que consiste?
Dra. Luisa Yolanda Solís.
Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León.
E-mail: luiyol@yahoo.com
Hemos sabido que a pesar de que pareciera lo contrario, dentro del cuerpo de un adulto
sano, las células microbianas se estima que superan a las células humanas diez a uno, esta
vasta comunidad microbiana, sin embargo, sigue siendo una patología poco estudiada.
Gracias a este desconocimiento sobre su presencia a su vez no sabemos la influencia
sobre el desarrollo humano, la fisiología, la inmunidad, y la nutrición del ser humano que
habita. Para aprovechar los últimos avances tecnológicos y el desarrollo de otros nuevos,
el NIH (National Institute of Heatlh) creó el Fondo Común del Proyecto Microbioma
Humano (HMP) con la misión de generar recursos que permitan la caracterización
integral de la microbiota humana y el análisis de su papel en la salud humana y la
enfermedad.
Es así como el Proyecto Microbioma Humano (HMP) utiliza como herramienta
tecnológica la metagenómica en conjunto con aproximaciones más tradicionales de
secuenciación, para determinar la secuenciación del ADN en poblaciones completas de
microorganismos sin necesidad de aislar cada uno por separado. En lugar de estudiar por
separado el genoma de cada uno de los microorganismos de una población, la
metagenómica analiza el genoma de todos los organismos de una población a la vez. La
importancia en este proceso no se basa en el metabolismo del microorganismo sino en la
obtención de marcas particulares que determinan la presencia o ausencia de dicho
microorganismo estableciendo con ellos su número aproximado y reduciendo la distancia
genética que las separa. La metagenómica, además, estudia la respuesta de una
determinada comunidad de microorganismos ante ciertos factores y para comprobar
cómo se modifica el conjunto de genomas de dicha comunidad en respuesta a diferentes
estímulos.
Hasta ahorita dentro del proyecto microbioma humano se tiene contemplado caracterizar
las comunidades microbianas de diferentes partes del cuerpos tales como: fosas nasales,
cavidad bucal, tracto urogenital, la piel y el tracto gastrointestinal, así como analizar el
papel que tienen estos microbios en la salud y en la enfermedad.
Si desea conocer más sobre este tema la información esta disponible en las siguientes
páginas:
http://www.hmpdacc.org/
http://commonfund.nih.gov/hmp/
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Uso de películas o cubiertas comestibles como acarreadores de compuestos
naturales antimicrobianos.
Dr. Jorge Esteban de Jesús Dávila Aviña.
Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León.
E-mail: jda011@gmail.com
El uso de películas o cubiertas comestibles son una buena alternativa para incorporar
agentes antimicrobianos, que sean liberados gradualmente en la superficie del alimento
permaneciendo periodos más prolongados, dando mayor vida de anaquel y brindando un
alimento más seguro al consumidor, además que ofrecen varias ventajas sobre los
materiales sintéticos, como ser biodegradables y respetuosos del medio ambiente.
Las cubiertas o películas comestibles se definen como capas delgadas elaboradas de
diferentes materiales como polisacáridos, proteínas, lípidos y resinas derivados de plantas
y animales , que son aplicadas sobre la superficie de un alimento en adición o reemplazo
de la corteza natural, y que se comportan principalmente como barreras que reducen la
difusión de gases y vapor de agua, retardando la migración de humedad, oxígeno, dióxido
de carbono, aromas, grasas y aceites, permitiendo extender la vida útil del alimento.
Estas películas además de ser consumidas con el alimento, pueden ser transportadoras de
nutrientes y aditivos como agentes antioxidantes, antimicrobianos, mejoradores de
textura, etc. Esto con la consigna que todos los compuestos contenidos en la película o
cubierta sean clasificados como "Generalmente Reconocidos como Seguros" (GRAS).
Considerando que los consumidores demandan menos uso de compuestos químicos en
alimentos procesados, se han buscado nuevas alternativas derivadas de sustancias
naturales capaces de actuar como a agentes antimicrobianos y antioxidantes, tales como
las películas de quitosano, almidón de camote y el gel de Aloe vera que se ha demostrado
controlan el crecimiento microbiano en la zanahoria, uvas y frambuesas. Así como la
adición de antioxidantes como por ejemplo ácido cítrico y ascórbico, N-acetilcisteina,
glutatión y a-tocoferol, además de el uso de extractos de plantas o aceites esenciales que
mejoran la estabilidad de los lípidos que contienen los alimentos, evitando así la pérdida
de calidad sensorial y nutricional y que, adicionados en películas o recubrimientos
comestibles, podrían reducir la permeabilidad al vapor de agua.
Se han reportado diferentes categorías de agentes antimicrobianos que pueden ser
incorporados en películas y cubiertas comestibles como los ácidos orgánicos (acético,
benzoico, ácido láctico, propiónico, sórbico), ésteres de ácidos grasos (Monolaurato de
glicerilo), polipéptidos (lisozima, peroxidasa, lactoferrina, la nisina); aceites esenciales de
plantas (canela, orégano, hierba de limón) los cuales poseen propiedades antibacterianas y
antioxidantes debido alto contenido de compuestos fenólicos, como carvacrol, eugenol y
timol.
Si bien es cierto que la eficacia antimicrobiana de compuestos naturales como por
ejemplo los aceites esenciales incorporados en películas o cubiertas comestibles, ha sido
demostrada, existe una desventaja importante de considerar, que son compuestos con
sabor fuerte que podrían llegar a cambiar el sabor original de los alimentos, por lo que se
sugiere llevar a cabo pruebas de análisis sensorial antes de recomendar el uso de estos
sobre un alimento en especifico.
Si desea más información sobre este tema: González Aguilar G., Rosas Domínguez C.,
Vega Vega V, Villa Rodríguez J., Palafox Carlos H., Dávila Aviña J.E., y Ayala Zavala F.
(2012). Compuestos naturales como aditivos antimicrobianos y antioxidantes en
alimentos, En: Nuevas Tendencias en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Tópicos
Selectos. Editado por González Aguilar G.A et al., Editorial Trillas, S.A. de C.V. Capítulo
4, p. 82-102. ISBN 978-607-17-1112-0.
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Alternativas para la detección de Geobacillus stearothermophilus y
Bacillus sporothermodurans en leche grado UHT.
Dra. Norma Laura Heredia. Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de
Nuevo León. norma@microbiosymas.com
Se evaluó la efectividad de las placas 3MTM PetrifilmTM para cuenta de
microorganismos mesofílicos aeróbicos para la detección de B. sporothermodurans y G.
stearothermophilus en leche grado UHT comparándola con el método de vaciado en
placa o de asada sobre agar nutritivo. Para este trabajo se utilizaron tubos con 9 ml de
leche UHT los cuales fueron inoculados con suspensiones de esporas de los
microorganismos en cuestión. Después de aplicar un choque térmico, la leche fue
incubada a 37°C o 55°C, y se colectaron alícuotas después de 0, 24, 48, y 72 h de
incubación y fueron inmediatamente inoculadas en las placas Petrifilm, o en agar nutritivo
(por estriado y vaciado en placa). Se encontró que B. sporothermodurans se detectó a
las 9 h en las placas Petrifilm, en tanto que hasta las 18 h por los otros dos métodos.
Dependiendo de la cepa analizada G. stearothermophilus fue detectada entre las 6 y 12 h
cuando se sembró en las placas Petrifilm y entre 9 y 12 h por el método de estría y el de
vaciado en placa. En base a estos resultados se presentan nuevas alternativas mas rápidas
para la detección de estos microorganismos.
Si desea más información sobre este trabajo: R. Casillas, N. Heredia, S. García and D.A.
Benesh. 2012. Efficacy of 3MTM PetrifilmTM AC plates to enumerate Bacillus
sporothermodurans and Geobacillus stearothermophilus in milk. International Dairy
Journal. In press.
Escribir a: norma@microbiosymas.com
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Escherichia coli STEC, cuáles E. coli incluyen?
Dra. Luisa Yolanda Solís. Facultad de Ciencias Biológicas,
Universidad Autónoma de Nuevo León. E-mail: luiyol@yahoo.com
Escherichia coli es una bacteria Gram-negativa que se encuentra comúnmente en el
intestino de animales y humanos, siendo en su mayoría no patógenas para el hombre,
formando parte de la microbiota intestinal. Algunas cepas pueden causar infección en
humanos, las cuales se han agrupado en seis categorías principales causantes de diarrea:
E. coli enterotoxigénica (ETEC), enteroinvasiva (EIEC), enteropatogénica (EPEC),
enterohemorrágica (EHEC), enteroagregativa (EAEC) y adherente difusa (DAEC).
Además, diversos tipos de E. coli patogénica extraintestinal (ExPEC) se conoce que
causan enfermedad fuera del tracto gastrointestinal llamadas E. coli uropatogénicas
(UPEC) y asociadas a meningitis del recién nacido (NMEC).
En 1982 en Estados Unidos, dos brotes de colitis severa fue asociada al consumo de
carne mal cocida y contaminada por el serotipo O157:H7 de las EHEC. En esta bacteria
se encontró que produce una toxina similar a la producida por Shigella dysenteriae por lo
que se llamó Shiga-toxina, o bien, verotoxina debido a su toxicidad en la línea celular
Vero. Por esta razón, a las cepas de E. coli que producen esta toxina se les nombra E.
coli productoras de toxina-shiga (STEC). En este caso la E. coli enterohemorrágica
(EHEC) constituye un subconjunto de cepas STEC asociadas con síntomas clínicos
severos que incluyen desde diarrea media hasta colitis hemorrágica y puede complicarse
con el síndrome urémico hemolítico la principal causa de falla renal en niños y adultos.
Más de 200 serotipos de STEC se han reconocido, de las cuales el 50% se han reportado
patógenos para humanos. Recientemente, los elevados números de enfermedades
causadas por no-O157 se han enfocado en estos serotipos como patógenos emergentes.
La enfermedad por STEC no-O157 va de leve a severa, sin embargo, algunos serotipos
han producido brotes más graves causando colitis hemorrágica.
Entre los factores de virulencia principales de las STEC se han encontrado: toxinas tipo
Shiga (stx1 y stx2), producción de la lesión A/E (adhesión y efacelamiento), genes
acarreados en los plásmidos, como aquellos que codifican la enterohemolisina, serina
proteasa, catalasa-peroxidasa, una adhesina de autoaglutinación, isla de patogenicidad en
el locus de efacelamiento del enterocito que codifica para intimina, receptor de
translocación de la intimina, sistema de secreción tipo III y proteínas efectoras
translocadas por dicho sistema de secreción.
Los serotipos principalmente reportados como patógenos en humanos, además del
O157:H7 son: O91, O26, O111, O103, O121, O145, O26:H11, O103:H2, O104:H21,
O111:H-, O145:H-, O103:H25, O118:H16, O45:H2, O55:H7 y recientemente el
O104:H4. Algunos serogrupos de no-O157 pueden ser aislados a partir de muestras
fecales de animales como bovinos, cabras, pollo, perros. Se sabe que se pueden aislar de
los mismos alimentos que las cepas O157:H7 y también de carne de guajolote, ternera,
pescado, mariscos, salchicha, leche, agua contaminada, cidra de manzana, yogurt y
vegetales tales como lechuga, rábanos, alfalfa y tomates.
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El consumo de café: ¿Riesgo o beneficio?
M.C. Sandra L. Castillo Hdz.. Facultad de Ciencias Biológicas,
Universidad Autónoma de Nuevo León. E-mail: loruhama21@yahoo.com.mx
Desde hace algunos años se ha disparado la investigación sobre los beneficios que aporta
al humano el consumo de productos naturales. Se han hecho investigaciones de muchos
tipos en gran variedad de plantas y sus frutos. Gracias a la tecnología se han logrado
identificar compuestos presentes en plantas y sus derivados (te, extractos, infusiones,
aceites esenciales, etc.).
El café es la bebida más consumida después del agua. Sin embargo y a pesar de los
esfuerzos realizados, aún existe controversia en los beneficios y riesgos que aporta.
Contrario a lo que muchas personas pudieran creer, se ha demostrado recientemente que
más que dañino, el café puede resultar beneficioso para la salud. Estos beneficios se han
atribuido a su contenido fitoquímico que incluye cafeína, ácido clorogénico, ácido cafeico
e hidroxihidroquinona que se consideran potentes antioxidantes. Muchas investigaciones
han demostrado el efecto inverso entre el consumo del café y algunas enfermedades
como Diabetes mellitus, Alzheimer, algunas líneas celulares cancerosas y la enfermedad
de Parkinson. Más aun, el café aminora el estrés oxidativo por su capacidad de inducir
mRNA y la expresión de proteínas reparadoras. Esta característica es conferida por la
fracción lipídica del café, que contiene cafestol y kahweol. Se ha demostrado que estos
dos compuestos son capaces de desencadenar mecanismos de defensa contra el estrés
oxidativo y están asociados con la protección hacia el estrés químico. Otros estudios han
demostrado que la cafeína y sus metabolitos, ayudan mejorando la capacidad cognitiva
además de actuar como protectivos contra células malignas modulando la producción de
enzimas destoxificantes.
Sin embargo y a pesar de estos beneficios, su consumo excesivo (más de tres tazas al
día), puede elevar los niveles de colesterol dando como resultado problemas coronarios,
infartos cerebrales, insomnio y complicaciones cardiovasculares. La cafeína también
puede afectar los receptores de adenosina provocando fatiga muscular en aquellas
personas adictas al café además de existir una pequeña relación en el riesgo de contraer
algunos cánceres como el laríngeo, pulmonar o próstata. Sin embargo y para terminar
este tema, les diré que no se ha encontrado relación directa con otros tipos de cáncer
como el de páncreas o mama, por el contrario se ha visto que hay una disminución en la
frecuencia de estos tipos de cáncer en personas que consumen de dos a tres tazas de café
al día. Estos estudios ponen al café en un estatus de controversia, mas sin embargo, su
consumo moderado más que riesgoso, puede resultar muy beneficioso.
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NUEVOS PARADIGMAS PARA TERAPIAS ANTIMICROBIANAS
M.C. Sandra Castillo Hernández. Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad
Autónoma de Nuevo León. E-mail: loruhama21@yahoo.com.mx
Debido al incremento de la resistencia de microorganismos a antibióticos, se han buscado
alternativas terapéuticas que permitan el control de los mismos. Algunas investigaciones
se han enfocado en la búsqueda de nuevos antimicrobianos que pudiesen afectar
funciones esenciales para la infección como los factores de virulencia, entre los cuales
figura el Quórum Sensing (QS), un modo de comunicación bacteriana basado en
moléculas señalizadoras que son liberadas en el medio y que tienen la capacidad de
censar la población microbiana presente. A estas moléculas se les llama también
autoinductores, ya que, después de censar la población presente, tienen la capacidad de
internalizarse de nuevo en la célula e inducir la expresión de factores de virulencia.
Este sistema está presente en múltiples especies bacterianas y regula procesos como:
esporulación, movilidad, bioluminiscencia, síntesis de antibióticos, formación de
biopelículas, producción de toxinas, entre muchos otros.
En pocas palabras, la bacteria puede expresar factores de virulencia, cuando se ha
alcanzado una población suficiente para producir una infección efectiva. Existen muchos
mecanismos de supervivencia que desencadena el QS, por ejemplo, la formación de
biopelículas. Un ejemplo típico de ello se ha observado en Vibrio cholerae; el QS,
induce la formación de biopelículas lo cual le permite evadir el ambiente ácido del tracto
digestivo sin comprometer su habilidad para infectar.
Se ha comprobado también que la movilidad está influenciada por el QS, lo que le
permite a la bacteria migrar y establecerse para provocar la infección. Así mismo se ha
observado, que la producción de toxinas está influenciada por el QS.
Desde el descubrimiento de este sistema de comunicación bacteriana, los investigadores,
han conjuntado esfuerzos en el entendimiento y prevalencia del QS. La caracterización
de circuitos de señalización y su entendimiento conllevan a aplicaciones creativas que nos
dan una oportunidad de crecimiento en las áreas terapéuticas y biotecnológicas. Por un
lado, interferir o bloquear las vías del QS podrá inhibir la habilidad de la bacteria para
censar la población presente y por lo tanto evitar la expresión de genes de virulencia. Por
otro lado, la búsqueda de estos inhibidores o bloqueadores del QS, ha desencadenado el
interés por el desarrollo de nuevos productos antimicrobianos de origen natural, que
actúan como competidores, interrumpiendo el mecanismo de QS, evitando así, la
expresión de estos genes. Este tipo de terapias podrían ser muy prometedoras, e incluso
podrían ser utilizadas como tratamientos profilácticos, ya que no desencadenan
resistencia antimicrobiana y no alteran la microbiota del hospedero. Sin embargo, y
aunque ya se han tipificado algunas moléculas de origen natural como las furanonas, que
interrumpen este proceso, aún se requieren más esfuerzos para lograr obtener
compuestos que sean totalmente inofensivos para el hospedero y sumamente efectivos
para el bloqueo de este mecanismo, ya sea a nivel de expresión genética o interfiriendo
externamente en el reconocimiento de la molécula señalizadora en cuestión. Lo que sí es
un hecho, es que el QS es un blanco terapéutico prometedor y las investigaciones futuras
proporcionarán datos importantes para el control de microorganismos.
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Antimicrobianos naturales y conservación de alimentos
M.C. Eduardo Sánchez García. Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma
de Nuevo León. E-mail: esgarcia26@yahoo.com
Muchos productos alimenticios son perecederos por naturaleza y son susceptibles a la
contaminación por microorganismos deteriorantes y patógenos. Los procesos de
preservación de alimentos se han desarrollado por un lado para extender la vida de
anaquel del alimento así como para asegurar la inocuidad del mismo. La mayoría de los
sistemas de preservación de alimentos como calentamiento, refrigeración y la adición de
productos químicos con actividad antimicrobiana, frecuentemente son asociados a
cambios adversos en las propiedades organolépticas del alimento así como con la pérdida
de su valor nutritivo.
Los antimicrobianos naturales, constituyen cada vez una nueva forma de garantizar
alimentos seguros, manteniendo inalterable la calidad del alimento. El uso de
metodologías clásicas, como los tratamientos térmicos para garantizar la seguridad de los
alimentos, se complementa cada vez más con nuevas tecnologías emergentes. Es el caso
del uso de compuestos antimicrobianos de origen natural, una alternativa atractiva para
ofrecer productos sanos y seguros. Los expertos valoran positivamente, por ejemplo,
estrategias como la bioconservación (explotando los fenómenos de interferencia
microbiana) en combinación con procedimientos modernos de control, como el análisis
de riesgos y control de puntos críticos.
Los sistemas antimicrobianos naturales presentes en plantas, animales o microorganismos
van ganando adeptos en el ámbito de la “conservación natural”. Aunado a esto, en la
época actual un número cada vez mayor de consumidores prefieren alimentos
mínimamente procesados, de alta calidad, libres de conservadores y ante todo
microbiológicamente seguros. Muchos de estos alimentos novedosos representan retos
nuevos en lo que respecta a su conservación, ya que los métodos tradicionales suelen
cumplir solo en parte con la demanda del consumidor, por lo que se ha incrementado la
utilización de productos naturales como “conservadores biológicos”.
Las plantas, las hierbas y las especias así como sus aceites esenciales, poseen un gran
número de sustancias que se sabe inhiben varias actividades metabólicas de bacterias,
levaduras y mohos aunque algunas de estas permanecen explotadas tan solo parcialmente.
Sin embargo, existe una gran cantidad de otros compuestos naturales de los que aún no
se han investigado sus usos potenciales y su posible efecto sobre las propiedades
sensoriales de los alimentos a los que se adicionen. La estabilidad y seguridad de algunos
alimentos, se basa fundamentalmente en la conservación mediante la adición de agentes
antimicrobianos naturales, esto es debido a que el uso de los agentes antimicrobianos
sintéticos han presentado problemas en el ser humano, es por ello que se ha generado la
necesidad de buscar alternativas de conservación que cubran las mismas propiedades
antimicrobianas y compatibilidad con el alimento. Sin embargo hay mucho por descubrir,
para así poder obtener productos más sanos, nutritivos y con mejores características.
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Niveles de Contaminación de Frutas y Hortalizas en Monterrey, N.L.
Dra. Norma Laura Heredia. Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de
Nuevo León. norma@microbiosymas.com
Muchos vegetales frescos incluyendo melones, perejil, cebolla, tomate y chile serrano y
jalapeño se han visto involucrados como causantes de brotes de enfermedades
gastrointestinales. Es por esa razón se realizó un estudio en donde se colectaron 300
muestras de los vegetales arriba citados y se realizó un estudio epidemiológico para
establecer la calidad de estos vegetales en punto de venta en el área metropolitana de
Monterrey, N.L. En el estudio se analizaron niveles de organismos indicadores
(mesofílicos, coliformes) utilizando el sistema automatizado TEMPOR, así como la
presencia de microorganismos patógenos, tales como Salmonella sp, E. coli O157:H7, L.
monocytogenes y Campylobacter sp mediante el sistema automatizado miniVidasR, en
tanto que C. perfringens y Shigella sp se analizaron por las técnicas descritas por la FDA
(BAM, FDA). En las muestras analizadas se encontró que los niveles de organismos
mesofílicos estuvieron presentes en rangos muy variables de 10 a > 107 UFC/g), en tanto
que los niveles de coliformes se ubicaron por debajo de 105 UFC/g en la mayoría de las
muestras. Las muestras de tomate fueron las que registraron los niveles más bajos de
microorganismos indicadores. C. perfringens fue detectada en 6 muestras de perejil, en
tanto de Salmonella Typhi, Campylobacter y L. monocytogenes se detectaron en una
ocasión en muestras diferentes todas de perejil. No se detectó a E. coli O157:H7 ni
Shigella en ninguna muestra analizada.
Si desea más información sobre este trabajo: Gómez, M., G. Isunza, N. Heredia, L.
Solís, G. Moreno, O. Tovar and S. García. 2012. Analysis of microbial contamination
levels of fruits and vegetables at retail in Monterrey, Mexico. Journal of Food, Agriculture
and Environment. 10-152-156.
Para solicitar una copia del trabajo escribir a: norma@microbiosymas.com
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* La AMEPAL no asume ninguna responsabilidad por el contenido aquí expuesto. Estas son solo comentarios de autores
expertos que desean dar su opinión sobre temas de actualidad.
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