LACTOCOCCUS: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA, BENEFICI, PATOGENESI - BIOLOGIA - 2025

Lactococcus è un genere di batteri gram-positivi e pleomorfi che possono crescere singolarmente, in coppia o in catene. Sono chemioorganotrofi omofermentanti, producono acido lattico per fermentazione del glucosio.

L'industria alimentare utilizza alcune specie del genere. Sono generalmente considerati patogeni non patogeni o opportunisti. Tuttavia, negli ultimi anni, il numero di casi clinici associati a infezioni da questi microrganismi è aumentato, sia negli animali che nell'uomo.

Lactococcus lactis, immagine microscopica. Tratto e modificato da https://www.openpr.com/news/227665/MoBiTec-GmbH-Introduces-first-Secretion-Vectors-for-the-Lactococcus-lactis-Gene-Expression-System-NICE-developed-by- NIZO-food-research.html

caratteristiche

-Lactococcus sono organismi chemiorganotrofici.

-Non hanno flagello, né formano spore. Sono anaerobi facoltativi, catalasi negativi e non emolitici.

-Crescere a 10 ° C, ma non a 45 ° C. Generalmente crescono in terreni con il 4% (p / v) di NaCl. Producono acido L-lattico facendo fermentare il glucosio.

-Tutti i ceppi contengono fosfatidilglicerolo e cardiolipina. La maggior parte reagisce con gli antisieri del gruppo N.

-Alcuni ceppi hanno bassi livelli di menachinoni. Il contenuto in GC del DNA varia dal 34 al 43% in mole.

Tassonomia

Il genere Lactococcus è stato eretto nel 1985, per contenere un gruppo di batteri precedentemente inclusi nel genere Streptococcus (lactis) del gruppo N della classificazione di Lancefield.

La separazione è stata effettuata sulla base di studi di ibridazione degli acidi nucleici, immunologia fisiologica, comparativa e composizione di lipidi e acido lipoteicoico.

Tassonomicamente si trova nella famiglia Streptococcaceae, dell'ordine Lactobacillales, appartenente alla classe dei Bacilli del phylum Firmicutes.

Attualmente il genere ha 14 specie valide, di cui nove sono state descritte nell'ultimo decennio, tra cui Lactococcus reticulitermitis, descritto nel 2018. Lactococcus garviae ha due sottospecie e Lactococcus lactis ha quattro sottospecie valide e una biovar.

Morfologia

I batteri del genere Lactococcus hanno la forma di sfere o cellule ovoidali, che possono crescere individualmente, in coppia o in catene. Nel caso di forma a catena, le cellule sono allungate nella stessa direzione della catena.

Possiedono numerosi plasmidi che possono variare di dimensioni da 2 kb (Kilobase) a più di 100 kb. La parete cellulare è costituita da peptidoglicano e da una matrice di polisaccaridi, acido teicoico e proteine.

Lactococcus reticulitermitis, cellule su piastre di agar 27, dopo 2 giorni di incubazione a 30 ° C in condizioni anaerobiche. Tratto e modificato da http://www.jcm.riken.go.jp/cgi-bin/jcm/jcmimg_view?jcm=32106&fid=B

Benefici

Il genere comprende 14 specie di cui solo Lactococcus lactis è comunemente usato per scopi industriali, principalmente la sottospecie L. lactis subsp. lactis.

Il Lactococcus lactis è stato storicamente utilizzato, sia artigianalmente che industrialmente, nella fermentazione di alimenti, come formaggi, yogurt, crauti e simili.

La Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti lo elenca come Generally Recognized As Safe (GRAS). Questo batterio, oltre a conferire sapore, produce anche acidi che preservano il cibo.

Probiotici

I batteri lattici (LAB) isolati dai latticini naturali sono di grande interesse per la correzione dei probiotici del normale microbiota intestinale. Molti LAB sintetizzano peptidi biologicamente attivi o complessi proteici.

Questi composti sono noti come batteriocine. Lactococcus lactis produce batteriocine come latticine, nisine e lattococcine. La nisina è il composto meglio studiato in quest'ultimo gruppo.

Nisina, prodotta da alcuni ceppi di Lactococcus lactis subsp. lactis, è una batteriocina ad ampio spettro con attività antimicrobica potenziata. Una delle proprietà più importanti della nisina è l'attività contro i batteri Gram positivi e le spore batteriche di clostridi e bacilli.

Funziona anche contro altri batteri che non formano spore, come molte specie di streptococchi patogeni e stafilococchi. Inoltre è atossico, stabile a pH basso e non influenza il microbiota del tratto gastrointestinale.

Tutte queste proprietà rafforzano il ruolo dei batteri nell'industria alimentare.

Potenziali usi

Oltre al suo ruolo importante nell'industria alimentare, L. lactis è stato utilizzato nell'ingegneria genetica. Fattori come il suo genoma completamente sequenziato, di piccole dimensioni (2,3 Megabase o Mbp) e il sistema di clonazione sviluppato con successo, lo hanno reso un modello funzionante.

I ricercatori hanno ottenuto, ad esempio, ceppi di Lactococcus lactis geneticamente modificati che producono e rilasciano Mycobacterium Hsp65. Questa sostanza è un tipo di proteina da shock termico (Hsp). Le Hsps sono proteine ​​immunodominanti espresse da varie cellule immunitarie e batteri commensali.

Mycobacterium Hsp65 somministrato per via orale rilasciato da batteri geneticamente modificati previene completamente la colite indotta nei topi. Questi risultati possono aprire opzioni alternative per la gestione a lungo termine della malattia infiammatoria intestinale negli esseri umani.

Il Lactococcus garvieae, isolato dal latte vaccino, ha dimostrato la sua efficacia nell'inibire i microrganismi patogeni nei bovini. Lo spettro inibitorio della batteriocina, secreta dal Lactococcus garvieae, come sostanza antimicrobica ha un potenziale ruolo come forma alternativa di antibiotico contro la mastite bovina.

pathogeny

Le specie Lactococcus sono considerate organismi a bassa virulenza, che causano infezioni opportunistiche nell'uomo, principalmente nelle persone con sistema immunitario indebolito.

Ma, negli ultimi anni, il numero di casi clinici associati a infezioni da questi microrganismi è aumentato, sia nell'uomo che negli animali.

I batteri Lactococcus garvieae, L. piscium e L. lactis subsp. lactis sono riconosciute come le specie di questo genere con la massima importanza clinica per la medicina umana e veterinaria.

Sono spesso identificati erroneamente come enterococchi o streptococchi. A causa delle difficoltà nell'identificarli correttamente, forse la loro importanza clinica è stata sottovalutata.

Negli umani

Il Lactococcus garvieae è stato associato a varie malattie, principalmente di tipo ospedaliero. Queste malattie includono batteriemia, endocardite infettiva, ascesso epatico, setticemia spontanea, diverticolite, infezione del tratto urinario e peritonite.

Lactococcus lactis subsp. cremoris è stato segnalato come agente causale di endocardite batterica, setticemia, ascessi epatici e cerebrali, polmonite necrotizzante, polmonite purulenta, artrite settica, infezione del collo profondo, peritonite, colangite ascendente e canalicolite.

L'esposizione a prodotti lattiero-caseari non pastorizzati è un fattore di rischio per l'infezione da questo batterio. Lactococcus lactis subsp. lactis è stato associato a endocardite, è stato anche isolato da campioni clinici di sangue, lesioni cutanee e urine.

Negli animali

Lactococcus garvieae e L. piscium sono patogeni per diverse specie di pesci, L. garvieae è stato anche segnalato come patogeno dei gamberetti e causa mastiti nei ruminanti. Lactococcus lactis subsp. lactis è stato segnalato per causare infezioni negli uccelli acquatici.

trattamenti

Non esiste ancora una linea guida specifica per la terapia antimicrobica contro le infezioni da Lactococcus. Per la terapia, nel frattempo, si suggerisce di determinare la suscettibilità del patogeno isolato dalle colture.

La penicillina, la cefalosporina di terza generazione e il coamoxiclav sono stati utilizzati sulla base di test di sensibilità.

Riferimenti

1. S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Infezione da Lactococcus lactis cremoris: non più rara? Segnalazioni di casi BMJ.
2. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Tassonomia, fisiologia e crescita del Lactococcus lactis: una rassegna. Mljekarstvo.
3. KH Schleifer, J. Kraus, C. Dvorak, R. Kilpper-Bälz, MD Collins e W. Fischer (1985). Trasferimento di Streptococcus lactis e Streptococchi correlati al genere Lactococcus gen. Novembre Microbiologia sistematica e applicata.
4. TT Choksi, F. Dadani (2017). Revisione dell'emergenza di Lactococcus garvieae: un caso di infezione del tratto urinario associata a catetere causata da Lactococcus garvieae e infezione da Escherichia coli. Segnalazioni di casi nelle malattie infettive.
5. J. Goyache, AI Vela, A. Gibello, MM Blanco, V. Briones, S. González, S. Téllez, C. Ballesteros, L. Domínguez, JF Fernández-Garayzábal (2001). Lactococcus lactis subsp. Infezione da lactis negli uccelli acquatici: prima conferma negli animali. Malattie infettive emergenti.
6. MZ Nuryshev, LG Stoyanova, AI Netrusov (2016). Nuova coltura probiotica di Lactococcus lactis ssp. lactis: opportunità e prospettive efficaci. Journal of Microbial and Biochemical Technology.
7. Genere Lactoccocus. In List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature: LPSN. Estratto da www.bacterio.net/lactococcus.html.
8. AC Gomes-Santos, RP Oliveira, TG Moreira, AB Castro-Junior, BC Horta, L. Lemos, LA Almeida, RM Rezende, DC Cara, SC Oliveira, VAC Azevedo, A. Miyoshi AMC Faria (2017). Il Lactococcus lactis che produce Hsp65 previene la malattia infiammatoria intestinale nei topi mediante percorsi dipendenti da IL-10 e TLR2. Frontiere in immunologia.