Lo último en soluciones tecnológicas para la prevención y control de biofilms en instalaciones industriales

Los biofilms suponen una amenaza para la eficiencia operativa de las industrias y para la seguridad de los productos desarrollados en el sector cosmético, farmacéutico y alimentario. En este artículo resumimos los últimos avances que se están produciendo en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías enfocadas tanto a la prevención  de la aparición y proliferación de biofilms, como al desarrollo de nuevos productos biocidas capaces de eliminarlos.

Los microorganismos no viven aislados, sino que viven en comunidades adheridos a una superficie y envueltos por una matriz constituida por sustancias poliméricas extracelulares (EPS) y agua que les protege. Es lo que se ha venido a llamar biopelículas o biofilms. Estos grupos complejos de microorganismos se estructuran, además, de forma que las bacterias de mayor resistencia ocupen la parte exterior, protegiendo así al resto y posibilitando que los biofilms presenten una enorme resistencia a agentes externos como la temperatura, el pH o los agentes antimicrobianos. Esto los convierte en entidades de difícil eliminación.

Como recogíamos en el artículo Biofilms, ¿cómo controlarlos y eliminarlos?, la amenaza que los biofilms suponen para las industrias, cosmética, farmacéutica y agroalimentaria implica un potente motivo de preocupación. Las biopelículas provocan problemas de corrosión en la superficie de equipos y maquinaria, que afectan a la eficiencia en las operaciones en las diferentes plantas industriales. Pero además, en el caso de los biofilms constituidos por microorganismo patógenos, éstos suponen un importante riesgo de contaminación para los productos y una amenaza para la salud del consumidor.

Las técnicas detección de biofilms y los biocidas tradicionales utilizados para combatirlos son testados  para la comprobación de su eficacia frente a microorganismos libres. Pero esto es insuficiente, ya que no permite estimar su correcta eficacia ante comunidades complejas de bacterias. En consecuencia la industria busca soluciones optimizadas y eficaces contra la amenaza que suponen las biopelículas.

Gracias al conocimiento adquirido por el departamento de Bioensayos de AINIA a través de diversos estudios sobre el  comportamiento de biofilms antimicrobianos en la industria, disponemos de modelos biológicos frente a los que testar nuevos formulados de limpieza. De esta manera, y ante entornos de contaminación similares, las empresas pueden proceder a la reformulación de producto biocidas más efectivos en la eliminación de biofilms. De la misma forma, desarrollamos sistemas de muestreo para la identificación rápida de microorganismo de riesgo, permitiéndonos así prevenir su aparición.

Nuevas tecnologías enfocadas en la prevención de la aparición y proliferación de biofilms

Sin duda alguna, la estrategia más eficaz para evitar la proliferación de biofilms es la prevención de la contaminación en las instalaciones industriales. Para ello, en AINIA estamos trabajando en diversas tecnologías.

• El desarrollo de nuevos nanomateriales con propiedades antimicrobianas.  Como contábamos en el artículo ¿Cómo conseguir que tu material de envasado sea antimicrobinano?, nuestro trabajo se enfoca en el desarrollo de nanopartículas que adaptadas a los materiales, logran impedir la adhesión de las bacterias, hongos y virus  a través de un proceso llamado  “quo rum sensing”. Estos materiales son capaces de bloquear  las señales de comunicación bioquímica o genética que los micoorganimos emiten para la formación de biofilms.

Así mismo, el surgimiento de estos materiales con propiedades antimicrobianas implica la necesidad de contar con metodologías capaces de verificar dichas capacidades. Además de los métodos basados en normas nacionales e internacionales, en AINIA estamos desarrollando metodologías específicas para la evaluación de los materiales en relación a microorganismos diana específicos y en las condiciones de aplicación específicas de cada industria.

• Biosensores para la detección de biofilms. Los biosensores ayudan a combatir la presencia de microorganismos presentes en las superficies en contacto con los productos. Como vimos en el artículo Biosensores, ¿cómo ayudan al control microbiológico en superficies en contacto con alimentos?, los biosensores son dispositivos analíticos que incorporan un elemento biológico (una enzima, un anticuerpo, una proteína, lectinas…) que les ayuda a  detectar y cuantificar la existencia determinadas sustancias en ciertos medios.

A este respecto, es destacable el proyecto  proyecto europeo Biolisme II , donde asumimos el papel de partner tecnológico junto a Betelgeux, empresa asociada a AINIA. Juntos desarrollamos un método capaz de obtener resultados fiables y precisos en relación  a la detección de Listeria monocytogenes en superficies en contacto con alimentos. Para ello, se desarrollaron biosensores y procesos de automatización e integración del muestreo que permiten la detección y cuantificación de las células de listeria en un tiempo mínimo de tres horas y máximo de dos días.

Nuevos productos biocidas más eficaces en la eliminación de biofilms

El desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas eficaces está directamente relacionado con la obtención de nuevas tecnologías de desinfección. Las principales líneas de investigación que estamos siguiendo a este respecto están relacionadas con la reformulación de biocidas enzimáticos y su posterior evaluación. Buen ejemplo de este trabajo lo encontramos en los ensayos realizados por AINIA en relación a la soluciones de limpieza para superficies cip desarrolladas por Cleanity

Biocontrol por bacteriófagos

Por otro lado, en AINIA trabajamos en la búsqueda de soluciones de biocontrol basadas en bacteriófagos. Los bacteriófagos son entidades biológicas simples capaces de infectar y matar a las bacterias. Si usted quiere conocer más acerca de las de los bacteriófagos recomendamos la lectura del artículo Seguridad alimentaria y bacteriófagos: Hacia dónde va la I+D orientada al control de patógenos.

Nuestras investigaciones al respecto se centran en el conocimiento de  los mecanismos de acción de los fagos en su ataque a los biofilms, así como la estabilidad de los bacteriófagos ante las posibles mutaciones de las bacterias huéspedes.

Si su empresa necesita ayuda en las tareas de prevención y eliminación de biofilms , en AINIA podemos ayudarle mediante la evaluación de las condiciones de formación de las biopelículas,  en la aplicación de tecnologías para su detección, así como en el estudio fisiológico y monitorización de los mismos. Además, puede contar con nuestro know how para el desarrollo y evaluación de materiales o compuestos antimicrobianos para su eliminación. ¡Pregúntenos!