Utilização de bacteriófagos no controle biológico de Salmonella enterica

Abstract

O aparecimento de bactérias multirresistentes a antimicrobianos e a agentes químicos utilizados para o controle de bactérias patogênicas como Salmonella, tem incentivado a busca por meios que garantam a inocuidade e a segurança alimentar, uma vez que esses patógenos, quando presentes, são responsáveis por perdas econômicas e alterações na qualidade dos produtos. Salmonella é uma das espécies bacterianas enteropatogênicas mais presentes no mundo e está comumente envolvida em surtos de doenças transmitidas por alimentos. Algumas cepas, podem ser altamente virulentas, resistente a antimicrobianos e capazes de formar biofilmes. A adesão microbiana nas superfícies é o passo inicial para a formação de biofilmes e isso tem consequências negativas na saúde, na indústria e no ambiente, pois podem ser pontos de contaminação contínua, causando impactos negativos inclusive no setor avícola. Ambientes industriais são propícios à formação de biofilmes, devido à constante presença de microrganismos e às condições favoráveis para o seu desenvolvimento. As altas concentrações dos agentes químicos empregados para o controle de biofilmes geram impactos ambientas negativos e controle ineficiente dos patógenos, uma vez que é crescente o número de bactérias resistentes a esses agentes. Devido a estes fatores, tem surgido o interesse de buscar alternativas para eliminação e controle de biofilmes, utilizando agentes biológicos, tais como os bacteriófagos. Bacteriófagos são vírus específicos de procariotos, são intracelulares obrigatórios, hospedeiro-específicos, capazes de infectar espécies ou grupos dentro de uma mesma espécie. Estima-se que os bacteriófagos sejam as entidades mais abundantes da terra e existam aproximadamente 1030 fagos para cada célula bacteriana. Neste contexto, verificou-se a capacidade de biocontrole de sete fagos distintos, testados em 12 sorovares de Salmonella, dentre elas, S. Anatum, S. Agona, S. Brandenburg, S. Bredeney, S. Enteritidis, S. Heidelberg, S. Infantis, S. Panama, S. Rissen, S. Schwarzengrund, S. Typhimurium e S. Tennessee. Foram realizados ensaios de susceptibilidade, eficiência de plaqueamento, prevenção e remoção de biofilmes de Salmonella. Para tanto, foi sequenciado o genoma de três dos sete fagos selecionados, a fim de verificarmos se eram fagos líticos aptos para utilização como biocontrole. Os ensaios foram realizados de duas maneiras, os fagos foram testados individualmente para determinação da susceptibilidade bacteriana e para verificação de eficiência de plaqueamento, com intuito de certificar a origem de progênie fágica e, testados na forma de coquetel, para o controle de biofilmes. No ensaio de prevenção e remoção de biofilmes de Salmonella em superfície de poliestireno, utilizamos os tempos de 3, 6 e 9 horas de ação, onde os resultados demonstraram inibição de formação de biofilme em até 89 %, e remoção do biofilme pré-formado em até 76,1%. Sugere-se que a utilização de combinações de fagos na forma de coquetéis, aumenta o sinergismo e potencializa a inibição da formação de biofilmes, bem como o uso no condicionamento das superfícies é mais eficiente do que quando utilizado em biofilmes pré-formados.

The appearance of multi-resistant bacteria to antimicrobials and chemical agents used to control pathogenic bacteria such as Salmonella, has encouraged the search for means that guarantee food safety and innocuousness, since these pathogens, when present, are responsible for economic losses. and changes in product quality. Salmonella is one of the most ubiquitous enteropathogenic bacterial species in the world and commonly involved in foodborne disease outbreaks. Some strains can be highly virulent, resistant to antimicrobials and capable of forming biofilms, and microbial adhesion on surfaces is the initial step for the formation of biofilms and this has negative consequences on health, industry and the environment, as they can be points of continuous contamination, causing negative impacts even in the poultry sector. Industrial environments are conducive to the formation of biofilms, due to the constant presence of microorganisms and favorable conditions for their development. The high concentrations of chemical agents used to control biofilms generate negative environmental impacts and inefficient control of pathogens, since the number of bacteria resistant to these agents is increasing. Due to these factors, there has been an interest in seeking alternatives for the elimination and control of biofilms, using biological agents, such as bacteriophages. Bacteriophages are prokaryotic-specific viruses, are obligatory, host-specific intracellular cells, capable of infecting species or groups within the same species. Bacteriophages are estimated to be the most abundant entities on earth and there are approximately 1030 phages for each bacterial cell. In this context, the biocontrol capacity of 7 distinct phages was verified, tested in 12 Salmonella serovars, among them, S. Anatum, S. Agona, S. Brandenburg, S. Bredeney, S. Enteritidis, S. Heidelberg, S. Infantis, S. Panama, S. Rissen, S. Schwarzengrund, S. Typhimurium and S. Tennessee. Tests of susceptibility, EOP - efficiency of plating, prevention and removal of Salmonella biofilms were carried out. For this purpose, was sequenced the genome of 3 of the seven selected phages, in order to verify if they were lytic phages suitable for use as biocontrol. The tests were performed in two ways, the phages were individually tested to determine bacterial susceptibility and to verify the efficiency of plating, in order to certify the origin of phage progeny and, tested in the form of cocktail, for the control of biofilms. n the Salmonella biofilm prevention and removal test on a polystyrene surface, we used the times of 3, 6 and 9 hours of action, where the results demonstrated inhibition of biofilm formation by up to 89%, and removal of the preformed biofilm in up to 76.1%. It is suggested that the use of phage combinations in the form of cocktails, increases synergism and enhances the inhibition of biofilm formation, as well as the use in surface conditioning is more efficient than when used in preformed biofilms.