LACTOCOCCUS: KARAKTERISTIKA, MORFOLOGI, FORDELE, PATOGENESE - BIOLOGI - 2025

Lactococcus er en slægt af grampositive, pleomorfe bakterier, der kan vokse enkeltvis, parvis eller i kæder. De er homofermentative kemoorganotrofer, de producerer mælkesyre ved gæring af glukose.

Fødevareindustrien bruger nogle arter af slægten. De betragtes generelt som ikke-patogene eller opportunistiske patogener. I de senere år er antallet af kliniske tilfælde forbundet med infektioner af disse mikroorganismer imidlertid steget, både hos dyr og mennesker.

Lactococcus lactis, mikroskopisk billede. Taget og redigeret fra 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

egenskaber

-Lactococcus er kemoorganotrofiske organismer.

-De har ikke flagellum, og de danner heller ikke sporer. De er fakultative anaerobe, katalase-negative og ikke-hæmolytiske.

-Voks ved 10 ° C, men ikke ved 45 ° C. De vokser generelt i medier med 4% (w / v) NaCl. De producerer mælkesyre ved gæring af glukose.

-Alle stammer indeholder phosphatidylglycerol og cardiolipin. De fleste reagerer med gruppe N-antisera.

-Nogle stammer har lave niveauer af menaquinoner. GC-indholdet af DNA varierer fra 34 til 43% pr. Mol.

Taksonomi

Slægten Lactococcus blev opført i 1985 for at indeholde en gruppe bakterier, der tidligere var inkluderet i slægten Streptococcus (lactis) i gruppe N i Lancefield Classification.

Adskillelsen blev udført på basis af nukleinsyrehybridisering, fysiologisk, sammenlignende immunologi og lipid- og lipoteichoinsyresammensætningsundersøgelser.

Taksonomisk er det placeret i familien Streptococcaceae, i størrelsesordenen Lactobacillales, der tilhører Bacilli-klassen i phylum Firmicutes.

I øjeblikket har slægten 14 gyldige arter, hvoraf ni er beskrevet i det sidste årti, inklusive Lactococcus reticulitermitis, beskrevet i 2018. Lactococcus garviae har to underarter og Lactococcus lactis har fire gyldige underarter og en biovar.

Morfologi

Bakterier af slægten Lactococcus er formet som kugler eller ægformede celler, som kan vokse individuelt, parvis eller i kæder. I tilfælde af at have en kædeform, forlænger cellerne sig i samme retning af kæden.

De har adskillige plasmider, der kan variere i størrelse fra 2 kb (Kilobase) til mere end 100 kb. Cellevæggen består af peptidoglycan og en matrix af polysaccharider, teichonsyre og proteiner.

Lactococcus reticulitermitis, celler på agarplader 27, efter 2 dages inkubering ved 30 ° C under anaerobe betingelser. Taget og redigeret fra

Fordele

Slægten indeholder 14 arter, hvoraf kun Lactococcus lactis ofte bruges til industrielle formål, hovedsageligt underarten L. lactis subsp. lactis.

Lactococcus lactis er blevet anvendt historisk, både håndværker og industrielt, til gæring af fødevarer, såsom ost, yoghurt, surkål og lignende.

USA's Food and Drug Administration (FDA) viser det som generelt anerkendt som sikkert (GRAS). Ud over at give smag producerer denne bakterie også syrer, der konserverer mad.

Probiotika

Melkesyrebakterier (LAB) isoleret fra naturlige mejeriprodukter er af stor interesse blandt korrektion af probiotika i den normale tarmmikrobiota. Mange LAB'er syntetiserer biologisk aktive peptider eller proteinkomplekser.

Disse forbindelser er kendt som bakteriociner. Lactococcus lactis producerer bakteriociner, såsom lacticiner, nisins og lactococcins. Nisin er den bedst studerede forbindelse i sidstnævnte gruppe.

Nisin, produceret af nogle stammer af Lactococcus lactis subsp. lactis, er en bredspektret bakteriocin med forbedret antimikrobiel aktivitet. En af de vigtigste egenskaber ved nisin er aktiviteten mod gram-positive bakterier og bakterielle sporer af clostridia og baciller.

Det virker også mod andre bakterier, der ikke danner sporer, såsom mange arter af patogene streptokokker og stafylokokker. Det er også ikke-toksisk, stabilt ved lav pH og påvirker ikke mikrobiota i mave-tarmkanalen.

Alle disse egenskaber forstærker bakteriers rolle i fødevareindustrien.

Potentielle anvendelser

Bortset fra dens vigtige rolle i fødevareindustrien, er L. lactis blevet anvendt i genteknologi. Faktorer som dets fuldstændigt sekventerede genom, lille i størrelse (2,3 Megabaser eller Mbp) og med succes udviklet kloningssystem, har gjort det til en fungerende model.

Forskere har f.eks. Opnået genetisk modificerede Lactococcus lactis-stammer, der producerer og frigiver Mycobacterium Hsp65. Dette stof er en type heat shock protein (Hsp). Hsp'er er immunodominante proteiner udtrykt af forskellige immunceller og commensal bakterier.

Oralt administreret Mycobacterium Hsp65 frigivet af genetisk modificerede bakterier forhindrer fuldstændigt induceret colitis hos mus. Disse resultater kan åbne alternative muligheder for langtidshåndtering af inflammatorisk tarmsygdom hos mennesker.

Lactococcus garvieae, isoleret fra komælk, har vist sin effektivitet i hæmning af patogene mikroorganismer hos kvæg. Det hæmmende spektrum af bakteriocin, der udskilles af Lactococcus garvieae, som et antimikrobielt stof har en potentiel rolle som en alternativ form for antibiotika mod bovin mastitis.

Pathogeny

Lactococcus-arter betragtes som organismer med lav virulens, der forårsager opportunistiske infektioner hos mennesker, hovedsageligt hos mennesker med svækket immunsystem.

Men i de senere år er antallet af kliniske tilfælde forbundet med infektioner af disse mikroorganismer steget, både hos mennesker og dyr.

Bakterien Lactococcus garvieae, L. piscium og L. lactis subsp. lactis anerkendes som arten af ​​denne slægt med den største kliniske betydning for human- og veterinærmedicin.

De identificeres ofte forkert som enterokokker eller streptokokker. På grund af vanskeligheder med at identificere dem korrekt, er deres kliniske betydning måske blevet undervurderet.

Hos mennesker

Lactococcus garvieae har været forbundet med forskellige sygdomme, hovedsageligt af hospitalstypen. Disse sygdomme inkluderer bakteræmi, infektiv endocarditis, leverabcess, spontan septikæmi, diverticulitis, urinvejsinfektion og peritonitis.

Lactococcus lactis subsp. cremoris er rapporteret som et årsagsmiddel til bakteriel endocarditis, septikæmi, lever- og hjerneabscesser, nekrotiserende pneumonitis, purulent pneumonitis, septisk arthritis, infektion med dyb nakke, peritonitis, stigende cholangitis og canaliculitis.

Eksponering for upasteuriserede mejeriprodukter er en risikofaktor for infektion med denne bakterie. Lactococcus lactis subsp. lactis har været forbundet med endokarditis, den er også blevet isoleret fra kliniske prøver af blod, hudlæsioner og urin.

Hos dyr

Lactococcus garvieae og L. piscium er patogene for flere fiskearter, L. garvieae er også blevet rapporteret som en rejerpatogen og forårsager mastitis hos drøvtyggere. Lactococcus lactis subsp. Det er rapporteret, at lactis forårsager infektioner i vandfugle.

Behandlinger

Der er endnu ikke en specifik retningslinje for antimikrobiel terapi mod Lactococcus-infektioner. Til terapi foreslås det i mellemtiden at bestemme følsomheden af ​​patogenet isoleret fra kulturerne.

Penicillin, tredje generation af cephalosporin og coamoxiclav er blevet anvendt baseret på følsomhedstest.

Referencer

1. S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Lactococcus lactis cremoris-infektion: ikke sjældent mere? BMJ-sagsrapporter.
2. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taxonomi, fysiologi og vækst af Lactococcus lactis: en gennemgang. Mljekarstvo.
3. KH Schleifer, J. Kraus, C. Dvorak, R. Kilpper-Bälz, MD Collins & W. Fischer (1985). Overførsel af Streptococcus lactis og beslægtede Streptococci til slægten Lactococcus gen. November Systematisk og anvendt mikrobiologi.
4. TT Choksi, F. Dadani (2017). Gennemgang af fremkomsten af ​​Lactococcus garvieae: Et tilfælde af kateterassocieret urinvejsinfektion forårsaget af Lactococcus garvieae og Escherichia coli Coinfektion. Sagsrapporter ved infektionssygdomme.
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-infektion i vandfugle: Første bekræftelse hos dyr. Emerging smitsomme sygdomme.
6. MZ Nuryshev, LG Stoyanova, AI Netrusov (2016). Ny probiotisk kultur af Lactococcus lactis ssp. lactis: Effektive muligheder og udsigter. Tidsskrift for mikrobiel og biokemisk teknologi.
7. Slægten Lactoccocus. I liste over prokaryotiske navne med stående i nomenklatur: LPSN. Hentet fra 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). Hsp65-producerende lactococcus lactis forhindrer inflammatorisk tarmsygdom hos mus ved IL-10- og TLR2-afhængige stier. Frontiers in Immunology.