Para prolongar la vida útil de los alimentos, los fabricantes suelen añadir conservantes a sus productos. Estas sustancias están diseñadas para eliminar los microorganismos que pueden provocar el deterioro de los alimentos. Si bien los conservantes tradicionales como el azúcar, la sal, el vinagre y el alcohol tienen una larga historia de uso, las etiquetas de los alimentos modernos suelen incluir aditivos más oscuros como el benzoato de sodio, el propionato de calcio y el sorbato de potasio. La investigación sobre un conservante alimentario ampliamente utilizado por su capacidad para destruir patógenos muestra que también puede afectar a las bacterias beneficiosas, lo que supone un riesgo para el equilibrio del microbioma intestinal.
Las bacterias producen sustancias químicas llamadas bacteriocinas para matar a los competidores microbianos. Estos químicos actúan como conservantes naturales al matar patógenos potencialmente peligrosos en los alimentos. Los lantibióticos son una clase de bacteriocinas con propiedades antibacterianas particularmente fuertes y se utilizan ampliamente en la industria alimentaria.
A pesar del uso generalizado de lantibióticos, se sabe poco sobre cómo estas biotinas afectan el microbioma intestinal de quienes las consumen. Los microbios del intestino viven en un delicado equilibrio, y las bacterias comensales proporcionan importantes beneficios al cuerpo al descomponer los nutrientes, producir metabolitos y, lo que es más importante, defenderse de los patógenos. Si los conservantes antimicrobianos de los alimentos matan indiscriminadamente demasiadas bacterias comensales, las bacterias patógenas oportunistas pueden tomar el control y causar estragos, con resultados que no son mejores que comer alimentos contaminados en primer lugar.
Un nuevo estudio publicado en la revista ACS Chemical Biology por científicos de la Universidad de Chicago encontró que los lantibióticos, la clase más común de agentes biológicos, tienen un fuerte efecto inhibidor sobre los patógenos y las bacterias comensales intestinales que mantienen la salud humana.
La nisina es un fungicida de uso común en todo, desde cerveza y salchichas hasta queso y salsas. Lo producen bacterias que viven en las glándulas mamarias de las vacas, pero los microbios del intestino humano también producen biocidas similares. Zhenrun "Jerry" Zhang, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Eric Pamer, MD, profesor de medicina Donald F. Steiner en la Universidad de Chicago y director del Instituto de la Familia Duchosos, quería estudiar los efectos de esta biotina natural en las bacterias intestinales comensales.
"Esencialmente, la nisina es un antibiótico que se ha agregado durante mucho tiempo a nuestros alimentos, pero no se ha estudiado bien cómo afecta a nuestros microbios intestinales", dijo Zhang. "Si bien puede ser muy eficaz para prevenir la contaminación de los alimentos, también puede tener un mayor impacto en los microbios intestinales de nuestro cuerpo".
Él y sus colegas examinaron una base de datos pública de genomas bacterianos intestinales humanos y descubrieron genes que producen seis lantibióticos diferentes derivados del intestino que son muy similares a la nisina, cuatro de los cuales son novedosos. Luego trabajaron con Wilfred A. van der Donk, Ph.D., profesor de química Richard E. Hector en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, para producir diferentes versiones de estos antibióticos para probar sus efectos sobre patógenos y bacterias intestinales comensales. Los investigadores descubrieron que, si bien los diferentes lantibióticos tenían efectos diferentes, eran igualmente eficaces para matar patógenos y bacterias comunes.
Zhang dijo: "Este estudio muestra por primera vez que las bacterias comensales intestinales son susceptibles a los lantibióticos, a veces incluso más sensibles que los patógenos. A juzgar por el contenido actual de lantibióticos en los alimentos, es probable que también afecten nuestra salud intestinal".
Zhang y su equipo también estudiaron la estructura de los lantibióticos para comprender mejor su actividad y, por lo tanto, cómo se podrían aprovechar sus propiedades antimicrobianas para siempre. Por ejemplo, en otro estudio, el laboratorio Palmer descubrió que un consorcio de cuatro microbios, incluido uno que produce lantibiotina, ayudó a proteger a los ratones de los enterococos resistentes a los antibióticos. También están estudiando la prevalencia de genes resistentes a la rand-biotina en diferentes poblaciones para comprender mejor cómo este tipo de bacteria coloniza el intestino en diferentes condiciones y dietas.
"Parece que los lantibióticos y sus cepas derivadas no siempre son beneficiosos para la salud, por lo que estamos buscando formas de compensar los posibles efectos adversos mientras aprovechamos sus propiedades antimicrobianas más beneficiosas", dijo Zhang.