La gran fuga de fagos: Un avance en los cultivos lácteos podría transformar la fermentación en el sector lácteo y en otros sectores

Como muchos productores lácteos saben, los bacteriófagos -también conocidos como "fagos", los virus que infectan a las bacterias- siguen siendo uno de los retos más costosos y perturbadores en la fabricación de queso, yogur y otros productos lácteos fermentados.

Estas infecciones víricas requieren un seguimiento y una gestión cuidadosos para evitar que ralenticen o detengan las fermentaciones, comprometan la calidad y, a veces, incluso echen a perder lotes enteros.

Nuestras nuevas investigaciones conjuntas demuestran que la mitigación de los fagos no sólo implica su control, sino también la utilización de los sistemas de defensa naturales de las propias bacterias. Siga leyendo para saber por qué nuestros resultados podrían transformar la producción láctea y mucho más.

Un estudio pionero de dsm-firmenich, APC Microbiome Ireland e INRAE

Nuestros científicos llevaron a cabo este estudio en colaboración con APC Microbiome Ireland, un centro de investigación líder mundial del University College Cork, y el Instituto Nacional de Investigación Agraria, Alimentaria y Medioambiental (INRAE) francés.

Juntos, descubrimos cómo Lactococcus lactis -la principal especie bacteriana utilizada en la fermentación láctea- utiliza sistemas de defensa recientemente identificados para protegerse de la infección por fagos.

Publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), nuestra investigación ofrece nuevos conocimientos sobre cómo funcionan estas defensas bacterianas, cómo evolucionan los fagos para escapar de ellas y cómo se contrarrestan esas adaptaciones.

Estos descubrimientos crean nuevas oportunidades para diseñar cultivos más resistentes, crear condiciones de fermentación más seguras y, en última instancia, permitir una producción a gran escala más consistente y eficiente de lácteos y otros alimentos.

Nuestro proceso de descubrimiento: Mapa del arsenal bacteriano antifágico

En los últimos años, la investigación ha revelado que las defensas bacterianas contra los fagos son mucho más diversas y complejas de lo que antes se imaginaba. Sin embargo, los detalles moleculares de muchos sistemas siguen siendo desconocidos.

Para este estudio, investigamos 13 sistemas de resistencia recientemente descubiertos en Lactococcus lactis. Entre ellas se encuentran Rhea, Kamadhenu, Rugutis, Audmula, PARIS, CBASS tipo II, Septu y varias familias de infecciones abortivas (Abi). También analizamos 66 fagos "de escape" para identificar 15 genes virales implicados en su evasión de los sistemas de resistencia bacterianos. Nuestros resultados revelaron la superposición de mecanismos de detección, modos de acción y vulnerabilidades entre los sistemas de resistencia, así como características únicas.

Y un descubrimiento innovador fue el mecanismo de defensa de Audmula, uno de los nuevos sistemas de defensa. A diferencia de los sistemas tradicionales de infección abortiva, que detienen la replicación de los fagos induciendo la muerte celular, descubrimos que este sistema modifica la pared celular bacteriana, atrapando a los fagos en su interior. Así se evita que se propaguen a lo largo de la fermentación.

Es la primera vez que se observa este modo de acción. De este modo, el descubrimiento amplía enormemente el espectro conocido de defensas bacterianas antifágicas y abre nuevas vías potenciales para mejorar la resistencia de los cultivos lácteos.

Del descubrimiento a la aplicación láctea

En conjunto, estos conocimientos permiten hacerse una idea más completa de las defensas antifágicas bacterianas y de su interacción con los fagos durante la fermentación láctea. Estos conocimientos permitirán a los productores lácteos reforzar el rendimiento de los cultivos -especialmente para el queso y otros productos lácteos fermentados- utilizando:

• Cultivos iniciadores resistentes a los fagos diseñados con sistemas de defensa complementarios
• Esquemas de rotación más inteligentes que anticipan las estrategias de escape de los fagos
• Soluciones a medida para proteger el rendimiento y la coherencia en todos los entornos de producción

"Por fin empezamos a comprender cómo funcionan las defensas antivirales bacterianas y cómo consiguen los virus eludirlas", explica el profesor Douwe van Sinderen, de APC Microbiome Ireland, autor principal del estudio. "En términos prácticos, estos hallazgos allanan el camino para cultivos iniciadores de próxima generación diseñados para resistir los desafíos fágicos a los que se enfrentan las fermentaciones lácteas actuales."

Traducir una ciencia sin parangón en un impacto real

Estos resultados muestran claramente cómo la investigación microbiológica de vanguardia puede traducirse en soluciones integrales que aborden auténticos retos industriales a los que se enfrentan los productores.

Como resume Dirk Lippits, Vicepresidente Ejecutivo de Soluciones de Ingredientes, Taste, Texture & Health &, , "Estos resultados demuestran el poder de combinar nuestra excelencia científica interna con asociaciones de investigación de categoría mundial para resolver retos reales de la industria. Al aplicar estos conocimientos al desarrollo de nuestros cultivos, estamos aumentando la profundidad y amplitud únicas de nuestra cartera de productos lácteos, y reforzando nuestra capacidad para ofrecer un rendimiento de fermentación más resistente y fiable a los productores lácteos de todo el mundo."

"Al descifrar la compleja relación entre cultivos y fagos, estamos convirtiendo la ciencia de vanguardia en una ventaja competitiva", añade Noël van Peij, científico principal de dsm-firmenich. "Estos hallazgos nos facultan para desarrollar cultivos altamente resistentes y permiten a los productores tomar el control de la fermentación, ya sea en productos lácteos, vegetales o aplicaciones probióticas."

El futuro de la fermentación

Aunque los beneficios inmediatos de este trabajo son evidentes para el sector lácteo, sus implicaciones van más allá. Un conocimiento más profundo de los sistemas antivirales bacterianos también podría hacer avanzar la biotecnología, los probióticos y la innovación biomédica.

En dsm-firmenich estamos orgullosos de dar forma al futuro. Con más de 50 años de experiencia en innovación microbiana y un sólido historial de colaboraciones con la industria, seguimos combinando ciencia, aplicación y colaboración para ayudar a los productores a ofrecer productos de fermentación seguros, sostenibles y de alta calidad constante, lote tras lote.

Para saber más sobre cómo los nuevos conocimientos sobre las defensas antifágicas podrían permitir mejorar los cultivos lácteos y mucho más, lea el estudio completo - y conozca más sobre nuestras soluciones lácteas aquí.