Lactococcus lactis es el componente mayoritario de los cultivos iniciadores utilizados en la elaboración de productos lácteos fermentados. Durante los procesos industriales de manufacturación, las células de L. lactis están expuestas a condiciones de estrés que comprometen su viabilidad y que en muchas ocasiones tienen impacto sobre la pared celular, una estructura crucial para la supervivencia celular ante condiciones adversas. Dada su relevancia, las bacterias disponen de mecanismos que vigilan su integridad mediante la activación de una respuesta capaz de neutralizar el daño y permitir la adaptación a las nuevas condiciones, y que en su conjunto constituyen lo que se denomina respuesta a estrés celular o respuesta CES (Cell Envelope Stress) En L. lactis la respuesta CES esta mediada por el sistema de dos componentes (TCS) CesSR (ortólogo LiaFSR de Bacillus subtilis), pero en algunas cepas existe además otra ruta de detección y respuesta constituida por un complejo de transducción de señales de tipo Bce, que consta de un sistema TCS y un transportador ABC (TCS-G/YsaDBC). Para dilucidar los mecanismos implicados en la respuesta CES en L. lactis y analizar la posible aplicación de este conocimiento en la generación de cultivos iniciadores robustos con un mayor interés biotecnológico, expusimos un total de siete cepas de L. lactis a concentraciones crecientes de lactococina 972, una bacteriocina específica del género Lactococcus capaz de activar la respuesta CES en L. lactis. De cada una de las siete cepas, tres de origen industrial: L. lactis L81, L62 y L98, y cuatro cepas aisladas en el IPLA (IPLA517, IPLA947, IPLA641 e IPLA1064), se obtuvieron varios mutantes estables resistentes a Lcn972 (Lcn972R) tras la exposición y un proceso de estabilización. Mediante secuenciación y análisis genómico comparativo entre las cepas salvajes y mutantes resistentes, se detectaron un total de 51 mutaciones no sinónimas en 22 genes diferentes, que parecen depender de la cepa parental, y que afectan principalmente a genes implicados en regulación transcripcional, estrés y envuelta celular. Las alteraciones más frecuentes se localizaron en el complejo de transducción de señales tipo Bce; sin embargo, no se detectaron mutaciones en el sistema CesSR, a pesar de que es capaz de activar la respuesta CES tras exposición a Lcn972. Otra mutación común detectada afecta al gen pyrH, que codifica para una UMP kinasa implicada en la síntesis de precursores de ARN, lo que tiene consecuencias en la arquitectura de la pared celular haciendo las células más resistentes a antimicrobianos. En 3 de las cepas IPLA (IPLA517, IPLA641, IPLA1064) estudiamos además su perfil plasmídico. En estas cepas, además de la resistencia a Lcn972, observamos que se convertían en sensibles a dos fagos de tipo c2, un hecho que podría deberse a la pérdida de algún mecanismo de resistencia a fagos de codificación plasmídica. Estas cepas contienen 6, 4 y 5 plásmidos de diferentes tamaños, algunos de ellos comunes en las tres y algunos de los cuales se pierden durante el proceso de adaptación a la Lcn972. Todas las cepas pierden un plásmido de 41 kb que parece codificar la ruta de síntesis de un polisacárido. Actualmente, estamos comprobando si la ausencia de este plásmido es la causa de la pérdida de resistencia a fagos.

PID2020-119697RB-I00. MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y AYUD/2021/52150 (PCTI, Asturias y fondos FEDER). C.R. es beneficiaria del Programa de Ayudas predoctorales “Severo Ochoa” (BP20 006) del Principado de Asturias

Trabajo presentado en el 16ª Reunión de la Red Española de Bacterias Lácticas, celebrado en Madrid (España), los días 11 y 12 de mayo de 2023