Hafnia es un género de bacterias gramnegativas , anaeróbicas facultativas y con forma de bastón de la familia Hafniaceae .
H. alvei es un comensal del tracto gastrointestinal humano y normalmente no es patógeno , pero puede causar enfermedades en pacientes inmunodeprimidos . A menudo es resistente a múltiples antibióticos, incluidas las aminopenicilinas .
El nombre proviene de Hafnia , el nombre latino de Copenhague .
Hafnia alvei se utiliza como fermento láctico en la industria láctea y, más recientemente, como probiótico [2] [3] incluido en un suplemento dietético.
El género Hafnia es uno de los más de 40 géneros que actualmente componen el orden Enterobacterales .
Aunque Møller describió originalmente este género en 1954, la legitimidad de este grupo fue cuestionada constantemente durante las siguientes dos décadas, siendo a menudo mencionado por sinónimos como " Enterobacter alvei ", " Enterobacter aerogenes subsp. hafniae " y " Enterobacter hafniae ", pero se hace referencia a él principalmente por su nombre actual, Hafnia alvei, en la literatura. [4] [5]
En 1977, un estudio concluyó que al final de la fabricación del camembert, Hafnia alvei sigue siendo la especie dominante. Hafnia alvei es una cepa psicrotrófica, que puede desarrollarse a bajas temperaturas, lo que significa que no deja de crecer durante la fase de almacenamiento del queso a diferencia de E. coli . [6]
En 1983 se descubrieron enterobacterias en el camembert recién elaborado: [7] el 51% de las enterobacterias identificadas eran cepas de Hafnia alvei , en comparación con solo el 9% de Escherichia coli . Estos autores también demostraron que Hafnia alvei crecía en altas concentraciones en el queso (hasta 10 7 UFC/g), tanto en quesos de leche cruda como de leche pasteurizada.
Unos años más tarde, en 1987, un equipo español identificó Hafnia alvei en leche cruda de oveja, representando el 6,5% del total de especies de Enterobacterales presentes. [8]
En 2014, un estudio colaborativo sobre la maduración del queso, en el que participaron el INRA francés y una universidad italiana, identificó H. alvei en la leche cruda utilizada para elaborar el tradicional queso Caciocavallo Pugliese. [9]
Hafnia alvei también está presente en alimentos fermentados distintos de los lácteos y se ha identificado a lo largo de los años en comidas tradicionales de todo el planeta.
En 1987, científicos estadounidenses que estudiaban Brassicaceae encontraron Hafnia alvei mientras analizaban la microflora de coles recién cosechadas; creyeron que Hafnia alvei se originó a partir de la contaminación del suelo , pero no necesariamente como patógeno. [10]
También se ha identificado Hafnia en semillas de café fermentadas en Etiopía y Ohio, EE. UU. [11] Investigadores estadounidenses estudiaron el microbioma de las semillas de café e identificaron Hafnia alvei entre muchas otras cepas y especies, incluidas 13 especies de Enterobacterales . [12] Este estudio destacó que la riqueza del microbioma de las semillas estaba vinculada al proceso de fermentación y la calidad del café. El orden de bacterias más rico identificado fue el Enterobacterales que contiene Hafnia alvei. Esta familia se encuentra a menudo en entornos húmedos y ricos en nutrientes similares a las condiciones de procesamiento del café. Por lo tanto, podrían desempeñar un papel fundamental en la fermentación.
También se ha identificado Hafnia alvei en el kimchi comercial , una comida tradicional coreana hecha con repollo asiático, rábano, especias y mariscos fermentados y salados. Los científicos sugieren que la fuente de Hafnia en este caso son los mariscos fermentados. [13]
En 2004, científicos mexicanos aislaron Hafnia alvei (entre otras bacterias como Lactobacillus acidophilus o plantarum ) del pulque, una bebida tradicional hecha a partir de maguey fermentado (también conocido como agave ). [14]
Por último, también se aisló Hafnia alvei de productos cárnicos, en particular de carne de res refrigerada debido a la presencia de Hafnia alvei en el ganado sacrificado. Se puede encontrar junto con E. coli en el chorizo , una popular salchicha española fermentada semiseca. [15] También se informó que las salchichas fermentadas elaboradas en España contienen la cepa Hafnia alvei , responsable de producir histamina que es crucial para el proceso de maduración. [16]
La mayoría de los textos de microbiología estándar enumeran mamíferos, aves, reptiles, peces, suelo, agua, aguas residuales y alimentos como fuentes de las que se pueden recuperar hafnias.
Los tractos gastrointestinales de los animales, y en particular de los mamíferos, parecen ser un hábitat ecológico muy común para las hafnias . Las investigaciones de paleomicrobiología han identificado a H. alvei como originario de muestras de masa intestinal y sedimento recolectados de restos de mastodontes de 12.000 años de antigüedad en Michigan y Ohio. En un estudio de 642 mamíferos australianos, Gordon y FitzGibbon [17] encontraron que H. alvei era la tercera especie entérica más común identificada, después de Escherichia coli y E. cloacae . El aislamiento de H. alvei se asoció significativamente con la recuperación de carnívoros marsupiales y roedores múridos.
También se han recuperado hafnias esporádicamente de muestras de estiércol de animales de carga recolectadas en senderos de parques nacionales y del 7% de los especímenes de osos pardos y negros analizados. [18]
Entre las especies de aves, H. alvei se ha aislado con frecuencia de aves rapaces, incluidos halcones, búhos y buitres; incluso se ha aislado Hafnia de acentores alpinos de gran altitud que prácticamente no tienen contacto con humanos, en frecuencias que van del 3% al 16%. [19]
Otras fuentes de H. alvei incluyen reptiles (serpientes y eslizones), invertebrados, insectos, peces y murciélagos.
Según varias publicaciones, Hafnia alvei está presente como especie dominante durante la maduración del queso de leche cruda. [20]
Hafnia alvei es una bacteria psicrotrófica , se origina en la leche cruda y continúa creciendo en quesos como el Camembert . La multiplicación es un factor clave en el proceso de fermentación y maduración del queso.
Desde 1979, los estudios sobre quesos franceses han permitido identificar correlaciones entre el crecimiento de Hafnia alvei y los parámetros químicos durante la fabricación del queso. Varios investigadores estimaron que el nivel de H. alvei alcanza 10 7 UFC/g al final del proceso de maduración y demostraron que su curva de crecimiento está estrechamente relacionada con un aumento del pH. De manera similar, Mounier et al. determinaron un contenido de H. alvei de aproximadamente 10 9 UFC/g en un modelo de queso untable (queso blando).
Un amplio estudio de quesos tradicionales que se consumen desde hace años destaca la presencia de Hafnia alvei en productos lácteos desde hace más de treinta años.
En conclusión , se pueden encontrar niveles abundantes de Hafnia alvei en el queso de leche cruda y juega un papel importante en la aromatización del queso debido a su impacto en la acidez y la capacidad de producir aminoácidos libres.
La hafnia se añade intencionadamente durante el proceso de elaboración del queso o ya está presente como componente de la microflora de la leche. Contribuye al proceso de fermentación y maduración de los quesos. Los estudios metabólicos revelaron que H. alvei es fundamental para el proceso de maduración y el desarrollo del sabor típico del queso.
Debido a estas propiedades que afectan la acidez y el sabor, H. alvei se ha utilizado en la fabricación de varios quesos, como el cheddar, el gouda y el camembert, así como en el Livarot y otros quesos de leche cruda. H. alvei también se comercializa en la UE como cultivo de maduración para el camembert con un aroma fuerte (Aroma-Prox AF 036, proporcionado por Bioprox SAS, Francia) o como mezcla de microorganismos para el sabor del queso blando (cultivos de queso Choozit ARO 21-HA LYO 10 D, proporcionados por Danisco Dinamarca Archivado el 30 de marzo de 2013 en Wayback Machine ).
Un estudio de 2013 sobre un ecosistema modelo de queso destacó el papel de Hafnia alvei en la inhibición del crecimiento de la cepa O26:H11 de E. coli sin alterar el pH ni las concentraciones de ácido láctico. Hafnia alvei produjo una pequeña cantidad de aminas biógenas como putrescina y cadaverina, pero estas no afectaron el nivel general de compuestos aromáticos volátiles. [21]
El interés por el papel de Hafnia alvei en la elaboración de quesos va en aumento. En 2007, un proyecto de la ANR (Agencia Nacional de Investigación de Francia) (GRAMME) está evaluando los beneficios y riesgos de Hafnia alvei en la producción de queso y estudiando las funciones potenciales para ampliar su aplicación a otros productos alimenticios.
La hafnia crece en medios que contienen entre un 2% y un 5% de NaCl, un rango de pH de 4,9 a 8,25 y gradientes térmicos de 4 °C a 44 °C; [22] se ha informado que la temperatura óptima para el crecimiento es de 35 °C. [4]
Existe un acuerdo general en que casi el 100% de las cepas de Hafnia crecen en agares MacConkey, Hektoen entérico, eosina azul de metileno y xilosa-lisina-desoxicolato, todos los cuales son diferenciales con medios moderadamente selectivos. [22]
En medios selectivos más inhibidores, entre el 25% y el 60% de las cepas no crecen en agar Salmonella-Shigella (SS), mientras que entre el 75% y el 100% de los aislamientos se inhiben en medio verde brillante. Las cepas clásicas de H. alvei son negativas a la lactosa y la sacarosa y, por lo tanto, aparecen como colonias no fermentadoras en medios de aislamiento entérico.
En agares moderadamente selectivos, suelen aparecer como colonias grandes, lisas, convexas y translúcidas de 2 a 3 mm de diámetro con un borde entero; algunas pueden presentar un borde irregular. [5]
La inmunoquímica de los lipopolisacáridos (LPS) de Hafnia es extremadamente compleja. Todos los LPS de H. alvei parecen contener glucosa, glucosamina, heptosa y ácido 3-desoxioctulosónico. Algunos LPS también contienen otros aminoazúcares o carbohidratos como manosa, galactosa, galactosamina y manosamina. La estructura básica de oligosacáridos de algunas cepas consiste en una estructura de hexasacáridos idéntica compuesta por dos residuos de D-glucosa, tres residuos de LD-heptosa y un residuo de ácido 3-desoxioctulosónico. Existe una amplia diversidad serológica e inmunológica en este género, y la investigación activa continúa en esta área. [23]
En 1969, Barbe describió dos biotipos de H. alvei basándose en la fermentación de D-arabinosa y salicina y en la hidrólisis de esculina y arbutina. [5] Un desafío al que se enfrentan los microbiólogos es tratar de desarrollar pruebas bioquímicas que puedan distinguir fácilmente la mayoría de las cepas del grupo de ADN 1 ( H. alvei sensu stricto) de los aislados del grupo de ADN 2 ( especies de Hafnia sin nombre ). Estos dos grupos podrían distinguirse entre sí mediante una serie de pruebas. Ninguna prueba fue completamente discriminatoria, pero la motilidad a las 24 horas fue el mejor predictor del grupo de ADN (grupo de ADN 1, 9% positivo; grupo de ADN 2, 100% positivo).
Existe información limitada sobre la patogenicidad de Hafnia alvei. Esto se debe probablemente a la baja frecuencia de aparición de esta especie en enfermedades humanas y al hecho de que no existen síndromes patológicos claramente definidos específicamente asociados con H. alvei . La información actual sobre la patogenicidad de Hafnia se puede considerar desde dos perspectivas: los factores de virulencia potencialmente operativos en infecciones extraintestinales y aquellos restringidos principalmente al intestino. [5] Un estudio menciona que los ratones inyectados intraperitonealmente con hafniae no sucumbieron a la infección. [5]
H. alvei es un patógeno humano poco común a pesar de la creciente atención de la comunidad médica durante la última década debido a su posible asociación con la gastroenteritis.
No existen brotes bien descritos de enfermedades causadas por H. alvei en los que los correlatos epidemiológicos, clínicos y de laboratorio respalden de manera abrumadora un papel incuestionable de Hafniae en estas enfermedades. [5]
En un estudio de 17 aislamientos de Hafnia alvei (" Enterobacter hafniae ") recuperados por la Clínica Mayo entre 1968 y 1970, solo 5 aislamientos (29%) se consideraron clínicamente significativos. [24] En los cinco casos , se determinó que H. alvei era un patógeno secundario (respiratorio: 2; absceso: 3). En general, la edad media de las personas infectadas o colonizadas con H. alvei fue de 52,9 años, con una proporción de hombres/mujeres de 1:1,1. Un poco más del 50% de todos los aislamientos se adquirieron por vía nosocomial, incluidos los cinco asociados con la infección. [24] Solo en dos casos se recuperó H. alvei en cultivo puro, y en ninguno de los casos la cepa fue clínicamente significativa.
Es interesante destacar que la ATCC considera que todas las cepas de Hafnia alvei pertenecen únicamente al nivel de Bioseguridad 1. [25] Además, Richard identificó la presencia de 10 8 células viables por gramo de queso, lo que sugiere un consumo diario de más de 10 9 bacterias por día (cálculo basado en una porción de 30 g) indicando el buen perfil de seguridad de Hafnia alvei en el consumo diario. [26]
La seguridad de Hafnia alvei en pacientes inmunocompetentes parece muy clara y ha sido demostrada durante más de 4 décadas.
Stock et al. describe un estudio en el que se investigaron 76 aislamientos de H. alvei para determinar su susceptibilidad a 69 antibióticos o fármacos. El patrón general que surge de este estudio es que las hafniae son típicamente susceptibles a carbapenémicos, monobactamas, cloranfenicol, quinolonas, aminoglucósidos y antifolatos (p. ej., trimetoprima-sulfametoxazol) y resistentes a penicilina, oxacilina y amoxicilina más ácido clavulánico. La susceptibilidad a las tetraciclinas y cefalosporinas es variable. [27]
Un estudio español [28] sobre patógenos entéricos también encontró que 32 cepas de H. alvei eran universalmente susceptibles a todas las quinolonas (incluidas la gemifloxacina y la grepafloxacina), cefotaxima, gentamicina, cotrimoxazol y ácido naladixico; el 78% de las cepas en ese estudio eran susceptibles a la doxiciclina. Algunas cepas de H. alvei producen tanto cefalosporinasas inducibles de bajo nivel (susceptibles a la ceftazidima) como una actividad cefalosporinasa constitutiva de alto nivel que es resistente a la ceftazidima.
Un estudio clínico que probó la ingesta de la cepa H. alvei HA4597 en personas con sobrepeso ha demostrado la excelente seguridad de esta bacteria. [29]
La hafnia produce una proteína llamada proteasa caseinolítica B (ClpB), que ha demostrado ser un mimético de la hormona α-MSH , que está implicada en la saciedad. [30]
Se ha demostrado que algunas bacterias Enterobacterales , como Hafnia alvei, regulan naturalmente el apetito. [31]
Más específicamente, la cepa Hafnia alvei HA4597 se probó en ratones obesos y con sobrepeso alimentados con dietas ob/ob y ricas en grasas después de la administración por sonda . En esos dos modelos, la cepa Hafnia alvei mostró buena tolerancia, menor aumento de peso corporal y masa grasa en ambos modelos de obesidad, y una disminución significativa en la ingesta de alimentos en ratones ob/ob . [32]
Otro estudio [33] que describe la administración de la cepa HA4597 a ratones machos ob/ob hiperfágicos alimentados con una dieta rica en grasas , mostró una disminución significativa (en comparación con los ratones no tratados o tratados con orlistat) en el peso corporal, la grasa corporal y la ingesta de alimentos, pero también en los ratones tratados una disminución en el nivel de azúcar en sangre, colesterol plasmático total y alanina aminotransaminasa .
En 2021, se publicaron en la revista científica Nutrients los resultados [29] de un estudio clínico de 12 semanas en el que se comparó la ingesta oral de la cepa HA45597 frente a placebo. Este estudio prospectivo, multicéntrico, doble ciego, controlado con placebo y aleatorizado en 236 voluntarios con sobrepeso (IMC entre 25 y 29,9 kg/m2) confirmó clínicamente los datos preclínicos. Se cumplió el criterio principal de valoración de eficacia "pérdida de peso": se observó una diferencia estadísticamente significativa a favor del grupo de Hafnia alvei en la proporción de sujetos que perdieron al menos el 3% de su peso corporal a las 12 semanas (57,7% en el grupo de Hafnia frente al 41,7% del grupo placebo, p=0,028). Entre los criterios de valoración secundarios alcanzados, se observó un aumento estadísticamente significativo de la sensación de saciedad. Además, el efecto de la cepa también es mayor que el del placebo en la reducción de la circunferencia de la cadera. Sólo Hafnia alvei HA4597 tuvo efecto sobre el nivel de colesterol e indujo una reducción en los niveles de azúcar en sangre.
La revista científica Nature ha calificado recientemente la cepa Hafnia alvei HA4597 como un “probiótico de precisión”, es decir un probiótico cuya cepa y mecanismo de acción están plenamente descritos y comprendidos científicamente. [34]
TargEDys, [35] una empresa francesa que demostró que la cepa Hafnia alvei HA4597 podía estimular la saciedad a través de la proteína ClpB y ayudar a controlar naturalmente el apetito y a perder peso, realizó los estudios que permitieron la comercialización de este probiótico.
Hafnia alvei es una bacteria apta para uso alimentario. No figura en el catálogo de nuevos alimentos de la Comisión Europea, pero sí en la lista danesa de cultivos microbianos notificados aplicados en alimentos. [36]
Hafnia alvei forma parte de la lista positiva de la IDF (Federación Internacional de Lácteos) de cultivos microbianos de alimentos (MFC) que demuestra los requisitos de seguridad en productos alimenticios fermentados para uso mundial. [37] También está clasificada como un producto de salud natural en la NNHPD canadiense (Dirección de productos de salud naturales y sin receta). [38]
La cepa H. alvei HA4597 se comercializa actualmente en Francia como complemento alimenticio asociado a Zinc y Cromo bajo los nombres EnteroSatys (TargEDys) y Symbiosys Satylia Chromium and Zinc por el laboratorio (Biocodex), así como con guaraná y Cromo bajo el nombre de EnteroSatys Weight Management. También se distribuye en Portugal (Symbiosys Satylia), Italia (Satilia), Croacia (EnteroSatys), Turquía (Satylia) y Alemania (SymbioLife Satylia).
{{citation}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de noviembre de 2024 ( enlace ){{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de noviembre de 2024 ( enlace )