LACTOCOCCUS: KENMERKEN, MORFOLOGIE, VOORDELEN, PATHOGENESE - BIOLOGIE - 2026

Lactococcus is een geslacht van grampositieve, pleomorfe bacteriën die afzonderlijk, in paren of in ketens kunnen groeien. Het zijn homofermentatieve chemoorganotrofen, ze produceren melkzuur door fermentatie van glucose.

De voedingsindustrie gebruikt enkele soorten van het geslacht. Ze worden over het algemeen als niet-pathogene of opportunistische pathogenen beschouwd. In de afgelopen jaren is het aantal klinische gevallen dat verband houdt met infecties door deze micro-organismen echter toegenomen, zowel bij dieren als bij mensen.

Lactococcus lactis, microscopisch beeld. Genomen en bewerkt van 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

kenmerken

-Lactococcus zijn chemo-organotrofe organismen.

-Ze hebben geen flagellum en vormen ook geen sporen. Ze zijn facultatief anaëroob, catalase-negatief en niet-hemolytisch.

-Groeien bij 10 ° C, maar niet bij 45 ° C. Ze groeien over het algemeen in media met 4% (w / v) NaCl. Ze produceren L-melkzuur door glucose te fermenteren.

-Alle stammen bevatten fosfatidylglycerol en cardiolipine. De meeste reageren met groep N-antisera.

-Sommige soorten bevatten lage menaquinonen. Het GC-gehalte van DNA varieert van 34 tot 43 mol%.

Taxonomie

Het geslacht Lactococcus werd in 1985 opgericht om een ​​groep bacteriën te bevatten die voorheen waren opgenomen in het geslacht Streptococcus (lactis) van groep N van de Lancefield-classificatie.

De scheiding werd uitgevoerd op basis van studies van nucleïnezuurhybridisatie, fysiologische, vergelijkende immunologie en samenstelling van lipiden en lipoteichonzuur.

Taxonomisch bevindt het zich in de familie Streptococcaceae, van de orde Lactobacillales, behorend tot de Bacilli-klasse van de phylum Firmicutes.

Momenteel heeft het geslacht 14 geldige soorten, waarvan er negen zijn beschreven in het afgelopen decennium, waaronder Lactococcus reticulitermitis, beschreven in 2018. Lactococcus garviae heeft twee ondersoorten en Lactococcus lactis heeft vier geldige ondersoorten en één biovar.

Morfologie

Bacteriën van het geslacht Lactococcus hebben de vorm van bollen of eivormige cellen, die individueel, in paren of in ketens kunnen groeien. In het geval dat ze een kettingvorm hebben, zijn de cellen langwerpig in dezelfde richting van de ketting.

Ze bezitten talrijke plasmiden die in grootte kunnen variëren van 2 kb (kilobase) tot meer dan 100 kb. De celwand bestaat uit peptidoglycaan en een matrix van polysacchariden, teichoïnezuur en eiwitten.

Lactococcus reticulitermitis, cellen op agarplaten 27, na 2 dagen incubatie bij 30 ° C onder anaërobe omstandigheden. Genomen en bewerkt vanaf http://www.jcm.riken.go.jp/cgi-bin/jcm/jcmimg_view?jcm=32106&fid=B

Voordelen

Het geslacht bevat 14 soorten waarvan alleen Lactococcus lactis algemeen wordt gebruikt voor industriële doeleinden, voornamelijk de ondersoort L. lactis subsp. lactis.

Lactococcus lactis is historisch gebruikt, zowel ambachtelijk als industrieel, bij de fermentatie van voedingsmiddelen, zoals kaas, yoghurt, zuurkool en dergelijke.

De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) noemt het als Generally Recognized As Safe (GRAS). Deze bacterie geeft niet alleen smaak, maar ook zuren die voedsel conserveren.

Probiotica

Melkzuurbacteriën (LAB) geïsoleerd uit natuurlijke zuivelproducten zijn van groot belang bij het corrigeren van probiotica van de normale darmmicrobiota. Veel LAB's synthetiseren biologisch actieve peptiden of eiwitcomplexen.

Deze verbindingen staan ​​bekend als bacteriocines. Lactococcus lactis produceert bacteriocines zoals lacticines, nisines en lactococcins. Nisine is de best bestudeerde verbinding in de laatste groep.

Nisine, geproduceerd door sommige stammen van Lactococcus lactis subsp. lactis, is een breedspectrum bacteriocine met verbeterde antimicrobiële activiteit. Een van de belangrijkste eigenschappen van nisine is de werking tegen grampositieve bacteriën en bacteriesporen van clostridia en bacillen.

Het werkt ook tegen andere bacteriën die geen sporen vormen, zoals veel soorten pathogene streptokokken en stafylokokken. Het is ook niet giftig, stabiel bij lage pH en heeft geen invloed op de microbiota van het maagdarmkanaal.

Al deze eigenschappen versterken de rol van bacteriën in de voedingsindustrie.

Mogelijke toepassingen

Naast zijn belangrijke rol in de voedingsindustrie, wordt L. lactis ook gebruikt in genetische manipulatie. Factoren zoals het volledig gesequentieerde genoom, klein van formaat (2,3 megabasen of Mbp) en een succesvol ontwikkeld kloneringssysteem, hebben er een werkend model van gemaakt.

Onderzoekers hebben bijvoorbeeld genetisch gemodificeerde Lactococcus lactis-stammen verkregen die Mycobacterium Hsp65 produceren en afgeven. Deze stof is een soort hitteschok-eiwit (Hsp). Hsps zijn immunodominante eiwitten die tot expressie worden gebracht door verschillende immuuncellen en commensale bacteriën.

Oraal toegediende Mycobacterium Hsp65 afgegeven door genetisch gemodificeerde bacteriën voorkomt volledig geïnduceerde colitis bij muizen. Deze resultaten kunnen alternatieve opties openen voor de langetermijnbehandeling van inflammatoire darmaandoeningen bij mensen.

Lactococcus garvieae, geïsoleerd uit koemelk, heeft zijn doeltreffendheid aangetoond bij het remmen van pathogene micro-organismen bij runderen. Het remmende spectrum van bacteriocine, uitgescheiden door Lactococcus garvieae, als antimicrobiële stof, speelt mogelijk een rol als alternatieve vorm van antibioticum tegen mastitis bij runderen.

Pathogenie

Lactococcus-soorten worden beschouwd als organismen met een lage virulentie en veroorzaken opportunistische infecties bij mensen, voornamelijk bij mensen met een verzwakt immuunsysteem.

Maar de laatste jaren is het aantal klinische gevallen dat verband houdt met infecties door deze micro-organismen toegenomen, zowel bij mensen als bij dieren.

De bacteriën Lactococcus garvieae, L. piscium en L. lactis subsp. lactis wordt erkend als de soort van dit geslacht met het grootste klinische belang voor de menselijke en diergeneeskunde.

Ze worden vaak ten onrechte geïdentificeerd als enterokokken of streptokokken. Vanwege problemen bij het correct identificeren ervan, is hun klinische belang misschien onderschat.

In mensen

Lactococcus garvieae is in verband gebracht met verschillende ziekten, voornamelijk van het ziekenhuistype. Deze ziekten omvatten bacteriëmie, infectieuze endocarditis, leverabces, spontane septikemie, diverticulitis, urineweginfectie en peritonitis.

Lactococcus lactis subsp. cremoris is gemeld als veroorzaker van bacteriële endocarditis, bloedvergiftiging, lever- en hersenabcessen, necrotiserende pneumonitis, etterende pneumonitis, septische artritis, diepe nekinfectie, peritonitis, oplopende cholangitis en canaliculitis.

Blootstelling aan ongepasteuriseerde zuivelproducten is een risicofactor voor infectie met deze bacterie. Lactococcus lactis subsp. lactis is in verband gebracht met endocarditis, het is ook geïsoleerd uit klinische monsters van bloed, huidlaesies en urine.

Bij dieren

Lactococcus garvieae en L. piscium zijn pathogeen voor verschillende vissoorten, L. garvieae is ook gerapporteerd als een pathogeen bij garnalen en veroorzaakt mastitis bij herkauwers. Lactococcus lactis subsp. Van lactis is gemeld dat het infecties bij watervogels veroorzaakt.

Behandelingen

Er is nog geen specifieke richtlijn voor antimicrobiële therapie tegen Lactococcus-infecties. Voor therapie wordt ondertussen voorgesteld om de gevoeligheid van de pathogeen geïsoleerd uit de culturen te bepalen.

Penicilline, cefalosporine van de derde generatie en coamoxiclav zijn gebruikt op basis van gevoeligheidstests.

Referenties

1. S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Lactococcus lactis cremoris-infectie: niet meer zeldzaam? BMJ Case Reports.
2. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taxonomie, fysiologie en groei van Lactococcus lactis: een overzicht. Mljekarstvo.
3. KH Schleifer, J. Kraus, C. Dvorak, R. Kilpper-Bälz, MD Collins & W. Fischer (1985). Overdracht van Streptococcus lactis en verwante streptokokken naar het genus Lactococcus-gen. Nov. Systematische en toegepaste microbiologie.
4. TT Choksi, F. Dadani (2017). Herziening van de opkomst van Lactococcus garvieae: een geval van katheter-geassocieerde urineweginfectie veroorzaakt door Lactococcus garvieae en Escherichia coli-co-infectie. Casusrapporten bij infectieziekten.
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 Infectie bij watervogels: eerste bevestiging bij dieren. Opkomende infectieziekten.
6. MZ Nuryshev, LG Stoyanova, AI Netrusov (2016). Nieuwe probiotische cultuur van Lactococcus lactis ssp. lactis: effectieve kansen en vooruitzichten. Journal of Microbial and Biochemical Technology.
7. Genus Lactoccocus. In lijst met prokaryotische namen met status in nomenclatuur: LPSN. Opgehaald van 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 voorkomt inflammatoire darmaandoeningen bij muizen door IL-10- en TLR2-afhankelijke routes. Frontiers in Immunology.