Infecciones fágicas en Lactobacillus plantarum. Caracterización e implicancias industriales

Abstract

Dos fagos de colección de Lactobacillus plantarum (ATCC 8014-B1 y ATCC 8014-B2) fueron sometidos a estudios moleculares que incluyeron la determinación del mecanismo de empaquetamiento del ADN fágico, el secuenciamiento de los genomas y la identificación de sus proteínas estructurales. Adicionalmente, se estudió la morfología de ambos fagos. Por otro lado, se evaluó la viabilidad durante la conservación a diversas temperaturas y valores de pH de los fagos de colección y de dos fagos aislados previamente de gránulos de kefir (FAGK1 y FAGK2). Posteriormente, se caracterizó la interacción fago-cepa: influencia de cationes divalentes en el ciclo lítico, rango de hospedadores, ciclos de multiplicación fágica, proceso de adsorción, receptores fágicos y el mecanismo de fagorresistencia del tipo Restricción/Modificación. En el segundo capítulo de esta tesis, se estudió el comportamiento de los fagos frente a diferentes estrategias que podrían utilizarse para disminuir el riesgo de infecciones fágicas. Esto incluyó el estudio de la resistencia fágica a tratamientos térmicos, químicos y fotocatalíticos, así como también el aislamiento de mutantes espontáneos fagorresistentes con aptitudes tecnológicas. En particular, la eficiencia de la fotocatálisis en la inactivación fágica fue evaluada para fagos de diversas especies de bacterias lácticas. Los resultados obtenidos en este estudio permiten profundizar los conocimientos referidos a infecciones fágicas en Lb. plantarum, los cuales serían necesarios si esta especie bacteriana es utilizada en el desarrollo de alimentos funcionales. Por otro lado, este trabajo demostró que es posible el aislamiento de variantes fagorresistentes con adecuadas propiedades tecnológicas.

In this Thesis, a molecular characterization (including DNA packaging mechanisms, genome sequencing and structural protein identification) of two Lactobacillus plantarum collection phages (ATCC 8014-B1 and ATCC 8014-B2) was carried out. In addition, the phage morphology was studied. On the other hand, phage viability throughout storage at different pH and temperature was determined for collection phages and for phages FAGK1 and FAGK2 (isolated from kefir grains). To characterize the interaction between phages and their sensitive strains, the following aspects were studied: influence of divalent cations during the lytic cycle, host spectrum, one step growth curves, characterization of the adsorption step, phage receptors and presence of restriction-modification (R/M) systems. In the second chapter of this Thesis, the behavior of phages subjected to thermal, chemical and photocatalytic treatments, used to diminish the frequency of phage infections, was studied. In particular, the efficiency of photocatalysis on phage inactivation was studied for phages infecting diverse species of lactic acid bacteria. Also, the isolation of phage-resistant mutants with adequate technological properties was carried out. Results obtained in this Thesis significantly contributed to improve the knowledge about phage infections on Lb. plantarum, which would be useful if this bacterial species is used in the manufacture of functional foods. On the other hand, this work demonstrated that the assayed methodologies are efficient for obtaining spontaneous phage-resistant mutants from Lb. plantarum strains with adequate technological properties.