David Talens-Perales1, José-Antonio Daròs2, Julio Polaina1,3 y Julia Marín-Navarro1,4
1Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IATA-CSIC), 46980 Paterna, Valencia. 2Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-Universitat Politècnica de València), 46022 Valencia. 3The Enzyme Fishing Company (ZyFishCO) (https:// theenzymefishingcompany.tech). 4Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, Universitat de València, 46100 Burjassot, Valencia
En el mundo de la seguridad alimentaria, uno de los mayores retos es controlar microorganismos como Listeria monocytogenes, un patógeno capaz de sobrevivir a condiciones extremas. Este enemigo invisible puede estar presente en alimentos como carnes procesadas, productos lácteos no pasteurizados y comidas listas para el consumo. Su resistencia y capacidad para prosperar en ambientes fríos lo convierten en un desafío constante para la industria alimentaria y un riesgo para la salud pública. En 2021, la listeriosis fue la quinta zoonosis más reportada en la UE, con 2.183 casos, representando un aumento del 14 % respecto a 2020, afectando principalmente a mayores de 64 años. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) y el Centro Europeo para la Prevención y el Control de las Enfermedades (ECDC) publicaron un informe anual sobre zoonosis (EU One Health Zoonoses Report) mostrando su preocupación por el incremento de la incidencia en los últimos años (EFSA s.f.).
Sin embargo, un reciente avance científico desarrollado por el grupo de Ingeniería Molecular de Enzimas del Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos (IATA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), con participación de la Universitat de València (UV) y el grupo de Biotecnología de Virus de Plantas del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del CSIC y la Universitat Politècnica de València (UPV), podría cambiar el escenario en la lucha contra Listeria. Estos investigadores han desarrollado y patentado un tratamiento innovador que combina dos enzimas para combatir a este peligroso microorganismo de manera eficiente, segura y más respetuosa con el medio ambiente (Talens-Perales et al., 2025; solicitud de Patente Europea EP24383069).
EL PROBLEMA CON LOS MÉTODOS ACTUALES
Hasta ahora, las industrias alimentarias han dependido de desinfectantes químicos como los compuestos clorados o las sales de amonio cuaternario para controlar bacterias peligrosas como Listeria monocytogenes. Aunque eficaces, estos productos plantean riesgos tanto para el medio ambiente como para la salud humana. Por ejemplo, su toxicidad puede afectar a los trabajadores de las plantas procesadoras, y su acumulación en el medio ambiente puede tener efectos perjudiciales en el ecosistema, causando graves daños tanto a animales como plantas. Además, Listeria es particularmente difícil de eliminar debido a su capacidad para formar biofilms, una especie de "escudo protector" que le permite adherirse a superficies y resistir tratamientos convencionales. Frente a este reto, la necesidad de encontrar alternativas más sostenibles y eficaces es más urgente que nunca.
LAS ENZIMAS, AL RESCATE
El avance propuesto en esta investigación combina dos enzimas con efectos antibióticos (enzibióticos). Estas enzimas son una endolisina (A10) proveniente de un bacteriófago específico contra Listeria y una glucosa oxidasa (GOX). La endolisina actúa sobre los enlaces de peptidoglicano de la pared celular de las bacterias, debilitándolas significativamente y provocando su lisis. Por otro lado, la GOX, concretamente a una versión modificada por el grupo de Ingeniería Molecular de Enzimas del IATA a partir de su homóloga natural producida por el hongo Aspergillus niger (Marín Navarro et al., 2015), genera peróxido de hidrógeno, un compuesto conocido por su capacidad para eliminar bacterias al destruir sus estructuras internas. Esta forma ingenierizada de la GOX se produce en la planta Nicotiana benthamiana y ya ha mostrado su eficiencia contra otros patógenos bacterianos como Staphylococcus aureus y Escherichia coli (Talens-Perales et al., 2022).
Ambas enzimas tienen propiedades antibacterianas individuales, mediante distintos modos de acción, pero su combinación ha mostrado un notable efecto sinérgico.
RESULTADOS PROMETEDORES
El cóctel enzimático se probó tanto contra distintas cepas de Listeria monocytogenes, como contra Listeria innocua (un modelo no patogénico de este microorganismo usado en investigación). Se descubrió que, mientras cada enzima por sí sola lograba una reducción limitada en la cantidad de bacterias, su uso conjunto reducía la viabilidad hasta en un 99,99 %. Para conseguir ese mismo efecto antibacteriano, las dosis de GOX necesarias serían mucho más altas y podrían provocar efectos no deseados en aplicaciones como conservante alimentario por la liberación masiva de peróxido de hidrógeno.
La clave del nuevo desarrollo está en el efecto enzimático combinado: la endolisina A10 destruye parcialmente la pared celular de las bacterias y facilita el acceso del peróxido de hidrógeno generado por GOX al interior celular, ejerciendo su efecto destructor sobre biomoléculas esenciales de la bacteria.
VENTAJAS Y APLICACIONES FUTURAS
El uso de estas enzimas como agentes antimicrobianos tiene varias ventajas:
Bajo riesgo de producir resistencia bacteriana. A diferencia de los antibióticos convencionales, el uso de enzimas como las endolisinas y la GOX no da lugar a la aparición de cepas resistentes.
Sostenibilidad. Las enzimas son biodegradables y no generan residuos tóxicos, lo que las convierte en una alternativa sostenible frente a los desinfectantes químicos tradicionales.
Versatilidad. El cóctel de enzimas puede utilizarse tanto para desinfectar superficies en plantas procesadoras como para preservar alimentos sin alterar sus propiedades organolépticas (sabor, textura, aroma, etc.)
El impacto de este descubrimiento podría extenderse más allá de la industria alimentaria. Por ejemplo, el mismo tipo de enzimas podría aplicarse en hospitales para desinfectar áreas críticas o en la agricultura para prevenir infecciones bacterianas en cultivos.
UN PASO HACIA EL FUTURO DE LA SEGURIDAD ALIMENTARIA
Este avance científico representa un ejemplo de cómo la biotecnología puede ofrecer soluciones innovadoras a problemas complejos. Al combinar el conocimiento de la biología molecular con la necesidad de crear soluciones sostenibles, los investigadores han abierto la puerta a una nueva era en el control de patógenos como Listeria monocytogenes. A medida que esta tecnología se desarrolle y perfeccione, podríamos estar ante una herramienta que no solo garantice la seguridad de nuestros alimentos, sino que también proteja nuestro medio ambiente y nuestra salud.
Bibliografía: .......................................................................................................................
Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria. (s. f.). Listeria. EFSA. Recuperado el 24 de enero de 2025, de https://www.efsa.europa.eu/es/ topics/topic/listeria Marín-Navarro, J., Roupain, N., Talens-Perales, D., & Polaina, J. (2015). Identification and Structural Analysis of Amino Acid Substitutions that Increase the Stability and Activity of Aspergillus niger Glucose Oxidase., Plos One. 10:e0144289. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0144289
Talens-Perales, D., Nicolau-Sanus, M., Marín-Navarro, J., Polaina, J., & Daròs, J.-A. (2023). Production in Nicotiana benthamiana of a thermotolerant glucose oxidase that shows enzybiotic activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Current Research in Biotechnology. 6: 100148. http://doi.org/10.1016/j.crbiot.2023.100148.
Talens-Perales, D., Daròs, J.-A., Polaina, J., & Marín-Navarro, J. (2025). Synergistic Enzybiotic Effect of a Bacteriophage Endolysin and an Engineered Glucose Oxidase Against Listeria. Biomolecules. 15: 24. http://doi.org/10.3390/biom15010024.
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