Listeria monocytogenes en evolución: ¿cómo surgen las cepas superformadoras de biopelículas en la industria alimentaria?

En un contexto donde la inocuidad alimentaria está cada vez más regulada y auditada, Listeria monocytogenes sigue comportándose como un “tirador” microbiológico difícil de contener. Se trata de un patógeno ubicuo, capaz de sobrevivir en suelos, agua, equipos de proceso y refrigeradores industriales, con una particular afinidad por los alimentos listos para consumo (RTE, por sus siglas en inglés): lácteos, cárnicos, vegetales, comidas preparadas refrigeradas y productos listos para recalentar.

A diferencia de otros patógenos alimentarios, la listeriosis se caracteriza por una baja incidencia, pero una elevada gravedad clínica. En Estados Unidos se estiman alrededor de 1,600 casos de listeriosis invasiva al año, con unas 260 muertes, lo que la convierte en una de las infecciones transmitidas por alimentos con mayor letalidad.

En la Unión Europea, la enfermedad presenta la tasa más alta de hospitalización entre las zoonosis bajo vigilancia, afectando sobre todo a personas mayores, inmunocomprometidas, mujeres embarazadas y recién nacidos.

Para las empresas de alimentos y bebidas en México y Latinoamérica, el mensaje es claro: Listeria monocytogenes no sólo es un riesgo regulatorio, sino un factor estratégico que puede comprometer exportaciones, certificaciones de inocuidad y reputación de marca.

En este escenario, las biopelículas, esas comunidades bacterianas adheridas a superficies, protegidas por una matriz extracelular, son la pieza que explica por qué algunas cepas evolucionan hasta convertirse en “superformadoras” persistentes, capaces de sobrevivir saneamientos, auditorías y rediseños parciales de planta.

El origen de la resistencia: de cepas transitorias a persistentes

No todas las cepas de L. monocytogenes se comportan igual en los ambientes de procesamiento. La literatura distingue entre cepas transitorias, que aparecen esporádicamente y desaparecen con los ciclos de limpieza, y cepas persistentes, capaces de permanecer en una planta durante meses o incluso años, recontaminando productos y generando eventos recurrentes de positividad ambiental.

Esta persistencia se asocia a una combinación de factores genéticos y adaptativos. Estudios genómicos han identificado “islas de supervivencia al estrés” (stress survival islets, SSI-1 y SSI-2) y otros determinantes que incrementan la tolerancia de la bacteria a condiciones habituales en la industria: bajas temperaturas, alta concentración de sales, pH moderadamente ácido y exposición repetida a desinfectantes.

Ciertas líneas clonales clonal complexes, CC) se vinculan con escenarios específicos: clones de linaje I como CC1, CC2 y CC6 se asocian con mayor virulencia clínica, mientras que clones de linaje II como CC121 y CC9 se aíslan con frecuencia en alimentos y ambientes de producción, mostrando particular capacidad de adaptación y persistencia.

En planta, la selección natural funciona como un filtro silencioso. Los equipos de acero inoxidable, las bandas transportadoras de polímero, las juntas de caucho y sobre todo los drenajes representan microhábitats sometidos a ciclos repetidos de humedad, nutrientes, desinfectantes y cambios de temperatura.

En este contexto, las cepas más capaces de adherirse, formar biopelículas y tolerar los saneamientos sobreviven y se convierten en residentes de largo plazo, mientras que las cepas menos adaptadas son eliminadas.

Para un responsable de calidad o inocuidad, la diferencia práctica entre una cepa transitoria y una persistente es enorme: la primera suele desaparecer tras correcciones puntuales; la segunda puede requerir programas de “seek and destroy”, modificaciones de diseño higiénico, cambios de química de limpieza, paro de líneas y reingeniería del plan HACCP.

La opinión científica de EFSA publicada en 2024 subraya precisamente la importancia de abordar la persistencia de L. monocytogenes como un fenómeno estructural y no sólo como un fallo puntual de higiene.

Biopelículas: fortalezas microscópicas en ambientes alimentarios

Las biopelículas son comunidades microbianas adheridas a una superficie y embebidas en una matriz extracelular formada por polisacáridos, proteínas y ADN extracelular. En la industria de alimentos, estas estructuras se desarrollan sobre acero inoxidable, plásticos, cauchos y, de manera crítica, en zonas de difícil acceso como fisuras, soldaduras rugosas, rodillos de bandas, empaques de válvulas y drenajes.

El proceso de formación de una biopelícula de Listeria suele describirse en tres grandes etapas: adhesión inicial, maduración y dispersión. En la fase de adhesión, las células libres se aproximan a la superficie, mediadas por fuerzas físico-químicas y estructuras de la envoltura celular (proteínas de superficie, “surfactoma”), fijándose de forma reversible y luego irreversible.

A medida que la microcolonia crece, se produce la matriz extracelular y la biopelícula madura, generando gradientes de nutrientes y oxígeno. Finalmente, en la fase de dispersión, células o microagregados se desprenden y colonizan nuevas áreas de la planta.

Las ventajas que otorgan las biopelículas a L. monocytogenes están ampliamente documentadas. Biofilms desarrollados sobre acero inoxidable o teflón muestran una notable resistencia a amonios cuaternarios, hipoclorito y otros desinfectantes de uso común en la industria, lo que implica que las concentraciones y tiempos de contacto validados para células planctónicas pueden resultar insuficientes.

Además, la matriz extracelular amortigua cambios de temperatura, protege frente a desecación y facilita la cohabitación con otras bacterias, como Pseudomonas spp., formando biopelículas multispecie aún más difíciles de eliminar.

Desde la perspectiva de gestión de riesgos, las biopelículas transforman a Listeria de un contaminante ocasional a una fuente crónica de recontaminación. Un único nicho contaminado en un drenaje o en la base de un equipo puede ser suficiente para reintroducir el patógeno de forma recurrente en líneas de producción que, en apariencia, cumplen con los protocolos de limpieza y desinfección.

Evidencia científica y casos emblemáticos

En los últimos años se ha acumulado evidencia de que ciertas cepas de L. monocytogenes no sólo forman biopelículas con mayor facilidad, sino que combinan esta característica con atributos de hipervirulencia o elevada adaptabilidad ambiental.

Estudios que integran fenotipos de formación de biopelícula con secuenciación de genoma completo (WGS) han demostrado que aislados provenientes de ambientes de procesamiento, especialmente aquellos considerados persistentes, exhiben perfiles genéticos particulares, con genes asociados a tolerancia al estrés y determinantes de adhesión.

Una revisión reciente sobre L. monocytogenes en la industria alimentaria destaca que la persistencia no puede explicarse únicamente por la biopelícula, pero sí muestra una fuerte correlación: las cepas persistentes tienden a adherirse mejor, producir biopelículas más robustas y tolerar esquemas de desinfección que resultan efectivos para otras bacterias.

En paralelo, la cronología de brotes ofrece lecciones concretas para la industria:

• Vegetales congelados en Europa (2015–2018): un brote multipaís vinculado a vegetales congelados (principalmente maíz dulce) afectó al menos a cinco países europeos, con decenas de casos y varias muertes. Las investigaciones concluyeron que una planta de congelados en Hungría mantenía un clon de L. monocytogenes que había persistido en el ambiente de producción durante años, con evidencia de contaminación en maíz, mezclas vegetales y espinaca.

• Quesos frescos blandos y estilo latino: brotes repetidos asociados con quesos tipo queso fresco y otros productos lácteos blandos han sido documentados en Estados Unidos durante la última década. En 2024, un evento asociado a quesos frescos y cotija llevó a un retiro masivo de más de 50 productos y mostró, mediante WGS, que el mismo clon había causado casos humanos desde 2014, evidenciando una persistencia prolongada en la cadena de producción. En un contexto más antiguo, se describió también un brote entre consumidores de origen mexicano asociado a quesos frescos elaborados con leche cruda contaminada.

• Alimentos listos para consumo y comidas preparadas: en 2023-2025 se han reportado múltiples brotes y alertas vinculadas a helados, comidas listas, embutidos listos para rebanar, pasta preparada y platos refrigerados, incluyendo casos con muertes y hospitalizaciones. En varios de estos incidentes, la cepa responsable fue rastreada hasta equipos, drenajes o zonas específicas de plantas, lo que sugiere biopelículas persistentes como reservorio.

Para las empresas latinoamericanas que exportan a Estados Unidos o la Unión Europea -sobre todo en categorías como lácteos frescos, frutas congeladas, comidas preparadas y cárnicos listos- estos casos son una señal inequívoca: los lineamientos de EFSA, FDA y CDC están migrando de la respuesta correctiva a la prevención estructural de la persistencia.

Hacia variantes superformadoras de biopelículas

De acuerdo con el estudio Evolution of Listeria monocytogenes to a strong biofilm producer via the overexpression of Lmo1799, la capacidad de Listeria monocytogenes para formar biopelículas robustas es uno de los principales factores que permiten su persistencia en plantas de procesamiento de alimentos. Las biopelículas proporcionan protección frente a desinfectantes, estrés ambiental y facilitan la colonización de superficies críticas como acero inoxidable, plásticos y vidrio.

A pesar de que se ha documentado ampliamente la variabilidad entre cepas en su habilidad para formar biopelículas, hasta ahora no estaba claro cómo puede evolucionar Listeria hacia fenotipos superformadores ni qué mecanismos genéticos o proteómicos están asociados a ese cambio.

El estudio emplea un enfoque de evolución experimental para seleccionar variantes de L. monocytogenes con mayor capacidad de formación de biopelículas. Se utilizaron dos cepas contrastantes: EGDe, una cepa de referencia bien caracterizada, y FBR16, un aislado alimentario conocido por ser hiper-mutador. A lo largo de ciclos repetidos de colonización, formación de biopelícula, dispersión y reattachment sobre cuentas de plástico, los investigadores seleccionaron cepas evolucionadas (EV) con un fenotipo notablemente incrementado de formación de biopelículas respecto a sus ancestrales (AN).

El hallazgo más relevante del estudio es que ambas cepas evolucionadas desarrollaron una sobreexpresión dramática de los genes lmo1798–lmo1799, en especial del gen lmo1799, que codifica una proteína de superficie anclada mediante motivo LPXTG con un dominio largo repetitivo Ala-Asp.

Esta sobreexpresión está directamente asociada con incrementos de hasta siete veces en la formación de biopelículas y con una mayor hidrofobicidad celular, favoreciendo la adhesión temprana a superficies hidrofóbicas. El estudio demuestra de manera causal—asistido por mutagénesis dirigida—que la sobreexpresión de Lmo1799 es un determinante clave del fenotipo superformador.

Los autores adaptaron un modelo previamente implementado en Burkholderia y Pseudomonas, basado en:

• colonización de cuentas hidrofóbicas de polioximetileno en un medio rico (BHI)

• desarrollo de biopelículas por 48 horas

• desprendimiento de células

• transferencia a nuevas cuentas y reinicio del ciclo

Este diseño favorece la selección de:

• variantes con rápida adhesión inicial

• mayor estabilidad en biopelícula

• mayor capacidad de dispersión y recolonización

Después de 4 semanas para EGDe y 6 semanas para FBR16, se seleccionaron variantes que presentaron aumentos significativos en biopelícula, confirmados mediante tinción con cristal violeta (CV).

Entre los resultados clave del estudio destaca:

Incremento drástico en la formación de biopelículas

Las variantes EV produjeron:

• 3 a 7 veces más biopelícula que las cepas ancestrales

• una adhesión acelerada, visible a pocas horas de incubación

• incrementos sostenidos a lo largo de 48 horas

Esto sugiere que los mecanismos seleccionados afectan etapas tempranas de:

• adhesión inicial

• establecimiento de la monocapa

• formación de microcolonias

Crecimiento planctónico sin cambios significativos

Las curvas de crecimiento de AN y EV fueron prácticamente idénticas. Esto indica que:

• el aumento de biopelícula no se debe a un crecimiento celular más rápido

• las mutaciones seleccionadas afectan funciones específicas de adhesión y formación de matriz, no el metabolismo global

Adhesión mejorada a superficies críticas

Al evaluar plástico, acero inoxidable y vidrio, las EV mostraron:

• adhesión significativamente mayor en plástico y acero inoxidable

• especialmente en posiciones cercanas a la interfaz aire-líquido

• sin gran diferencia en vidrio, lo cual concuerda con su mayor hidrofobicidad

Este patrón es relevante para la industria debido a:

• el uso extensivo de plásticos (polipropileno, polímeros en equipos y empaques) y aceros inoxidables

• la tendencia de Listeria a colonizar zonas de difícil acceso (juntas, uniones, superficies rugosas)

Hidrofobicidad aumentada

La hidrofobicidad medida por partición en n-hexadecano mostró aumentos significativos para ambos EV. Una mayor hidrofobicidad:

• favorece la adhesión a superficies hidrofóbicas

• facilita la unión célula-célula dentro de la biopelícula

• contribuye a la formación acelerada de matriz

Esta propiedad se asocia directamente con la sobreexpresión de la proteína Lmo1799, altamente hidrofóbica y rica en repeticiones Ala-Asp.

El análisis proteómico reveló que Lmo1798 y Lmo1799 fueron las proteínas más fuertemente sobreexpresadas en ambos EV, con incrementos de:

• 40× y 13× en EGDe

• >200× en FBR16

Ambas proteínas pertenecen al mismo operón y participan presumiblemente en:

• modificación de la pared celular

• unión a peptidoglucano

• interacción con superficies

• Importancia del hallazgo

La sobreexpresión de proteínas con motivo LPXTG es un patrón conocido en otros patógenos asociados a biopelículas.

Lmo1799 es una de las proteínas más negativamente cargadas de L. monocytogenes, por lo que un incremento masivo de su cantidad puede alterar profundamente la topografía y química superficial.

Su dominio largo y repetitivo puede actuar como "andamiaje" en la fase inicial de adhesión.

La correlación proteómica fue luego validada mediante análisis genómico y construcción de mutantes.

En las variantes evolucionadas de EGDe se identificaron solo cuatro mutaciones relevantes. Dos de ellas se relacionan con lmo1799:

• Inserción de una sola base (T) en el promotor/ región upstream

• Aproximadamente a 200 pb del inicio del gen.

• Probablemente altera la afinidad del promotor y aumenta la transcripción.

• Eliminación en marco de 42 pb dentro de la región repetitiva

• Reduce el número de repeticiones Ala-Asp de 226 a 219

• No altera la funcionalidad global de la proteína

Además, se encontraron mutaciones menos relevantes en:

• lmo0235 (IspD): cambio Ala→Val

• lmo1746 (VirB): truncamiento temprano sin función

Hallazgo clave:

La mutación clave que impulsa la evolución hacia variantes superformadoras es la inserción en la región promotora, ya que:

• la sola presencia de la deleción interna no reproduce el fenotipo

• mutantes revertidos al promotor ancestral pierden la capacidad de formar biopelículas aumentadas

Esto demuestra un caso claro donde una sola inserción puntual puede detonar un cambio drástico en el fenotipo y en la persistencia ambiental.

El estudio demuestra por primera vez que L. monocytogenes puede evolucionar rápidamente hacia variantes con fuerte capacidad de adhesión y biopelícula mediante:

• mutaciones regulatorias simples

• redireccionamiento de la expresión proteica

• modificaciones en proteínas de superficie

El estudio concluye:

• La evolución experimental permitió seleccionar variantes de L. monocytogenes capaces de incrementar entre 3 y 7 veces su capacidad de formar biopelículas.

• Estos fenotipos derivan principalmente de sobreexpresión del gen lmo1799, regulada por una inserción de una sola base en su región promotora.

• Lmo1799, proteína de superficie unida al peptidoglucano, incrementa la hidrofobicidad celular y favorece la adhesión temprana.

• Mutantes revertidos o con deleción del gen pierden el fenotipo, confirmando su rol crítico.

Los hallazgos son altamente relevantes para la industria alimentaria, pues muestran cómo Listeria puede adaptarse rápidamente a ambientes con superficies hidrofóbicas comunes en plantas de procesamiento.

Implicaciones para la industria alimentaria

En la práctica, la presencia de cepas “superformadoras” de biopelículas de Listeria transforma zonas de la planta en fortalezas microbiológicas. Los puntos más críticos tienden a coincidir con áreas de difícil acceso o donde el saneamiento es mecánicamente limitado: uniones soldadas no pulidas, bases de columnas, bandas modulares, empaques de bombas, intercambiadores de calor, túneles de enfriamiento, evaporadores y, especialmente, drenajes y fosas.

Los costos potenciales para la empresa pueden agruparse en tres niveles:

1. Operativos y económicos directos

Retiros de producto, paro de líneas para saneamientos intensivos, incremento en costos de limpieza y uso de químicos, reprocesos y desperdicio de materias primas. Cada retiro implica logística inversa, destrucción segura de producto y, en muchas ocasiones, compensaciones a clientes B2B.

2. Regulatorios y de certificación

Brotes asociados a productos de marca o positivos recurrentes en programas de monitoreo ambiental pueden desencadenar inspecciones intensivas, revisión del plan de inocuidad bajo esquemas como FSMA en Estados Unidos o restricciones de exportación hacia la UE. A nivel de certificaciones GFSI (FSSC 22000, BRCGS, SQF), las evidencias de control insuficiente de Listeria pueden conducir a no conformidades mayores o incluso a la suspensión temporal del certificado.

3. Reputacionales y de confianza del consumidor

La experiencia reciente con retiros de quesos, embutidos y otros productos ha demostrado que el impacto reputacional tras un brote de listeriosis puede prolongarse varios años, especialmente cuando hay muertes implicadas. La percepción de riesgo aumenta entre compradores institucionales y la marca puede ser relegada frente a competidores percibidos como “más seguros”.

Para las compañías B2B, el riesgo es doble: por un lado, se enfrentan a los requisitos regulatorios locales, por otro, deben satisfacer las expectativas de inocuidad y monitoreo ambiental de clientes internacionales que operan bajo estándares de FSMA, EFSA y grandes cadenas de retail global.

Estrategias de control y prevención: más allá del saneamiento convencional

La evidencia científica reciente es clara: basarse únicamente en desinfectantes químicos tradicionales, aplicados de manera rutinaria, no es suficiente para controlar cepas persistentes de Listeria en biopelículas. La respuesta que demanda la industria es multidimensional.

1. En primer lugar, los programas de limpieza y desinfección deben rediseñarse sobre la base de una comprensión real del comportamiento de las biopelículas. Esto implica validar concentraciones, tiempos de contacto y compatibilidad de desinfectantes con las superficies, así como alternar químicos para evitar la selección de cepas tolerantes. La literatura documenta que biopelículas maduras de L. monocytogenes pueden resistir tratamientos que, en condiciones de ensayo sobre células libres, resultan letales.

2. En segundo término, se han desarrollado tecnologías emergentes con potencial para debilitar la matriz de biopelículas o mejorar la acción de desinfectantes: uso de enzimas que degradan el EPS, aplicación de luz UV-C en túneles y cámaras, plasma frío atmosférico, nanoemulsiones antimicrobianas y recubrimientos de superficies con propiedades antibiofilm. Aunque muchas de estas tecnologías aún requieren evaluación costo-beneficio para su adopción masiva en LATAM, marcan la dirección de las soluciones que están ganando tracción en plantas de Europa y Norteamérica.

3. Un tercer componente clave es la microbiología predictiva y la vigilancia genómica. El uso de WGS para tipificar aislados ambientales y de producto permite identificar clones persistentes, rastrear su origen y determinar si una cepa asociada a un caso clínico corresponde al mismo linaje que se encuentra en la planta. EFSA y otros organismos han enfatizado la importancia de integrar estas herramientas en la evaluación del riesgo de Listeria en la cadena alimentaria. Para empresas exportadoras, estar preparadas para compartir e interpretar datos genómicos se convertirá en una ventaja competitiva.

Finalmente, el control de biopelículas de Listeria es inseparable de un enfoque sólido de diseño higiénico y cultura organizacional. Equipos diseñados conforme a principios EHEDG, con superficies accesibles, soldaduras sanitarias y drenajes funcionales, reducen el número de nichos donde una biopelícula puede establecerse. Sin embargo, incluso el mejor diseño fracasa si la cultura de inocuidad no está consolidada: se requieren equipos bien entrenados, procedimientos claros para desmontaje y limpieza, vigilancia ambiental robusta y, sobre todo, una actitud de “tolerancia cero” frente a positivos recurrentes.

Un llamado a la acción para la industria de alimentos y bebidas

Listeria monocytogenes ha demostrado, una y otra vez, que puede adaptarse a los entornos más controlados de la industria alimentaria. Su capacidad para sobrevivir en refrigeración, formar biopelículas en superficies de procesamiento y persistir durante años en plantas de producción convierte a este patógeno en una amenaza estratégica para cualquier empresa que opere en segmentos de alto riesgo, como lácteos, cárnicos, productos listos para consumo, vegetales listos para comer o comidas preparadas.

La emergencia de cepas “superformadoras” de biopelículas no es un fenómeno aislado, sino el resultado de una interacción compleja entre genética bacteriana, condiciones de proceso, prácticas de saneamiento y diseño de planta. Ignorar esta realidad o abordarla únicamente con acciones correctivas puntuales es, desde una perspectiva B2B, una apuesta de alto riesgo que puede derivar en brotes, retiros de producto, sanciones regulatorias y pérdida de confianza de clientes clave.

El camino por delante exige integrar tres dimensiones:

1. Ciencia: incorporar la mejor evidencia disponible sobre persistencia, biopelículas y genómica de L. monocytogenes en los programas de inocuidad, desde el diseño de planes HACCP hasta la selección de tecnologías antimicrobianas y las estrategias de monitoreo ambiental.

2. Regulación y estándares internacionales: alinear las operaciones no sólo con el marco normativo nacional, sino también con los requisitos de mercados destino (FSMA, criterios de la UE, guías de EFSA, FDA, ECDC) y con las exigencias de esquemas GFSI, que cada vez ponen más foco en patógenos persistentes y cultura de inocuidad.

3. Cultura empresarial y cooperación: fomentar una cultura en planta donde la presencia recurrente de Listeria nunca se normalice; donde las áreas de calidad, mantenimiento, ingeniería y producción trabajen de forma integrada; y donde la colaboración con proveedores, clientes y autoridades permita anticipar riesgos y responder de forma coordinada ante incidentes.

Para los profesionales de la industria de alimentos y bebidas en México y Latinoamérica, el mensaje es inequívoco: comprender cómo evolucionan las cepas de Listeria hasta convertirse en formadoras robustas de biopelículas ya no es un tema exclusivo de la academia.

Es cada vez más un conocimiento crítico de negocio que impacta decisiones de inversión, diseño de planta, selección de proveedores, acceso a mercados y protección de la reputación corporativa. Integrar este conocimiento en la estrategia de inocuidad no es solo una obligación regulatoria: es una ventaja competitiva y una responsabilidad con los consumidores a los que la industria sirve todos los días.