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Lactiplantibacillus plantarum

Lactiplantibacillus plantarum (anteriormente Lactobacillus arabinosus y Lactobacillus plantarum ) [3] es un miembro ampliamente distribuido del género Lactiplantibacillus y se encuentra comúnmente en muchos productos alimenticios fermentados, así como en materia vegetal anaeróbica. [4] L. plantarum se aisló por primera vez de la saliva . Basándose en su capacidad de persistir temporalmente en plantas, el intestino de los insectos y en el tracto intestinal de los animales vertebrados, se lo designó como un organismo nómada. [5] [6] L. plantarum es una bacteria Gram positiva, con forma de bacilo. Las células de L. plantarum son bastones con extremos redondeados, rectos, generalmente de 0,9 a 1,2 μm de ancho y 3 a 8 μm de largo, que se presentan individualmente, en pares o en cadenas cortas. [7] L. plantarum tiene uno de los genomas más grandes conocidos entre las bacterias del ácido láctico y es una especie muy flexible y versátil. Se estima que crece entre pH 3,4 y 8,8. [8] Lactiplantibacillus plantarum puede crecer en un rango de temperatura de 12 °C a 40 °C. [9] Los recuentos viables de "L. plantarum" almacenado en condiciones refrigeradas (4 °C) se mantuvieron altos, mientras que se observó una reducción considerable en los recuentos almacenados a temperatura ambiente (25 ± 1 °C). [10]

Metabolismo

Lactiplantibacillus plantarum son bacterias Gram-positivas homofermentativas, aerotolerantes que crecen a 15 °C (59 °F), pero no a 45 °C (113 °F), y producen ambos isómeros del ácido láctico ( D y L ). Muchos lactobacilos, incluido L. plantarum , son inusuales porque pueden respirar oxígeno y expresar citocromos  si el hemo y la menaquinona están presentes en el medio de crecimiento. [11] [12] En ausencia de hemo y menaquinona, el oxígeno es consumido por la NADH-peroxidasa con peróxido de hidrógeno como intermedio y agua como producto final. [11] [12] Se presume que el peróxido actúa como un arma para excluir a las bacterias competidoras de la fuente de alimento. En lugar de la enzima protectora superóxido dismutasa presente en casi todas las demás células tolerantes al oxígeno, este organismo acumula cantidades milimolares de polifosfato de manganeso . L. plantarum también utiliza manganeso en una pseudocatalasa para reducir los niveles de oxígeno reactivo. Debido a que la química mediante la cual los complejos de manganeso protegen a las células del daño causado por el oxígeno es alterada por el hierro , estas células prácticamente no contienen átomos de hierro; en contraste, una célula de Escherichia coli de volumen comparable contiene más de un millón de átomos de hierro. Debido a esto, L. plantarum no puede usarse para crear enzimas activas que requieren un complejo hemo , como las catalasas verdaderas. [13]

L. plantarum también puede reducir los aceptores de electrones terminales insolubles, como óxidos de hierro o electrodos sólidos a través de la transferencia de electrones extracelular cuando están presentes riboflavina y quinona (como ácido 1 4-dihidroxi-2-naftoico, DHNA). [14] [15] L. plantarum utiliza la transferencia de electrones extracelular para aumentar la relación NAD + /NADH, acelerar la fermentación, generar más ATP a través de la fosforilación a nivel de sustrato y acumular más biomasa. [14]

Lactiplantibacillus plantarum , como muchos lactobacilos, se puede cultivar utilizando medios MRS . [16]

Genomas

La secuenciación del genoma de la bacteria del ácido láctico L. plantarum WCFS1 muestra más detalles moleculares. El cromosoma contiene 3.308.274 pares de bases. [17] El contenido de GC de L. plantarum es del 44,45% con un recuento promedio de proteínas de 3063. Según el experimento del Centro de Ciencias de la Alimentación de Wageningen, el número de ARNr de L. plantarum WCFS1 es 15 y el número de ARNt es 70. [7]

Productos

Ensilaje

Lactiplantibacillus plantarum es la bacteria más comúnmente utilizada en inóculos para ensilaje . Durante las condiciones anaeróbicas del ensilaje, estos organismos dominan rápidamente la población microbiana y, en 48 horas, comienzan a producir ácidos láctico y acético a través de la vía de Embden-Meyerhof , disminuyendo aún más su competencia. En estas condiciones, se ha descubierto que las cepas de L. plantarum que producen altos niveles de proteínas heterólogas siguen siendo altamente competitivas. Esta cualidad podría permitir que esta especie se utilice como un pretratamiento biológico eficaz para la biomasa lignocelulósica . [18]

Productos alimenticios

Lactiplantibacillus plantarum se encuentra comúnmente en productos lácteos, carne y muchas fermentaciones vegetales, incluyendo chucrut , encurtidos, aceitunas en salmuera , kimchi coreano , ogi nigeriano , masa madre y otros materiales vegetales fermentados, y también algunos quesos , salchichas fermentadas y bacalao seco . Los altos niveles de este organismo en los alimentos también lo convierten en un candidato ideal para el desarrollo de probióticos . En un estudio de 2008 realizado por Juana Frias et al., se aplicó L. plantarum para reducir la alergenicidad de la harina de soja . El resultado mostró que, en comparación con otros microbios, la harina de soja fermentada con L. plantarum mostró la mayor reducción en la inmunorreactividad de IgE (96-99%), dependiendo de la sensibilidad del plasma utilizado. L. plantarum también se encuentra en dadiah , una leche de búfalo fermentada tradicional del pueblo Minangkabau , nativo de Sumatra , Indonesia . [19]

La cepa K21 de Lactobacillus plantarum es una bacteria grampositiva aislada de vegetales fermentados . Tiene la capacidad de hidrolizar la sal biliar cuando se proporciona como suplemento. En ratones obesos, K21 también reduce los niveles de colesterol y triglicéridos , e inhibe la acumulación de lípidos en los preadipocitos 3T3-L1 . Además, reduce el nivel de leptina plasmática , mitiga el daño hepático y alivia la intolerancia a la glucosa . Finalmente, K21 inhibe el aumento de peso corporal y la acumulación de masa grasa. [20]

Terapéutica

Debido a que es abundante, de origen humano y fácil de cultivar, L. plantarum ha sido probado para efectos sobre la salud. Ha sido identificado como un probiótico, lo que sugiere su valor para futuras investigaciones y aplicaciones. [21] L. plantarum tiene actividades antioxidantes significativas y también ayuda a mantener la permeabilidad intestinal . [22] Es capaz de suprimir el crecimiento de bacterias productoras de gases en los intestinos y puede beneficiar a algunos pacientes que sufren de SII . [23] Ayuda a crear un equilibrio microbiano y estabilizar los patrones de enzimas digestivas. [17] Se ha encontrado que Lactiplantibacillus plantarum en experimentos aumenta el factor neurotrófico derivado del cerebro del hipocampo , lo que significa que L. plantarum puede tener un papel beneficioso en el tratamiento de la depresión. [24] La capacidad de L. plantarum para sobrevivir en el tracto gastrointestinal humano lo convierte en un posible vehículo de administración in vivo para compuestos terapéuticos o proteínas.

Lactiplantibacillus plantarum es un componente de VSL#3 . Esta fórmula patentada y estandarizada de bacterias vivas se puede utilizar en combinación con terapias convencionales para tratar la colitis ulcerosa y requiere receta médica. [25]

Propiedad antimicrobiana

La capacidad de L. plantarum para producir sustancias antimicrobianas le permite sobrevivir en el tracto gastrointestinal de los seres humanos. Las sustancias antimicrobianas producidas han demostrado tener un efecto significativo sobre las bacterias grampositivas y gramnegativas . [ cita requerida ]

Actividad contra enfermedades definitorias del SIDA

Como resultado de la infección inicial por VIH , se ha descubierto que el intestino es un centro principal de actividad inmunológica. [26] Las células de Paneth del sistema inmunológico del intestino atacan al VIH mediante la producción de interleucina 1 beta (IL-1β), que produce un daño colateral extenso: desprendimiento del revestimiento intestinal apretado, que se manifiesta como diarrea grave . Esta destrucción del revestimiento intestinal permite que los patógenos fúngicos invadan, por ejemplo, las especies de Cryptococcus , lo que da como resultado una enfermedad definitoria del SIDA, como la criptococosis , que representa el 60% al 70% de todos los casos definitorios del SIDA, [27] pero no necesariamente solo el intestino. En los macacos rhesus , L. plantarum puede reducir (destruir) IL-1β, resolviendo la inflamación y acelerando la reparación intestinal en cuestión de horas. [26]

Bioquímica

Recientemente se ha secuenciado todo el genoma y se han desarrollado bibliotecas de promotores para la expresión génica tanto condicional como constitutiva, lo que aumenta la utilidad de L. plantarum . También se emplea comúnmente como organismo indicador en experimentos de bioensayo de niacina , en particular, el método oficial internacional AOAC 944.13, ya que es un auxótrofo de niacina . [28] [29]

Véase también

Referencias

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