LACTOCOCCUS: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, KORZYŚCI, PATOGENEZA - BIOLOGIA - 2026

Lactococcus to rodzaj bakterii Gram-dodatnich, pleomorficznych, które mogą rosnąć pojedynczo, w parach lub w łańcuchach. Są chemoorganotrofami homofermentacyjnymi, wytwarzają kwas mlekowy poprzez fermentację glukozy.

W przemyśle spożywczym wykorzystuje się niektóre gatunki z rodzaju. Na ogół uważa się je za patogeny niepatogenne lub oportunistyczne. Jednak w ostatnich latach wzrosła liczba przypadków klinicznych związanych z zakażeniami tymi mikroorganizmami, zarówno u zwierząt, jak iu ludzi.

Lactococcus lactis, obraz mikroskopowy. Zrobione i zredagowane z 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

cechy

-Lactococcus to organizmy chemoorganotroficzne.

-Nie mają wici ani nie tworzą zarodników. Są fakultatywnie beztlenowe, ujemne pod względem katalazy i niehemolityczne.

-Rośnie w 10 ° C, ale nie w 45 ° C. Zwykle rosną w pożywkach zawierających 4% (w / v) NaCl. Wytwarzają kwas L-mlekowy poprzez fermentację glukozy.

-Wszystkie szczepy zawierają fosfatydyloglicerol i kardiolipinę. Większość reaguje z surowicami odpornościowymi grupy N.

-Niektóre szczepy mają niski poziom menachinonów. Zawartość GC w DNA waha się od 34 do 43% molowych.

Taksonomia

Rodzaj Lactococcus został wzniesiony w 1985 r., Aby zawierać grupę bakterii wcześniej włączonych do rodzaju Streptococcus (lactis) z grupy N Klasyfikacji Lancefield.

Rozdział przeprowadzono na podstawie hybrydyzacji kwasów nukleinowych, badań fizjologicznych, immunologii porównawczej oraz składu lipidów i kwasów lipotejchojowych.

Pod względem taksonomicznym znajduje się w rodzinie Streptococcaceae z rzędu Lactobacillales, należącej do klasy Bacilli z rodzaju Firmicutes.

Obecnie rodzaj ma 14 ważnych gatunków, z których dziewięć opisano w ostatniej dekadzie, w tym Lactococcus reticulitermitis, opisany w 2018 r. Lactococcus garviae ma dwa podgatunki, a Lactococcus lactis ma cztery ważne podgatunki i jeden biowar.

Morfologia

Bakterie z rodzaju Lactococcus mają kształt kulek lub komórek jajowatych, które mogą rosnąć pojedynczo, parami lub łańcuchami. W przypadku łańcucha w kształcie ogniwa są wydłużane w tym samym kierunku co łańcuch.

Posiadają liczne plazmidy, które mogą różnić się wielkością od 2 kb (kilobase) do ponad 100 kb. Ściana komórkowa składa się z peptydoglikanu i macierzy polisacharydów, kwasu teichojowego i białek.

Lactococcus reticulitermitis, komórki na płytkach agarowych 27, po 2 dniach inkubacji w 30 ° C w warunkach beztlenowych. Zrobiono i zredagowano z http://www.jcm.riken.go.jp/cgi-bin/jcm/jcmimg_view?jcm=32106&fid=B

Korzyści

Rodzaj obejmuje 14 gatunków, z których tylko Lactococcus lactis jest powszechnie używany do celów przemysłowych, głównie podgatunek L. lactis subsp. lactis.

Lactococcus lactis był historycznie stosowany, zarówno rzemieślniczo, jak i przemysłowo, do fermentacji żywności, takiej jak ser, jogurt, kapusta kiszona i tym podobne.

Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) wymienia go jako ogólnie uznany za bezpieczny (GRAS). Bakteria ta, oprócz nadawania smaku, wytwarza również kwasy, które konserwują żywność.

Probiotyki

Bakterie kwasu mlekowego (LAB) izolowane z naturalnych produktów mlecznych cieszą się dużym zainteresowaniem wśród probiotyków korygujących prawidłową mikroflorę jelitową. Wiele LAB syntetyzuje biologicznie aktywne peptydy lub kompleksy białkowe.

Związki te znane są jako bakteriocyny. Lactococcus lactis wytwarza bakteriocyny, takie jak laktycyny, nizyny i laktokocyny. Nizyna jest najlepiej zbadanym związkiem z tej ostatniej grupy.

Nizyna wytwarzana przez niektóre szczepy Lactococcus lactis subsp. lactis, to bakteriocyna o szerokim spektrum działania o zwiększonej aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Jedną z najważniejszych właściwości nizyny jest działanie na bakterie Gram-dodatnie oraz zarodniki bakterii Clostridia i pałeczki.

Działa również na inne bakterie, które nie tworzą zarodników, takie jak wiele gatunków patogennych paciorkowców i gronkowców. Jest również nietoksyczny, stabilny przy niskim pH i nie wpływa na mikroflorę przewodu pokarmowego.

Wszystkie te właściwości wzmacniają rolę bakterii w przemyśle spożywczym.

Potencjalne zastosowania

Oprócz swojej ważnej roli w przemyśle spożywczym L. lactis znalazł zastosowanie w inżynierii genetycznej. Czynniki takie jak całkowicie zsekwencjonowany genom, niewielki rozmiar (2,3 megabazy lub Mbp) oraz pomyślnie opracowany system klonowania sprawiły, że stał się on działającym modelem.

Naukowcy uzyskali na przykład genetycznie zmodyfikowane szczepy Lactococcus lactis, które wytwarzają i uwalniają Mycobacterium Hsp65. Substancja ta jest rodzajem białka szoku cieplnego (Hsp). Hsp to immunodominujące białka wyrażane przez różne komórki odpornościowe i bakterie komensalne.

Podana doustnie Mycobacterium Hsp65 uwalniana przez genetycznie zmodyfikowane bakterie całkowicie zapobiega indukowanemu zapaleniu okrężnicy u myszy. Wyniki te mogą otworzyć alternatywne opcje długoterminowego leczenia nieswoistego zapalenia jelit u ludzi.

Lactococcus garvieae, wyizolowany z mleka krowiego, wykazał skuteczność w hamowaniu drobnoustrojów chorobotwórczych u bydła. Hamujące spektrum bakteriocyny, wydzielanej przez Lactococcus garvieae, jako substancji przeciwdrobnoustrojowej, może odgrywać potencjalną rolę jako alternatywna forma antybiotyku przeciwko zapaleniu wymienia u bydła.

Patogeneza

Gatunki Lactococcus są uważane za organizmy o niskiej zjadliwości, powodujące zakażenia oportunistyczne u ludzi, głównie u osób z osłabionym układem odpornościowym.

Jednak w ostatnich latach wzrosła liczba przypadków klinicznych związanych z zakażeniami tymi mikroorganizmami, zarówno u ludzi, jak iu zwierząt.

Bakterie Lactococcus garvieae, L. piscium i L. lactis subsp. lactis są uznawane za gatunki tego rodzaju o największym znaczeniu klinicznym dla medycyny i weterynarii.

Często są błędnie identyfikowane jako enterokoki lub paciorkowce. Ze względu na trudności w ich prawidłowej identyfikacji być może nie doceniono ich znaczenia klinicznego.

W ludziach

Lactococcus garvieae wiąże się z różnymi chorobami, głównie szpitalnymi. Choroby te obejmują bakteriemię, infekcyjne zapalenie wsierdzia, ropień wątroby, spontaniczną posocznicę, zapalenie uchyłków jelita, zakażenie dróg moczowych i zapalenie otrzewnej.

Lactococcus lactis subsp. cremoris opisywano jako czynnik sprawczy bakteryjnego zapalenia wsierdzia, posocznicy, ropni wątroby i mózgu, martwiczego zapalenia płuc, ropnego zapalenia płuc, septycznego zapalenia stawów, infekcji głębokiej szyi, zapalenia otrzewnej, wstępującego zapalenia dróg żółciowych i zapalenia kanałów.

Narażenie na niepasteryzowane produkty mleczne jest czynnikiem ryzyka zakażenia tą bakterią. Lactococcus lactis subsp. lactis jest związany z zapaleniem wsierdzia, został również wyizolowany z klinicznych próbek krwi, zmian skórnych i moczu.

U zwierząt

Lactococcus garvieae i L. piscium są chorobotwórcze dla kilku gatunków ryb, stwierdzono również, że L. garvieae jest patogenem krewetek i powoduje zapalenie wymienia u przeżuwaczy. Lactococcus lactis subsp. lactis zostały zgłoszone jako powodujące infekcje u ptactwa wodnego.

Zabiegi

Nie ma jeszcze szczegółowych wytycznych dotyczących leczenia przeciwbakteryjnego przeciwko infekcjom Lactococcus. W przypadku terapii sugeruje się tymczasem określenie podatności patogenu wyizolowanego z kultur.

Na podstawie testów wrażliwości zastosowano penicylinę, cefalosporynę trzeciej generacji i coamoksiklav.

Bibliografia

1. S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Zakażenie Lactococcus lactis cremoris: już nie rzadkie? Raporty przypadków BMJ.
2. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taksonomia, fizjologia i wzrost Lactococcus lactis: przegląd. Mljekarstvo.
3. KH Schleifer, J. Kraus, C. Dvorak, R. Kilpper-Bälz, MD Collins & W. Fischer (1985). Przeniesienie Streptococcus lactis i spokrewnionych Streptococci do rodzaju Lactococcus gen. Lis. Mikrobiologia systematyczna i stosowana.
4. TT Choksi, F. Dadani (2017). Reviewing the Emergence of Lactococcus garvieae: A Case of Catheter Associated Urinary Tract Infection wywoływana przez Lactococcus garvieae i Escherichia coli Coinfection. Opisy przypadków w chorobach zakaźnych.
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. lactis Infection in Waterfowl: Pierwsze potwierdzenie u zwierząt. Pojawiające się choroby zakaźne.
6. MZ Nuryshev, LG Stoyanova, AI Netrusov (2016). Nowa kultura probiotyczna Lactococcus lactis ssp. lactis: efektywne możliwości i perspektywy. Journal of Microbial and Biochemical Technology.
7. Rodzaj Lactoccocus. Na liście nazw prokariotycznych stojących w nomenklaturze: LPSN. Pobrane z 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). Lactococcus lactis wytwarzający Hsp65 zapobiega zapalnej chorobie jelit u myszy przez szlaki zależne od IL-10 i TLR2. Frontiers in Immunology.