Paenibacillus macerans

Otros Nombres

Aerobacillus maceransAerobacillus schuylkilliensisBacillus acetoethylicumBacillus betanigrificansBacillus maceransBacillus soliBacillus vagansBactrillum maceransPaenibacillus thermophilusZymobacillus macerans

Sinopsis

Paenibacillus macerans: Una referencia integral

1. Identidad y clasificación

1.1 Nombres taxonómicos y sinonimia

Paenibacillus macerans es una bacteria diazotrófica que se encuentra en el suelo y en las plantas, capaz de fijar nitrógeno y de realizar fermentación, descubierta originalmente en 1905 por un biólogo austríaco llamado Schardinger y clasificada inicialmente como un bacilo. Su designación taxonómica formal es Paenibacillus macerans (Schardinger 1905) Ash et al. 1994, con el ID de Taxonomía de NCBI 44252.

El organismo ha acumulado numerosos sinónimos históricos a través de sucesivas reclasificaciones. Estos incluyen Bacillus macerans (Schardinger 1905), Aerobacillus macerans (Schardinger 1905) Donker 1926, Zymobacillus macerans (Schardinger 1905) Kluyver y van Niel 1936, Bactrillum macerans (Schardinger 1905) Pribram 1933, y Bacillus acetoethylicum Northrop et al. 1919. La especie fue ampliamente reportada anteriormente en la literatura científica bajo el nombre Bacillus macerans (EFSA BIOHAZ Panel, 2016).

Paenibacillus es un género originalmente incluido dentro de Bacillus y luego reclasificado como género separado en 1993; el nombre del género refleja el latín paene, que significa "casi," por lo que los paenibacilos son literalmente "casi bacilos."

1.2 Taxonomía completa

El organismo pertenece al Filo Bacillota (Firmicutes), Clase Bacilli, Orden Caryophanales, Familia Paenibacillaceae, Género Paenibacillus. La cepa tipo de Bacillus macerans está depositada bajo colecciones de referencia que incluyen ATCC 8244, DSM 24, JCM 2500, NCIMB 9368, NCTC 6355, y otras.

1.3 Morfología y características microbiológicas

P. macerans forma parte de la familia Paenibacillaceae y es un anaerobio facultativo. Es gram-variable, presentándose como bacilos gram-positivos o gram-negativos. No posee cápsula y tiene flagelos perítricos que le permiten el movimiento. Forma esporas elipsoidales, terminales o subterminales, que pueden persistir en el suelo durante muchos años.

En el laboratorio, P. macerans puede cultivarse en agar nutritivo con un pH ligeramente ácido, alrededor de 5. Su temperatura óptima de crecimiento es 30 °C, y no muestra crecimiento en NaCl al 5%.

1.4 Hábitat natural y fuentes

Paenibacillus macerans es una bacteria diazotrófica que se encuentra en el suelo y en las plantas, capaz de fijar nitrógeno y de realizar fermentación. Forma esporas elipsoidales, terminales o subterminales, que pueden durar en el suelo durante muchos años. La bacteria se encuentra usualmente en el suelo y en materiales vegetales, pero también ha sido identificada en hemocultivos de lactantes con infección. Se multiplica en materiales vegetales a temperaturas elevadas, y las esporas son relativamente escasas en el suelo. También se ha aislado una cepa de huevos de gallina.

1.5 Formas y preparaciones comunes

Dado que es un microorganismo que no posee ningún estatus establecido como ingrediente alimentario convencional o de suplemento dietético destinado a la ingestión humana directa, P. macerans se encuentra en varias formas indirectas en el comercio y la investigación:

Preparaciones de la enzima ciclodextrina glucanotransferasa (CGTasa): A principios del siglo XX, Franz Schardinger aisló ciclodextrinas del almidón digerido por Bacillus macerans; B. macerans (ahora P. macerans) sigue siendo una de las especies bacterianas más comúnmente usadas para la producción de CGTasa para formar ciclodextrinas.
Ciclodextrinas (dextrinas de Schardinger): Las dextrinas de Schardinger son un grupo de oligosacáridos homólogos obtenidos de la degradación del almidón por acción de la amilasa de Bacillus macerans. Estas ciclodextrinas se usan ampliamente como excipientes de grado alimentario y vehículos de suministro nutracéutico.
Preparaciones de exopolisacáridos (EPS): Los exopolisacáridos (EPS) de especies de Paenibacillus, incluidas cepas de P. macerans, han sido investigados en cuanto a producción, purificación, estructura y bioactividad.
Inoculantes agrícolas (biofertilizante): Se aplican cepas seleccionadas como fertilizantes biológicos, aprovechando la capacidad del organismo para fijar nitrógeno.

2. Antecedentes históricos y científicos

2.1 Descubrimiento y caracterización temprana (1904–1950s)

En 1904, Schardinger aisló un nuevo organismo capaz de producir acetona y alcohol etílico a partir de material vegetal que contenía azúcar y almidón. En 1911, describió que esta cepa, llamada Bacillus macerans, también produce grandes cantidades de dextrinas cristalinas (25–30%) a partir del almidón. Schardinger denominó a sus productos cristalinos "dextrina cristalizada α" y "dextrina cristalizada β." Pasó hasta 1935 antes de que se aislara la dextrina γ.

Franz Schardinger, microbiólogo austríaco, aisló por primera vez dos sustancias cristalinas de Bacillus macerans en un medio de almidón, denominándolas dextrina cristalina A y B. No fue sino hasta la década de 1930 que la investigación sobre las ciclodextrinas avanzó, y el trabajo de Freudenberg y French sobre la estructura de las "dextrinas de Schardinger" en la década de 1940 condujo al descubrimiento de la γ-ciclodextrina y, posteriormente, resolvió la estructura de oligosacárido cíclico de las ciclodextrinas.

En 1949, el Dr. French también observó una característica interesante: después de unos días, las cicloamilosas formadas bajo la acción de la amilasa de Bacillus macerans desaparecían gradualmente. Una observación similar había sido publicada previamente en 1945 por Cori y Myrbäck. Los valores reductores y las cantidades de azúcares fermentables aumentaban gradualmente durante la enzimólisis del almidón con preparaciones de amilasa de Bacillus macerans.

2.2 Reclasificación dentro de Paenibacillus

Varias especies de Paenibacillus fueron reclasificadas inmediatamente después del descubrimiento del género. Paenibacillus macerans fue reportado previamente como Bacillus macerans (EFSA BIOHAZ Panel, 2016). La reclasificación formal a Paenibacillus macerans fue realizada por Ash, Priest y Collins en 1994–1995, con base en el análisis de secuencia del gen ARNr 16S.

2.3 Uso tradicional e histórico

Paenibacillus macerans no aparece en ningún sistema médico tradicional o etnobotánico formalmente documentado (como el Ayurveda, la Medicina Tradicional China o las tradiciones herbolarias europeas) como una preparación terapéutica o dietética intencional. La historia registrada del organismo es la de un descubrimiento científico, principalmente en el contexto de la microbiología industrial, la ciencia de la fermentación y la ecología del suelo, más que la de un consumo humano deliberado.

La importancia histórica de P. macerans radica casi exclusivamente en su papel como organismo fundador de la química de las ciclodextrinas. El microbiólogo austríaco Franz Schardinger, conocido posteriormente como el "padre fundador" de la química de las ciclodextrinas, aisló ciclodextrinas, a las que denominó "dextrinas cristalinas," a partir de varias fuentes de almidón tras su digestión por Bacillus macerans. Las dextrinas de Schardinger son un grupo de oligosacáridos homólogos obtenidos de la degradación del almidón por acción de la amilasa de Bacillus macerans. Llevan el nombre "Schardinger" en reconocimiento al hecho de que Schardinger identificó por primera vez a Bacillus macerans y describió por primera vez su preparación y propiedades con detalle fiable. La enzima de Bacillus macerans es distintiva en que degrada el almidón produciendo casi nulo poder reductor.

En el contexto de la microbiología alimentaria, B. macerans (como se le conocía entonces) fue documentado desde al menos 1994 como un organismo que ocurre naturalmente en ambientes de fermentación de alimentos — específicamente en quesos italianos madurados — donde su presencia se asoció con la producción de aminas biógenas (histamina) más que con algún uso beneficioso intencional.

3. Constituyentes clave y compuestos activos

3.1 Ciclodextrina glucanotransferasa (CGTasa, EC 2.4.1.19)

La ciclodextrina glucanotransferasa (CGTasa; EC 2.4.1.19) es un miembro de la familia de la α-amilasa de las glucosil hidrolasas (familia 13) y es una enzima importante con múltiples funciones en la vía de utilización de almidón de algunas bacterias, que cataliza diversas reacciones de transferencia de glucanos con el almidón para producir ciclodextrinas.

La CGTasa también se aplica ampliamente en panadería y en la glucosilación de carbohidratos, porque participa en diversos tipos de reacciones catalíticas. La acción de la CGTasa comienza con la escisión de un enlace α-1,4 dentro de la molécula de glucano.

La CGTasa es una enzima industrialmente importante para la producción de ciclodextrinas (CD) α, β o γ, que se usa extensamente en agricultura, productos químicos, cosméticos, alimentos y productos farmacéuticos.

3.2 Ciclodextrinas (dextrinas de Schardinger)

Las ciclodextrinas son una familia de oligosacáridos cíclicos compuestos por subunidades de glucopiranosa unidas por enlaces α-(1,4). Su producción es catalizada por la ciclomaltodextrina glucanotransferasa, que degrada el almidón. Existen tres ciclodextrinas naturales — las ciclodextrinas α, β y γ (α-CD, β-CD y γ-CD) — que constan de seis, siete y ocho unidades de glucopiranosa, respectivamente.

La propiedad más importante de las ciclodextrinas es la capacidad de establecer interacciones específicas — encapsulación molecular — con varios tipos de moléculas mediante la formación de entidades unidas de forma no covalente, ya sea en fase sólida o en solución acuosa, incorporando a sus cavidades una molécula completa o parte de ella. Este proceso imita en parte el mecanismo de "llave y cerradura" de la catálisis enzimática. La complejación puede provocar cambios en las propiedades fisicoquímicas de la molécula huésped, como la solubilidad, la estabilidad, la cinética, la biodisponibilidad y la toxicidad.

3.3 Exopolisacáridos (EPS)

La cepa TKU029 de P. macerans puede producir exopolisacáridos (EPS; 3.46 g/L) y un biosurfactante (1.78 g/L) en un medio con harina de pluma de calamar como única fuente de carbono/nitrógeno.

Los exopolisacáridos (EPS) de las cepas de Paenibacillus tienen propiedades antioxidantes y antitumorales, mientras que las enzimas mutanasas pueden ayudar a reducir la caries dental. Los EPS microbianos son polímeros solubles en agua que se adhieren a las superficies celulares o se liberan al medio. Las cepas de Paenibacillus producen EPS con características variables que pueden ser médicamente útiles.

3.4 Biosurfactantes

El biosurfactante producido por P. macerans TKU029 puede reducir la tensión superficial del agua de 72.30 a 35.34 mN/m a una concentración de 2.76 g/L, alcanzando un índice de emulsificación del 56% después de una reacción de 24 horas con aceite de máquina. Este biosurfactante es estable a 121 °C durante 20 minutos, en un rango de pH de 3 a 11, y en soluciones salinas por debajo del 5%.

3.5 Histamina

P. macerans también produce una cantidad significativa de histaminas, que pueden causar alergias en algunos individuos si se ingieren. Se describió la actividad histamínica de Bacillus macerans aislado de queso italiano durante el proceso de curado, detectándose formación de histamina a todas las temperaturas estudiadas (43, 37, 30, 22 y 4 °C). La formación máxima de histamina y el crecimiento bacteriano máximo se detectaron a 30 °C, con 4285 μg de histamina por mL de caldo de cuantificación.

3.6 Metabolitos de fermentación

Las dextrinas cristalinas (Schardinger) se producen típicamente a partir del almidón. El etanol y el ácido acético se producen en las etapas tempranas de la fermentación de glucosa, seguidos de la desaparición de formiato y acetato con producción de gas (H₂) y acetona. Mediante la fermentación de glicerol, el organismo produce etanol, formiato, acetato, succinato y 1,2-propanodiol (1,2-PDO) como productos de fermentación.

4. Capacidades metabólicas y mecanismos establecidos

4.1 Rango de sustratos extraordinariamente amplio

Paenibacillus macerans es una de las especies con las capacidades metabólicas más amplias dentro del género Paenibacillus, capaz de fermentar hexosas, desoxihexosas, pentosas, celulosa y hemicelulosa. Antes llamada Bacillus macerans y Bacillus acetoethylicum, es una bacteria gram-positiva, formadora de esporas, capaz de un metabolismo fermentativo de esta amplia variedad de sustratos.

4.2 Fermentación de glicerol

Históricamente, el glicerol se consideraba una fuente de carbono no fermentable para P. macerans. Este "estatus de no fermentable" se usó para determinar si ciertos aceptores de electrones, como el fumarato, el N-óxido de trimetilamina, el nitrato y el nitrito, pueden mediar la respiración anaeróbica en este organismo. Sin embargo, la investigación encontró que varias cepas de P. macerans son capaces de fermentar el glicerol en ausencia de aceptores de electrones externos. La fermentación del glicerol por una de estas cepas, P. macerans N234A, ocurrió a tasas metabólicas elevadas y en ausencia de una vía activa de 1,3-PDO.

4.3 Fijación de nitrógeno (diazotrofía)

P. macerans es un anaerobio facultativo capaz de fijar nitrógeno; en ausencia de oxígeno, es capaz de convertir el nitrógeno gaseoso en amoníaco, que las plantas pueden aprovechar más fácilmente. Los fijadores de nitrógeno como P. azotofixans, P. macerans, P. polymyxa, P. graminis y P. odorifer contienen el gen nifH.

4.4 Mecanismo de la enzima CGTasa

Las ciclodextrinas pueden producirse enzimáticamente a partir del almidón y otros carbohidratos relacionados usando la ciclodextrina glucanotransferasa (CGTasa) mediante transglicosilación intramolecular, denominada reacción de ciclación. La CGTasa de P. macerans puede transformar el ácido L-ascórbico (L-AA, vitamina C) en 2-O-α-D-glucopiranosil-L-ácido ascórbico (AA-2G), un compuesto con diversas aplicaciones en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica.

4.5 Acción antimicrobiana del biosurfactante

El biosurfactante producido por P. macerans TKU029 muestra una actividad antimicrobiana significativa, que permanece activa después del tratamiento a 121 °C y en valores de pH de 4 a 10, contra Escherichia coli BCRC13086, Staphylococcus aureus BCRC10780, Fusarium oxysporum BCRC32121 y Aspergillus fumigatus BCRC30099.

5. Evidencia científica por área de investigación

Advertencia importante sobre el nivel de evidencia: Paenibacillus macerans en sí mismo no ha sido objeto de ensayos clínicos controlados en humanos como suplemento dietético o agente probiótico. Toda la evidencia relativa al organismo como entidad de posible interés para la salud proviene de estudios in vitro (cultivo celular o bioquímicos) y, en menor medida, de estudios preclínicos (animales o ambientales). No se han identificado en la literatura ensayos controlados aleatorizados (ECA) revisados por pares en humanos que evalúen la administración directa de P. macerans como suplemento de salud.

5.1 Hidratación de la piel (cosmético/tópico — datos piloto in vivo)

La piel humana muestra una hidratación de entre 37.3 y 44.3% después de ser tratada con EPS de TKU029 durante 180 minutos. El EPS producido por P. macerans TKU029 puede aumentar la hidratación cutánea in vivo y podría representar una nueva fuente de humectantes naturales con potencial valor en cosmética. El control sin tratamiento reveló un aumento en la hidratación de la piel después de 180 minutos del 8.1% para los EPS de TKU029 y de aproximadamente 0.8% para el ácido hialurónico; los EPS producidos por P. macerans TKU029 pueden aumentar la hidratación cutánea in vivo.

Evaluación de la evidencia: Se trata de una medición piloto in vivo con una sola cepa en piel humana, no de un ensayo clínico controlado. Es insuficiente para hacer afirmaciones terapéuticas o de salud. Se clasifica como evidencia preliminar que amerita mayor investigación controlada.

5.2 Actividad antimicrobiana (solo in vitro)

Como se describe en la Sección 4.5, la fracción de biosurfactante de P. macerans TKU029 demostró actividad antimicrobiana contra bacterias Gram-negativas (E. coli), bacterias Gram-positivas (S. aureus) y especies fúngicas (F. oxysporum, A. fumigatus) en condiciones in vitro. Estos resultados se obtuvieron únicamente en ensayos de laboratorio en caldo y placa. No existen datos clínicos en humanos sobre la eficacia antimicrobiana de los biosurfactantes derivados de P. macerans en la literatura revisada por pares en este momento.

5.3 Propiedades antioxidantes de los exopolisacáridos (in vitro)

Los exopolisacáridos (EPS) de Paenibacillus tienen propiedades antioxidantes y antitumorales según estudios in vitro, mientras que las enzimas mutanasas también pueden ayudar a reducir la caries dental. Estas propiedades se han demostrado en ensayos bioquímicos; no existen datos in vivo o en humanos específicamente para los EPS de P. macerans.

5.4 Producción de ciclodextrinas y suministro nutracéutico (contexto industrial/farmacéutico)

Aunque P. macerans en sí no se administra con fines de salud, las ciclodextrinas que produce mediante su enzima CGTasa se usan extensamente en aplicaciones farmacéuticas y nutracéuticas como vehículos de encapsulación o de suministro. La propiedad más importante de las ciclodextrinas es la capacidad de establecer interacciones específicas — encapsulación molecular — con varios tipos de moléculas mediante la formación de entidades unidas de forma no covalente, ya sea en fase sólida o en solución acuosa. Este proceso imita en parte el mecanismo de "llave y cerradura" de la catálisis enzimática. La complejación puede provocar cambios en las propiedades fisicoquímicas de la molécula huésped, como la solubilidad, la estabilidad, la cinética, la biodisponibilidad y la toxicidad.

Se han presentado estudios en los que la complejación de compuestos naturales como el propóleo y bioactivos vegetales dietéticos (por ejemplo, tocotrienol, triterpenoides pentacíclicos, curcumina) con γ-ciclodextrina resultó en una mejor estabilidad, biodisponibilidad y bioactividad en diversos organismos modelo de laboratorio y en humanos. La relevancia para la salud de este trabajo, sin embargo, se atribuye a las moléculas de ciclodextrina en sí mismas — no a la bacteria que produce la enzima CGTasa utilizada en su fabricación.

5.5 Estabilización de la vitamina C: ácido ascórbico glucosilado (AA-2G) (in vitro/industrial)

La CGTasa de P. macerans puede transformar el ácido L-ascórbico (L-AA, vitamina C) en 2-O-α-D-glucopiranosil-L-ácido ascórbico (AA-2G), el cual muestra diversas aplicaciones en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. Se estudió la producción de AA-2G utilizando la CGTasa de Paenibacillus macerans, donde se usó β-CD, un sustituto más económico, como donante de glucosilo. Al optimizar las condiciones para la producción de AA-2G por la CGTasa de P. macerans usando ácido L-ascórbico y β-CD como sustratos, el nivel más alto de producción reportado fue de 13.5 g/L.

Evaluación de la evidencia: Todos los hallazgos en este dominio se sitúan a nivel de in vitro o de química de procesos. Ningún ensayo en humanos ha evaluado los efectos sobre la salud del AA-2G producido específicamente por la CGTasa de P. macerans.

5.6 Promoción del crecimiento vegetal y fijación de nitrógeno (agrícola/ambiental)

Dentro del género Paenibacillus, se considera que 16 especies albergan cepas fijadoras de nitrógeno: P. polymyxa, P. macerans, P. peoriae, P. durus, P. brasilensis, P. graminis, P. odorifer, P. borealis, P. wynnii, P. massiliensis, P. sabinae, P. donghaensis, P. zanthoxyli, P. forsythiae, P. riograndensis y P. sonchi. Además de la capacidad de fijar nitrógeno, muchas cepas pertenecientes a estas especies presentan otras características importantes para la salud de las plantas y la promoción del crecimiento.

Además, consorcios preparados a partir de diferentes combinaciones de cuatro cepas bacterianas, incluida Paenibacillus macerans, aceleraron la fitoextracción de metales a partir de cenizas volantes en Brassica juncea.

Evaluación de la evidencia: La literatura sobre la promoción del crecimiento vegetal y la fijación de nitrógeno para P. macerans está científicamente documentada a nivel de laboratorio y de estudios de campo controlados. Esta es un área bien respaldada de la biología del organismo, pero no es directamente relevante para la suplementación de la salud humana.

6. Sistemas corporales y áreas de salud asociadas con P. macerans

En el contexto de la investigación científica y la relevancia potencial de productos (más que del uso clínico establecido), P. macerans ha sido asociado o investigado por su actividad en los siguientes dominios:

Sistema tegumentario (piel): Se han evaluado preparaciones de EPS por sus propiedades de hidratación y humectación de la piel en mediciones piloto in vivo.
Defensa antimicrobiana: Biosurfactantes con actividad in vitro demostrada contra bacterias y hongos patógenos.
Vías antioxidantes: Las fracciones de EPS han mostrado actividad antioxidante en ensayos bioquímicos in vitro.
Sistemas de suministro farmacéutico: La enzima CGTasa es una herramienta clave en la producción de agentes de encapsulación de ciclodextrina que mejoran la biodisponibilidad de fármacos y nutracéuticos.
Inmunidad/antitumoral (a nivel de género, solo in vitro): Además de las aplicaciones agrícolas, Paenibacillus produce una diversidad de antimicrobianos, enzimas y exopolisacáridos con relevancia en medicina, manufactura de procesos y biorremediación, algunos de los cuales ya se han comercializado.

No existe evidencia directa de ensayos clínicos en humanos que establezca algún beneficio en algún sistema corporal para P. macerans como suplemento oral.

7. Formas de dosificación y dosis reportadas

Paenibacillus macerans no ha sido estudiado en ensayos de dosificación humana estandarizados como suplemento o probiótico. Los siguientes parámetros de producción y concentraciones se han reportado únicamente en entornos de investigación:

P. macerans TKU029 produce EPS a 3.46 g/L y un biosurfactante a 1.78 g/L cuando se cultiva en medios con harina de pluma de calamar al 2% como única fuente de carbono/nitrógeno.
En un estudio de fermentación que optimizaba la producción recombinante de CGTasa en E. coli, las condiciones óptimas usaron 10.0 g/L de glicerol, 20.0 g/L de triptona y 10.0 g/L de extracto de levadura a un pH inicial de 7.0, con una concentración de IPTG de 0.1 mM e inducción a 28 °C durante 10 horas. La actividad de CGTasa resultante alcanzó hasta 36.4 U/L, y en un fermentador ampliado de 500 L, se logró una actividad de CGTasa de 45.2 U/L.
Al optimizar las condiciones para la producción de AA-2G por la CGTasa de P. macerans usando ácido L-ascórbico y β-CD como sustratos, el nivel más alto de producción reportado fue de 13.5 g/L.
En estudios de fermentación anaeróbica de glicerol, la cepa P. macerans N234A creció fermentativamente sobre glicerol a una tasa de crecimiento específica máxima de 0.40 h⁻¹.

No se han establecido ni publicado formas de dosificación relevantes para humanos, dosis en tabletas o cápsulas, ni rangos de dosis suplementarias establecidos en la literatura revisada por pares o regulatoria para P. macerans como suplemento dietético.

8. Consideraciones de seguridad e interacciones

8.1 Estatus de Presunción Calificada de Seguridad (QPS) de la EFSA

Paenibacillus macerans no se recomienda para la lista de Presunción Calificada de Seguridad (QPS) de la EFSA, según lo determinado por el Panel de Peligros Biológicos (BIOHAZ) de la EFSA, responsable de emitir dictámenes científicos sobre el mantenimiento de la lista de agentes biológicos QPS añadidos intencionalmente a alimentos o piensos. Este es un hallazgo regulatorio significativo: el estatus QPS proporciona una presunción de seguridad para microorganismos utilizados intencionalmente en la cadena alimentaria, y P. macerans no cumple con este estándar bajo el marco de evaluación de la EFSA.

8.2 Producción de histamina como peligro para la seguridad alimentaria

La actividad histamínica de Bacillus macerans, aislado de queso italiano durante el curado, ha sido formalmente descrita en la literatura científica. Se detectó formación de histamina a todas las temperaturas estudiadas (43, 37, 30, 22 y 4 °C). La formación máxima de histamina se detectó a 30 °C, con 4285 μg de histamina por mL de caldo de cuantificación. Bacillus macerans ha sido identificado como una de las numerosas cepas productoras de histamina en la literatura de ciencia de los alimentos.

La bacteria no suele ser patógena en humanos, pero podría causar alergias como resultado de sus propiedades productoras de histamina. La intoxicación por histamina proveniente de alimentos típicamente se presenta como un síndrome que incluye enrojecimiento, dolor de cabeza, hipotensión y síntomas gastrointestinales.

8.3 Potencial de infección oportunista

Aunque Paenibacillus macerans es una bacteria que puede asociarse con infecciones humanas, dichas infecciones son raras. Clínicamente, se ha aislado de infecciones de heridas, infecciones de las vías respiratorias y otras afecciones médicas, particularmente en individuos inmunocomprometidos. La importancia clínica de P. macerans radica principalmente en su potencial para causar infecciones oportunistas, pero no se considera típicamente un patógeno importante. También puede estar implicado en infecciones nosocomiales (adquiridas en el hospital), particularmente en pacientes con afecciones subyacentes o con estancias hospitalarias prolongadas.

El género Paenibacillus incluye bacterias Gram-positivas que rara vez se sabe que causen infección en humanos. Un caso clínico publicado describió una infección recurrente por Paenibacillus macerans en un hombre de 66 años, por lo demás sano, tras una exposición ambiental ocurrida décadas antes. A pesar de numerosos intentos de desbridamiento quirúrgico, Paenibacillus se cultivó repetidamente del tejido blando del sitio de la herida en la extremidad inferior durante un período de años. El tratamiento antibiótico posoperatorio previno la recurrencia; sin embargo, al suspender el antibiótico, Paenibacillus volvió a cultivarse de la herida. Tras múltiples rondas de desbridamiento y terapia antibiótica, se inició en el paciente una terapia indefinida con trimetoprima-sulfametoxazol en dosis bajas para suprimir la infección resultante de la transición de las esporas de Paenibacillus a células vegetativas.

La hipótesis de trabajo en este caso fue que un trauma remoto durante la infancia resultó en la inoculación de esporas de P. macerans en el tejido blando, las cuales permanecieron latentes durante cinco décadas hasta revertir a una infección activa tras un procedimiento ortopédico electivo. Varias afecciones podrían haber contribuido al desarrollo de la infección activa por Paenibacillus varias décadas después de la exposición inicial, incluyendo la encefalitis por el virus del Nilo Occidental, la diabetes mellitus, o el estrés de una cirugía electiva de tobillo.

P. macerans sí forma esporas elipsoidales, terminales o subterminales que pueden durar en el suelo durante muchos años, y ha sido identificada en hemocultivos de lactantes con infección. Las esporas de organismos relacionados con Bacillus son resistentes al calor, el frío y los desinfectantes comunes, lo que les permite sobrevivir en superficies ambientales durante períodos prolongados.

8.4 Susceptibilidad a antibióticos

Las pruebas de susceptibilidad a antibióticos de un cultivo de tejido intraoperatorio de un caso clínico documentado identificaron P. macerans susceptible a TMP-SMX; el paciente tratado con 360 mg de TMP-SMX oral dos veces al día permaneció afebril y clínicamente estable. No se han establecido puntos de corte clínicos específicos para especies de Paenibacillus, lo que requiere el uso de puntos de corte clínicos no específicos de especie.

8.5 Ausencia de datos de seguridad para suplementación oral

No se han identificado en la literatura científica o regulatoria revisada por pares estudios de toxicología publicados, determinaciones GRAS (Generalmente Reconocido como Seguro) ni evaluaciones formales de seguridad de P. macerans como suplemento dietético administrado por vía oral para uso humano. La exclusión de la lista QPS de la EFSA (véase la Sección 8.1) representa la evaluación regulatoria más autorizada relevante para el uso intencional de este organismo en la cadena alimentaria.

9. Resumen de la fuerza de la evidencia

La siguiente tabla resume el nivel de evidencia disponible para las áreas en las que se ha investigado P. macerans:

Producción de ciclodextrina/CGTasa: Evidencia bioquímica e industrial bien establecida; históricamente importante; sin aplicación directa para la salud humana del organismo en sí.
Hidratación de la piel (EPS): Preliminar; limitada a una sola cepa (TKU029) en mediciones piloto in vivo de la piel. No es un ensayo clínico controlado.
Antimicrobiano (biosurfactante): Solo evidencia de laboratorio in vitro. No hay datos en humanos.
Antioxidante (EPS): Solo ensayos bioquímicos in vitro. No hay datos en humanos.
Fijación de nitrógeno/crecimiento vegetal: Bien respaldado a nivel científico; no aplicable a la suplementación de la salud humana.
Uso probiótico oral o suplementario en humanos: No existe evidencia clínica. El organismo no ha sido estudiado en ensayos de suplementos dietéticos en humanos.
Seguridad para el uso alimentario/de piensos intencional: Excluido de la lista QPS de la EFSA; propiedades productoras de histamina documentadas; infecciones oportunistas raras en humanos documentadas en reportes de caso.

Referencias

Condiciones de Salud

Condiciones de salud que Paenibacillus macerans puede ayudar a apoyar.

No hay condiciones disponibles.

Sistemas Corporales

Sistemas corporales que Paenibacillus macerans puede ayudar a apoyar.

No hay sistemas corporales disponibles.