Guillén Morer, Silvia
Cebrián Auré, Guillermo (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2022
Resumen: Los microorganismos del género Salmonella constituyen a día de hoy la segunda zoonosis por consumo de alimentos con mayor número de casos confirmados en países occidentales. A pesar de ello, algunos aspectos de su fisiología todavía no son bien conocidos. Entre estos aspectos deficientemente estudiados se encuentra la relación existente entre sus mecanismos de resistencia al estrés, su patogenicidad y su capacidad de crecimiento/competición, lo que resulta especialmente alarmante pues conocer estos fenómenos es imprescindible para poder diseñar mejores procesos de inactivación y/o planes de actuación a nivel de toda la cadena alimentaria.
Por ello se definió como objetivo general de esta Tesis Doctoral el siguiente: ¿estudiar y cuantificar la variabilidad intra-específica en resistencia al estrés, capacidad de crecimiento y virulencia dentro del género Salmonella y determinar las relaciones existentes entre estas tres características fenotípicas con objeto de profundizar en el conocimiento de la fisiología de este microorganismo y de contribuir al desarrollo de modelos cuantitativos de análisis del riesgo más precisos¿. Para alcanzar dicho objetivo y verificar estas hipótesis se plantearon los siguientes objetivos parciales: 1) Caracterizar la resistencia frente a diferentes estreses (incluyendo nuevas tecnologías de conservación de los alimentos y estreses ambientales) de diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 2) Caracterizar la capacidad de crecimiento y la virulencia (capacidad de adhesión e invasión de cultivos celulares) de diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 3) Estudiar la relación existente entre la resistencia al estrés, la capacidad de crecimiento, la virulencia y otros aspectos fenotípicos de las diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 4) Validar en condiciones/matrices reales (huevos y ovoproductos) los resultados más relevantes; 5) Explorar los mecanismos moleculares responsables de las diferencias fenotípicas observadas y 6) Sentar las bases para la optimización de la evaluación cuantitativa del riesgo que representa el consumo de un grupo de productos en el que Salmonella es el patógeno de referencia: huevos y ovoproductos.
Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral indican que la variabilidad en resistencia al estrés y capacidad de crecimiento existente entre las 23 cepas de Salmonella estudiadas fue baja, con una diferencia de menos de 3,3 veces en el valor 2D/¿max para todos los agentes y condiciones estudiadas (si se excluye del análisis la resistencia de S. Senftenberg 775W frente al calor) y que la variabilidad intra-serovar fue similar o mayor que la variabilidad inter-serovar, a pesar de la mayor proximidad genética existente entre las cepas pertenecientes a una misma serovariedad. Además, se observó que, salvo en el caso de la resistencia a los PEAV y al medio osmótico, las cepas de Salmonella que mostraron la mayor resistencia frente a un agente/estrés no lo fueron frente a otros agentes/estreses y que la mayor resistencia al estrés no supuso un coste en términos de capacidad de crecimiento para las cepas de Salmonella estudiadas. Por otra parte, tampoco se observó ninguna relación entre la resistencia al estrés de las cepas y su virulencia. En relación a este punto, además, se comprobó que las cepas con una mayor capacidad de adhesión no fueron siempre las más invasivas.
Del estudio de los mecanismos responsables de las diferencias en resistencia entre las cepas de Salmonella se desprende que RpoS parece desempeñar un papel esencial en la resistencia de Salmonella al estrés osmótico, los PEAV y los UV-C. Sin embargo, las diferencias en actividad RpoS existentes entre cepas no explicarían, al menos por sí solas, las diferencias en resistencia (frente a ningún agente) observadas entre las cepas de Salmonella aquí estudiadas. Un hecho especialmente relevante que se observó es que en tres de las cinco variantes resistentes aisladas/investigadas (obtenidas mediante la aplicación de ciclos sucesivos de un agente estresante y crecimiento) mostraron mutaciones en el gen hnr, un represor de RpoS, lo que sugiere que esto podría constituir una estrategia evolutiva conservada (entre el género Salmonella) de adquisición de resistencia.
Por último, al estudiar la capacidad de crecimiento de Salmonella en huevo y ovoproductos se observó un fenómeno nunca antes descrito: que la dosis inicial y la historia térmica del huevo líquido entero y la clara determinan la velocidad de crecimiento de S. Enteritidis en estos ovoproductos, no ocurriendo esto en yema de huevo. Y siendo un fenómeno que estaría relacionado con la biodisponibiidad del hierro que sería mayor en productos pasteurizados y cuanto mayor fuera el número inicial de células. Estos resultados condujeron a que se hiciera una re-evaluación/determinación de la temperatura mínima de crecimiento de S. Enteritidis en estos productos, mediante la que se demostró que dicha temperatura mínima también dependería de la dosis inicial y la historia térmica del huevo entero líquido y la clara, pero no en yema de huevo. Por otra parte, se verificó que, para la mayoría de los agentes/tecnologías de conservación estudiadas se observó una correlación significativa entre la resistencia determinada en medios de laboratorio y en matrices reales (alimentos y gallinaza). Finalmente, en un intento de demostrar la utilidad de los datos obtenidos en esta Tesis Doctoral para la mejora de las evaluaciones del riesgo y la toma de decisiones en la industria agro-alimentaria se simularon distintos escenarios con objeto de determinar el riesgo relativo asociado a cuatro serovariedades emergentes en ganado aviar, en comparación con S. Enteritidis, observándose que las primeras no supondrían un riesgo para la salud humana superior a S. Enteritidis, al menos en los escenarios estudiados/simulados en esta Tesis Doctoral.
En resumen, los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral contribuyen a una mejor compresión de la fisiología de Salmonella y permiten estimar la variabilidad en resistencia, capacidad de crecimiento y virulencia, así como las relaciones existentes entre estas características fenotípicas, que existe a diferentes niveles dentro de este género. Todo ello permitirá, como ya se ha demostrado en esta misma Tesis, desarrollar herramientas más eficaces tanto para la toma de decisiones como para el control de este patógeno en la cadena agro-alimentaria.
Resumen (otro idioma):
Por ello se definió como objetivo general de esta Tesis Doctoral el siguiente: ¿estudiar y cuantificar la variabilidad intra-específica en resistencia al estrés, capacidad de crecimiento y virulencia dentro del género Salmonella y determinar las relaciones existentes entre estas tres características fenotípicas con objeto de profundizar en el conocimiento de la fisiología de este microorganismo y de contribuir al desarrollo de modelos cuantitativos de análisis del riesgo más precisos¿. Para alcanzar dicho objetivo y verificar estas hipótesis se plantearon los siguientes objetivos parciales: 1) Caracterizar la resistencia frente a diferentes estreses (incluyendo nuevas tecnologías de conservación de los alimentos y estreses ambientales) de diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 2) Caracterizar la capacidad de crecimiento y la virulencia (capacidad de adhesión e invasión de cultivos celulares) de diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 3) Estudiar la relación existente entre la resistencia al estrés, la capacidad de crecimiento, la virulencia y otros aspectos fenotípicos de las diferentes cepas y serovariedades de Salmonella enterica; 4) Validar en condiciones/matrices reales (huevos y ovoproductos) los resultados más relevantes; 5) Explorar los mecanismos moleculares responsables de las diferencias fenotípicas observadas y 6) Sentar las bases para la optimización de la evaluación cuantitativa del riesgo que representa el consumo de un grupo de productos en el que Salmonella es el patógeno de referencia: huevos y ovoproductos.
Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral indican que la variabilidad en resistencia al estrés y capacidad de crecimiento existente entre las 23 cepas de Salmonella estudiadas fue baja, con una diferencia de menos de 3,3 veces en el valor 2D/¿max para todos los agentes y condiciones estudiadas (si se excluye del análisis la resistencia de S. Senftenberg 775W frente al calor) y que la variabilidad intra-serovar fue similar o mayor que la variabilidad inter-serovar, a pesar de la mayor proximidad genética existente entre las cepas pertenecientes a una misma serovariedad. Además, se observó que, salvo en el caso de la resistencia a los PEAV y al medio osmótico, las cepas de Salmonella que mostraron la mayor resistencia frente a un agente/estrés no lo fueron frente a otros agentes/estreses y que la mayor resistencia al estrés no supuso un coste en términos de capacidad de crecimiento para las cepas de Salmonella estudiadas. Por otra parte, tampoco se observó ninguna relación entre la resistencia al estrés de las cepas y su virulencia. En relación a este punto, además, se comprobó que las cepas con una mayor capacidad de adhesión no fueron siempre las más invasivas.
Del estudio de los mecanismos responsables de las diferencias en resistencia entre las cepas de Salmonella se desprende que RpoS parece desempeñar un papel esencial en la resistencia de Salmonella al estrés osmótico, los PEAV y los UV-C. Sin embargo, las diferencias en actividad RpoS existentes entre cepas no explicarían, al menos por sí solas, las diferencias en resistencia (frente a ningún agente) observadas entre las cepas de Salmonella aquí estudiadas. Un hecho especialmente relevante que se observó es que en tres de las cinco variantes resistentes aisladas/investigadas (obtenidas mediante la aplicación de ciclos sucesivos de un agente estresante y crecimiento) mostraron mutaciones en el gen hnr, un represor de RpoS, lo que sugiere que esto podría constituir una estrategia evolutiva conservada (entre el género Salmonella) de adquisición de resistencia.
Por último, al estudiar la capacidad de crecimiento de Salmonella en huevo y ovoproductos se observó un fenómeno nunca antes descrito: que la dosis inicial y la historia térmica del huevo líquido entero y la clara determinan la velocidad de crecimiento de S. Enteritidis en estos ovoproductos, no ocurriendo esto en yema de huevo. Y siendo un fenómeno que estaría relacionado con la biodisponibiidad del hierro que sería mayor en productos pasteurizados y cuanto mayor fuera el número inicial de células. Estos resultados condujeron a que se hiciera una re-evaluación/determinación de la temperatura mínima de crecimiento de S. Enteritidis en estos productos, mediante la que se demostró que dicha temperatura mínima también dependería de la dosis inicial y la historia térmica del huevo entero líquido y la clara, pero no en yema de huevo. Por otra parte, se verificó que, para la mayoría de los agentes/tecnologías de conservación estudiadas se observó una correlación significativa entre la resistencia determinada en medios de laboratorio y en matrices reales (alimentos y gallinaza). Finalmente, en un intento de demostrar la utilidad de los datos obtenidos en esta Tesis Doctoral para la mejora de las evaluaciones del riesgo y la toma de decisiones en la industria agro-alimentaria se simularon distintos escenarios con objeto de determinar el riesgo relativo asociado a cuatro serovariedades emergentes en ganado aviar, en comparación con S. Enteritidis, observándose que las primeras no supondrían un riesgo para la salud humana superior a S. Enteritidis, al menos en los escenarios estudiados/simulados en esta Tesis Doctoral.
En resumen, los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral contribuyen a una mejor compresión de la fisiología de Salmonella y permiten estimar la variabilidad en resistencia, capacidad de crecimiento y virulencia, así como las relaciones existentes entre estas características fenotípicas, que existe a diferentes niveles dentro de este género. Todo ello permitirá, como ya se ha demostrado en esta misma Tesis, desarrollar herramientas más eficaces tanto para la toma de decisiones como para el control de este patógeno en la cadena agro-alimentaria.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: microbiología de alimentos ; tecnología de los alimentos ; agentes patógenos de los alimentos ; conservación de alimentos
Titulación: Programa de Doctorado en Calidad, Seguridad y Tecnología de los Alimentos
Plan(es): Plan 486
Área de conocimiento: Ciencias
Nota: Presentado: 01 04 2022
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2022
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Registro creado el 2024-05-09, última modificación el 2024-05-09
