PhageGuard, destacado en la revista VMT
Los fagos, armas específicas contra la listeria
Los fagos son los enemigos naturales de las bacterias. Se desarrollan en las mismas condiciones que la listeria.
Usar el enemigo natural principalmente de forma preventiva
Los fabricantes de alimentos tienen una nueva arma biológica para luchar contra los patógenos inevitables: los fagos. Parece que las medidas preventivas de higiene y sistemas APPCC ya no son suficientes para tratar una contaminación por listeria, por ejemplo. Ahora los fagos también pueden ser utilizados.
Los 28 Estados miembros de la Unión Europea informaron de un total de 2.536 casos de listeriosis en el año 2016. Esto se recoge en el informe de la UE del Centro Europeo para la Prevención y el Control de Enfermedades (ECDC), publicado a finales del año pasado. Diecinueve Estados miembros también informaron de las víctimas por listeria. Fueron 247. Y aunque nueve Estados miembros no informaron de sus cifras, se puede suponer que en la UE todos los días una persona muere debido a alimentos contaminados con listeria. Es preocupante que el curso de esta tendencia no parezca estar cambiando. La cifra ha ido creciendo durante los años: en comparación con 2015, se registró un aumento como mínimo del 9,3 por ciento en 2016.
¿Qué son los fagos?
Un fago es el enemigo natural de una bacteria. Los fagos han mantenido las bacterias bajo control durante miles de millones de años. Cada 48 horas matan el 50 por ciento de la población total de bacterias en el mundo. Son el microorganismo más común. Puedes encontrar mil millones de fagos en tan solo un ml de agua de mar. Los fagos son completamente inofensivos para las personas. Además, son muy selectivos, es decir, cada bacteria tiene su propio tipo de fago enemigo. Un fago se adhiere a los receptores en la pared celular de la bacteria e inyecta su ADN en la célula. Toma control del metabolismo de la célula, haciendo que la célula cree nuevos fagos en lugar de células nuevas. Esto lleva a la muerte de la bacteria; después de ella se liberan los fagos duplicados y encuentran nuevas bacterias donde adherirse.
Legislación
La Comisión Europea tiene un proyecto de resolución sobre el uso de PhageGuard Listex en aplicaciones que descontaminan productos de origen animal. Se espera que la Comisión otorgue su aprobación en los próximos meses. Cuando se usa PhageGuard Listex de forma preventiva para evitar la contaminación, que es el caso en la mayoría de las aplicaciones, ya existe regulación contenida en la legislación sobre aditivos Nr. 1333/2008. De conformidad con el artículo 2.a, dicho Reglamento no se aplica a los coadyuvantes alimentarios. Por lo tanto, están exentos de uso y no necesitan ser declarados. Esto también afecta a los productos de origen animal. El Ministerio de Salud así lo ha confirmado por escrito a Micreos Food Safety.
Fago contra listeria
Rociar los lados del salmón de forma preventiva reducirá en gran medida la contaminación inicial del producto.
Las industrias de pescado, carne, queso, verduras, hortalizas y frutas suministran muchos productos listos para el consumo. Estos productos se clasifican a menudo como productos de riesgo. Incluso cuando los productos se refrigeran, la listeria puede crecer hasta niveles que podrían causar enfermedades graves o, incluso, con resultados fatales al consumirse. Ello afecta en particular a los consumidores pertenecientes a ciertos grupos de riesgo: jóvenes, personas mayores, mujeres embarazadas y personas con un sistema inmune deprimido. Tras miles de millones de años de evolución, los fagos escogen el mismo tipo de condiciones para vivir que la listeria. La empresa Micreos Food Safety aplica con éxito PhageGuard Listex (Figura 1), un fago que ataca específicamente la listeria. En función del proceso, se determina el mejor momento para su administración. Una cantidad de 1-5 por ciento disuelta en agua del grifo se puede rociar fácilmente sobre la superficie del producto. Experimentalmente es mejor realizar este proceso antes o durante el corte del producto.
PhageGuard se puede usar en todo tipo de productos, es completamente seguro. También es orgánico y apto para kosher y halal. Además, es conforme a etiqueta limpia (clean label), lo que significa que el fabricante no tiene que mencionar el uso de fagos en la etiqueta. Se considera coadyuvante alimentario porque, una vez aplicado, los fagos dejan de ser efectivos en 24 horas. Esto se debe a que la pared proteica de los fagos se adhiere fácilmente a las proteínas del producto, lo que inmoviliza los fagos para que no puedan encontrar nuevas bacterias. Ver también marco legislativo.
Figura 1. Eficacia de PhageGuard Listex contra la listeria en diversos alimentos después de seis días de almacenamiento a 6 °C (fuente: Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich).
La amenaza de las biopelículas
Aunque los equipos de limpieza limpian y desinfectan a fondo los equipos y las áreas de producción, la listeria puede habitar en muchos entornos de producción, incluso en una biopelícula (no retirada). Este tipo de biopelículas representan una amenaza real para la producción de alimentos ya que están formadas por microorganismos que producen polímeros extracelulares que facilitan la adhesión y la formación de la matriz. Estas biopelículas se desarrollan de forma estratificada, de la que periódicamente se escapan los organismos. La limpieza y la desinfección no son suficientes porque no se llega a las bacterias presentes en la biopelícula. La Figura 2 muestra que los fagos en presencia de diferentes sustratos alimenticios se reducen en mayor cantidad en comparación con los agentes químicos de limpieza. Una explicación lógica es que los fagos en sí mismos están formados principalmente por proteínas que no reaccionan directamente al sustrato orgánico de la biopelícula. Por lo tanto, tienen más tiempo comparado con los detergentes, que simplemente limpian por la superficie para buscar listeria a través de los canales de agua de la biopelícula.
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FFigura 2. Reducciones conseguidas al usar tres métodos diferentes de desinfección para tres tipos distintos de biopelículas (Fuente: Publicación WUR, N. Chaitiemwong et al., Journal of Food Protection (Revista de Protección Alimentaria) 2014).
Los antibióticos no hacen distinciones
Los fagos son reconocidos ampliamente como una alternativa a los antibióticos para animales y seres humanos. La facilidad con la que se pueden usar los antibióticos ha llevado a un uso excesivo y a la aparición de resistencia de ciertas bacterias a los antibióticos. Por lo tanto, simples infecciones de pronto ya no se pueden tratar con antibióticos. Pero presentan otro inconveniente al que se está prestando cada vez más atención: los antibióticos también matan las bacterias beneficiosas.
Se pueden distinguir así dos aspectos. En primer lugar, los antibióticos, frente a los fagos que son selectivos, imponen la presión de resistencia en la población total de bacterias. En segundo lugar, los antibióticos, por su amplio efecto, matan las bacterias perjudícales pero también las beneficiosas. La investigación sobre el microbioma humano todavía está en sus inicios. Los miles de millones de bacterias que habitan en los seres humanos no son sus enemigos, sino que son aliados. Las personas viven con las bacterias en una relación de beneficio mutuo. Gracias a las bacterias, las vitaminas y los nutrientes se absorben en el intestino delgado, el sistema inmunológico se ejercita y se previenen infecciones, alergias e incluso diabetes de tipo 2. Esta simbiosis también podría ser la clave para una mejor comprensión y tratamiento de enfermedades como el asma y el autismo. Debido a su efecto selectivo, el uso de los fagos no presenta efectos negativos en el microbioma de los seres humanos.
Usar de forma preventiva
La posibilidad de contaminación por listeria en la cadena de producción es real. Rociar con fagos las máquinas cortadoras, por ejemplo, las cuchillas, es una buena solución para limitar el riesgo de contaminación cruzada durante la producción. El uso de los fagos se centra principalmente en la prevención. Debido a su especificidad con ciertas bacterias, los fagos no son adecuados para esconder formas de mala higiene. En casi todos los casos, el nivel de contaminación durante la producción es bajo y los análisis de muestras denotan niveles de contaminación inferiores a 10 UFC por gramo de listeria. Esto quiere decir que los sistemas APPCC generalmente funcionan bien, con auditorías de calidad que garantizan un límite nuevo inferior. Rara vez se produce una epidemia en los Países Bajos atribuible a una única partida de productos. En cambio, son cada vez más incidentales los casos de contaminación por listeria. Queda camino por recorrer en el diseño higiénico, pero va en contra de la tendencia de comodidad o alimentos listos para el consumo. Máquinas cada vez más complejas, con más partes móviles y un nivel superior de procesamiento, comportan también nuevos y mayores riesgos.
Nuevas aplicaciones
Una vez que los productores usan los fagos, ya no los dejan de utilizar. Una empresa que sufre una retirada de productos del mercado se enfrenta a costes muy elevados. Además, una retirada daña enormemente la imagen de una marca. No puede descartarse, incluso, la quiebra.
Podemos distinguir entre dos grupos de fabricantes que usan el producto. El primer grupo está formado por fabricantes que reconocen tener un problema serio y necesitan ayuda. El segundo grupo no tiene problemas con bacterias, pero quiere usar PhageGuard para evitar la contaminación en el entorno de producción y en el producto. Quieren poder ofrecer la garantía de productos seguros.
El uso de los fagos para proteger los productos contra la listeria es un avance de tal magnitud en la industria alimentaria que ahora se ha desarrollado un producto para matar la salmonela: PhageGuard S. Además, otros productos contra las bacterias E.coli 0157 y Campylobacter ya están siendo desarrollados por Micreos Food Safety. Los fagos son una nueva herramienta en la caja de herramientas.
Fagen specifiek wapen tegen listeria
Fagen zijn de natuurlijke vijand van een bacterie. Ze houden van dezelfde omstandigheden als Listeria.
Natuurlijke vijand vooral preventief ingezet
Voedselproducenten beschikken over een nieuw biologisch wapen in de strijd tegen onvermijdelijke pathogenen: fagen. Hun hygiënemaatregelen en HACCP-systeem blijken niet meer afdoende om bijvoorbeeld een listeriabesmetting het hoofd te bieden. Nu kunnen ook fagen worden ingezet.
De 28 lidstaten van de Europese Unie hebben in 2016 in totaal 2.536 gevallen van listeriosis gerapporteerd. Dat staat in het EU-rapport van het Europees Centrum voor ziektepreventie en –bestrijding, ECDC, dat eind vorig jaar is verschenen. Negentien lidstaten rapporteerden ook hun listeriaslachtoffers. Dat waren er 247. En hoewel negen lidstaten geen cijfers rapporteerden, mag je ervan uitgaan dat in de EU elke dag één inwoner per dag overlijdt door met listeria besmette levensmiddelen. Zorgelijk is dat de trend niet te keren lijkt. Al jaren groeit het aantal: ten opzichte van 2015 was er in 2016 een stijging van maar liefst 9,3 procent.
Wat zijn fagen?
Een faag is de natuurlijke vijand van een bacterie. Al miljarden jaren houden ze bacteriën in toom. Iedere 48 uur doden ze 50 procent van de totale bacteriepopulatie in de wereld. Ze zijn het meest voorkomende micro-organisme. Je vindt er al één miljard in één ml zeewater. Fagen zijn voor mensen volledig ongevaarlijk. Daarnaast zijn ze zeer specifiek, dat wil zeggen dat iedere bacterie haar eigen type faag kent. Een faag hecht zich aan de receptoren op de celwand van de bacterie en injecteert zijn dna in de cel. Het metabolisme van de cel wordt overgenomen waardoor de cel nieuwe fagen gaat maken in plaats van cellen. Dit leidt tot de dood van de bacterie waarna de gedupliceerde fagen vrijkomen en nieuwe bacteriën zoeken om zich aan te hechten.
Wetgeving
Bij de Europese Commissie ligt een ontwerptekst voor het gebruik van PhageGuard Listex voor toepassingen die producten van dierlijke oorsprong decontamineren. Verwacht wordt dat de Commissie de komende maanden goedkeuring verleent. Wanneer PhageGuard Listex preventief wordt toegepast om besmetting te voorkomen – dat is bij de meeste toepassingen het geval – geldt dat deze zijn gereguleerd onder de Additievenwetgeving Nr. 1333/2008. Volgens artikel 2.a is deze verordening niet van toepassing op technische hulpstoffen. Ze zijn dus vrijgesteld voor gebruik en hoeven niet gedeclareerd te worden. Dit geldt ook voor producten van dierlijke oorsprong. Het ministerie van Volksgezondheid heeft dit schriftelijk aan Micreos Food Safety Bevestigd.
Faag tegen listeria
Preventief sprayen van zalmzijdes moet de initiële besmetting van aangevoerde zalm sterk reduceren.
De vis-, vlees-, kaas-, groente- en fruit– industrie produceren vele kant-en-klare producten. Dit zijn vaak risicoproducten. In het koelvak kan listeria namelijk doorgroeien tot aantallen waar consumenten ernstig ziek van kunnen worden of zelfs door kunnen overlijden. Dat geldt met name voor degenen behorend tot de risico groepen: jongeren, ouderen, zwangeren en mensen met een verzwakt immuunsysteem. Door miljarden jaren evolutie houden fagen van dezelfde omstandigheden als listeria. Het bedrijf Micreos Food Safety past PhageGuard Listex al succesvol toe (figuur1), een faag die zich richt tegen listeria. Afhankelijk van het proces wordt het beste moment van toedienen bepaald. Een 1-5 procent oplossing in kraanwater kan erg gemakkelijk op het oppervlak van het product worden gesproeid. Proefondervindelijk kan dat het beste gebeuren voor of tijdens het in plakken snijden van het product.
PhageGuard kan op alle soorten producten worden gebruikt, het is volledig veilig. Ook is het biologisch, kosher en halal. Bovendien hoeft de fabrikant de faag niet te vermelden op het etiket. Ze worden namelijk beschouwd als proceshulpstof omdat ze, eenmaal opgebracht, binnen 24 uur hun werking verliezen. Dat komt omdat de eiwitwand van fagen gemakkelijk verkleeft met de eiwitten van het product, waardoor de fagen immobiliseren en geen nieuwe bacteriën kunnen zoeken. Zie ook kader Wetgeving.
Figuur 1. Doeltreffendheid PhageGuard Listex tegen listeria in diverse voedingsmiddelen na zes dagen bewaren bij 6 °C (bron: Swiss Federal Institute of Technology Zürich).
Biofilms dreiging
Hoewel Schoonmaakploegen apparatuur en productieruimtes grondig reinigen en desinfecteren, kan listeria zich in veel productieomgevingen toch nestelen, ook in een (niet-verwijderde) biofilm. Zulke biofilms leveren een contante dreiging voor de productie van levensmiddelen ze worden namelijk gevormd door micro-organimses die extracellulaire polymeren produceren die adhesie en matrixformatie faciliteren. Deze biofilms groeien verder in lagen waaruit periodieke organismes ontsnappen. Schoonmaak en desinfectie zijn dan niet afdoende omdat de aanwezige bacteriën in de biofilm niet worden bereikt. Figuur 2 toont dat fagen in aanwezigheid van verschillende voedingssubstraten een superieure reductie laten zien ten opzichte van chemische reinigingsmiddelen. Een logische verklaring is dat fagen zelf voornamelijk bestaan uit proteïnes die niet direct reageren op het organisch substraat van de biofilm. Ze hebben dus langer de tijd dan langsspoelende reinigingsmiddelen om door de waterkanalen van de biofilm op zoek te gaan naar listeria.
Figuur 2. Behaalde reducties bij gebruik van drie verschillende desinfectiemethodes bij drie verschillende soorten biofilms (bron: WUR-publicatie N. Chaitiemwong e.a., Journal of Food Protection 2014).
Antibiotica maakt geen onderscheid
Fagen worden breed gewaardeerd als alternatief voor antibiotica voor dieren en mensen. De eenvoud waarmee antibiotica kunnen worden toegepast, heeft geleid tot excessief gebruik en het ontstaan van antibioticaresistentie van bepaalde bacteriën. Eenvoudige infecties zijn daardoor opeens niet meer te behandelen met antibiotica. Maar er is nog een ander nadeel waarvoor steeds meer aandacht komt: antibiotica doodt ook de goede bacteriën.
Twee aspecten zijn daarbij te onderscheiden. Ten eerste leggen antibiotica in tegenstelling tot fagen die specifiek zijn de resistentiedruk op de totale populatie van alle bacteriën. Ten tweede doden antibiotica juist vanwege de brede werking de kwade maar ook de goede bacteriën. Onderzoek naar het menselijk microbioom staat nog in de kinderschoenen. De miljarden bacteriën die in de mens wonen, zijn geen vijanden maar elkaars bondgenoten. De mens leeft met hen in een win-win relatie. Dankzij deze bacteriën worden vitamines en voedingsstoffen in de dunne darm opgenomen, wordt het immuunsysteem getraind en worden infecties, allergieën en zelfs diabetes type 2 voorkomen. Ook zou deze symbiose de sleutel kunnen zijn tot een beter begrip en behandeling van ziektes als astma en autisme. Door de specifieke werking heeft de inzet van fagen geen negatief effect op het microbioom van de mens.
Preventief inzetten
De kans op een besmetting met listeria in de productielijn is reëel. Fagen sprayen op snijlijnen, bijvoorbeeld op het mes van de snijlijn, is een goede manier om het risico op kruiscontaminatie tijdens de productie te beperken. De inzet van fagen is vooral gericht op preventie. Vanwege hun zeer specifieke hechting aan bepaalde bacteriën zijn fagen ongeschikt om elke vorm van slechte hygiëne te maskeren. In bijna alle gevallen is het besmettingsniveau tijdens de productie laag en wijzen monsteranalyses besmettingsniveaus uit van minder dan 10 cfu per gram aan listeria. Dit betekent dat HACCP-systemen over het algemeen goed functioneren, waarbij kwaliteitsaudits een nieuwe ondergrens garanderen. Zelden is er in Nederland nog een grote uitbraak die toegeschreven kan worden aan één productpartij. Steeds vaker blijkt het te gaan om incidentele gevallen van listeriabesmetting. Er blijft ruimte voor ontwikkelingen in hygiënisch ontwerp, maar dat staat op gespannen voet met de trend van gemaksvoeding. Complexere machines met meer bewegende delen en een hogere mate van verwerking betekenen ook nieuwe risico’s.
Nieuwe toepassingen
Producenten die fagen eenmaal gebruiken, stoppen daar niet meer mee. Een bedrijf dat wordt geconfronteerd met een recall staat voor hoge kosten. Buiten dat heeft een recall een negatief imago tot gevolg. Een faillissement is zeker niet uit te sluiten.
Twee verschillende groepen fabrikanten gebruiken het middel. De eerste groep bestaat uit fabrikanten die aangeven dat zij een acuut probleem hebben en daarbij hulp nodig hebben. De tweede groep heeft geen last van een bacterie, maar wil PhageGuard graag gebruiken om besmetting van de productieomgeving en product te voorkomen. Ze willen dus de zekerheid een veilig product te kunnen aanbieden.
Het gebruik van fagen om producten te beschermen tegen listeria is zo’n grote doorbraak in de voedingsmiddelenindustrie dat er nu ook een product is ontwikkeld om salmonella af te doden: PhageGuard S. Daarnaast wordt er hard gewerkt om producten te ontwikkelen tegen E.coli 0157 en campylobacter. Fagen zijn een nieuw werktuig in de toolbox.
Acerca de Micreos y PhageGuard
Micreos es empresa pionera en la tecnología antibacteriana selectiva. Desarrollamos productos y tecnología patentados de vanguardia, entre los que se encuentra la línea de productos PhageGuard. Nuestro éxito se basa en una historia de colaboraciones exitosas con las principales universidades, institutos y clientes de todo el mundo. Nuestra investigación innovadora es publicada habitualmente en revistas científicas, medios y publicaciones de todo el mundo.
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