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conservacion de cepas a nivel microbiologio, espero les sirva tanto como a mi me sirvio
Tipo: Resúmenes
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La conservación de cepas microbianas
María Dolores García López y Federico Uruburu Fernández Colección Española de Cultivos Tipo (CECT). Universitat de València. 46100 Burjassot (València). E-mail: cect@uv.es - http://www.uv.es/cect.
os tres objetivos que hay que alcanzar para conservar correctamente las cepas microbia- nas en los laboratorios de microbiología son: que el cultivo a conservar sea puro, evitando que se produzcan contaminaciones durante el proceso de conservación; que durante el tiempo de conserva- ción sobrevivan al menos el 70-80% de las células, y por último, que estas células permanezcan gené- ticamente estables. Los dos primeros objetivos no son muy difíciles de conseguir cuando se conoce bien la técnica microbiológica, pero el tercero puede presentar dificultades, y este es el motivo por el cual existen varios métodos de conservación para los microorganismos, y ninguno de ellos es de utilización general. Vamos a resumir estos métodos agrupándolos en tres apartados, que son: Métodos de elección o de conservación a largo plazo, métodos alternativos y métodos restringi- dos.
1.- Métodos de elección o de conservación a largo plazo.
on los mejores porque en ellos se paraliza el crecimiento de las células microbianas, pero éstas no han muerto. Así se garantiza al máximo la estabilidad genética, por evitarse la aparición de generaciones sucesivas. Aún así no se puede des- cartar algún cambio originado por el método pre- paratorio en si mismo. Los métodos de conserva- ción pertenecientes a este grupo son dos: congela- ción y liofilización.
1.1.- Conservación por congelación. Se congelan las células en suspensión en un líquido con un agente crioprotector y se guardan a temperaturas inferiores a cero grados centígrados, con lo que el agua se congela. De esta forma, al no disponer las células de agua en forma líquida, no hay crecimiento. Cuando se quiere trabajar con las células así conservadas, se recuperan subien- do la temperatura. Este es el mejor método de conservación desde todos los puntos de vista, pero tiene el inconveniente de requerir aparatos espe- ciales, y además existe el peligro de que algún fallo del sistema produzca una subida no deseada de la temperatura durante el almacenamiento. También
resulta ser el método más molesto para realizar el envío de las cepas. Los cuatro factores que influ- yen en la viabilidad y estabilidad de las células conservadas por este método son los siguientes: 1.1.1.- Edad de las células: En la mayoría de los casos conviene utilizar células maduras del inicio de la fase estacionaria de la curva de creci- miento, pero cuando se trate de organismos que presenten en su ciclo vital algún estado que les prepare para la resistencia a condiciones adver- sas, es preferible alcanzar este estado. Esto suce- de en el caso de microorganismos que esporulan, en algunos pleomórficos e incluso en algunos más sencillos. 1.1.2.- Velocidad en la congelación y des- congelación: Aunque hay programas de congela- ción bien estandarizados para determinados casos o circunstancias, en general es mejor que las variaciones de la temperatura sean rápidas, tanto para la congelación como para la descongelación, por lo que para descongelar conviene poner las células a 37ºC. 1.1.3.- Temperatura de almacenamiento: Debe ser lo más baja posible. Lo mejor es guardar tubos cerrados o sellados, que contengan las célu- las microbianas, sumergidos en nitrógeno líquido, que tiene una temperatura de –195ºC, o bien en la fase gaseosa del nitrógeno líquido, con una tem- peratura de –140ºC. En el mercado existen variados tipos de arma- rios congeladores, de los cuales los más aconseja- bles son los que alcanzan temperaturas por deba- jo de –70ºC. Aquellos que sólo alcanzan tempera- turas entre –20ºC y –40ºC, como ocurre con la mayoría, no son aconsejables, entre otras cosas porque debido a la gran concentración de solutos que existen en la suspensión celular, su punto de congelación baja. El daño que se produce en las células es debido a que a estas temperaturas hay frecuentes congelaciones y descongelaciones. Si se añade un crioprotector no iónico, como por ejem- plo el glicerol, se reduce la cantidad de hielo que se produce y se evita el aumento de la concentra- ción iónica. Para la conservación en armarios congeladores, las células se almacenan en criotubos (tubos de
plástico esterilizables resistentes a la congelación que cierran herméticamente), preparando lotes de varios tubos para cada cepa a conservar y utili- zando en su totalidad un tubo para cada ocasión. De esta manera se evita que las cepas se congelen y se descongelen varias veces. Esto también se puede evitar empleando tubos con criobolas (bolas de tipo abalorio que se impregnan con la solución celular a congelar), ya que para tomar una mues- tra basta con emplear una o varias bolitas sin necesidad de descongelar el resto. Este método no se debe emplear para la conservación de microor- ganismos anaerobios, como por ejemplo el género bacteriano Clostridium , ya que al estar las células en una superficie hay un mayor contacto con el oxígeno y puede afectarse la viabilidad.
1.1.4.- Empleo de agentes crioprotectores: Estas sustancias protegen del daño que se pueda producir en las células microbianas en el momen- to de la congelación. Existen muchos compuestos que se pueden utilizar como crioprotectores, pero el que se utiliza con más frecuencia es el glicerol, a una concentración del 15 al 20%. También se pueden utilizar el dimetilsulfóxido, la leche des- cremada y carbohidratos como glucosa, lactosa, sacarosa, inositol, etc. En su elección influye el tipo de microorganismo que se quiera conservar.
1.2.- Conservación por liofilización. Tampoco se da crecimiento en las células con- servadas por este método, puesto que se les ha quitado el agua mediante la liofilización, que es un proceso suave. Con ello la estabilidad genética es alta, pero a veces no tanto como en la congelación, porque la liofilización se consigue por sublimación del hielo de las células. Por lo tanto, primero tene- mos que congelar el agua libre de las células y después eliminarla mediante el vacío, sin que haya necesidad de subir la temperatura, lo que acabaría afectando a la viabilidad del microorga- nismo. Para este proceso se emplean los aparatos denominados liofilizadores, de los que hay muchos modelos en el mercado. Las células microbianas así conservadas se someten a un tra- tamiento más complejo que en el caso de la con- gelación, pues la liofilización se hace en dos eta- pas y se añade la sublimación del agua a la con- gelación previa. Sin embargo, este es un método muy recomendable por su comodidad para el almacenamiento y para el envío de las cepas, pues una vez conseguidos los liófilos pueden almace- narse a temperatura ambiente (18-20ºC), con lo cual su envío es muy cómodo. Los factores que hay que tener en cuenta para hacer una buena liofilización son lógicamente los mismos que influyen en la congelación, a los que
habrá que añadir otros que surgen como conse- cuencia de la deshidratación. Sin embargo, antes de pasar a explicar éstos, tenemos que hacer unas breves consideraciones sobre los que antes hemos mencionado para el caso de la congelación. La congelación puede hacerse rápida o lentamente, la primera sumergiendo los tubos en nitrógeno líqui- do. Respecto a los crioprotectores, ya vimos que se pueden utilizar varios dependiendo del tipo de microorganismo, pero para liofilizar no se debe utilizar glicerol, debido a su elevado punto de eva- poración y a su higroscopicidad, que provoca que los liófilos queden muy viscosos. Tampoco es con- veniente utilizar el dimetilsulfóxido, porque es algo tóxico, y al concentrarse por la evaporación del agua puede dañar a las células microbianas. Por lo tanto, para la liofilización se recomiendan como crioprotectores el inositol para la mayoría de las bacterias y la leche descremada para hongos y actinomicetos, pero para algunos microorganis- mos pueden ser más convenientes otros criopro- tectores, como por ejemplo el glutámico-glutama- to para las bacterias lácticas, mezclas de glucosa con caldo hígado o chopped meat (sin carne) para bacterias anaerobias, etc. Los nuevos factores que influyen específica- mente en la eficacia de la liofilización como medio de conservación son: 1.2.1.- Tipo de microorganismo. Hay algunos microbios que no resisten la liofilización y lógica- mente serán aquellos que contengan más agua en su interior. Algunos hongos filamentosos, espe- cialmente los no esporulados, no se pueden guar- dar liofilizados y hay que recurrir a otros métodos. 1.2.2.- Concentración celular. Lo mejor es lio- filizar suspensiones celulares con una concentra- ción del orden de 10^8 -10 9 células/ml en el caso de las bacterias y algo inferior en el caso de hongos filamentosos y levaduras. 1.2.3.- Temperatura durante la sublimación. Debe ser lo más baja posible, sin subir por encima de –50ºC. 1.2.4.- Grado de deshidratación alcanzado. Debe ser lo más alto posible, aunque la concen- tración de solutos puede conllevar una pequeña cantidad de agua remanente que no es perjudicial. 1.2.5.- Atmósfera del tubo. Las células liofili- zadas se guardan en tubos cerrados al vacío para evitar, tanto la rehidratación como la presencia de algún gas dentro del tubo, como el oxígeno que puede dañar a las células. 1.2.6.- Condiciones de almacenamiento. La temperatura debe ser constante, preferentemente a 18ºC y sin bajar de los 0ºC. Los liófilos se deben guardar en la oscuridad.
buena, pero no se ha comprobado para caracteres específicos como la virulencia, el poder fermenta- tivo, etc.
3.- Métodos restringidos.
n este grupo se engloban métodos no empleados habitualmente, pero a los que es necesario recurrir a la hora de conservar grupos de microorganismos muy determinados que no resisten bien la liofilización o la congelación, como por ejemplo los géneros bacterianos Spirillum , Rhodospirillum , etc. Los cuatro métodos que vamos a citar se basan en la paralización del cre- cimiento por eliminación del agua disponible para las células.
3.1.-Desecación en papel de filtro. Se utiliza un papel bastante absorbente (Whatmann nº 3) que se impregna con una solu- ción muy densa de células y se deja secar al aire (en condiciones estériles). También es posible desecarlos por el procedimiento que se llama desecación líquida ( L-Dry ) porque se utiliza para ello el liofilizador, pero sin que haya habido con- gelación previa de las células. El vacío producido por el liofilizador deseca las células, pero hay que evitar que un vacío excesivo provoque evaporación brusca con ebullición o que la temperatura dismi- nuya demasiado, ocasionando la congelación incontrolada de las células.
3.2.- Desecación en suelo, arena, silicagel, etc. Se añaden las células a estos sustratos que las protegerán al desecar. Los microorganismos pro- ductores de esporas se pueden conservar durante bastante tiempo por este método. 3.3.- Desecación en bolitas de alginato. Éste es un procedimiento bastante eficaz. Las células se encuentran en una matriz de alginato y la eliminación del agua se hace por tratamiento con soluciones hipertónicas sucesivas y posterior desecación al aire hasta que se pierde un 70% de su contenido en agua. Estas bolitas de alginato se pueden conservar en tubos cerrados hermética- mente y a temperaturas de entre 4ºC y 18ºC, pudiéndose guardar incluso a –80ºC debido al bajo contenido en agua de las células y la protec- ción que suministra el soporte de alginato. Este es un método que se está utilizando incluso para la conservación de algas y células vegetales.
3.4.- Desecación en sal gorda para halobacterias. Para su conservación por este método se mez- clan las células con sal y se dejan desecar espon-
táneamente. Debido a la higroscopicidad de la sal, la desecación no es total, pero las células dejan de multiplicarse por ser insuficiente el nivel de agua disponible.
or último, y a modo de resumen, unas consideraciones finales. Cualquiera que haya sido el método empleado en la conservación de las cepas microbianas, cuando éstas se recuperan para hacer nuevos lotes para su conservación o para trabajar con ellas, se recomienda no utilizar directamente las células que se han estado guar- dando, porque éstas vienen de una situación de estrés más o menos fuerte (sobre todo cuando se han conservado por liofilización) y por lo tanto no son adecuadas para ningún tipo de prueba. Primero habría que revitalizarlas o rejuvenecerlas sembrándolas en un medio no selectivo, es decir, un medio que asegure lo más posible el creci- miento, y a partir de este primer crecimiento ya se puede trabajar con ellas, cultivándolas en medios selectivos cuando sea necesario. Igualmente hemos de tener presente que, dada la enorme diversidad microbiana, cada microorganismo soportará determinados métodos de conservación mejor que otros, o será necesario tomar precau- ciones especiales en su conservación. Como ya dijimos al comienzo, no existe un método general de conservación de los microorganismos, aunque no resulta difícil determinar el más aconsejable en cada caso. La mayoría de microorganismos de interés sanitario pueden conservarse a largo plazo con los métodos generales de congelación y/o lio- filización, y para periodos cortos pueden mante- nerse vivos por alguno de los métodos alternativos si se hace en las condiciones adecuadas y bien controlados por un microbiólogo. Con lo anteriormente expuesto pretendemos contestar a las numerosas preguntas que se plan- tean a la CECT sobre esta cuestión. Este artículo se ha confeccionado no solamente mediante una consulta bibliográfica que se puede ampliar con la completa bibliografía que se incluye al final, sino también gracias a la experiencia adquirida por el personal de la CECT a lo largo de los años, y los autores agradecen su información y consejos. Finalmente, la CECT organiza cada año en el mes de Septiembre un curso teórico-práctico de 40 horas de duración repartidas en cinco días consecutivos sobre el tema "Conservación y con- trol de cepas microbianas". Las plazas disponibles son 15, y en él los alumnos pueden aprender con más detalle lo que antes hemos resumido. La información sobre este curso y más detalles sobre la CECT se pueden consultar en su página web (http://www.uv.es/cect).
methods. Microbiología SEM 9:28-