LACTOCOCCUS: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, NUTZEN, PATHOGENESE - BIOLOGIE - 2025

Lactococcus ist eine Gattung von grampositiven, pleomorphen Bakterien, die einzeln, paarweise oder in Ketten wachsen können. Sie sind homofermentative Chemoorganotrophe, sie produzieren Milchsäure durch Fermentation von Glucose.

Die Lebensmittelindustrie verwendet einige Arten der Gattung. Sie gelten allgemein als nicht pathogene oder opportunistische Krankheitserreger. In den letzten Jahren hat jedoch die Anzahl der klinischen Fälle, die mit Infektionen durch diese Mikroorganismen verbunden sind, sowohl bei Tieren als auch beim Menschen zugenommen.

Lactococcus lactis, mikroskopisches Bild. Entnommen und bearbeitet von https://www.openpr.com/news/227665/MoBiTec-GmbH-Introduces-first-Secretion-Vectors-for-the-Lactococcus-lactis-Gene-Expression-System-NICE-developed-by- NIZO-Food-Research.html

Eigenschaften

-Lactococcus sind chemoorganotrophe Organismen.

- Sie haben weder ein Flagellum noch bilden sie Sporen. Sie sind fakultativ anaerob, Katalase-negativ und nicht hämolytisch.

-Wachsen Sie bei 10 ° C, aber nicht bei 45 ° C. Sie wachsen im Allgemeinen in Medien mit 4% (Gew./Vol.) NaCl. Sie produzieren L-Milchsäure durch Fermentation von Glucose.

-Alle Stämme enthalten Phosphatidylglycerin und Cardiolipin. Die meisten reagieren mit Antiseren der Gruppe N.

-Einige Stämme haben einen geringen Gehalt an Menachinonen. Der GC-Gehalt der DNA liegt im Bereich von 34 bis 43 Mol-%.

Taxonomie

Die Gattung Lactococcus wurde 1985 errichtet, um eine Gruppe von Bakterien zu enthalten, die zuvor zur Gattung Streptococcus (Lactis) der Gruppe N der Lancefield-Klassifikation gehörten.

Die Trennung wurde basierend auf Studien zur Nukleinsäurehybridisierung, physiologischen, vergleichenden Immunologie und Zusammensetzung von Lipiden und Lipoteichonsäure durchgeführt.

Taxonomisch gesehen gehört es zur Familie der Streptococcaceae der Ordnung Lactobacillales, die zur Bacilli-Klasse der Phylum Firmicutes gehört.

Derzeit hat die Gattung 14 gültige Arten, von denen neun im letzten Jahrzehnt beschrieben wurden, einschließlich der 2018 beschriebenen Lactococcus reticulitermitis. Lactococcus garviae hat zwei Unterarten und Lactococcus lactis hat vier gültige Unterarten und eine Biovar.

Morphologie

Bakterien der Gattung Lactococcus sind wie Kugeln oder eiförmige Zellen geformt, die einzeln, paarweise oder in Ketten wachsen können. Bei einer Kettenform sind die Zellen in der gleichen Richtung der Kette verlängert.

Sie besitzen zahlreiche Plasmide, deren Größe von 2 kb (Kilobase) bis über 100 kb variieren kann. Die Zellwand besteht aus Peptidoglycan und einer Matrix aus Polysacchariden, Teichonsäure und Proteinen.

Lactococcus reticulitermitis, Zellen auf Agarplatten 27, nach 2 Tagen Inkubation bei 30 ° C unter anaeroben Bedingungen. Entnommen und bearbeitet von http://www.jcm.riken.go.jp/cgi-bin/jcm/jcmimg_view?jcm=32106&fid=B

Leistungen

Die Gattung enthält 14 Arten, von denen üblicherweise nur Lactococcus lactis für industrielle Zwecke verwendet wird, hauptsächlich die Unterart L. lactis subsp. Lactis.

Lactococcus lactis wurde in der Vergangenheit sowohl handwerklich als auch industriell bei der Fermentation von Lebensmitteln wie Käse, Joghurt, Sauerkraut und dergleichen verwendet.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) listet es als allgemein als sicher anerkannt (GRAS) auf. Dieses Bakterium verleiht nicht nur Geschmack, sondern produziert auch Säuren, die Lebensmittel konservieren.

Probiotika

Aus natürlichen Milchprodukten isolierte Milchsäurebakterien (LAB) sind für die Korrektur von Probiotika der normalen Darmmikrobiota von großem Interesse. Viele LABs synthetisieren biologisch aktive Peptide oder Proteinkomplexe.

Diese Verbindungen sind als Bakteriozine bekannt. Lactococcus lactis produziert Bakteriozine wie Lacticine, Nisine und Lactococcine. Nisin ist die am besten untersuchte Verbindung in der letzteren Gruppe.

Nisin, produziert von einigen Stämmen von Lactococcus lactis subsp. Lactis ist ein Breitband-Bakteriocin mit erhöhter antimikrobieller Aktivität. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Nisin ist die Aktivität gegen grampositive Bakterien und Bakteriensporen von Clostridien und Bazillen.

Es wirkt auch gegen andere Bakterien, die keine Sporen bilden, wie z. B. viele Arten pathogener Streptokokken und Staphylokokken. Es ist auch ungiftig, stabil bei niedrigem pH-Wert und beeinflusst die Mikrobiota des Magen-Darm-Trakts nicht.

All diese Eigenschaften stärken die Rolle von Bakterien in der Lebensmittelindustrie.

Mögliche Verwendungen

Neben seiner wichtigen Rolle in der Lebensmittelindustrie wurde L. lactis in der Gentechnik eingesetzt. Faktoren wie das vollständig sequenzierte Genom von geringer Größe (2,3 Megabasen oder Mbit / s) und ein erfolgreich entwickeltes Klonierungssystem haben es zu einem Arbeitsmodell gemacht.

Forscher haben beispielsweise genetisch veränderte Lactococcus lactis-Stämme erhalten, die Mycobacterium Hsp65 produzieren und freisetzen. Diese Substanz ist eine Art Hitzeschockprotein (Hsp). Hsps sind immundominante Proteine, die von verschiedenen Immunzellen und Kommensalbakterien exprimiert werden.

Oral verabreichtes Mycobacterium Hsp65, das von genetisch veränderten Bakterien freigesetzt wird, verhindert eine induzierte Kolitis bei Mäusen vollständig. Diese Ergebnisse können alternative Optionen für die langfristige Behandlung entzündlicher Darmerkrankungen beim Menschen eröffnen.

Aus Kuhmilch isolierte Lactococcus garvieae haben ihre Wirksamkeit bei der Hemmung pathogener Mikroorganismen bei Rindern gezeigt. Das von Lactococcus garvieae als antimikrobielle Substanz sezernierte Hemmspektrum von Bakteriocin als antimikrobielle Substanz spielt möglicherweise eine alternative Rolle als Antibiotikum gegen Mastitis bei Rindern.

Pathogenese

Lactococcus-Arten gelten als Organismen mit geringer Virulenz, die beim Menschen opportunistische Infektionen verursachen, hauptsächlich bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem.

In den letzten Jahren hat die Zahl der klinischen Fälle, die mit Infektionen durch diese Mikroorganismen verbunden sind, sowohl bei Menschen als auch bei Tieren zugenommen.

Die Bakterien Lactococcus garvieae, L. piscium und L. lactis subsp. Lactis sind als die Arten dieser Gattung mit der größten klinischen Bedeutung für die Human- und Veterinärmedizin anerkannt.

Sie werden oft fälschlicherweise als Enterokokken oder Streptokokken identifiziert. Aufgrund von Schwierigkeiten bei der korrekten Identifizierung wurde ihre klinische Bedeutung möglicherweise unterschätzt.

In Menschen

Lactococcus garvieae wurde mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht, hauptsächlich vom Typ Krankenhaus. Diese Krankheiten umfassen Bakteriämie, infektiöse Endokarditis, Leberabszess, spontane Septikämie, Divertikulitis, Harnwegsinfektion und Peritonitis.

Lactococcus lactis subsp. Cremoris wurde als Erreger von bakterieller Endokarditis, Septikämie, Leber- und Gehirnabszessen, nekrotisierender Pneumonitis, eitriger Pneumonitis, septischer Arthritis, tiefer Halsinfektion, Peritonitis, aufsteigender Cholangitis und Canaliculitis berichtet.

Die Exposition gegenüber nicht pasteurisierten Milchprodukten ist ein Risikofaktor für eine Infektion mit diesem Bakterium. Lactococcus lactis subsp. Lactis wurde mit Endokarditis in Verbindung gebracht und aus klinischen Proben von Blut, Hautläsionen und Urin isoliert.

Bei Tieren

Lactococcus garvieae und L. piscium sind für verschiedene Fischarten pathogen. L. garvieae wurde auch als Garnelenpathogen gemeldet und verursacht Mastitis bei Wiederkäuern. Lactococcus lactis subsp. Es wurde berichtet, dass Laktis Infektionen bei Wasservögeln verursacht.

Behandlungen

Es gibt noch keine spezifische Richtlinie für die antimikrobielle Therapie gegen Lactococcus-Infektionen. Für die Therapie wird unterdessen vorgeschlagen, die Anfälligkeit des aus den Kulturen isolierten Pathogens zu bestimmen.

Penicillin, Cephalosporin der dritten Generation und Coamoxiclav wurden basierend auf Empfindlichkeitstests verwendet.

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