A potência de bacteriófagos isolados de intestino de galinha e tribo bovina para controlar o biofilme

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8222 (2023) Cite este artigo

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O biofilme se torna um dos problemas cruciais de segurança alimentar na indústria alimentícia, pois a formação de biofilme pode ser uma fonte de contaminação. Para lidar com o problema, a indústria geralmente emprega métodos físicos e químicos, incluindo sanitizantes, desinfetantes e antimicrobianos para remover o biofilme. No entanto, a utilização desses métodos pode trazer novos problemas, que são a resistência bacteriana no biofilme e o risco de contaminação do produto. Novas estratégias para lidar com biofilmes bacterianos são necessárias. Os bacteriófagos (fagos), como uma alternativa ecológica aos produtos químicos, ressurgiram como uma abordagem promissora para tratar o biofilme bacteriano. No presente estudo, o potencial de fagos líticos que possuem atividade antibiofilme em bactérias formadoras de biofilme (Bacillus subtilis), foram isolados de intestinos de frango e tripas bovinas obtidos de mercados tradicionais da Indonésia usando células hospedeiras obtidas isoladas dessas amostras. O isolamento dos fagos foi realizado usando a técnica de ágar de dupla camada. Um teste lítico de fagos foi administrado em bactérias formadoras de biofilme. Foi investigada a diferença do nível de turbidez entre o controle (que não foi infectado por fagos) e os tubos de ensaio contendo bactérias hospedeiras infectadas por fagos. O tempo de infecção para a produção de fagos foi determinado com base no nível de clareza do meio no tubo de ensaio com um tempo de adição de lisado maior. Três fagos foram isolados, a saber: ϕBS6, ϕBS8 e ϕUA7. Mostrou a capacidade de inibir B. subtilis como bactéria de deterioração formadora de biofilme. Os melhores resultados de inibição foram obtidos com ϕBS6. A infecção com ϕBS6 em B. subtilis levou a uma diminuição de 0,5 log do ciclo nas células bacterianas. Este estudo mostrou que fagos isolados podem ser usados ​​como uma abordagem potencial para lidar com o problema de formação de biofilme por B. subtilis.

Surtos recentes de doenças transmitidas por alimentos podem ser atribuídos a biofilmes. A formação do biofilme é parte integrante do ciclo de vida microbiano na natureza. Patógenos transmitidos por alimentos formam biofilmes como estratégia de sobrevivência em vários ambientes desfavoráveis, que também se tornam uma fonte frequente de contaminação recorrente e surtos de doenças transmitidas por alimentos1. Aproximadamente 60% dos surtos de doenças transmitidas por alimentos são causados ​​por biofilmes, de acordo com pesquisas de segurança alimentar2. O biofilme é uma forma de adaptação bacteriana que coloniza e adere à superfície, recoberta por material polimérico extracelular3. Torna-se um grande problema nas indústrias de alimentos, saúde e marinha4. Oitenta por cento dos surtos devido a bactérias patogênicas são contribuídos por bactérias formadoras de biofilme5. A formação de biofilmes por bactérias patogênicas, principalmente nos equipamentos de processamento, é um grande desafio na indústria alimentícia. Na indústria de alimentos, como a indústria cervejeira, processamento de laticínios, produtos frescos e carnes, a presença de biofilme na linha de produção será uma fonte de contaminação para alimentos que passam pela linha de produção6,7,8. A formação de biofilmes também gera impacto negativo na indústria não alimentícia, como a indústria de perfuração de petróleo, produção de papel, produtos para saúde/medicamentos9,10. Os biofilmes trazem dificuldades durante o processo de produção, pois podem reduzir a transferência de calor, bloquear tubos, filtros e causar danos superficiais aos equipamentos11,12.

A estratégia até agora aplicada pelas indústrias para controlar a formação de biofilmes é o uso de produtos químicos, como ácidos, compostos oxidantes (cloro, H2O2) e surfactantes13,14,15. No entanto, o uso desses produtos químicos induz limitações. Pode representar um risco de contaminação cruzada e causar envenenamento. O principal desafio na prevenção da formação de biofilmes é que eles são conhecidos por terem alta resistência a antimicrobianos, antibióticos, desinfetantes e sanitizantes, dificultando sua remoção16,17,18,19. Além disso, os biofilmes fazem com que as bactérias tenham maior resistência a altas temperaturas, raios UV, raios X, seca e outros20,21,22. Nova abordagem é necessária para controlar biofilmes. Uma das possíveis soluções alternativas que podem ser exploradas é o uso de bacteriófagos (vírus bacterianos) capazes de lisar bactérias formadoras de biofilme23,24. Bacillus spp. é uma das bactérias que frequentemente gera problemas relacionados à formação de biofilmes na indústria de processamento de alimentos25,26. A estratégia de biocontrole por meio de bacteriófagos para redução de biofilmes é uma estratégia aceitável hoje por ser mais natural que os métodos convencionais, com produtos químicos, para melhorar a segurança alimentar. Mudança na tendência dos consumidores de produtos naturais para produtos químicos e também as crescentes preocupações com a saúde e o meio ambiente, criando demanda por novas tecnologias "verdes" no processamento de alimentos. Até agora, vários fagos e endolisinas foram usados ​​para inibir a formação de biofilmes de várias bactérias, que são E. coli O157:H7, Bacillus spp., Salmonella spp., Campylobacter spp., Listeria spp., Staphylococcus spp., Cronobacter spp., Vibrio spp., Clostridium spp., Campylobacter jejuni e Pseudomonas spp.27,28,29.