Cepa bacteriana CECT7623, usos y producto xeroprotector producido por la misma.

Microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7623. La presente invención también se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para la producción de una composición xeroprotectora, donde dicha composición comprende {be}-hidroxibutirato, ácido glucurónico, ácido glutámico, glutamina y glucosa, o comprende glutamina, glucosa y trehalosa. Además, se refiere al uso de la composición xeroprotectora para la conservación de material biológico con un contenido de humedad residual igual o inferior al 10%, donde el material biológico es un organismo invertebrado, una semilla, una plántula, un microorganismo, un órgano aislado, un tejido biológico aislado, una célula o una molécula con actividad biológica como por ejemplo una enzima con actividad lipasa. La presente invención también se refiere a un método de obtención de la composición xeroprotectora o a un método para la conservación de dicho material biológico

Cepa bacteriana CECT7623, usos y producto xeroprotector producido por la misma.

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7623. Asimismo la presente invención se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para la producción de una composición xeroprotectora, donde dicha composición comprende β-hidroxibutirato, ácido glucurónico, ácido glutámico, glutamina y glucosa, o comprende glutamina, glucosa y trehalosa. La presente invención también se refiere al uso de la composición xeroprotectora para la conservación de material biológico con un contenido de humedad residual igual o inferior al 10%, donde el material biológico es un es un organismo invertebrado, una semilla, una plántula, un microorganismo, un órgano aislado, un tejido biológico aislado, una célula o una molécula con actividad biológica como por ejemplo una enzima con actividad lipasa. Además, la presente invención se refiere a un método de obtención de la composición xeroprotectora o a un método para la conservación de dicho material biológico.

Estado de la técnica anterior

La conservación de materiales biológicos mediante deshidratación y osmoconcentración es una tecnología conocida. Cuando la tarea de conservar biomoléculas sensibles se hizo necesaria, el simple secado mediante deshidratación fracasó, ya que se eliminaba el agua estructural, produciendo la desnaturalización posterior y la pérdida de actividad vital. La liofilización se ha convertido en el método más aceptado para la conservación a largo plazo de biomoléculas sensibles, usándose por ejemplo de forma muy extendida para la conservación de vacunas atenuadas vivas.

Los métodos actuales de conservación requieren de gran costo en energía y generalmente necesitan de almacenaje a bajas temperaturas. En ocasiones, después de su conservación el material biológico tiene una actividad y/o viabilidad que no alcanza los niveles satisfactorios. Los métodos de conservación, tales como el secado a temperatura ambiente, formulaciones en líquido, el congelado con crioprotectores o la liofilización producen reducciones significativas en la actividad/viabilidad del material conservado.

Los procesos usados actualmente son lentos e implican un elevado consumo de energía. Además, la liofilización confiere sólo un nivel modesto de termotolerancia en el producto final, y se requiere aún refrigeración para reducir el deterioro durante el almacenamiento. Éste es un problema particular para vacunas vivas destinadas a usarse en climas tropicales, ya que éstas pierden actividad, con el desafortunado resultado de que los programas de vacunación realizados en el campo en países tropicales, donde el control de la "cadena de frío" es difícil, pueden conducir finalmente a la vacunación de pacientes con vacuna inferior a la estándar o, en algunos casos, inservible.

Durante la selección natural evolutiva, ciertas especies de microorganismos, plantas y animales adquirieron la notable y elegante capacidad de tolerar la deshidratación extrema, permaneciendo latentes en medios hostiles durante períodos muy largos de tiempo y aún capaces de adquirir una actividad vital completa una vez hidratadas nuevamente. Ejemplos incluyen la "planta de la resurrección" Selaginella lepidophyla, el camarón de mar Artemia salina, la levadura Saccharomyces cerevisiae o el tardígrado Macrobiotus hufelandi. Estos organismos se denominan criptiobióticos y el procedimiento por el que sobreviven se conoce como anhidrobiosis. Todas las especies de animales y plantas que presentan esta capacidad, contienen moléculas protectoras formadoras de cristales amorfos como el disacárido trehalosa (α-D- glucopiranosil-α-D-glucopiranósido).

La formación y uso de los cristales amorfos está bien documentada (Manzanera et al., 2002. Appl Environ Microbiol, 68: 4328-4333). Algunos de los conservantes que forman estos cristales son adecuados para este tipo de conservación e incluyen hidratos de carbono no reductores como la trehalosa, hidroxiectoina, maltitol, lactitol (4-O-α-D-glucopyranosyl-D-glucitol), palatinit [mezcla de GPS (α-D-glucopiranosil-1-6-sorbitol) y GPM (α-D-glucopiranosil-1-6-manitol)] y sus componentes individuales GPS y GPM. Los glicósidos no reductores de compuestos polihidroxilados tales como neotrehalosa, laconeotrehalosa, galactosil-trehalosa, sacarosa, lactosacarosa, rafinosa, etc. Otros conservantes formadores de cristales amorfos incluyen aminoácidos tales como la hidroxiectoina.

La presencia de agua en el estado seco es generalmente inferior a 0,2 g/g de peso celular seco en la mayoría de los criptobiontes. Estos niveles de agua son suficientes para que estos organismos invertebrados o microorganismos resistan la deshidratación extrema, temperaturas elevadas, radiaciones ionizantes o también, en algunas especies de tardígrados, presiones de hasta 600 MPa.

Es conocido que las biopelículas (subaerial biofilms), formadas por bacterias del género Rhodococcus sp. entre otras, son capaces de producir compuestos osmoprotectores, es decir, sustancias extracelulares poliméricas (EPS) (Gorbushina, 2007. Environmental Microbiology, 9(7): 1613-1631). Asimismo, Ortega-Morales et al. (2007) (Ortega-Morales et al. 2007. Journal of Applied Microbiology, 102: 254-264), describen bacterias de las biopelículas de las zonas intermareales tropicales, donde se han aislado bacterias que pertenecen al género Microbacterium sp. como fuente de nuevos exopolímeros protectores de las células contra la desecación. Por otra parte, LeBlanc (2008) (LeBlanc, 2008. Applied and environmental microbiology, 74(9): 2627-2636), se refiere al microorganismo Rhodococcus jostii RHA1, un actinomiceto con capacidades metabólicas favorables para la biorremediación de suelos contaminados, capaz de secretar los osmoprotectores ectoina y trehalosa.

Explicación de la invención

La presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7623. Asimismo la presente invención se refiere al uso de dicho microorganismo o de una población del mismo para la producción de una composición xeroprotectora, donde dicha composición comprende β-hidroxibutirato, ácido glucurónico, ácido glutámico, glutamina y glucosa, o comprende glutamina, glucosa y trehalosa. La presente invención también se refiere al uso de la composición xeroprotectora para la conservación de material biológico con un contenido de humedad residual igual o inferior al 10%, donde el material biológico es un organismo invertebrado, una semilla, una plántula, un microorganismo, un órgano aislado, un tejido biológico islado, una célula o una molécula con actividad biológica como por ejemplo una enzima con actividad lipasa. Además, la presente invención se refiere a un método de obtención de la composición xeroprotectora o a un método para la conservación de dicho material biológico.

La capacidad para conservar material biológico sensible por periodos de tiempo indefinido en forma activa o viable es de importancia en aplicaciones para los sectores médico, agrícola e industrial. En la presente invención se ofrecen herramientas para solucionar la conservación de material biológico que presenta dificultades para su estabilización. El material biológico preservado con la composición xeroprotectora producida por el microorganismo con nº de acceso CECT7623 es estable por periodos largos de tiempo. Tal como se muestra en los ejemplos de la presente invención, el uso de una composición que contiene cada uno de los componentes por separado para la conservación de la actividad de una enzima lipasa, es decir, la suma del efecto en la conservación de la actividad enzimática de una composición que contiene β-hidroxibutirato, ácido glucurónico, ácido glutámico, glutamina y glucosa, o glutamina, glucosa y trehalosa, es menor que el efecto de conservación que produce una composición que contiene todos los componentes, es decir, la composición xeroprotectora tiene un efecto sinérgico en su capacidad de conservar material biológico.

Por tanto, un aspecto de la presente invención se refiere a un microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7623. Dicho microorganismo es tolerante a la desecación. Dicha cepa ha sido depositada en la colección española de cultivos tipo (CECT) el 10 de noviembre de 2009 y le correspondió el... [Seguir leyendo]

1. Microorganismo de la especie bacteriana Arthrobacter sp. con número de acceso CECT7623.

2. Población bacteriana que comprende el microorganismo según la reivindicación 1.

3. Uso del microorganismo según la reivindicación 1 o de la población bacteriana según la reivindicación 2 para la producción de una composición xeroprotectora.

4. Composición xeroprotectora producida por el microorganismo según la reivindicación 1 o por la población bacteriana según la reivindicación 2.

5. Composición según la reivindicación 4 que comprende β-hidroxibutirato, ácido glucurónico, ácido glutámico, glutamina y glucosa.

6. Composición según la reivindicación 5 que comprende una proporción de β-hidroxibutirato : ácido glucurónico : ácido glutámico : glutamina : glucosa, de entre (0,5 y 1,5) : (1 y 2) : (1 y 3) : (3 y 5) : (5 y 9), respectivamente.

7. Composición según la reivindicación 6, donde la proporción de β-hidroxibutirato : ácido glucurónico : ácido glutámico : glutamina : glucosa es de entre (0,7 y 1,3) : (1,1 y 1,7) : (1,5 y 2,5) : (3,5 y 4,5) : (6 y 8), respectivamente.

8. Composición según la reivindicación 4 que comprende glutamina, glucosa y trehalosa.

9. Composición según la reivindicación 8 que comprende una proporción de glutamina : glucosa : trehalosa, de entre (0,5 y 1,5) : (2 y 4) : (4 y 8), respectivamente.

10. Composición según la reivindicación 9, donde la proporción de glutamina : glucosa : trehalosa es de entre (0,7 y 1,3) : (2,5 y 3,5) : (5 y 7), respectivamente.

11. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10 para la conservación de material biológico con un contenido de humedad residual igual o inferior al 10%.

12. Uso según la reivindicación 11, donde el material biológico es un microorganismo o una célula.

13. Uso según la reivindicación 11, donde el material biológico es un organismo invertebrado, una semilla, una plántula, un órgano aislado o un tejido biológico aislado.

14. Uso según la reivindicación 11, donde el material biológico es una molécula con actividad biológica.

15. Uso según la reivindicación 14, donde la molécula con actividad biológica es una enzima.

16. Uso según la reivindicación 15, donde la enzima es una lipasa.

17. Método de obtención de la composición xeroprotectora según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10 que comprende: