Lactococcus lactis is een Gram-positieve, niet-beweeglijke, catalase-negatieve, homofermentatieve bacterie. Het behoort tot de groep van melkzuurbacteriën (LAB). Het metabolisme van bacteriën in deze groep leidt tot de productie van melkzuur.
Onder de juiste omstandigheden kan L. lactis de pH en het redoxpotentieel van het kweekmedium snel verlagen. Hierdoor wordt het gebruikt bij de vervaardiging van gefermenteerde zuivelproducten.
Lactococcus lactis. Scanning-elektronenmicroscoop, vergroting 20000X. Gedaan door: Joseph A. Heintz, University of Wisconsin-Madison. Genomen en bewerkt vanaf https://bioinfo.bact.wisc.edu/themicrobialworld/Lactococcus.html
De Lactococcus lactis-soort omvat vier ondersoorten en één biovar. Ondanks dat het op grote schaal wordt gebruikt bij de voedselproductie, wordt het in verband gebracht met een verscheidenheid aan ziekten.
De aanleg van patiënten met een verzwakt immuunsysteem en langdurige blootstelling aan ongepasteuriseerde zuivelproducten zijn de belangrijkste oorzaken van infectie door deze bacterie.
kenmerken
Lactococcus lactis is een homofermentatieve bacterie die alleen L-melkzuur produceert bij het fermenteren van glucose. Het vormt geen sporen. Hij groeit bij 10 ° C, maar niet bij 45 ° C.
Het groeit in media met 4% (w / v) NaCl, behalve L. lactis subsp. cremoris, die alleen zoutconcentraties van 2% (w / v) ondersteunt.
Sommige van zijn stammen zijn in staat extracellulaire polysacchariden uit te scheiden. Alle ondersoorten zijn facultatief anaëroob, niet-hemolytisch, catalase-negatief en bevatten fosfatidylglycerol en cardiolipine.
Taxonomie
Lactococcus lactis is het type soort van het geslacht. Voorheen zat het in Streptococcus (lactis) van groep N van de Lancefield-classificatie. Het behoort tot de phylum Firmicutes, bestelling Lactobacillales, familie Streptococcaceae.
Momenteel vier ondersoorten en één biovar, L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis. Deze biovar verschilt van L. lactis subsp. lactis en cremoris vanwege hun vermogen om citraat te gebruiken bij de productie van diacetyl.
Omdat dit vermogen echter wordt gemedieerd door plasmiden, is het een onstabiele eigenschap waarvoor de bacterie niet als ondersoort kan worden herkend.
Morfologie
Lactococcus lactis is pleomorf, kokosvormig of eivormig en kan afzonderlijk, in paren of in ketens groeien. In het geval dat ze kettingvormig zijn, kunnen cellen de vorm van staafjes aannemen. Het heeft geen flagellum of fimbriae. Ze bezitten talrijke plasmiden die in grootte kunnen variëren van 1 kb (kilobase) tot meer dan 100 kb.
Lactococcus lactis wordt gekenmerkt door talrijke fenotypische variaties, het is soms moeilijk om de verschillen te herkennen die bestaan tussen de ondersoorten waaruit het bestaat.
Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis produceert volgens sommige auteurs bijvoorbeeld ammoniak uit arginine. Andere auteurs betogen echter het tegenovergestelde en wijzen erop dat dit kenmerk overeenkomt met Lactococcus lactis subsp. cremoris.
Habitat
Ondanks de algemene associatie van Lactococcus lactis met zuivelproducten, werd de bacterie oorspronkelijk geïsoleerd uit planten. Sommige auteurs zijn van mening dat het in planten in een rusttoestand verkeert en wordt geactiveerd wanneer het na opname in het spijsverteringskanaal van herkauwers terechtkomt.
In planten kan het groeien als epifyt en als endofyt. Het kan groeien op verschillende delen van planten, waaronder eucalyptusstelen, maïs, erwten en suikerrietbladeren.
Bovendien is het geïsoleerd bij dieren en uit de grond op veehouderijen. Het is ook aangetroffen in kaasproducerende fabrieken, afvalwater van bosbouwbedrijven en oppervlaktewater en zwembadwater.
Lactococcus lactis. Puntkolonies, semi-transparant. Cultuur geïncubeerd gedurende 48 uur in een micro-aerobe atmosfeer. Genomen en bewerkt vanaf http://atlas.sund.ku.dk/microatlas/food/bacteria/Lactococcus_lactis/
Voordelen
Lactococcus lactis wordt gebruikt bij de fermentatie van zuivelproducten, zoals kaas en yoghurt, en van groenten om zuurkool en dergelijke te verkrijgen. De bacteriën geven smaak aan voedsel en produceren zuur dat helpt het voedsel te behouden.
Het produceert ook probiotica en bacteriocines. De laatste zijn biologisch actieve peptiden of eiwitcomplexen.
Onder de bacteriocines die door deze bacterie worden geproduceerd, is nisine, dat actief is tegen grampositieve bacteriën, bacteriële clostridia-sporen en bacillen, pathogene streptokokken en stafylokokken.
Lactoccocus lactis is ook genetisch gemodificeerd om andere verbindingen van medische en industriële bruikbaarheid te produceren.
Ziekten
Lactococcus lactis wordt beschouwd als een opportunistische pathogeen met een lage virulentie. De incidentie ervan bij mens en dier neemt de laatste jaren echter toe.
In het geval van mensen zijn een verzwakt immuunsysteem en blootstelling aan of consumptie van ongepasteuriseerde zuivelproducten risicofactoren.
In mensen
Lactococcus lactis subsp. cremoris is gemeld als veroorzaker van bacteriëmie, acute diarree, bacteriële endocarditis, septikemie, lever- en hersenabcessen, necrotiserende pneumonitis, etterende pneumonitis, septische artritis, diepe nekinfectie, katheterbloedbaaninfectie, peritonitis, empyeem, cholangitis oplopend en canaliculitis.
Lactococcus lactis subsp. lactis is ook geïsoleerd uit klinische monsters van bloed, huidlaesies en urine. Er zijn enkele meldingen dat Lactococcus lactis subsp. lactis in noodsituaties zoals septische artritis, peritonitis en osteomyelitis.
Behandeling
Er is geen gedefinieerde standaardbehandeling voor Lactococcus lactis subsp. cremoris. Gevoeligheidstests waren de basis voor het definiëren van de behandelingen in elk geval.
Penicilline, cefalosporine van de derde generatie, cefotaxime en coamoxiclav zijn gebruikt op basis van deze criteria. Cefotaxime liet slechte resultaten zien bij de behandeling van een leverabces, mogelijk als gevolg van complicaties door empyeem.
Zolang er geen specifieke richtlijn is, moet antimicrobiële therapie voldoen aan de gevoeligheid van de pathogeen geïsoleerd uit culturen. Vancomycine is in de meeste gevallen effectief geweest.
Een alternatieve antimicrobiële therapie die ook succesvol is geweest, bestaat uit ceftriaxon en gentamicine gedurende 10 dagen, gevolgd door intraveneuze ceftriaxon gedurende 6 weken.
Bij dieren
Lactococcus lactis subsp. lactis is in verband gebracht met een geval van massale sterfte van watervogels in Spanje. De gebeurtenis, die plaatsvond in 1998, trof meer dan 3.000 vogels (0,6% van de totale populatie watervogels in het gebied).
De meest getroffen soorten waren meerkoeten, schoppen en wilde eenden. De symptomen waren: hangende vleugels, traagheid en ademnood. Postmortale onderzoeken toonden milde longcongestie aan.
Deze ondersoort heeft ook sterfte veroorzaakt van tussen de 70 en 100% in hybride steuren onder kweekomstandigheden. Zieke vissen vertoonden anorexia, bleke lichaamskleur en roodachtige vlekken op de buik.
Histopathologisch onderzoek bracht meerdere massieve necrotische, hemorragische of stollingshaarden in de lever en milt aan het licht. Macrobrachium rosenbergii is in verband gebracht met witte spierziekte bij Maleisische garnalen.
Referenties
- S. Hadjisymeou, P. Loizou, P. Kothari (2013). Lactococcus lactis cremoris-infectie: niet meer zeldzaam?. BMJ Case Reports.
- D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taxonomie, fysiologie en groei van Lactococcus lactis: een overzicht. Mljekarstvo.
- 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.
- 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.
- G. Georgountzos, C. Michopoulos, C. Grivokostopoulos, M. Kolosaka, N. Vlassopoulou, A. Lekkou (2018). Infectieuze endocarditis bij een jonge volwassene als gevolg van Lactococcus lactis: een casusrapport en een overzicht van de literatuur. Case Reports in Medicine.
- HS Kim, DW Park, YK Youn, YM Jo, JY Kim, JY Song, J.-W. Sohn, HJ Cheong, WJ Kim, MJ Kim, WS Choi (2010). Leverabces en empyeem door Lactococcus lactis cremoris. Journal of Korean Medical Science.