Generación de herramientas para el diseño racional de cultivos iniciadores : estudio comparativo de la regulación de vías metabólicas generadoras de aromas en bacterias lácticas

Los enterococos constituyen un grupo de microorganismos controversial dentro de las bacterias ácido lácticas (BAL). Por un lado, han adquirido importancia como patógenos oportunistas intrahospitalarios, por el otro, participan en la fermentación de alimentos aportando positivamente a sus propiedades organolépticas. Dentro de este género las especies más abundantes en las bases de datos son E. faecalis y E. faecium, ambos aislados comúnmente en hospitales. E. faecalis ha sido extensamente estudiado como patógeno, pero también en sus vías metabólicas que interesan a la industria alimenticia. En contraste, E. faecium se ha estudiado profundamente en los últimos años respecto de sus resistencias antibióticas y factores de virulencia, pero su contribución a los alimentos se encuentra escasamente desarrollada en la bibliografía. La fermentación de citrato es clave en la producción de alimentos, especialmente en los quesos, como consecuencia de los compuestos de aroma que luego de este metabolismo se generan. Las rutas metabólicas implicadas en esta degradación, se han descripto ampliamente para E. faecalis ya que esta molécula orgánica se encuentra disponible en diversos nichos tales como la leche, la orina o la sangre humana y la mayoría de las cepas de esta especie son capaces de utilizarla. A pesar de la amplia distribución de esta vía metabólica y de su relevante contribución al aroma y sabor de los quesos, en este trabajo demostramos que la presencia de los genes del metabolismo del citrato en la cepa E. faecalis JH2-2 contribuyen a su comportamiento patogénico en el animal modelo G. mellonella. De hecho, las cepas mutantes en esta ruta presentaron una capacidad reducida de infección. Al mismo tiempo, la cepa JH2-2 fue capaz de alcanzar un mayor recuento celular tanto en la hemolinfa del insecto como en sangre y orina. Todo ello indica que para E. faecalis, un metabolismo de citrato activo contribuye tanto a la supervivencia en el interior del insecto como al mejor crecimiento en los fluidos de mamíferos. Para el caso de E. faecium, abordamos la relación entre la vía de fermentación de citrato y la de generación de compuestos de aroma y sabor. Determinamos que las cepas Cit+ de Tipo I de E. faecium aisladas de queso presentaban un metabolismo de citrato activo, que conducía a una mejor producción de diacetilo y acetoína. Por el contrario, la cepas genotípicamente Cit+ de Tipo II, en las condiciones estudiadas no fueron capaces de evidenciar la fermentación de citrato- . Al mismo tiempo, utilizando una combinación de herramientas in silico y ensayos in vivo, fuimos capaces de obtener una imagen integral de la diversidad genética que presentan las cepas del grupo E. faecium aisladas de quesos regionales. El análisis llevado a cabo nos permitió establecer un alto nivel de correlación entre los datos obtenidos in vivo e in silico, siempre y cuando se acompañen de la inspección manual detallada de las predicciones realizadas con los diferentes programas. Los resultados presentados muestran una estrategia ordenada para una posterior selección racional de microorganismos destinados a ser utilizados en la producción de alimentos fermentados, especialmente quesos. A su vez, las técnicas bioinformáticas utilizadas sumadas a pruebas fenotípicas clásicas nos permitieron descubrir la diversidad genotípica presente en las cepas del grupo E. faecium, lo que las hace únicas y poseedoras de gran potencial. Lo expuesto en este trabajo señala la importancia de la ruta de degradación de citrato en la especie E. faecalis para el crecimiento, la persistencia o la colonización de diferentes nichos. Mientras que la diversidad encontrada en las cepas estudiadas de E. faecium indica una diferencia fundamental en la utilización de esta vía por parte de estos microorganismos. Por último, la contribución al conocimiento sobre de la diversidad existente, la plasticidad genómica y las diferentes capacidades para causar enfermedades dentro del género Enterococcus es de vital importancia a la hora de seleccionar cepas particulares para usos específicos en alimentos.