Métodos Moleculares para conocer la microbiota asociada a la leche y a los quesos
Los yogures y quesos que se generan en la industria láctea dependen en gran medida de microorganismos con capacidad de producir sabores, texturas y propiedades características. Con los avances de las técnicas de biología molecular, la identificación y caracterización de estos microorganismos se ha hecho más precisa. A través de la metagenómica se puede realizar un análisis del microbioma completo, y a través de la secuenciación del genoma completo de bacterias o mohos de interés (WGS, por sus siglas en inglés) se puede obtener información más detallada para conocer sus capacidades a partir de sus genes.
En los diferentes proyectos que tenemos en nuestra mano en Esneki Zentroa, utilizamos los siguientes análisis y técnicas basadas en biología molecular para obtener información exhaustiva sobre el microbioma de la leche como de los quesos:
Técnica de qPCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa Cuantitativa)
La qPCR permite amplificar y cuantificar el ADN. Conociendo los fragmentos característicos de ADN de microorganismos conocidos o genes importantes, podemos estudiarlos directamente. Por ejemplo, esta técnica permite una identificación rápida y precisa de bacterias patógenas como pueden ser la Salmonella, la Listeria o Escherichia coli. Los cebadores diseñados específicamente para estas especies evitan la interferencia con otros microorganismos. Además, la qPCR puede cuantificar microorganismos de interés en los productos lácteos, como por ejemplo microorganismos beneficiosos como Lactobacillus o Bifidobacterium, fundamentales para el proceso de fermentación y desde el punto de vista sanitario del consumidor.
Técnicas de Metagenómica: Focos 16S e ITS
Gracias a los avances en secuenciación, es posible recopilar información de todos los microorganismos presentes en un entorno, en lugar de enfocarse en una especie concreta. Desde 2022, hemos implementado técnicas de metagenómica en nuestros proyectos y estudios en Esneki Zentroa, obteniendo resultados prometedores. En lugar de seleccionar el ADN de un microorganismo o gen específico, se puede secuenciar una región del rRNA (16S para bacterias o ITS para mohos y levaduras) y secuenciarlo todo. Estas regiones del genoma están presentes en todos los microorganismos, lo que facilita su amplificación. Sin embargo, cada especie tiene su secuencia característica, lo que nos permite identificar a qué microorganismo pertenece cada secuencia. De esta manera, podemos, en un único análisis, obtener la información de todos los microorganismos presentes en los productos lácteos, proporcionando una visión general del entorno que ayuda a explicar lo que está ocurriendo. Esto puede ser muy útil, por ejemplo, al comparar microbiomas de productos lácteos que han pasado por diferentes procesos de elaboración, ya que nos permitirá identificar qué especies son los que están marcando estas diferencias. Así, podremos realizar ajustes en futuros procesos de elaboración para lograr el producto deseado.
Secuenciación del Genoma Completo (WGS)
La qPCR permite analizar microorganismos o genes conocidos, mientras que la metagenómica ayuda a identificar las comunidades de microorganismos presentes en un entorno. Sin embargo, la técnica de WGS es la que realmente permite identificar y caracterizar con detalle tanto microorganismos conocidos como desconocidos. A través de esta técnica, secuenciamos toda la información genética de las bacterias (ADN genómico), lo que nos permite obtener una identificación precisa hasta el nivel de especie o cepa, superando los resultados obtenidos con las técnicas de identificación convencionales de microbiología. Además, al disponer de toda la información genética del microorganismo, podemos caracterizar los genes que contiene y conocer las potencialidades de la bacteria. Por ejemplo, podemos determinar si tiene un gen capaz de producir algún compuesto aromático, si es resistente a antibióticos o si tiene la capacidad de producir metabolitos secundarios. Conocer el comportamiento de los microorganismos que participan en el proceso de elaboración del queso es crucial, y tener acceso a toda esta información nos ayuda a mantener controlado el proceso de elaboración, asegurando las propiedades organolépticas y saludables deseadas en el producto final.