Bacillus pumilus

Bacillus pumilus: Una referencia integral

1. Identidad, clasificación y fuentes naturales

Identidad taxonómica

Bacillus pumilus es un bacilo Gram positivo, aeróbico y formador de esporas que se encuentra comúnmente en el suelo. Su linaje taxonómico completo es: organismos celulares → Bacteria → Bacillati → Bacillota → Bacilli → Bacillales → Bacillaceae → Bacillus. Bacillus pumilus es una especie bacteriana que pertenece al grupo Bacillus subtilis.

Las cepas del grupo Bacillus pumilus se han estudiado por su potencial agronómico, biotecnológico y farmacéutico. Clasificar las cepas de este grupo taxonómico a nivel de especie es un procedimiento complejo, ya que está compuesto por siete especies que comparten entre sí más del 99,5 % de identidad del gen 16S rRNA. Las bacterias estrechamente relacionadas con B. pumilus no pueden distinguirse de otras especies como B. safensis, B. stratosphericus, B. altitudinis y B. aerophilus simplemente mediante la secuencia del gen 16S rRNA.

Características celulares y genómicas

B. pumilus posee un cromosoma circular único cuya longitud varía entre 3,7 y 3,8 Mpb; las cepas SAFR-031 y ATCC 7061 tienen 3.704.465 y 3.833.998 pares de bases, respectivamente. Es una bacteria Gram positiva, con forma de bastón, formadora de esporas, que se encuentra en el suelo, el agua y una variedad de otros hábitats. Como la mayoría de las bacterias Gram positivas, los ácidos teicoicos y lipoteicoicos cubren la capa más externa de los enlaces cruzados del peptidoglicano. Estos desempeñan un papel en la adhesión a células huésped y a otras superficies presentes en el entorno, además de constituir importantes antígenos de superficie. Estos ácidos están compuestos por poliglicosil fosfatos (es decir, glicerol-P o ribitol-P) con mono- y disacáridos en las unidades repetitivas.

Distribución ambiental

Bacillus pumilus es una bacteria formadora de esporas, con forma de bastón, Gram positiva y aeróbica. Habita en suelos, y algunas cepas colonizan la zona radicular de las plantas, donde B. pumilus exhibe actividad antibacteriana y antifúngica. B. pumilus y B. subtilis se encontraron entre las especies de Bacillus más abundantes asociadas con esponjas marinas, ascidias, corales blandos y agua de mar. B. pumilus se ha detectado en entornos extremos, como el interior de rocas basálticas del desierto de Sonora y la nave espacial Mars Odyssey.

Resistencia de las esporas

Las esporas de Bacillus pumilus —con excepción de la cepa mutante ATCC 7061— muestran, en general, una alta resistencia a los estreses ambientales, incluida la exposición a luz UV, la desecación y la presencia de agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno. El muestreo microbiano ambiental de la ultralimpia Instalación de Ensamblaje de Naves Espaciales del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA identificó esporas de Bacillus pumilus como los principales contaminantes bacterianos cultivables hallados dentro y alrededor de las naves espaciales. Como parte de un esfuerzo para evaluar la eficacia de diversos esterilizantes de naves espaciales, se sometieron esporas purificadas de 10 aislados de B. pumilus del JPL-SAF a radiación UV de 254 nm; las esporas de seis de los 10 aislados fueron significativamente más resistentes a la UV que la cepa de biodosimetría de B. subtilis. La cepa Bacillus pumilus SAFR-032, originalmente aislada de la Instalación de Ensamblaje de Naves Espaciales del Laboratorio de Propulsión a Chorro, exhibe una resistencia inusualmente alta a la radiación UV y al tratamiento con peróxido en comparación con otras especies de Bacillus; las esporas de B. pumilus SAFR-032 mostraron al menos seis veces más resistencia a la radiación UV que las demás.

Formas y preparaciones habituales

Bacillus pumilus es una bacteria formadora de esporas, no patógena, que ha atraído atención como ingrediente probiótico en productos nutricionales y alimentos funcionales. Históricamente, los miembros del género Bacillus se han utilizado por su estabilidad, seguridad y potenciales efectos beneficiosos para la salud. B. pumilus en sí ha mostrado una notable resistencia a condiciones ambientales extremas, lo que lo convierte en un candidato atractivo para su uso en alimentos y suplementos dietéticos donde la estabilidad de anaquel es fundamental.

Cuando se formula como suplemento dietético o aditivo para alimento animal, B. pumilus se administra casi invariablemente en forma de esporas. Los probióticos del género Bacillus son aditivos alimentarios adecuados debido a su capacidad de formar esporas, lo que les permite soportar condiciones ambientales adversas y germinar en el intestino de los animales al exponerse a nutrientes adecuados. Con base en su capacidad para producir vainillina, queratinasa, xilanasa, proteasa serina alcalina y varias otras sustancias bioactivas, B. pumilus se utiliza ampliamente en procesos industriales, como la producción de varios alimentos fermentados tradicionales, el tratamiento de aguas residuales y la degradación de contaminantes ambientales.

2. Uso tradicional e histórico

Bacillus pumilus no cuenta con una historia bien documentada de uso terapéutico o dietético deliberado dentro de una tradición cultural específica, como sí ocurre con las hierbas o los alimentos fermentados descritos en textos clásicos. Más bien, su relevancia histórica es inseparable de la ecología microbiana más amplia de los alimentos fermentados tradicionales y de los suelos.

Cabe destacar que Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis y Bacillus pumilus se aislaron reiteradamente de productos fermentados a base de pescado. Dado que el entorno acuático no representa el hábitat ideal para el crecimiento de las especies de Bacillus, su aislamiento frecuente en productos fermentados a base de pescado se atribuyó a la contaminación de las materias primas durante la producción o a su capacidad de sobrevivir en entornos adversos. El establecimiento de condiciones favorables durante las etapas iniciales del proceso de fermentación permitió la proliferación de varias especies de Bacillus capaces de utilizar aminoácidos y ácidos orgánicos como fuente de carbono o energía.

Las bacterias del género Bacillus se presentan ampliamente en el entorno y se detectan con frecuencia tanto en materias primas utilizadas en la industria alimentaria como en productos alimenticios en el punto de venta. La presencia de la especie en alimentos fermentados tradicionales refleja una colonización pasiva y una ubicuidad ambiental, más que una adición deliberada, ya que el uso intencional de cepas definidas de B. pumilus como probióticos es un desarrollo moderno que surgió junto con los avances de la microbiología durante el siglo XX.

Más recientemente, se ha reportado que B. pumilus, presente en tejido vegetal saludable, posee propiedades que promueven el crecimiento de las plantas al favorecer la absorción de nutrientes, la fijación de nitrógeno, la interacción con microorganismos simbióticos y la producción de agentes antimicrobianos contra bacterias y hongos patógenos, así como al reducir la toxicidad por metales. Las asociaciones agrícolas de este organismo son extensas y preceden a la ciencia probiótica formal; habría sido un componente natural de la materia orgánica aplicada al suelo en la agricultura tradicional de muchas culturas. Varias cepas de B. pumilus también se utilizan como probióticos para animales.

3. Constituyentes clave y compuestos activos

Lipopéptidos: pumilacidinas

Los miembros de la familia de las surfactinas incluyen la surfactina, producida por cepas de B. subtilis y B. amyloliquefaciens; la lichenisina, producida por cepas de B. licheniformis; y la pumilacidina, producida por cepas de B. pumilus. Un análisis mediante espectrometría de masas del sobrenadante fraccionado por tamaño de un aislado marino de B. pumilus identificó la pequeña molécula anti-Staphylococcus como una pumilacidina, un biosurfactante sintetizado no ribosómicamente compuesto por una mezcla de heptapéptidos cíclicos unidos a ácidos grasos de longitud variable.

Una nueva bacteriocina circular, la pumilarina X (7045 Da), se produjo durante la fase de crecimiento temprana y se identificó como un metabolito anti-Listeria. El análisis del genoma reveló los grupos de genes biosintéticos de la pumilarina X y las pumilacidinas (masas moleculares de 1058, 1072, 1086 y 1100 Da). Las pumilacidinas purificadas exhibieron actividad específica contra L. lactis HP, pero fueron inactivas contra Listeria y Staphylococcus. Este estudio ofrece información valiosa sobre la especificidad de blanco de los metabolitos de Bacillus pumilus, identificando las características de la pumilarina X y las pumilacidinas como agentes de espectro reducido.

Metabolitos bioactivos adicionales

B. pumilus, al igual que otros miembros del complejo Bacillus subtilis, produce de manera ubicua surfactinas o lipopéptidos relacionados, como las pumilacidinas, así como el sideróforo bacilibactina. La plantazolicina es formada por B. subtilis, B. velezensis y B. pumilus. Los compuestos de tipo iturina (iturinas A y C; bacilomicinas D, F y L; micosubtilinas) fueron producidos específicamente por B. atrophaeus, B. amyloliquefaciens y B. velezensis, pero no por B. subtilis, B. licheniformis y B. pumilus. La fengicina, un lipotridecapéptido antifúngico y agente de biocontrol eficaz contra hongos filamentosos, se encontró en B. subtilis, B. atrophaeus, B. amyloliquefaciens y B. velezensis, pero no en B. licheniformis ni B. pumilus.

B. pumilus produce una variedad de enzimas, como liquenasa, liasa, celulasa y proteasas serina. Las celulasas y hemicelulasas son responsables de la hidrólisis parcial de materiales lignocelulósicos, del descascarillado de granos de cereales y de la hidrólisis de β-glucanos.

Mecanismo de acción de los lipopéptidos cíclicos

Los lipopéptidos cíclicos (LPC) de Bacillus, integrados en las tres familias principales —surfactinas, iturinas y fengicinas—, son metabolitos secundarios con una estructura química singular que incluye tanto componentes peptídicos como lipídicos. Al ser compuestos anfifílicos, los LPC exhiben actividad antimicrobiana in vitro dañando las membranas de los microorganismos. Sin embargo, las concentraciones de LPC utilizadas in vitro son difíciles de alcanzar en condiciones naturales. Por lo tanto, en un entorno natural, resulta más probable que los LPC actúen mediante mecanismos antimicrobianos alternativos, como la inducción de apoptosis en células fúngicas, la prevención de la adhesión microbiana al sustrato y la promoción de la muerte de fitopatógenos mediante la estimulación de las respuestas inmunitarias de las plantas.

Los metabolitos formadores de poros actúan de manera dependiente de la concentración, formando canales similares a iones que liberan iones vitales de la célula, lo que conduce a la muerte celular. A bajas concentraciones, estos metabolitos forman vesículas unilamelares sobre la membrana lipídica externa, distorsionando la forma de la célula, y eventualmente provocan apoptosis. A concentraciones más altas, estos metabolitos se agregan para formar poros en la membrana plasmática, causando la fuga de ácidos nucleicos, iones esenciales y ATP fuera de la célula, lo que provoca necrosis. Entre los metabolitos de Bacillus que suelen utilizar este mecanismo se encuentra la clase de compuestos conocidos como lipopéptidos.

Componentes inmunoestimulantes

Se descubrió que las esporas de B. pumilus y de una cepa de laboratorio de B. subtilis inducían la citocina proinflamatoria interleucina-6 en una línea celular de macrófagos en cultivo; y, in vivo, las esporas de B. pumilus y B. subtilis indujeron la citocina proinflamatoria factor de necrosis tumoral alfa y la citocina Th1 interferón gamma. Se descubrió que la cepa de B. pumilus producía una actividad similar a bacteriocina contra otras especies de Bacillus.

Actividad antiplasmodial de las pumilacidinas

El examen químico del Bacillus sp. DT001 asociado a octocorales condujo al aislamiento de las pumilacidinas A y C. La investigación del efecto de estos compuestos sobre la viabilidad de Plasmodium falciparum y el mecanismo de muerte inducida por pumilacidinas mostró que los inhibidores de la proteína cinasa C (PKC) y de la fosfoinositida 3-cinasa (PI3K) pudieron prevenir los efectos de las pumilacidinas A y C. Los resultados indicaron que las pumilacidinas inhiben el crecimiento del parásito mediante disfunción mitocondrial y una disminución del Ca²⁺ citosólico. Se trata de un hallazgo puramente preclínico, in vitro.

4. Evidencia científica por área de uso

4.1 Salud intestinal y función de barrera intestinal

Evidencia animal (preclínica):

Un estudio de 2025 publicado en Frontiers in Microbiology investigó la disbiosis de la microbiota intestinal, que afecta significativamente la progresión y exacerbación de la colitis ulcerosa (CU), frente a la cual los probióticos muestran resultados prometedores en su manejo. El estudio evaluó los efectos de diferentes dosis de Bacillus pumilus LV149, un probiótico de origen acuático, en la reparación de lesiones intestinales en ratones macho C57BL/6 con colitis ulcerosa (CU) inducida por sulfato de dextrano sódico (DSS), e investigó los mecanismos subyacentes. La colitis ulcerosa se indujo permitiendo que los ratones accedieran libremente a una solución de DSS al 3 % durante 7 días, con administración oral diaria concurrente, mediante sonda, de una dosis baja (LV149-L, 1 × 10⁸ UFC/día/ratón) o alta (LV149-H, 1 × 10⁹ UFC/día/ratón) de LV149. El estudio demostró que LV149, particularmente en la dosis más alta, mitigó eficazmente el daño colónico inducido por DSS al modular la microbiota intestinal, mejorar la integridad de la barrera intestinal y reducir la inflamación. Los efectos dependientes de la dosis destacaron el potencial de LV149-H como agente terapéutico para la CU, debido a sus propiedades antiinflamatorias más fuertes y sus efectos protectores intestinales.

Las citocinas inflamatorias como IL-1β, IL-6 y TNF-α son mediadores clave de la patología de la CU; en la CU inducida por DSS, estas citocinas se sobrerregulan de manera anómala, promoviendo la inflamación y un mayor daño tisular. En el estudio de LV149, este redujo significativamente la expresión de dichas citocinas proinflamatorias, particularmente en la dosis más alta (LV149-H), mientras que la dosis más baja (LV149-L) mostró una tendencia a la mejora. Este efecto dependiente de la dosis sugiere que LV149 modula la respuesta inflamatoria al reducir la producción de citocinas inflamatorias clave.

En modelos animales, la suplementación con B. pumilus se ha asociado con una mejor función de barrera intestinal y un aumento de las poblaciones de bacterias beneficiosas. Nota sobre la solidez de la evidencia: Dadas estas propiedades, Bacillus pumilus LV149 podría tener potencial como probiótico para la salud gastrointestinal humana; sin embargo, hasta la fecha, ningún estudio ha explorado su papel en la reparación de lesiones intestinales en humanos.

4.2 Modulación inmunitaria y propiedades antiinflamatorias

Evidencia in vitro y animal:

La evidencia de colonización, inmunoestimulación y actividad antimicrobiana respalda la hipótesis de que estos organismos tienen un efecto probiótico potencial. Se descubrió que las esporas de B. pumilus inducían la citocina proinflamatoria interleucina-6 en una línea celular de macrófagos en cultivo, y, in vivo, las esporas de B. pumilus indujeron la citocina proinflamatoria factor de necrosis tumoral alfa y la citocina Th1 interferón gamma.

Diversos estudios en animales, principalmente en aves de corral, han examinado los efectos inmunomoduladores. Según investigaciones previas, B. pumilus mejora el rendimiento del crecimiento en pollos de engorde, la tasa de conversión alimenticia y la composición de la flora intestinal; estimula el sistema inmunitario; produce compuestos antibacterianos; protege al organismo frente a patógenos; y aumenta la tasa de supervivencia de los pollitos.

Un estudio de 2024 (PMC11082403) evaluó B. pumilus TS2, aislado de yaks, por su impacto en el rendimiento del crecimiento, la comunidad microbiana intestinal, la actividad antioxidante y las citocinas relacionadas con la inmunidad y la inflamación en pollos de engorde. Un estudio independiente de 2024 sobre B. pumilus TS1 examinó las propiedades antiinflamatorias en un modelo de desafío con lipopolisacárido (LPS) en pollos de engorde, investigando si Bacillus pumilus TS1 mejora el rendimiento del crecimiento y alivia el daño inflamatorio. El estudio dividió a 240 pollos de engorde de un día de edad de plumaje blanco AA308 en cinco grupos (con, LPS, TS1L + LPS, TS1M + LPS y TS1H + LPS).

Además, un estudio que investigó a B. pumilus TS1 en el contexto de una lesión intestinal inducida por Salmonella Enteritidis dividió a 120 pollos de engorde de plumaje blanco de 6 días de edad en cuatro grupos (con, TS1, SE, TS1 + SE). Los pollos de los grupos TS1 y TS1 + SE fueron alimentados con 1,4 × 10⁷ unidades formadoras de colonias por mL de TS1 durante 15 días, y se les inyectó SE por vía intraperitoneal para establecer el modelo de estrés oxidativo.

Solidez de la evidencia: Toda la evidencia sobre modulación inmunitaria de B. pumilus en el contexto del uso dietético en humanos o animales de compañía proviene de sistemas in vitro y modelos animales experimentales. La validación científica de B. pumilus proviene principalmente de estudios in vitro y modelos animales. No se han identificado ensayos controlados aleatorizados con revisión por pares en sujetos humanos que examinen resultados inmunitarios con B. pumilus como suplemento dietético en la bibliografía disponible.

4.3 Actividad antimicrobiana

Una cepa marina de Bacillus pumilus (SF214) produce al menos dos moléculas diferentes con actividad antibacteriana: una molécula menor de 3 kDa activa contra Staphylococcus aureus y una molécula mayor de 10 kDa activa contra Listeria monocytogenes. La molécula anti-Staphylococcus mostró actividad en un amplio rango de condiciones de pH, con su secreción dependiendo de la fase de crecimiento, el medio y la temperatura.

Los resultados mostraron que B. pumilus APC 4184 exhibe un amplio espectro inhibitorio, principalmente contra bacterias Gram positivas. La nueva bacteriocina circular pumilarina X (7045 Da) se produjo durante la fase de crecimiento temprana y se identificó como el metabolito anti-Listeria.

Se descubrió que una cepa de B. pumilus aislada del camarón tigre negro (Penaeus monodon) presentaba una alta tolerancia a la sal e inhibía el crecimiento de patógenos marinos, incluido Vibrio alginolyticus, al cultivarse juntos.

Solidez de la evidencia: La actividad antimicrobiana de los metabolitos de B. pumilus está bien documentada in vitro. Estos hallazgos establecen plausibilidad mecanística, pero no se han traducido en ensayos clínicos en humanos que demuestren eficacia terapéutica contra patógenos infecciosos.

4.4 Alimentación animal y rendimiento pecuario

El mayor cuerpo de evidencia experimental controlada sobre B. pumilus se refiere a su uso como aditivo alimentario en ganado y acuicultura, más que a la suplementación en humanos.

Cerdos destetados — análogo de estudio en humanos (ensayo animal controlado): Se utilizaron cuarenta y ocho cerdos alojados individualmente (8,7 ± 0,26 kg), destetados a los 28 ± 1 días de edad, en un estudio de 22 días para evaluar el efecto de la administración oral de una suspensión de esporas de Bacillus pumilus sobre el rendimiento del crecimiento y los indicadores de salud. Los tratamientos fueron: (1) dieta sin medicar; (2) dieta medicada con apramicina (200 mg/kg) y niveles farmacológicos de óxido de zinc (2500 mg de zinc/kg); y (3) dieta con B. pumilus (dieta sin medicar + 10¹⁰ esporas/día de B. pumilus). El peso corporal final y la ganancia media diaria tendieron a ser menores, y la tasa de conversión alimenticia empeoró en el tratamiento medicado en comparación con el tratamiento con B. pumilus. Los recuentos ileales de E. coli fueron menores en los tratamientos con B. pumilus y en el medicado en comparación con el tratamiento sin medicar, posiblemente como resultado de un aumento en las concentraciones ileales de ácido propiónico.

Cerdos destetados — modelo de desafío con enfermedad (PMC7491085): Un experimento investigó los efectos de dos cepas de especies de Bacillus —Bacillus subtilis DSM 32540 y Bacillus pumilus DSM 32539— sobre el rendimiento del crecimiento, la diarrea, la salud intestinal, el microbioma y la inmunidad sistémica de cerdos destetados infectados experimentalmente con Escherichia coli enterotoxigénica (ETEC).

Cerdos — desafío con Lawsonia intracellularis: Un estudio comparó el efecto de Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis y Bacillus pumilus sobre la infección por L. intracellularis. Los resultados se compararon directamente con los obtenidos con una vacuna viva comercial contra L. intracellularis. A las tres semanas de edad, los cerdos fueron vacunados, se les suministró alimento suplementado con uno de los tres probióticos, o permanecieron sin tratamiento.

Aves de corral (cepa SA388): Bacillus pumilus SA388 se aisló de heces de pollo y se confirmó como probiótico. La cepa seleccionada se probó por su capacidad antimutagénica y antioxidante antes de emplearse como suplemento alimentario probiótico y alternativa a los antibióticos. También se estudió el efecto de B. pumilus SA388 sobre el rendimiento del crecimiento, el microbioma intestinal, los marcadores bioquímicos sanguíneos, la respuesta inmunológica y la calidad de la carne en pollos de engorde.

Acuicultura: Bacillus pumilus es un probiótico asociado al huésped de reciente interés en acuicultura. El uso de B. pumilus como bacteria conocida de eliminación de nitrógeno, junto con algas perifíticas en un sistema de biofloc, redujo el amoníaco total y el nitrito. Una cepa de Bacillus pumilus LV149 se había aislado previamente de la mucosa intestinal de ejemplares sanos de Litopenaeus vannamei y demostró exhibir actividades significativas de proteasa, lipasa y amilasa extracelulares, mientras inhibía eficazmente la infección por Vibrio parahaemolyticus sin causar hemólisis.

Solidez de la evidencia: Los estudios de aditivos alimentarios en ganado son controlados, pero se realizan en especies no humanas. Demuestran prueba de concepto para mecanismos probióticos, pero no pueden extrapolarse directamente a resultados de salud humana ni a la suplementación en humanos.

4.5 Promoción del crecimiento de las plantas

Aunque no constituye una aplicación directa de suplemento dietético humano, el papel de B. pumilus en la agricultura está científicamente bien caracterizado y es directamente relevante para comprender su nicho ecológico. Investigaciones basadas en el cultivo de plantas en medio líquido Murashige y Skoog demostraron que la cepa B. pumilus LZP02 es capaz de promover el crecimiento del arroz al aumentar la longitud de la raíz, el área de superficie radicular, el número de nodos, las puntas radiculares, las bifurcaciones y el contenido de clorofila. La aplicación también provocó un aumento en el contenido de nitrógeno, fósforo, calcio y magnesio en las raíces del arroz. B. pumilus TUAT1 mejoró significativamente el crecimiento, el desarrollo radicular y la absorción de nutrientes en plántulas de arroz de 21 días en comparación con el control.

4.6 Caracterización general de la evidencia clínica en humanos

Los estudios clínicos en humanos siguen siendo limitados, por lo que todavía no pueden formularse afirmaciones definitivas sobre la eficacia probiótica de B. pumilus. Algunos estudios han explorado su papel en la modulación de la microbiota intestinal, el apoyo a la salud digestiva y el fortalecimiento de las respuestas inmunitarias, aunque estos efectos se documentan principalmente en entornos preclínicos. Según la bibliografía disponible, no se han identificado ensayos controlados aleatorizados publicados en humanos que utilicen específicamente B. pumilus como cepa única definida o ingrediente principal de un suplemento dietético con resultados de salud en humanos. El cuerpo de trabajo preclínico existente proporciona fundamento mecanístico, pero no constituye evidencia clínica.

5. Sistemas corporales y áreas de salud asociadas

• Sistema gastrointestinal: Los principales mecanismos probióticos propuestos incluyen la exclusión competitiva de microorganismos patógenos, el fortalecimiento de la barrera epitelial y la modulación del sistema inmunitario. Los datos en animales respaldan un papel de B. pumilus en la reducción de la carga de patógenos intestinales, el apoyo a la integridad de la barrera intestinal y la modulación de la composición de la microbiota intestinal.
• Sistema inmunitario: Los probióticos son microorganismos vivos que pueden beneficiar al huésped colonizando los intestinos y produciendo sustancias antibióticas. Dichos microorganismos beneficiosos compiten con las bacterias dañinas por nutrientes, adhesión y colonización en la mucosa intestinal, reduciendo así la respuesta al estrés, fortaleciendo la inmunidad y regulando la unión de citocinas a receptores para modular las respuestas inmunitarias.
• Antiinfeccioso / antimicrobiano: B. pumilus produce pumilacidinas y bacteriocinas (incluida la pumilarina X) con actividad in vitro documentada contra bacterias Gram positivas como Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes.
• Estrés oxidativo / antioxidante: Los estudios en animales indican propiedades antioxidantes, incluyendo efectos sobre marcadores de estrés oxidativo en pollos de engorde expuestos a desafíos infecciosos, aunque no se dispone de datos en humanos.
• Enfermedad inflamatoria intestinal (modelo animal): El estudio con el modelo de colitis inducida por DSS en ratones con B. pumilus LV149 demostró una reducción de la expresión de citocinas proinflamatorias y una mejora de la integridad de la mucosa colónica. La disbiosis de la microbiota intestinal afecta significativamente la progresión y exacerbación de la colitis ulcerosa (CU).

6. Formas de dosificación y dosis reportadas

B. pumilus se administra principalmente en forma de esporas. Las dosis reportadas en la bibliografía científica varían ampliamente según la aplicación, la especie y la cepa:

• En un estudio de 22 días con cerdos destetados, el tratamiento con B. pumilus consistió en una dieta sin medicar suplementada con 10¹⁰ esporas por día.
• En el modelo de colitis ulcerosa en ratones inducida por DSS, los ratones recibieron administración oral diaria mediante sonda, de una dosis baja (LV149-L, 1 × 10⁸ UFC/día/ratón) o una dosis alta (LV149-H, 1 × 10⁹ UFC/día/ratón) de B. pumilus LV149.
• En el estudio de lesión intestinal en pollos de engorde, los pollos fueron alimentados con 1,4 × 10⁷ UFC/mL de B. pumilus TS1 durante 15 días.
• No se ha establecido en la bibliografía revisada una dosis estandarizada o aprobada regulatoriamente para el uso de B. pumilus como suplemento dietético en humanos. Las dosis citadas en modelos preclínicos no son directamente trasladables al uso en humanos sin investigación clínica adicional.

7. Consideraciones de seguridad e interacciones

Perfil general de seguridad en individuos sanos

En individuos sanos, Bacillus pumilus se considera generalmente no patógeno, es decir, que no suele causar enfermedad. Su uso de larga data en alimentos fermentados, junto con su estatus GRAS (Generalmente Reconocido como Seguro) en ciertas aplicaciones, respalda su perfil de seguridad.

Evaluación regulatoria de seguridad (EFSA)

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) mantiene un proceso de Presunción Calificada de Seguridad (QPS) para microorganismos destinados a uso en alimentos y piensos. Dos publicaciones confirmaron la necesidad de calificar la ausencia de potencial toxigénico y de genes de resistencia antimicrobiana para Bacillus pumilus. Esto indica que B. pumilus no cuenta actualmente con el estatus QPS incondicional de la EFSA; más bien, se requiere una demostración por cepa de la ausencia de toxigenicidad y de la ausencia de genes de resistencia antimicrobiana clínicamente relevantes para su aprobación. La EFSA considera que el enfoque QPS para la evaluación de seguridad requiere establecer de manera concluyente la identidad de la cepa, evidencia de que la cepa no es toxigénica, y que no muestra resistencia a antibióticos de importancia humana y veterinaria.

Patogenicidad documentada en poblaciones vulnerables

Bacillus pumilus es una bacteria ubicua formadora de esporas que rara vez se ha implicado en infecciones extraintestinales, principalmente en huéspedes inmunocomprometidos. De las especies de Bacillus distintas del ántrax, B. cereus, B. licheniformis y B. pumilus pueden ser más patógenas en huéspedes inmunosuprimidos que otras especies comunes de Bacillus (B. subtilis o B. megaterium). Sin embargo, Bacillus pumilus rara vez se ha reportado como patógeno humano.

Se han descrito casos raros de infecciones activas causadas por B. pumilus, con síntomas de dolor epigástrico posprandial y diarrea, acompañados de mareos, dolores de cabeza, dolor de espalda y escalofríos que pueden persistir varios días. B. pumilus también se ha asociado con un caso de artritis septica, infecciones cutáneas similares a las lesiones del ántrax, infecciones de catéter venoso central y sepsis en recién nacidos y personas inmunocomprometidas.

Un informe de caso publicado en 2024 documentó celulitis por B. pumilus con bacteriemia en una persona que se inyecta drogas y vive con coinfección de VIH-VHC.

Se ha detectado B. pumilus productor de toxinas en cobayas con enterocolitis inducida experimentalmente, y componentes producidos por B. pumilus han mostrado toxicidad frente a ratones y células eucariotas. Un informe de caso publicado documentó un caso de intoxicación alimentaria causada por B. pumilus en un hombre adulto; un hombre japonés de 51 años presentó cólicos abdominales intensos, fiebre con escalofríos, diarrea, mareos y pérdida de apetito tras comer arroz recalentado con carne picada guisada. Bacillus pumilus se aisló de un hemocultivo y se identificó mediante una prueba bioquímica y un análisis de secuenciación del gen 16S rRNA. El paciente fue tratado con probióticos y ciprofloxacino, y se recuperó a los 3 días.

Potencial de intoxicación alimentaria

Una referencia bibliográfica citada en un informe de caso menciona intoxicación alimentaria asociada con Bacillus pumilus productor de pumilacidina en el arroz (From, Hormazabal y Granum, 2007, Int J Food Microbiol 115:319–324). Varias especies de Bacillus son patógenos bien conocidos de enfermedades gastrointestinales; sin embargo, poco se sabe sobre la patogenicidad de Bacillus pumilus. Debido a su naturaleza ubicua, B. pumilus es un bacilo Gram variable que constituye un contaminante común en los estudios microbiológicos clínicos.

Consideraciones diagnósticas clínicas

Las especies de Bacillus son contaminantes frecuentes de los hemocultivos, pero la infección clínicamente significativa es rara. Los factores de riesgo para la bacteriemia por Bacillus incluyen el uso de drogas intravenosas, la hemodiálisis y la leucemia. Los catéteres intravasculares, los cables de marcapasos y las infecciones de piel o heridas se han reportado como posibles puertas de entrada para la bacteriemia por Bacillus.

Susceptibilidad a antibióticos

Se ha reportado que B. pumilus es sensible a vancomicina y eritromicina en al menos un informe de caso, aunque los perfiles de susceptibilidad dependen de la cepa y los datos sistemáticos de antibiogramas clínicos son limitados.

Riesgo de identificación taxonómica errónea

Al menos un artículo presentó un problema metodológico al identificar el agente causal de una endoftalmitis como B. pumilus o B. safensis. Dado que B. pumilus y especies estrechamente relacionadas comparten más del 99,5 % de identidad del gen 16S rRNA, la identificación errónea a nivel de especie sigue siendo una preocupación clínica y de investigación real.

Interacción con la vigilancia de resistencia a antibióticos

Diversas publicaciones han confirmado la necesidad de calificar la ausencia de potencial toxigénico y la ausencia de genes de resistencia antimicrobiana para Bacillus pumilus antes de su aprobación regulatoria para uso en alimentos o piensos. Esto representa un área activa de evaluación de seguridad por cepa, más que un riesgo sistémico confirmado.

Resumen de la solidez de la evidencia

La base de evidencia científica para Bacillus pumilus como ingrediente de suplementos dietéticos en humanos se encuentra en una etapa inicial. La evidencia mecanística proveniente de sistemas in vitro y modelos animales es sustancial, y respalda roles plausibles en la salud intestinal, la inmunomodulación y la defensa antimicrobiana. Los ensayos controlados en especies pecuarias —particularmente en cerdos destetados y aves de corral— proporcionan prueba de concepto para los mecanismos probióticos, pero no pueden extrapolarse directamente a la eficacia en humanos. La validación científica de B. pumilus proviene principalmente de estudios in vitro y modelos animales. La ausencia total de ensayos controlados aleatorizados publicados en humanos que utilicen específicamente B. pumilus implica que todas las afirmaciones de salud sobre este organismo en la suplementación humana permanecen preliminares y no validadas conforme a los estándares clínicos, según la bibliografía revisada.

Referencias

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• Biochemical and Molecular Characterization of Bacillus pumilus Isolated from Coastal Environment in Cochin, India — PMC
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• Update of the List of QPS Recommended Microbiological Agents Notified to EFSA until March 2024 — EFSA Journal
• Update of the List of QPS Recommended Microbiological Agents Notified to EFSA until September 2024 — PMC
• Update of the List of QPS Recommended Microbiological Agents Notified to EFSA until March 2025 — PMC
• Bacillus pumilus — MicrobeWiki (Kenyon College)
• Bacillus pumilus — Wikipedia