bacillus subtilis

Otros Nombres

B. subtilisBacillus globigiiBacillus mesentericusBacillus nattoBacillus subtilis (Ehrenberg 1835) Cohn 1872Bacillus subtilis subsp. amylosacchariticusBacillus subtilis subsp. chungkookjangBacillus subtilis subsp. endophyticusBacillus subtilis subsp. globigiiBacillus subtilis subsp. inaquosorumBacillus subtilis subsp. nattoBacillus subtilis subsp. nigerBacillus subtilis subsp. spizizeniiBacillus subtilis subsp. stercorisBacillus subtilis subsp. subtilisBacillus subtilis var. nigerBacillus uniflagellatusgrass bacillushay bacillusnatto bacillusVibrio subtilis

Sinopsis

Bacillus subtilis: Una Referencia Integral

1. Identidad

Nombres Taxonómicos y Químicos

Bacillus subtilis es una bacteria Gram-positiva, con forma de bastón y catalasa-positiva. Puede formar una endospora resistente y protectora, lo que le permite tolerar condiciones ambientales extremas, y ha sido clasificada históricamente como aerobio obligado, aunque existe evidencia de que se trata de un anaerobio facultativo. Se considera la bacteria Gram-positiva mejor estudiada y un organismo modelo para el estudio de la replicación del cromosoma bacteriano y la diferenciación celular.

La especie pertenece a la familia Bacillaceae, orden Bacillales, clase Bacilli, filo Firmicutes. Se trata de un bacilo Gram-positivo bien caracterizado que comprende múltiples subespecies, incluida B. subtilis variante natto (B. subtilis var. natto), esencial para la fermentación de la soya en la producción de natto. Bacillus subtilis natto está estrechamente relacionada con la cepa estándar de laboratorio B. subtilis Marburg 168, y funciona como cultivo iniciador para la elaboración del alimento tradicional japonés "natto", elaborado a partir de soya.

Fuentes Naturales y Ecología

B. subtilis es la especie más ubicua del género y puede aislarse de una amplia variedad de ambientes, incluidos los tractos gastrointestinales (GI) de animales y humanos. Bacillus subtilis BS50 es una bacteria Gram-positiva, formadora de esporas, que ha sido aislada de suelo. El organismo también está íntimamente asociado con alimentos fermentados: el consumo de soya fermentada japonesa en forma de natto, comúnmente consumido en Japón, contiene hasta 10⁸ células viables por gramo.

Cepas y Preparaciones Comerciales Comunes

Se utilizan múltiples cepas distintas en preparaciones comerciales de suplementos dietéticos. Ejemplos destacados documentados en la literatura arbitrada y regulatoria incluyen:

B. subtilis DE111® — La cepa Bacillus subtilis DE111 posee ciertas propiedades que se ha demostrado hacen que la cepa sea adecuada para su uso como probiótico.
B. subtilis BS50 (también conocida como BS8-74) — aislada de suelo recolectado en el condado de Gallatin, Montana, EE. UU., el 4 de julio de 2015, y depositada en la American Type Culture Collection con el número de acceso PTA-127287.
B. subtilis DSM32315 — utilizada en un estudio de intervención metabólica humana de 4 semanas.
B. subtilis var. natto — la subespecie responsable de la producción del alimento natto y fuente de la nattoquinasa.

Resulta particularmente atractiva como probiótico debido a su capacidad de formar esporas resistentes al ácido y estables en almacenamiento, lo que se presta a diversas aplicaciones en el sistema alimentario. Los probióticos formadores de esporas duraderas se incorporan cada vez más en alimentos, bebidas y suplementos dietéticos. Las formas de dosificación habituales incluyen cápsulas duras, polvos para reconstitución, suspensiones líquidas y formulaciones integradas en alimentos (por ejemplo, productos de soya fermentada). Es uno de los "campeones" bacterianos en la producción de enzimas secretadas y se utiliza a escala industrial por empresas de biotecnología.

2. Uso Tradicional e Histórico

Japón — Natto y B. subtilis natto

Entre los alimentos fermentados tradicionales, el natto, producido mediante la fermentación de la soya por Bacillus subtilis natto (una subespecie de Bacillus subtilis), se ha consumido en Japón como alimento fermentado tradicional durante al menos mil años. Representa un alimento típico y básico en la cocina y dieta japonesas, servido con frecuencia como desayuno junto con arroz, y se ha introducido al consumo humano desde la época de las ciudades del noroeste de Japón.

El método de preparación se ha descrito en detalle: para elaborar natto, la soya se remoja, se cuece al vapor, se inocula con B. subtilis var. natto y se fermenta a 40 °C durante 24 horas, luego se enfría y se madura en refrigeración hasta por una semana, lo que permite el desarrollo de su textura filamentosa.

Los frijoles fermentados son reconocidos por su contribución a una flora intestinal saludable y a la ingesta de vitamina K2, a lo largo de esta larga historia de consumo generalizado. El natto, que contiene una cantidad abundante de proteína de soya, posee un alto valor nutritivo y un sabor y textura viscosa únicos; en años recientes, se ha reportado que tiene acción probiótica, acción antibacteriana y diversos tipos de acciones promotoras de la salud proporcionadas por ingredientes funcionales (por ejemplo, acción antitrombótica, acción hipotensora, acción hipocolesterolémica, acción promotora de la formación ósea).

Contexto Asiático Más Amplio

Existen productos de soya fermentada relacionados elaborados con especies de Bacillus en todo el este de Asia. Otros alimentos de soya fermentada de diversas tradiciones asiáticas, como el cheonggukjang de Corea y el thua nao de Tailandia, pueden contener enzimas fibrinolíticas relacionadas producidas por especies de Bacillus, aunque la nattoquinasa específicamente se asocia con B. subtilis var. natto y la producción de natto.

Historia Industrial y Farmacéutica

Bacillus subtilis se ha utilizado durante más de 50 años en numerosas aplicaciones industriales diferentes, incluidas la agricultura, la fermentación de precisión y los suplementos probióticos. En Estados Unidos, una carta de opinión emitida a principios de la década de 1960 por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) designó algunas sustancias derivadas de microorganismos como generalmente reconocidas como seguras, incluidas las enzimas carbohidrasa y proteasa de B. subtilis; estas opiniones se basaban en el uso de cepas no patógenas y no toxicogénicas, y en el uso de buenas prácticas de manufactura vigentes. La FDA declaró que las enzimas derivadas de la cepa de B. subtilis estaban en uso común en alimentos antes del 1 de enero de 1958, y que las cepas no toxigénicas y no patógenas de B. subtilis están ampliamente disponibles y se han utilizado de manera segura en diversas aplicaciones alimentarias.

3. Principales Constituyentes y Compuestos Activos

La Espora en Sí

Las endosporas bacterianas exhiben una resistencia extrema a la mayoría de las condiciones que matan rápidamente a otras formas de vida, permaneciendo viables en este estado de latencia durante siglos o más. Cuando B. subtilis se administra por vía oral, la forma de espora confiere ventajas fisiológicas sustanciales: al ser bacterias formadoras de esporas, son capaces de sobrevivir al entorno gástrico hostil y llegar vivas al intestino delgado. Las esporas de B. subtilis sobrevivieron al tránsito gástrico con una tasa cercana al 100%, germinaron en el intestino y consumieron oxígeno para crear un nicho anaeróbico favorable para Lactobacillus y Bifidobacterium — una estrategia distintiva de "biocaptura de oxígeno" contra la disbiosis de la flora intestinal.

Nattoquinasa (Subtilisina NAT)

La nattoquinasa (NK) es una serina proteasa derivada del natto y secretada por la bacteria Bacillus subtilis var. natto, descubierta en 1980 por la investigadora japonesa Yoko Sumi. La NK consiste en una única cadena polipeptídica compuesta por 275 aminoácidos (peso molecular 27,724), sin enlaces disulfuro, y muestra una fuerte actividad fibrinolítica. La NK no solo posee actividad fibrinolítica propia, sino que también activa otras enzimas fibrinolíticas, como la prourocinasa y el activador tisular del plasminógeno.

Más específicamente, la NK descompone los coágulos sanguíneos hidrolizando directamente la fibrina y el sustrato de plasmina, convierte la prourocinasa endógena en urocinasa, degrada el inhibidor del activador del plasminógeno-1 y aumenta el activador tisular del plasminógeno, factores que en conjunto respaldan su actividad fibrinolítica.

Vitamina K2 (Menaquinona-7 / MK-7)

Los beneficios para la salud de consumir natto se atribuyen en parte a constituyentes químicos como la nattoquinasa y la vitamina K2 (menaquinona-7; MK-7). Bacillus subtilis es una de las pocas cepas capaces de secretar menaquinona-7 (MK-7) sintética al exterior de la célula, aunque su propósito y mecanismo no se han estudiado con claridad. La vitamina K2 producida por B. subtilis natto es importante para el metabolismo óseo y la salud cardiovascular a través de su papel en la activación de proteínas dependientes de la vitamina K.

Lipopéptidos: Iturina, Surfactina y Fengicina

Las tres familias de lipopéptidos de Bacillus —surfactina, iturina y fengicina— demuestran efectos antagónicos significativos contra una amplia gama de fitopatógenos. La iturina es un lipopéptido cíclico originado en Bacillus subtilis y bacterias relacionadas; estos compuestos son estructuralmente diversos y poseen potentes efectos inhibitorios contra bacterias y hongos causantes de enfermedades vegetales; en particular, la iturina A exhibe fuertes propiedades antifúngicas y baja toxicidad. Todas las cepas de B. subtilis son capaces de sintetizar la familia de lipopéptidos de iturina.

En los metabolitos de esporas de Bacillus subtilis, los lipopéptidos están compuestos de una cadena de ácido graso lipofílica y un anillo peptídico hidrofílico; los más comunes son la surfactina, la iturina y la fengicina, que poseen propiedades antibacterianas y biosurfactantes con utilidad potencial en medicina, agricultura, alimentos, cosméticos y aplicaciones ambientales.

Compuestos Antimicrobianos y Bacteriocinas

Bacillus subtilis produce una gama notablemente diversa de compuestos antimicrobianos —bacteriocinas, lipopéptidos (iturina, fengicina, surfactina) y policétidos— que tienen actividad inhibitoria frente a un amplio espectro de organismos patógenos, incluidos Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella, Clostridium difficile y Helicobacter pylori.

Enzimas Digestivas

Al secretar diversas enzimas digestivas, B. subtilis mejora directamente la eficiencia digestiva y de absorción del intestino delgado. Se ha demostrado que B. subtilis vegetativa secreta enzimas digestivas in vitro; en conjunto, el organismo puede germinar en el intestino y secretar enzimas que ayudan a digerir los alimentos y mejorar la absorción de nutrientes, lo que en teoría conduciría a menor fermentación y producción de gas en el intestino inferior.

Ácido Poli-γ-glutámico (γ-PGA) y Otros Compuestos

El proceso de fermentación favorece la secreción de proteasas por parte de los bacilos para degradar las proteínas de soya, la producción y racemización de los ácidos L- y D-glutámico, y la síntesis y secreción de ácido poli-γ-glutámico. Bajo la acción de B. subtilis natto, se producen nuevas sustancias activas, como nattoquinasa, péptidos antioxidantes y péptidos antibacterianos; una variedad de péptidos catiónicos y la nattoquinasa presentes en el péptido de natto tienen buenas actividades biológicas, incluida la actividad neutralizante de lipopolisacáridos, el efecto trombolítico y la actividad angiogénica. Además, el natto es rico en superóxido dismutasa (SOD), que puede inhibir enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares y tiene potencial antienvejecimiento.

Ácido Dipicolínico

El ácido dipicolínico (también llamado ácido 2,6-piridindicarboxílico) es un antibiótico producido por B. subtilis y se conoce como un compuesto con propiedades anticoagulantes; este compuesto se ha encontrado en 100 g de natto comercial en una cantidad de 20.55 ± 13.67 mg.

4. Mecanismos de Acción

Germinación de Esporas y Colonización

El mecanismo exacto mediante el cual B. subtilis mejora los síntomas gastrointestinales sigue siendo desconocido, pero probablemente depende de la transición de las esporas a células vegetativas en el estómago y el intestino delgado; las esporas de Bacillaceae, incluida B. subtilis, se han detectado previamente en muestras de heces humanas y biopsias ileales en numerosos estudios, lo que sugiere que las esporas ocurren y germinan de forma natural en el intestino humano.

El número tanto de esporas como de células vegetativas aumenta durante el transcurso de 6 horas en los efluentes ileales y permanece constante hasta el final del período de tiempo (8 horas); se sabe que las especies de Bacillus se adhieren al moco intestinal. Aunque se ha demostrado que las esporas de B. subtilis potencian la inmunidad del huésped en el intestino delgado, los beneficios adicionales para el huésped solo son posibles si también está presente la forma vegetativa de la bacteria; la detección de células vegetativas de B. subtilis DE111® en el tracto intestinal delgado sugiere la presencia de bacterias metabólicamente activas, que producen moléculas beneficiosas clave y respaldan un microbioma saludable.

Exclusión Antimicrobiana y Competitiva

Recientemente, ha habido un progreso significativo en la evaluación científica y los estudios sobre el probiótico Bacillus subtilis, revelando posibles mecanismos de acción como el efecto antimicrobiano por síntesis de sustancias antimicrobianas, el efecto antidiarreico, el efecto inmunoestimulante, la exclusión competitiva de patógenos, la prevención de la inflamación intestinal y la normalización de la flora intestinal. La producción de estos compuestos antimicrobianos parece ocurrir en el entorno gastrointestinal y puede explicar la capacidad documentada de B. subtilis para reducir la colonización de patógenos en entornos clínicos.

Mecanismos Fibrinolíticos y Cardiovasculares (Nattoquinasa)

La NK estimula a las células endoteliales para producir t-PA e inhibe el PAI-1; el t-PA activa el fibrinógeno para formar plasmina, que disuelve la estructura de la red de fibrina del trombo, liberando plaquetas de modo que el flujo sanguíneo regresa gradualmente a la normalidad. Además, como serina proteasa producida por Bacillus subtilis, la nattoquinasa tiene potenciales efectos anticoagulantes, trombolíticos, antiaterosclerótico, hipolipemiante y antihipertensivo.

Mecanismos Metabólicos e Inmunomoduladores

B. subtilis forma parte de la microbiota intestinal normal de los humanos y puede desempeñar un papel crítico en el desarrollo inmunológico y en el apoyo a la salud del sistema gastrointestinal; el exopolisacárido producido por B. subtilis crea un microambiente aeróbico en el intestino.

5. Evidencia Científica por Área de Uso

5.1 Salud Gastrointestinal — Gases, Distensión Abdominal y Regularidad Intestinal

Evidencia clínica en humanos (B. subtilis BS50): Se investigó la seguridad y eficacia de la suplementación diaria con Bacillus subtilis BS50 durante 6 semanas en un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo y de grupos paralelos, con 76 adultos sanos; antes y durante la suplementación, se registraron diariamente los síntomas gastrointestinales mediante un cuestionario de múltiples síntomas, y se midieron la química clínica, la hematología, los lípidos plasmáticos y los marcadores de permeabilidad e inflamación intestinal al inicio y al final del estudio. En comparación con el placebo, 2 × 10⁹ UFC de BS50 por día aumentaron la proporción de participantes que mostraron mejoría desde el inicio hasta la semana 6 en la puntuación compuesta de distensión abdominal, eructos y flatulencia (47.4% frente a 22.2%), donde las probabilidades de detectar una mejoría fueron mayores con BS50 (OR [IC 95%]: 3.2 [1.1, 8.7], p = .024). Los resultados sugieren que la suplementación dietética con 2 × 10⁹ UFC de Bacillus subtilis BS50 por día es una estrategia bien tolerada y segura para aliviar los síntomas gastrointestinales relacionados con gases en adultos sanos.

Evidencia clínica en humanos (B. subtilis DE111®, regularidad intestinal): La eficacia de Bacillus subtilis DE111® en forma de cápsula para la regulación de las evacuaciones intestinales se evaluó en un estudio aleatorizado, doble ciego; 50 adultos (de 18 a 65 años de edad) que padecían constipación y/o diarrea ocasionales fueron asignados a consumir 1 × 10⁹ UFC de Bacillus subtilis DE111® o placebo; cada grupo consumió una cápsula al día, con una comida, durante 90 días; la eficacia se evaluó mediante registros de evacuaciones intestinales reportados por los participantes, así como registros de ingesta dietética.

Fuerza de la evidencia: Para los desenlaces de gases y distensión abdominal, un único ensayo controlado aleatorizado asociado a la industria en adultos sanos respalda el beneficio; la evidencia es prometedora pero preliminar, y requiere replicación en cohortes más grandes e independientes.

5.2 Salud Gastrointestinal — Tratamiento y Prevención de la Diarrea

Numerosos estudios preclínicos y clínicos sobre B. subtilis han mostrado su eficacia prometedora en el tratamiento y prevención de la diarrea de diversas etiologías. Un estudio clínico aleatorizado, doble ciego y controlado evaluó la eficacia de un probiótico de esporas de Bacillus en forma líquida que contenía B. subtilis, B. clausii y B. coagulans, a 5 mil millones de UFC por ampolleta de 5 mL, en el tratamiento de apoyo de la diarrea persistente en niños; los hallazgos revelaron un período de recuperación significativamente más corto en 3 días, una eficacia mejorada en 1.60 veces, y un aumento de 9.47 veces en las probabilidades (todos los valores p < 0.0001) de resolver eficazmente la diarrea para el día 5 con las esporas de Bacillus.

Fuerza de la evidencia: Para la diarrea, los ensayos publicados a menudo son multicepa (no B. subtilis solo), lo que dificulta la atribución específica a la cepa. La evidencia es de fuerza moderada, pero no definitiva para B. subtilis como agente único.

5.3 Salud Gastrointestinal — Síndrome de Intestino Irritable (SII)

El síndrome de intestino irritable es un trastorno gastrointestinal funcional común que afecta la calidad de vida y la capacidad de trabajar; se sabe que ocurre como resultado de un cambio multifactorial en la microbiota y la inmunología; un estudio evaluó los efectos de Bacillus subtilis sobre los parámetros inflamatorios y la calidad de vida en el SII. Se reclutaron voluntarios con síndrome de intestino irritable diagnosticados según los criterios de Roma IV en el estudio prospectivo unicéntrico; evidencia reciente indica que B. subtilis forma parte de la microbiota intestinal normal de los humanos y puede desempeñar un papel crítico en el desarrollo inmunológico y en el apoyo a la salud digestiva.

Fuerza de la evidencia: Solo a nivel piloto; la evidencia sobre el SII para B. subtilis como cepa única se limita a estudios pequeños y unicéntricos. Se necesitan ECA más grandes y con potencia estadística adecuada.

5.4 Modulación Inmunológica

En una intervención piloto aleatorizada, doble ciego y controlada con placebo de cuatro semanas, se examinaron las propiedades inmunomoduladoras de la cepa Bacillus subtilis DE111 en una población humana sana; se midieron las células mononucleares de sangre periférica (PBMC) en niveles basales antes y después de la intervención, así como en respuesta a la estimulación con lipopolisacárido bacteriano (LPS); se observó un aumento en las poblaciones de células inmunes antiinflamatorias en respuesta a la estimulación ex vivo con LPS de las PBMC en el grupo de intervención con DE111.

La salud gastrointestinal percibida en general, la microbiota y los marcadores circulantes y fecales de inflamación (IL-6, sIgA) y de la función de la barrera intestinal (zonulina plasmática) se vieron poco afectados por la intervención con DE111, aunque el estudio pudo haber tenido una potencia estadística insuficiente para detectar estas diferencias; los datos piloto proporcionan información y justificación para llevar a cabo un estudio clínico con potencia adecuada que examine más a fondo el potencial inmunomodulador de B. subtilis DE111 en poblaciones humanas.

Fuerza de la evidencia: Preliminar; un ensayo piloto mostró señales potenciales de modulación inmunológica, pero con potencia estadística insuficiente. No pueden extraerse conclusiones definitivas de los datos humanos disponibles por sí solos.

5.5 Salud Cardiovascular — Nattoquinasa y Presión Arterial

Seis estudios fueron elegibles para el análisis cuantitativo en una revisión sistemática y metaanálisis con 546 participantes. La suplementación con nattoquinasa redujo significativamente la presión arterial sistólica (DM = −3.45, IC 95%: −4.37 a −2.18, p < 0.00001) y la presión arterial diastólica (DM = −2.32, IC 95%: −2.72 a −1.92, p < 0.00001), y provocó un ligero aumento en la glucosa sanguínea (DM = 0.40, IC 95%: 0.20 a 0.60, p < 0.0001) en comparación con el placebo.

Este estudio respalda además que la nattoquinasa puede utilizarse como una terapia adyuvante eficaz para la hipertensión, pero la suplementación con dosis relativamente bajas de nattoquinasa puede no tener un efecto hipolipemiante significativo.

Efectos en los lípidos (mixtos/complejos): Una dosis total relativamente baja de nattoquinasa tuvo un efecto negativo sobre el colesterol total en sangre (DM = 5.27, IC 95%: 3.74 a 6.81, p < 0.00001), el colesterol de lipoproteínas de alta densidad (DM = −2.76, IC 95%: −3.88 a −1.64, p < 0.00001), y el colesterol de lipoproteínas de baja densidad (DM = 6.49, IC 95%: 0.83 a 12.15, p = 0.02). Será necesario realizar más trabajo para determinar si la eficacia positiva de la nattoquinasa sobre los factores de riesgo cardiovascular depende de la dosis.

Datos de ECA sobre intervención combinada: Un ensayo aleatorizado, doble ciego, de 90 días investigó el efecto de la suplementación con nattoquinasa (NK) y arroz de levadura roja (RYR) sobre parámetros cardiometabólicos en pacientes con enfermedad arterial coronaria (EAC) estable, con 178 pacientes con EAC aleatorizados en cuatro grupos: NK + RYR, NK, RYR y placebo. En las comparaciones entre grupos, NK + RYR mostró el efecto máximo en la reducción de los triglicéridos (−0.39 mmol), el colesterol total (−0.66 mmol/L), la presión arterial diastólica (−7.39 mmHg), y el aumento del colesterol de lipoproteínas de alta densidad (0.195 mmol/L); tanto el grupo NK + RYR como el grupo NK tuvieron una mejora significativamente mejor en la lactato deshidrogenasa que los demás. No se reportaron efectos adversos debido a las intervenciones.

Fuerza de la evidencia: Los efectos antihipertensivos de la nattoquinasa están respaldados por un metaanálisis de seis ECA con 546 participantes, lo que representa evidencia de calidad moderada a buena para la presión arterial. Los efectos sobre los lípidos dependen de la dosis y son inconsistentes: la evidencia es mixta. Cabe destacar que estos hallazgos corresponden específicamente a suplementos de nattoquinasa aislada, no a probióticos completos de B. subtilis.

5.6 Salud Metabólica — Lípidos y Glucosa Sanguínea

En una intervención de 4 semanas con 18 adultos sanos, la suplementación dietética con Bacillus subtilis DSM32315 mejoró significativamente la glucosa sanguínea en ayunas, los perfiles de lípidos circulantes y las hormonas de la saciedad péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP-1) y péptido YY (PYY), así como los niveles fecales de butirato, lo que sugiere que B. subtilis podría regular el metabolismo lipídico humano al aumentar los niveles de butirato intestinal. Otro estudio humano independiente indicó que los niveles de colesterol total sérico y LDL en los sujetos se redujeron significativamente después de una dieta continua de natto durante 2 semanas, y el mecanismo requiere una mayor exploración.

Fuerza de la evidencia: Muy preliminar; el estudio metabólico en humanos tuvo solo 18 participantes y una duración de 4 semanas. Los resultados solo generan hipótesis.

5.7 Modulación de la Microbiota Intestinal

Los niveles de ADN de B. subtilis detectados en muestras fecales recolectadas antes y después de la intervención indican que el consumo de DE111 aumenta la presencia de B. subtilis en el tracto gastrointestinal; sin embargo, cuatro semanas de consumo de DE111 no alteraron significativamente la composición y estructura de la microbiota intestinal.

Fuerza de la evidencia: La colonización del tracto gastrointestinal se ha confirmado en un estudio clínico, pero no se detectaron efectos medibles sobre la composición general de la microbiota durante cuatro semanas. Se necesitan estudios de mayor duración.

6. Sistemas Corporales y Áreas de Salud Asociadas con Bacillus subtilis

Sistema gastrointestinal: Manejo de la distensión abdominal, la flatulencia, los eructos, la regularidad intestinal, la diarrea y el SII.
Sistema inmunológico: Inmunomodulación mediante la interacción con el tejido linfoide asociado al intestino (GALT) y las células inmunes de sangre periférica.
Sistema cardiovascular: Presión arterial, fibrinólisis, metabolismo lipídico (principalmente a través de la nattoquinasa derivada de B. subtilis var. natto).
Sistema metabólico: Regulación de hormonas de la saciedad (GLP-1, PYY), glucosa sanguínea y metabolismo lipídico.
Sistema musculoesquelético/óseo: A través de la producción de vitamina K2 (MK-7), que apoya la carboxilación de la osteocalcina y otras proteínas dependientes de la vitamina K.
Defensa antimicrobiana: Las bacterias de Bacillus están atrayendo cada vez más la atención de los investigadores como probióticos prometedores debido a sus fuertes efectos antimicrobianos, antidiarreicos e inmunoestimulantes, su capacidad de estimular el crecimiento de la flora natural y prevenir la inflamación intestinal, además de tener un excelente perfil de estabilidad en condiciones por lo demás desfavorables.

7. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas en Estudios

Preparaciones Probióticas (Esporas Vivas)

Bacillus subtilis DE111® puede utilizarse en una dosis diaria total efectiva de aproximadamente 1 × 10⁸ UFC a aproximadamente 1 × 10¹¹ UFC; un rango de dosis diaria preferido va de aproximadamente 1 × 10⁹ UFC a aproximadamente 1 × 10¹⁰ UFC.

Cada cápsula probiótica en el ensayo de BS50 contenía 2 × 10⁹ UFC de B. subtilis BS50, con maltodextrina de identidad preservada extraída de maíz ceroso como excipiente; esta dosis se seleccionó con base en ensayos clínicos publicados que demostraron que dosis de tan solo 1 × 10⁹ UFC/día y hasta 5 × 10⁹ UFC/día de probióticos de cepas de Bacillaceae producían resultados clínicamente significativos.

En el ensayo de regularidad intestinal, 50 adultos consumieron 1 × 10⁹ UFC de Bacillus subtilis DE111® o placebo; a cada grupo se le indicó consumir una cápsula al día, con una comida, durante 90 días.

Preparaciones Líquidas Multicepa

El suplemento alimenticio LiveSpo DIA30 es una suspensión líquida acuosa que contiene esporas de B. subtilis ANA48, B. clausii ANA39 y B. coagulans ANA40, a una concentración ≥ 5 × 10⁹ unidades formadoras de colonias (UFC) por ampolleta de 5 mL. El primer estudio sobre la seguridad y eficacia de probióticos multicepa de esporas de Bacillus (20 a 30 mil millones de UFC diarias) se reportó para el manejo de la diarrea persistente en niños de 3 a 24 meses de edad.

Suplementación con Nattoquinasa

La nattoquinasa (NK) se utiliza como suplemento dietético, principalmente en Japón, tanto como medicina profiláctica como curativa. En áreas sin tradición de consumo de natto, como Europa y Estados Unidos, la nattoquinasa se obtiene principalmente en forma de suplementos, pero existen problemas como la estandarización insuficiente de la dosis, grandes diferencias en la actividad (UF) de los suplementos comercialmente disponibles, y algunos productos que no indican en su etiqueta un título claro.

Un estudio de 6 meses en Taiwán con 46 adultos (edad promedio 54 años) con colesterol alto no tratado mostró que tomar 7,000 UF de nattoquinasa en dos dosis divididas al día no redujo significativamente los niveles de colesterol o triglicéridos en comparación con el placebo.

8. Consideraciones de Seguridad e Interacciones

Estatus Regulatorio

Al menos cinco cepas de B. subtilis son objeto de expedientes "generalmente reconocidos como seguros" (GRAS), para los cuales la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ha emitido "cartas de no objeción" para su uso seguro en alimentos. Además, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) mantiene una lista de presunción cualificada de seguridad (QPS) de agentes biológicos que incluye a B. subtilis, lo que permite su uso en alimentos sin restricciones de edad o límite de exposición.

En 2007, la EFSA otorgó a las especies de Bacillus subtilis el estatus de Presunción Cualificada de Seguridad (QPS), siempre que no se demostrara actividad toxigénica para la especie específica; esta opinión fue ratificada en 2008 en una revisión de seguridad de cepas probióticas.

Requisitos de Evaluación de Seguridad a Nivel de Cepa

Es esencial evaluar la seguridad de cada cepa individual antes de su prueba clínica y de su uso seguro en suplementos dietéticos, alimentos y bebidas; es importante señalar que varias especies de Bacillus, incluida B. cereus, son capaces de producir toxinas eméticas (por ejemplo, cereúlida), enterotoxinas hemolíticas y no hemolíticas, así como citotoxinas, todas las cuales pueden causar enfermedades graves en humanos y animales. La calificación QPS para las especies de Bacillus exige específicamente la ausencia de potencial toxigénico para todas las especies de Bacillus, así como la ausencia de genes adquiridos que confieran resistencia a antimicrobianos clínicamente relevantes.

El genoma de BS50 no codifica ninguna toxina conocida de Bacillus; el genoma de BS50 contiene varios grupos de genes involucrados en la biosíntesis de metabolitos secundarios, pero muchos de estos metabolitos antimicrobianos (por ejemplo, fengicina) son comunes a las especies de Bacillus y pueden incluso conferir beneficios para la salud relacionados con la salud de la microbiota intestinal.

Riesgo en Pacientes Inmunocomprometidos

Aunque B. subtilis tiene una baja patogenicidad, informes de casos documentan eventos infecciosos raros en personas vulnerables. B. subtilis var. natto, una bacteria de baja patogenicidad utilizada en el alimento tradicional japonés "natto", rara vez se ha reportado como patógeno de enfermedades infecciosas en humanos; se reportó un caso de bacteriemia persistente causada por B. subtilis var. natto en un paciente inmunocompetente sin ninguna afectación gastrointestinal; una mujer japonesa de 53 años que había estado consumiendo natto diariamente fue ingresada con quejas de fiebre y escalofríos, y se aisló B. subtilis de los cultivos sanguíneos, mientras que una tomografía computarizada abdominal con contraste mostró múltiples áreas de baja absorción en el hígado y el bazo.

Los pacientes de edad avanzada o inmunocomprometidos podrían estar en riesgo de bacteriemia por la ingesta de natto; B. subtilis es una bacteria Gram-positiva, con forma de bastón, formadora de esporas, de baja patogenicidad.

Se diagnosticó bacteriemia en un paciente altamente inmunocomprometido que sufría de disbiosis intestinal con una cepa de B. subtilis también presente en la soya fermentada (natto), la cual el paciente consumía diariamente.

Potencial como Sensibilizante Respiratorio

El Panel FEEDAP concluyó que Bacillus subtilis DSM 28343 no es un irritante ocular ni cutáneo, pero debe considerarse como un posible sensibilizante respiratorio, y que no se pudo extraer ninguna conclusión sobre su potencial de sensibilización cutánea; estas conclusiones también se aplican a solicitudes posteriores. Este hallazgo, proveniente de evaluaciones de exposición ocupacional/por inhalación, es relevante para los trabajadores de manufactura y puede no aplicarse directamente a la suplementación oral en las dosis de consumo habituales.

Nattoquinasa y Medicamentos Anticoagulantes

No se reportaron eventos adversos notables en ninguno de los estudios debido a la ingesta de nattoquinasa en el metaanálisis. Sin embargo, dado que la nattoquinasa degrada el inhibidor del activador del plasminógeno-1 y promueve la fibrinólisis, tiene un potencial teórico de amplificar los efectos de los medicamentos anticoagulantes o antiplaquetarios. Actualmente no se dispone de datos de interacción de alta calidad en humanos que cuantifiquen específicamente este riesgo.

Vitamina K2 (MK-7) y Warfarina

Debido a que B. subtilis natto produce cantidades sustanciales de vitamina K2 (MK-7), el consumo regular de natto puede interactuar con la terapia anticoagulante con warfarina. La vitamina K es un cofactor para la síntesis de factores de coagulación y es antagonizada por la warfarina; la ingesta fluctuante de alimentos que contienen vitamina K es una causa bien documentada de inestabilidad de la warfarina. Las personas que toman warfarina y también consumen natto o suplementos de MK-7 deben tener su estado anticoagulante cuidadosamente monitoreado.

Coadministración con Antibióticos

Debido a que los antibióticos pueden matar o suprimir las bacterias probióticas vivas, la administración concurrente de antibióticos de amplio espectro con preparaciones de esporas de B. subtilis puede reducir su eficacia. Sin embargo, la excepcional estabilidad de las esporas de B. subtilis proporciona cierta protección en relación con los probióticos que no forman esporas. El conjunto de evidencia sobre el momento y espaciamiento óptimos de los probióticos de B. subtilis en relación con las dosis de antibióticos en entornos clínicos humanos sigue siendo limitado.

Eventos Adversos en Ensayos Clínicos

La suplementación dietética con 2 × 10⁹ UFC de Bacillus subtilis BS50 por día se describió como una estrategia bien tolerada y segura en el ECA de 6 semanas en adultos sanos. No se reportaron eventos adversos notables en ninguno de los estudios de nattoquinasa incluidos en el metaanálisis.

9. Resumen de la Calidad de la Evidencia

La base de evidencia para Bacillus subtilis como suplemento dietético abarca múltiples dominios, con diversos grados de rigor. Para el alivio de síntomas gastrointestinales (especialmente distensión abdominal y gases), existe al menos un ECA riguroso; para el manejo de la diarrea, los datos provienen con frecuencia de estudios multicepa. Los efectos cardiovasculares de la nattoquinasa —un producto específico de la fermentación de B. subtilis natto— están respaldados por un metaanálisis de seis ECA que muestran una reducción constante de la presión arterial, aunque los efectos sobre los lípidos son mixtos. La evidencia inmunomoduladora en humanos es solo de nivel piloto. La mayoría de los datos mecanísticos en áreas más allá de los síntomas gastrointestinales y los efectos cardiovasculares de la nattoquinasa siguen siendo in vitro o basados en modelos animales.

Se ha publicado una revisión integral de los estudios de intervención en humanos que utilizan B. subtilis como probiótico para apoyar la salud gastrointestinal, así como los impactos reportados del uso de B. subtilis sobre la microbiota intestinal humana y otros biomarcadores de salud. La investigación actual sugiere que los efectos inmunomoduladores de los probióticos son específicos de cada cepa y varían en su modo de acción. El principio de especificidad de cepa es fundamental: los efectos demostrados para una cepa de B. subtilis no pueden extrapolarse automáticamente a todas las cepas o formulaciones.

Referencias

Condiciones de Salud

Condiciones de salud que bacillus subtilis puede ayudar a apoyar.

Salud del microbioma intestinalCientífico
Bacillus subtilis es una bacteria formadora de esporas utilizada como probiótico que modula positivamente la composición de la microbiota intestinal. Inhibe la colonización de bacterias patógenas, restaura la función de barrera del epitelio intestinal y modula las respuestas inmunitarias del intestino. Tanto los datos preclínicos como los clínicos respaldan sus efectos beneficiosos sobre el microbioma intestinal.
Síndrome del intestino irritable (SII)Científico
Bacillus subtilis es un probiótico formador de esporas incluido en la literatura basada en evidencia sobre probióticos para el SII. Se cita en guías clínicas sobre probióticos como un organismo de origen edáfico ("soil-based") con beneficios para la función de la barrera intestinal relevantes para el SII. Se incluye en preparaciones probióticas multicepa estudiadas para el SII, con propiedades formadoras de esporas que garantizan su llegada al tracto gastrointestinal.

Sistemas Corporales

Sistemas corporales que bacillus subtilis puede ayudar a apoyar.

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