Efeito de bacteriófagos contra biofilmes de Escherichia coli em superfícies de manipulação de alimentos

Abstract

A segurança alimentar é uma das questões mais importantes para a saúde pública. A capacidade das bactérias aderirem às superfícies de processamento de alimentos através da formação de biofilme é uma ameaça à saúde humana, pois essas superfícies podem servir de reservatório de microrganismos patogénicos. Escherichia coli é uma bactéria formadora de biofilme, estando frequentemente envolvida na contaminação de superfícies. Apesar da correta aplicação dos protocolos de desinfeção, a contaminação bacteriana em superfícies continua a ocorrer. Nesse sentido, a implementação de novas abordagens para minimizar o risco de contaminação é crucial. Os bacteriófagos (ou simplesmente fagos), vírus que infetam apenas bactérias, são um exemplo de uma abordagem ecológica que se tem mostrado eficaz na redução de biofilmes. Neste estudo o fago phT4A foi utilizado para prevenir e destruir biofilmes de E. coli formados em plástico e aço inoxidável. Os ensaios foram realizados em Tryptic Soy Broth (TSB), a 25 °C. Em todos os ensaios foi incluído um controlo bacteriano contendo apenas a bactéria E. coli, um controlo de fago contendo apenas o fago phT4A e uma amostra contendo a bactéria e o fago. Foi também avaliada a capacidade de formação de biofilme pelas bactérias mutantes resistentes e sensíveis ao fago phT4A, após tratamento. No plástico, a redução máxima do biofilme de E. coli foi de cerca de 5 Log de unidades formadoras de colónias (UFC)/cm2, 6 h após a administração do fago. No aço inoxidável a redução máxima do biofilme de E. coli foi de aproximadamente 4 Log UFC/cm2, 9 h após a administração do fago. Nos ensaios de prevenção da formação de biofilme, foi observada uma menor formação de biofilme na amostra (em cerca de 3.17 Log UFC/cm2) após 12h de tratamento, comparativamente ao controlo bacteriano. No que diz respeito aos ensaios da capacidade de formação de biofilme pelas bactérias mutantes resistentes e sensíveis ao fago phT4A, observou-se uma menor capacidade de formação de biofilme pelas bactérias mutantes resistentes. No geral, os fagos demostraram ser eficazes na redução de biofilmes de E. coli, provando, a sua utilização, ser uma abordagem promissora para a descontaminação de superfícies de manipulação de alimentos, de forma a garantir a segurança alimentar.

Food safety is one of the most important public health issues. The ability of bacteria to adhere to food contact surfaces by biofilm formation is a threat to human health, as these surfaces can serve as a reservoir of pathogenic bacteria. Escherichia coli is one of the biofilm-forming bacteria and one of the most involved in surface contamination. Despite the correct application of disinfection protocols, bacterial contamination on surfaces continues to occur. In this sense, the implementation of new effective and sustainable approaches to minimize the risk of contamination is crucial. Bacteriophages (or simply phages), viruses that only infect bacteria, are an example of an eco-friendly approach that has proven to be effective in reducing biofilms. In this study, phage phT4A was used to prevent and reduce E. coli biofilm on plastic and stainless steel. The assays were carried out in Tryptic Soy Broth (TSB), at 25 °C. In all assays a bacterial control containing only the bacteria E. coli, a phage control containing only the phage phT4A and a sample containing the bacteria and the phage were included. The biofilm formation capacity of mutant bacteria resistant and sensitive to phage phT4A, after treatment, was also evaluated. On plastic, the maximum reduction of E. coli biofilm was about 5 og colony forming units (CFU)/cm2, after 6 h of phage application. On stainless steel, the maximum reduction of E. coli biofilm obtained was approximately 4 Log CFU/cm2, after 9 h of incubation. In biofilm formation prevention assays, a reduction in biofilm formation was observed in the sample (by approximately 3.17 Log CFU/cm2) after 12 h of treatment, compared to the bacterial control. Regarding the biofilm formation capacity of resistant and sensitive mutant bacteria to phage phT4A, a lower biofilm formation capacity was observed by resistant mutant bacteria. Overall, phages have been shown to be effective in reducing E. coli biofilms, proving to be a promising approach for decontaminating food handling surfaces, and thus ensuring food safety.