Evaluación genómica, caracterización del potencial probiótico y antimicrobiano de Lactiplantibacillus plantarum y Limosilactobacillus reuteri aislados del estiércol de cerdo zungo costeño (sus scrofa domesticus) (2025)
La presente tesis doctoral abordó la creciente problemática de la resistencia antimicrobiana en la producción porcina, derivada del uso extensivo de antibióticos, y la consecuente necesidad de encontrar alternativas sostenibles. En este contexto, se evaluó el potencial probiótico y antimicrobiano de Lactiplantibacillus plantarum y Limosilactobacillus reuteri, bacterias ácido-lácticas (BAL) obtenidas de muestras de estiércol de cerdo zungo costeño (Sus scrofa domesticus), una raza criolla colombiana, buscando ofrecer una solución a esta problemática. Se procedió al aislamiento y cultivo de las bacterias a partir de muestras de estiércol porcino, empleando agar MRS como medio selectivo. La identificación molecular de las cepas purificadas se realizó mediante PCR convencional y espectrometría de masas MALDI-TOF, técnicas que permitieron confirmar su identidad y caracterizar su perfil proteico. Se investigó in vitro su capacidad de resistir condiciones adversas, simulando el ambiente gastrointestinal: elevadas concentraciones de bilis y NaCl, temperaturas extremas y pH ácido, evaluando así su viabilidad como potenciales probióticos. La caracterización de las bacteriocinas producidas, se llevo a cabo a través de métodos de ultrafiltración y precipitación química con sulfato de amonio. Se evaluó la interacción de estas bacterias con E. coli y S. aureus, patógenos comunes en la producción porcina, mediante ensayos de inhibición en placa, determinando así su potencial antimicrobiano. Se llevó a cabo un estudio genómico completo, utilizando secuenciación de nueva generación (NGS) y herramientas bioinformáticas para ensamblar, anotar y analizar los genomas de las cepas seleccionadas. Dentro del análisis genómico, se determinó el pangenoma de L. plantarum HCA1, se realizó una búsqueda exhaustiva de genes de virulencia y resistencia a antibióticos, y se llevó a cabo un análisis filogenómico para establecer sus relaciones evolutivas. Se predijo la estructura tridimensional de las bacteriocinas identificadas, empleando el modelo computacional AlphaFold 3, para comprender mejor su mecanismo de acción. Los resultados revelaron una notable adaptabilidad y resistencia de las cepas a las condiciones simuladas del tracto gastrointestinal, características esenciales para su viabilidad como probióticos. Se observó una considerable actividad antimicrobiana, atribuida a bacteriocinas estables y eficaces, entre ellas las plantaricinas de L. plantarum, cuyos genes clave fueron identificados y caracterizados. El estudio genómico confirmó la seguridad de las cepas, al no detectarse genes de virulencia ni de resistencia a antibióticos, y reveló un pangenoma abierto en L. plantarum HCA1, indicativo de diversidad genética y potencial de adaptación. Estos hallazgos sugieren que las cepas de L. plantarum y L. reuteri estudiadas podrían constituir una alternativa probiótica y antimicrobiana a los antibióticos en la producción porcina. Las bacteriocinas, y en particular las plantaricinas, presentan propiedades que justifican una investigación más profunda para su potencial aplicación en la industria alimentaria y porcina, con el objetivo de contribuir a la producción de alimentos más seguros, una producción animal más sostenible y una mejora de la salud animal y humana. Se sientan así las bases para futuras investigaciones y el desarrollo de aplicaciones biotecnológicas de estas cepas, con un enfoque en la mejora de la salud y la producción animal