Bacteriófagos contra patógenos: una nueva barrera para reforzar la inocuidad alimentaria

La inocuidad alimentaria depende de múltiples barreras para evitar que microorganismos patógenos lleguen al consumidor. Entre ellas, los bacteriófagos ganan atención como una alternativa de biocontrol dirigida contra bacterias específicas.

Para darnos una idea de la relevancia. Cada año alrededor de 600 millones de personas enferman por consumir alimentos contaminados y aproximadamente 420 mil mueren por esta causa. Esto de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS).

El problema es que esto no es lo único, hay que sumarle la resistencia antimicrobiana. Bacterias como Salmonella, Campylobacter y Escherichia coli pueden contaminar los alimentos durante distintas etapas de producción y procesamiento, a la par que desarrollan resistencia a los antibióticos.

Partiendo de este contexto, los bacteriófagos plantean una lógica distinta: en lugar de actuar de manera amplia sobre microorganismos, buscan infectar y destruir bacterias específicas.

Su potencial está en sumar una barrera adicional al sistema de inocuidad, no en sustituirlo.

Durante un webinar del Consejo Mexicano de la Carne, Carlos Martínez, investigador principal en SK8 Biotech, explicó que los bacteriófagos pueden utilizarse en distintas etapas de la producción de alimentos.

Puntos clave

• Los bacteriófagos son específicos: Su acción depende de que el fago reconozca receptores presentes en la bacteria objetivo.

• La aplicación determina el resultado: Matriz alimentaria, temperatura, concentración, tiempo de contacto y carga bacteriana pueden modificar la eficacia.

• Salmonella y Listeria concentran buena parte de la evidencia: Estudios experimentales y revisiones sistemáticas han evaluado su uso en carnes, huevos, frutas, vegetales y otros alimentos.

• No sustituyen el sistema de inocuidad: La evidencia reciente los plantea como una herramienta complementaria dentro de estrategias de múltiples barreras.

• La regulación sigue evolucionando: En Estados Unidos existen evaluaciones GRAS para preparaciones de bacteriófagos dirigidas contra patógenos específicos

La inocuidad alimentaria necesita nuevas barreras de control

Como lo mencionamos anteriormente y poniendo especial foco en este punto, el control de patógenos enfrenta una dificultad adicional cuando las bacterias desarrollan resistencia a los antimicrobianos utilizados para combatirlas. El problema entonces ya no se limita al tratamiento clínico.

En la cadena alimentaria, bacterias resistentes pueden circular entre animales, alimentos, personas y ambiente. Salmonella, Campylobacter y E. coli forman parte de los microorganismos que la OMS identifica dentro de esta preocupación.

La respuesta, por tanto, no consiste únicamente en incorporar una nueva sustancia antimicrobiana. También implica reducir las oportunidades de contaminación y establecer intervenciones dirigidas a los microorganismos presentes en cada etapa.

Ahí aparece una diferencia relevante de los bacteriófagos frente a otras herramientas: su actividad depende de la interacción específica entre el fago y la bacteria que reconoce. Esta característica puede ser útil cuando se busca intervenir sobre un patógeno concreto, aunque también limita su espectro de acción.

Una revisión científica reciente señala precisamente esta doble condición como uno de los principales retos para su aplicación: los fagos ofrecen un mecanismo de control dirigido, pero su rango de hospedadores, la resistencia bacteriana y las condiciones de la matriz pueden modificar el resultado.

La pregunta para la industria deja entonces de ser si los bacteriófagos pueden destruir bacterias. El desafío es determinar dónde, cómo y bajo qué condiciones esa capacidad puede convertirse en una intervención de inocuidad reproducible.

¿Qué son los bacteriófagos y cómo actúan?

Empecemos por lo principal. Los bacteriófagos, también llamados fagos, son virus que infectan bacterias. Específicamente en aplicaciones de inocuidad, se prefieren los fagos con ciclos estrictamente líticos, porque su mecanismo termina con la destrucción de la célula bacteriana.

¿Cómo sucede?

• El proceso comienza cuando el fago reconoce receptores específicos en la superficie de una bacteria.

• Después introduce su material genético, utiliza la maquinaria celular para multiplicarse.

• Finalmente provoca la lisis de la célula.

Esta especificidad constituye una de sus principales diferencias frente a antimicrobianos de amplio espectro. También representa una limitación: un fago no necesariamente puede actuar contra todas las cepas de una misma especie bacteriana.

Investigadores de Estados Unidos identifican como mecanismos relevantes la lisis bacteriana, la alteración de biofilms y algunos efectos asociados con cambios en la aptitud de bacterias resistentes.

Por esta razón, la selección del fago debe considerar el microorganismo objetivo, sus receptores y la diversidad de cepas presentes en el proceso.

En determinados escenarios pueden requerirse combinaciones de distintos fagos.

Del campo a la planta: dónde pueden utilizarse

El interés por los bacteriófagos no se limita al alimento terminado. Algunas investigaciones en común analizan aplicaciones pre-cosecha, post-cosecha y durante el procesamiento, además del tratamiento de superficies asociadas con ambientes industriales.

En producción animal, se ha explorado su administración para disminuir bacterias asociadas con animales destinados al consumo. Por ejemplo, una revisión analizó un total de 127 investigaciones y encontró que la mayoría de los ensayos in vivo en pollos evaluaron bacteriófagos como agentes de biocontrol.

En este mismo sentido pero durante el webinar, el investigador Carlos Martínez presentó experiencias desarrolladas en aves y señaló reducciones de mortalidad y mejoras productivas en determinados ensayos.

Por otro lado, si hablamos de plantas de procesamiento también se ha estudiado su aplicación directa sobre alimentos y superficies. El objetivo es reducir la carga de patógenos en puntos donde las medidas convencionales pueden enfrentar limitaciones.

Esta posibilidad resulta particularmente relevante para Salmonella y Listeria monocytogenes, dos de los microorganismos que concentran una parte importante de la investigación sobre fagos aplicada a alimentos.

La evidencia muestra potencial, pero la aplicación importa

Una investigación sistemática y metaanálisis analizó 77 documentos, incluidos 46 artículos científicos y 31 documentos de patentes. Para el análisis cuantitativo se incluyeron 23 artículos relacionados principalmente con Listeria monocytogenes y Salmonella.

Los resultados encontraron efectos antimicrobianos significativos en determinadas matrices. Para Listeria se observaron resultados en alimentos como manzana, jugo de manzana, pera y jugo de pera; para Salmonella, en huevos, manzana y pollo listo para consumir.

Sin embargo, el mismo análisis muestra que la respuesta cambia según las condiciones y aquí vale la pena hacer un paréntesis especial:

• En Listeria influyeron la concentración del fago y de la bacteria, el tiempo y el alimento

• en Salmonella, la temperatura y el tiempo tuvieron efectos significativos

Esto modifica la pregunta industrial. No se trata solamente de determinar si un bacteriófago funciona, sino de establecer en qué alimento, contra qué cepa, bajo qué condiciones y con qué estrategia de aplicación puede funcionar.

Los biofilms convierten las superficies en un punto crítico de control

Una bacteria que llega a una superficie de contacto puede adherirse de manera irreversible y comenzar a producir sustancias extracelulares. Con el tiempo, estas estructuras forman comunidades bacterianas conocidas como biofilms.

El problema no es únicamente que las bacterias permanezcan adheridas. La matriz que las rodea puede incrementar su tolerancia frente a determinados agentes antimicrobianos y favorecer su persistencia en ambientes de procesamiento.

El investigador principal en SK8 Biotech explicó que esta característica convierte a los biofilms en un punto de interés para la aplicación de bacteriófagos. La propuesta consiste en utilizarlos directamente sobre superficies destinadas a la preparación y procesamiento de alimentos.

¿Qué ocurre cuando los fagos entran en contacto con un biofilm? Para mostrar el mecanismo, Martínez presentó un ensayo realizado sobre un biofilm de Listeria monocytogenes.

Las células bacterianas habían sido marcadas mediante fluorescencia para diferenciar las células vivas de las muertas.

En las imágenes iniciales se observaba un biofilm maduro, compuesto por microcolonias donde coexistían células vivas y muertas. Después del tratamiento con bacteriófagos, el patrón cambiaba de manera evidente.

El tratamiento tuvo un tiempo de contacto cercano a 20 horas y, de acuerdo con el resultado presentado durante el webinar, produjo una reducción superior al 99% de las bacterias presentes en el biofilm de Listeria.

El segundo ensayo se realizó sobre superficies de acero inoxidable. En este caso, el tratamiento se mantuvo durante aproximadamente 24 horas y el resultado reportado alcanzó una reducción de hasta 100% de la biomasa del biofilm.

Martínez explicó que la acción observada involucraba la destrucción de las células bacterianas y la degradación de sustancias producidas por ellas dentro de la estructura del biofilm. Estas sustancias contribuyen a mantener la comunidad adherida y dificultan su eliminación.

Este comportamiento abre una aplicación distinta a la intervención directa sobre el alimento. El objetivo sería actuar sobre uno de los puntos donde los patógenos pueden permanecer después de las operaciones de limpieza y convertirse en una fuente potencial de contaminación cruzada.

De igual forma se identifica la disrupción de biofilms como una de las líneas de investigación de los bacteriófagos frente a patógenos alimentarios. Su interés radica en complementar las estrategias de saneamiento cuando la persistencia bacteriana representa un problema.

Para una planta, esto desplaza la discusión hacia el diseño del saneamiento. La pregunta ya no sería únicamente qué agente utilizar para limpiar una superficie, sino en qué puntos existe riesgo de biofilm, qué microorganismo está involucrado y qué intervención puede incorporarse al protocolo existente.

¿Y el marco regulatorio?

La incorporación de bacteriófagos a alimentos también depende de la regulación aplicable en cada mercado. En Estados Unidos ya existen antecedentes concretos de evaluación bajo el procedimiento GRAS.

Por ejemplo, la FDA cerró en junio de 2025 el expediente GRN 1215 para una preparación de bacteriófagos específica contra Listeria monocytogenes. La agencia indicó que no tenía preguntas sobre la determinación GRAS presentada.

El expediente contempla usos antimicrobianos en carnes rojas y aves, frutas, vegetales, pescado y productos lácteos, bajo concentraciones especificadas en la notificación. Esto muestra que la aplicación regulatoria se analiza en función del microorganismo, el producto y el uso propuesto.

Al mismo tiempo, la base de datos de la FDA registra actualmente otro expediente, GRN 1304, correspondiente a una preparación con al menos tres bacteriófagos específicos contra Listeria spp., todavía en estado pendiente.

En México, durante el webinar, se señaló que los procesos de registro de estas aplicaciones todavía estaban en desarrollo. Por ello, antes de plantear una incorporación industrial, es necesario revisar el marco regulatorio vigente para cada uso específico.

Qué debe evaluar una planta antes de incorporarlos

La evidencia disponible permite establecer algunos criterios de decisión para una empresa que evalúa esta tecnología:

• Patógeno objetivo: Determinar qué cepas están presentes y confirmar que el fago tenga actividad frente a ellas.

• Matriz alimentaria: Validar el desempeño directamente en el alimento y no solamente en condiciones de laboratorio.

• Condiciones de aplicación: Definir concentración, tiempo de contacto, temperatura y método de distribución.

• Punto de intervención: Identificar si la mayor utilidad está en producción primaria, producto terminado, superficies o una combinación.

• Resistencia: Establecer mecanismos de monitoreo para detectar pérdida de sensibilidad del patógeno.

• Regulación: Confirmar que el uso previsto esté permitido y documentar los requisitos aplicables.

• Integración con el sistema existente: Evaluar el fago como una barrera complementaria dentro del esquema de inocuidad, no como sustituto de las medidas validadas.