Reinado | Bactérias |
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Galho | Proteobacteria |
Aula | Gamma Proteobacteria |
Pedido | Enterobactéria |
Família | Enterobacteriaceae |
Táxons de classificação inferior
Hafnia é um tipo de bactéria pertencente à família das Enterobacteriaceae . O nome se refere a Hafnia, o nome latino para Copenhague .
As Hafnia são bactérias da flora digestiva humana e animal, também do meio ambiente. Hafnia é frequentemente confundida com Salmonella, cujos caracteres bioquímicos são semelhantes, mas a ação lítica de bacteriófagos específicos torna possível distingui-los.
A principal espécie conhecida, Hafnia alvei , é uma bactéria comensal do trato gastrointestinal humano e normalmente não patogênica. É usado como iniciador de ácido láctico pela indústria de laticínios e, mais recentemente, como um probiótico (incluído em um produto de suplemento alimentar para regulação do apetite e perda de peso).
O gênero Hafnia é um dos 40 gêneros que atualmente compõem a família Enterobacteriaceae .
Embora descrito pelo biólogo dinamarquês Vagn Møller já em 1954, a legitimidade desse grupo foi constantemente questionada nas duas décadas seguintes, freqüentemente referido por sinônimos como Enterobacter alvei , Enterobacter aerogenes subsp. hafniae e Enterobacter hafniae no entanto, a bactéria é mais referida na literatura por seu nome atual, Hafnia alvei .
Em 1977, um estudo concluiu que, ao final da produção do camembert, Hafnia alvei continuava sendo a espécie dominante. Hafnia alvei é uma cepa psicrotrófica, que pode crescer em baixas temperaturas, o que significa que não para de crescer durante a fase de armazenamento do queijo, ao contrário da E. coli .
Em 1983, a família Enterobacteriaceae foi descoberta em camembert recém-produzido: 51% das Enterobacteriaceae foram listadas como cepas de Hafnia alvei contra apenas 9% listadas como Escherichia coli . Esses autores também demonstraram que a Hafnia alvei pode ser encontrada em alta concentração no queijo (até 10 7 UFC / g), no leite cru e nos queijos de leite pasteurizado.
Alguns anos depois, em 1987, Hafnia alvei foi identificada por uma equipe espanhola no leite de ovelha cru e representava 6,5% do total de Enterobacteriaceae.
Em 1987, cientistas americanos estudando Brassicaceae encontraram Hafnia alvei lá . Ao analisar a microflora da couve recém-colhida, eles acreditaram que a origem da Hafnia alvei era a contaminação do solo.
Em 2004, cientistas mexicanos isolaram Hafnia alvei (entre outras bactérias como Lactobacillus acidophilus ou plantarum) de Pulque , uma bebida tradicional feita de maguey fermentado (também conhecido como agave ).
Em 2014, um estudo colaborativo sobre amadurecimento de queijos, entre um laboratório do INRA e uma universidade italiana, identificou H. alvei no leite cru usado para fazer o queijo tradicional Caciocavallo Pugliese.
A Hafnia alvei também é encontrada em alimentos fermentados, exceto laticínios. Foi identificado nos últimos anos em muitos pratos tradicionais em todo o mundo.
Em 2014, Hafnia alvei foi identificada no aakhone, um prato tradicional do norte da Índia feito de farinha de soja fermentada.
Hafnia também foi identificada em grãos de café fermentados da Etiópia e Ohio, nos Estados Unidos. Pesquisadores americanos estudaram o microbioma dos grãos de café e identificaram Hafnia alvei entre muitas outras cepas e espécies, incluindo 13 espécies de Enterobacteriales . Este estudo mostrou que a riqueza do microbioma da semente estava ligada ao processo de fermentação e também à qualidade do café. A família de bactérias mais frequentemente identificada foi a Enterobacteriales contendo Hafnia alvei. Esta família é freqüentemente encontrada em ambientes úmidos e ricos em nutrientes, semelhantes aos do café. Assim, essa bactéria poderia desempenhar um papel essencial na fermentação.
Hafnia alvei também foi identificada no Kimchi comercial, uma refeição tradicional coreana feita de repolho asiático, rabanetes, especiarias e frutos do mar fermentados e salgados. Os cientistas sugerem que a fonte de Hafnia, neste caso, são frutos do mar fermentados.
Finalmente, Hafnia alvei também foi isolada de produtos cárneos, em particular carne bovina resfriada, devido à presença de Hafnia alvei em bovinos abatidos. Pode ser encontrado ao lado da E. Coli no chorizo , uma linguiça espanhola fermentada e semisseca. Diz-se também que os enchidos fermentados feitos na Espanha contêm a cepa Hafnia alvei , responsável pela produção de histamina, essencial para o amadurecimento.
A maioria dos textos de referência de microbiologia lista mamíferos, pássaros, répteis, peixes, solo, água, esgoto e alimentos como fontes de onde a bactéria Hafnia alvei pode ser coletada.
O trato gastrointestinal dos animais, e em particular dos mamíferos, parece ser um habitat ecológico muito comum para essas bactérias. Estudos de paleomicrobiologia identificaram H. alvei a partir de amostras de massa intestinal e sedimentos retiradas de restos de mamutes de 12.000 anos em Michigan e Ohio. Em um estudo com 642 mamíferos australianos, Gordon e FitzGibbon descobriram que H. alvei é a terceira espécie entérica mais comumente identificada, depois de Escherichia coli e E. cloacae .
As hafnias também foram encontradas esporadicamente em amostras de estrume de animais retiradas de caminhos de parques nacionais nos Estados Unidos e 7% de ursos pardos e pretos testados.
Entre as espécies de aves, H. alve i foi frequentemente isolada de aves de rapina, incluindo falcões, corujas e abutres-da-índia; mesmo em sotaques alpinos de grande altitude que praticamente não têm contato com humanos, Hafnia foi isolada em frequências que variam de 3% a 16%.
Outras fontes de H. alvei incluem répteis (cobras e skinks ), invertebrados, insectos, peixes e bastões.
De acordo com várias publicações, a Hafnia alvei está presente como espécie dominante durante o amadurecimento do queijo de leite cru.
Hafnia alve i é uma bactéria psicrotrófica com origem no leite cru e que continua a crescer em queijos como o camembert . A multiplicação é um fator chave no processo de fermentação e maturação do queijo.
A cepa Hafnia alvei é listada como um microrganismo utilizável para alimentos pela EFFCA (European Food & Feed Cultures Association).
Desde 1979, estudos com queijo francês identificaram correlações entre o crescimento de Hafnia alvei e os parâmetros químicos durante a fabricação do queijo. Vários pesquisadores estimaram que o nível de H. alvei atingiu 10 7 UFC / g no final do processo de maturação e mostraram que a curva de crescimento estava intimamente relacionada a um aumento no pH. Da mesma forma, Mounier et al. medido um H. alvei população de cerca de 10 9 CFU / g em um modelo de propagação de queijo (queijo de pasta mole).
Um estudo aprofundado dos queijos tradicionais consumidos durante anos mostra a presença de Hafnia alvei em produtos lácteos há mais de trinta anos.
Em conclusão, níveis abundantes de Hafnia alve i podem ser encontrados no queijo de leite cru e desempenham um grande papel no sabor do queijo devido ao seu impacto na acidez e na sua capacidade de produzir aminoácidos livres.
A Hafnia é adicionada intencionalmente durante o processo de fabricação do queijo, já está presente como componente da microflora do leite. As bactérias contribuem para o processo de fermentação e maturação dos queijos. Estudos metabólicos revelaram que o H. alvei é essencial para o processo de maturação e para o desenvolvimento do sabor típico do queijo.
Devido a essas propriedades que afetam a acidez e o sabor, o H. alvei é utilizado na fabricação de diversos queijos, como o cheddar , o gouda e o camembert , bem como no Livarot e outros queijos de leite cru. H. alvei também é comercializado na União Europeia como uma cultura de amadurecimento para camembert de aroma forte (Aroma-Prox AF 036, fornecido por Bioprox SAS, França) ou como uma mistura de microorganismos para o sabor de queijo macio (culturas de queijo Choozit ARO 21 -HA LYO 10 D, fornecido por Danisco, Dinamarca).
Um estudo de 2013 sobre o modelo de ecossistema de queijo demonstrou o papel de Hafnia alvei na inibição do crescimento de E. coli cepa O26: H11 sem alterar o pH ou as concentrações de ácido lático. Hafnia alvei produz uma pequena quantidade de aminas biogênicas, como putrescina e cadaverina , mas isso não afetou o nível geral de aromáticos voláteis.
O interesse pelo papel da Hafnia alvei na fabricação de queijos ainda está crescendo. Em 2007, um projeto da Agência Nacional de Pesquisa (GRAMME) avaliou os benefícios e riscos da Hafnia alvei na produção de queijo e investigou outras funções potenciais para expandir sua aplicação a outros produtos alimentícios.
A hafnia crescendo em meio contendo 2-5% de cloreto de sódio, uma faixa de pH de 4,9 a 8,25 e gradientes térmicos de 4 a 44 ° C ; a temperatura óptima para o crescimento foi relatado em 35 ° C .
É geralmente aceito que quase 100% das cepas de hafnia crescem em ágares MacConkey, Hektoen , eosina, azul de metileno e xilose-lisina-desoxicolato, todos os quais são meios seletivos a moderadamente seletivos.
Nos meios seletivos mais inibitórios, 25-60% das cepas não cresceram em ágar Salmonella-Shigella (SS), enquanto 75-100% dos isolados foram inibidos em meio verde brilhante. As cepas clássicas de H. alvei são lactose e sacarose negativas e, como tal, aparecem como colônias não fermentadoras em meios de isolamento entérico.
Em ágares moderadamente seletivos, eles geralmente aparecem como colônias grandes, lisas, convexas e translúcidas de 2-3 mm de diâmetro com uma borda inteira; alguns podem ter uma borda irregular.
A imunoquímica do lipopolissacarídeo de Hafnia é extremamente complicada. Todos os lipopolissacarídeos de H. alvei parecem conter glicose, glucosamina, heptose e ácido 3-desoxioctulosônico. Alguns LPS também contêm outros amino açúcares ou carboidratos, como manose, galactose, galactosamina e manosamina . A estrutura básica do oligossacarídeo de algumas cepas consiste em uma estrutura hexassacarídica idêntica composta por dois resíduos de D-glicose, três resíduos de LD-heptose e um resíduo de ácido 3-desoxioctulosônico. Há grande diversidade sorológica e imunológica neste gênero, e as pesquisas continuam nesta área.
Em 1969, Barbe descreveu dois biótipos de H. alvei baseados na fermentação de D-arabinose e salicina e na hidrólise de esculina e arbutina . Um dos desafios enfrentados pelos microbiologistas é tentar desenvolver ensaios bioquímicos que possam distinguir facilmente a maioria das cepas do grupo 1 ( H. alvei sensu stricto) dos isolados do grupo 2 (espécies não nomeadas de Hafnia). Esses dois grupos agora podem ser distinguidos um do outro por uma série de testes. Nenhum teste é totalmente discriminatório. No entanto, a mobilidade de 24 horas é hoje o melhor preditor do grupo (grupo 1, 9% positivo, grupo 2, 100% positivo).
A Hafnia produz uma proteína chamada Caseinolítica Protease B ( ClpB ), que demonstrou imitar o hormônio α-MSH que está envolvido na saciedade .
Certas bactérias Enterobacteriacae , como a Hafnia alvei , demonstraram regular o apetite de forma natural.
Mais especificamente, a cepa Hafnia alvei HA4597 foi administrada por gavagem em dois modelos de obesidade: um modelo de camundongo mutante obeso ( camundongos ob / ob (in) ) e um modelo de camundongo obeso por dieta com gordura. Nestes dois modelos, a cepa Hafnia alvei mostrou boa tolerância, redução do ganho de peso corporal e massa gorda em ambos os modelos de obesidade, e uma diminuição significativa na ingestão de alimentos em camundongos ob / ob .
Outro estudo em camundongos mutantes obesos (camundongos ob / ob) mostrou que a administração da cepa HA4597 produziu uma diminuição significativa (em comparação com camundongos não tratados ou tratados com orlistat ) no peso corporal, gordura corporal e ingestão de alimentos, mas também em camundongos tratados uma diminuição na açúcar no sangue, colesterol plasmático total e alanina aminotransferase ( ALAT ).
Em 2020, os resultados de um estudo clínico de 12 semanas comparando a ingestão oral da cepa HA45597 e um placebo, foram publicados no Congresso Virtual sobre Nutrição Clínica e Metabolismo (ESPEN). Este estudo prospectivo, multicêntrico, duplo-cego, controlado por placebo e randomizado em 236 voluntários com sobrepeso (25 e 30 kg / m 2 ) confirma clinicamente os dados pré-clínicos. Ambos os braços seguiram uma dieta de baixa caloria com o probiótico Hafnia alvei HA4597 ou um placebo. O objetivo primário de perda de peso foi alcançado: há uma diferença estatisticamente significativa a favor do probiótico na proporção de indivíduos que perderam pelo menos 3% do peso corporal em 12 semanas. Entre os desfechos secundários alcançados, um aumento estatisticamente significativo na sensação de plenitude. Além disso, o efeito do probiótico também é maior do que o do placebo na redução da circunferência do quadril. Apenas Hafnia alvei HA4597 teve efeito sobre o nível de colesterol e induziu uma redução nos níveis de açúcar no sangue maior do que a observada com o placebo. Finalmente, a cepa Hafnia alvei HA4597) demonstrou ser muito superior ao placebo por meio da avaliação geral das vantagens percebidas tanto pelos médicos pesquisadores quanto pelos participantes.
A revista científica Nature qualificou recentemente a cepa Hafnia alvei HA4597, como um probiótico de precisão, ou seja, um probiótico cuja cepa e mecanismo de ação são totalmente descritos e compreendidos.
TargEDys , a empresa francesa, que demonstrou que a cepa Hafnia alvei HA4597 pode estimular a saciedade por meio da proteína ClpB e ajudar a controlar naturalmente o apetite e perder peso, realizou estudos que permitem a comercialização desse probiótico.
As informações sobre a patogenicidade de Hafnia alvei são limitadas. Embora esse patógeno tenha sido encontrado em grande número nas fezes, o fluido articular, o sangue e a urina foram negativos na cultura; o papel da hafniae na doença é questionável.
Isso provavelmente se deve à baixa ocorrência dessa espécie em doenças humanas e ao fato de não haver sintomas de doença bem definidos especificamente associados ao H. alve i. As informações atuais sobre a patogenicidade da Hafnia podem ser examinadas a partir de duas perspectivas; fatores de virulência potencialmente ativos nas infecções extra-intestinais e restritas principalmente ao intestino. Um estudo também menciona que camundongos injetados com hafniae por via intraperitoneal não sucumbiram à infecção.
H. alvei é um patógeno humano raro, apesar do aumento da atenção da comunidade médica na última década devido à sua possível associação com gastroenterite.
Não existe uma correlação clara entre os dados epidemiológicos, clínicos e laboratoriais e o papel da Hafnia alvei nas patologias intestinais.
Em um estudo de 17 isolados de Hafnia alvei ("Enterobacter hafniae") recuperados pela Mayo Clinic de 1968 a 1970, apenas 5 isolados (29%) foram considerados clinicamente significativos. Em todos esses casos, H. alvei foi identificado como um patógeno secundário (respiratório: 2, abscesso: 3). No geral, a idade média das pessoas infectadas ou colonizadas por H. alvei foi de 52,9 anos, com uma proporção entre homens e mulheres de 1: 1,1.
Curiosamente, a ATCC considera todas as cepas de Hafnia alvei com nível de biossegurança 1. Além disso, Richard et al. identificaram a presença de 10 8 células viáveis por grama de queijo, sugerindo um consumo diário de mais de 10 9 bactérias por dia (cálculo baseado em uma porção de 30 g ) indicando o bom perfil de segurança de Hafnia alvei no consumo diário.
A segurança de Hafnia alvei em pacientes imunocompetentes parece muito clara e foi demonstrada por mais de 4 décadas até o momento.
Stock et al. descrevem um estudo no qual 76 isolados de H. alvei foram estudados quanto à sua suscetibilidade a 69 antibióticos ou drogas. O padrão geral que emerge deste estudo é que esta bactéria é sensível a carbapenêmicos , monobactamas , cloranfenicol , quinolonas , aminoglicosídeos e antifolatos (por exemplo, trimetoprim-sulfametoxazol) e resistente à penicilina , oxacilina e amoxicilina em combinação com ácido clavulânico. A sensibilidade às tetraciclinas e cefalosporinas é variável.
Um estudo espanhol, envolvendo patógenos entéricos, também descobriu que 32 cepas de H. alvei eram universalmente suscetíveis a todas as quinolonas (incluindo gemifloxacina e grepafloxacina), cefotaxima, gentamicina , cotrimoxazol e ácido naladixico; 78% das cepas neste estudo foram sensíveis à doxiciclina. Algumas cepas de H. alvei produzem cefalosporinases induzíveis de baixo nível (sensíveis à ceftazidima) e atividade de cefalosporinase constitutiva de alto nível, que é resistente à ceftazidima .
Um estudo clínico testando a ingestão da cepa H. Alvei HA4597 em pessoas com sobrepeso mostrou a segurança perfeita desse probiótico.
Hafnia alvei é uma bactéria de qualidade alimentar. Não aparece no catálogo de Novos Alimentos da Comissão Europeia, mas está presente na lista dinamarquesa de culturas microbianas autorizadas em alimentos.
Hafnia alvei faz parte da lista publicada pela IDF (International Dairy Federation) de culturas alimentares microbianas que demonstram a excelente segurança desta cepa em produtos alimentícios fermentados para uso global.
A cepa H alvei HA4597 é agora comercializada na França como um suplemento alimentar associado ao zinco e ao cromo sob os nomes EnteroSatys (TargEDys) e Symbiosys Satylia (Biocodex).