Napló lista menü

Eszközök

Kövesse a naplót

Tejsavbaktériumok virtuális kérdése

Ennek célja Virtuális különszám tovább Tejsavbaktériumok (LAB) az elmúlt évek kiemelkedő cikkeinek bemutatása ebben a témában. 16 olyan cikket választottunk ki (78-ból), amely 2012 óta jelent meg, amelyek a LAB fiziológiájának, genetikájának és alkalmazásának érdekes aspektusait írják le. Ezeket két (önkényes) kategóriába sorolták: i) probiotikumok és ii) biotechnológia. Az előbbi szakasz két további témára oszlik: ia) a LAB törzsek szűrése a probiosis tulajdonságaira és ib) alkalmazás kiválasztott probiotikus törzsek állatmodelljeiben. A probiotikumokkal kapcsolatos dokumentumok még mindig forrók. Jóllehet ez a JAM-hez benyújtott összes dokumentumnak csak egy kis részhalmaza, a tanulmányok ezen alkategóriája 2012-ben átlagosan a JAM impakt faktor fölött idézett, és gyakorlatilag az összes cikket legalább egyszer megemlítették. 2012-ben már megjelent egy különszám a probiotikumokról, jelezve a tudományos közösség ezen terület iránti nagy érdeklődését, annak ellenére, hogy a szabályozási kihívások miatt eddig tapasztalt nehézségek adódtak. A biotechnológia kategóriába olyan cikkek tartoznak, amelyek olyan eszközöket írnak le, amelyek növelik a LAB alkalmasságát és/vagy hatékonyságát, vagy növelik az átlátást a LAB viselkedésében in vivo. Az alábbiakban röviden összefoglaljuk a két kategória kiválasztott cikkeit.

i) Probiotikumok

A következő cikkek számos tanulmányt tartalmaznak, amelyek az ázsiai hagyományosan erjesztett ételekből kiválasztott probiotikus törzseket tartalmaznak, beleértve a koreai kimchit - a hagyományos erjesztett ételeket, amelyek különféle zöldségekből készülnek, és a gajami sik-hae -t - erjesztett halból származó termékeket, és zöldségek.

Kimchi-ből származó LAB-izolátumok nagy gyűjteménye között egyetlen Leuconostoc mesenteroides az YML003 törzset vírusellenes aktivitással azonosítottuk (Seo és mtsai 2012). Az alacsony patogenitású madár H9N2 vírus elleni szűrővizsgálatot kutya vesesejtvonal segítségével végeztük. A vírusellenes aktivitás Lc. mesenteroidok Az YML003 csirkékben tovább megerősítést nyert. A szerzők bebizonyították, hogy csak az élő baktériumok voltak hatékonyak a csirkék vírus elleni in vivo fertőzésében. A törzs rezisztensnek bizonyult a gyomorsavval és az epével szemben, így biztosítva, hogy a probiotikum életben eljusson a csirkebélbe. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a madárinfluenza vírus előfordulásának egyre növekvő jelentésével, amely súlyos veszteségeket okoz a baromfiipar számára, ennek a probiotikus törzsnek a profilaktikus beadása jelentős gazdasági hatással lehet.

A második tanulmányban, Lactobacillus plantarum Kimutatták, hogy a gajami sik-hae-ból izolált LG42 csökkenti a testtömeget és a zsírtömeget egy magas zsírtartalmú étrend okozta elhízott egér modellben (Park és mtsai 2014). Befutási időszak után az egereket kontroll étrenddel, magas zsírtartalmú étrenddel vagy magas zsírtartalmú étrendet etették alacsony (napi 107 CFU/egér naponta) vagy magas (109 CFU/egér/nap) adaggal. L. plantarum LG42. A baktériumokat szondával adtuk be. Ez egyike azon kevés vizsgálatoknak, amelyek dózisfüggő módon vizsgálták a választ, bár csak két dózist vizsgáltak. Dózis-válasz hatást figyeltek meg több paraméterben. Ez azonban csak tendencia volt és statisztikailag nem szignifikáns. 12 hét elteltével az L. plantarum LG42-gyel kiegészített két csoport alacsonyabb testtömeget, valamint az epididymális és a hátsó zsírtömeg jelentős csökkenését mutatta. Számos szerológiai paraméter, mint például a triglicerid, az inzulin és a leptin, szintén kedvezően hatott. Sőt, az elhízással kapcsolatos gének májban és zsírszövetben történő expressziója számos gén részleges elnyomását mutatta a L. plantarum LG42 táplált csoport, beleértve a peroxiszóma proliferátor által aktivált γ receptort (PPARγ).

Hasonló elhízásellenes hatást figyelt meg ugyanaz a csapat és ugyanaz az egérmodell kimchi-vel, amelyet különböző LAB törzszel fermentáltunk, Weissella koreensis OK1-6 (Park és mtsai 2012). Itt az egereket 12 hétig etették a W. koreensis OK1-6-erjesztett kimchi, és összehasonlítva egy kontroll csoporttal, amelyet hagyományos, kimondottan készített kimchivel etettek. A kontroll kimchi már a legtöbb vizsgált paraméterben (testtömeg, zsírtömeg, szerológiai paraméterek és lipid-anabolikus génexpressziós eredmények) mutatott hasznot, bár nem mindig statisztikailag szignifikáns. Ezzel szemben a legtöbb paraméter statisztikai szignifikanciáját az egerekkel kezelték W. koreensis OK1-6-erjesztett kimchi.

Egy további tanulmányban 173 különböző növényi forrásból származó törzs immunmoduláló aktivitását értékelték izolált egér Peyer-foltokban (PP) (Matsuzaki és mtsai 2014). Mindezek között a LAB, az exopoliszacharidot (EPS) termelő Lc. mesenteroidok A zöldborsóból izolált NTM048 törzs mutatta a legnagyobb kapacitást az IgA termelés növelésére. A PP modell alkalmazásával kapott eredményeket tovább megerősítették a BALB/cA egerekben, amelyek két héten át táplálva magas számú (109 és 1010 cfu/g takarmány) EPS-termelődés esetén megnövekedett széklet- és plazma IgA-szintet mutattak. Lc. mesenteroidok NTM048. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a törzs hasznos lehet a bél gátfunkciójának növelésében.

Más kimchi izolátum hatása, Lactobacillus pentosus var. plantarum A C29-et egereken tesztelték szkopolamin által kiváltott memóriahiányos modellben (Jung és mtsai 2012). A csapat először azt mutatta meg, hogy az erjesztett kimchi maga is javult a memóriában. Több mint 30 izolátum közül a C29 törzs hatásos, szinte teljes védelmet mutatott a szkopolamin által kiváltott memóriavesztés ellen, három különböző tesztben (passzív elkerülés teszt, a hosszú távú memória teljesítményének meghatározásához, Y-labirintus teszt, a rövid távú memória teljesítmény és Morris víz labirintus teszt a rövid és hosszú távú memória teljesítményéhez). Mechanikusan a szerzők kimutatták, hogy a törzs fokozta a hippocampus agyi eredetű neurotróf faktor és a cAMP válasz elemkötő fehérje expresszióit, amelyeket a szkopolamin csökkentett. Meglepő módon a hő által elejtett sejtek ugyanolyan hatékonyak voltak, mint az élő sejtek. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a C29 megakadályozhatja a memóriahiányt, és erjesztett ételei hasznosak lehetnek a demenciában.

Ugyanez a csapat kimutatta, hogy egy másik kimchi izolátum, Lactobacillus brevis A G-101 enyhíti a TNBS által kiváltott vastagbélgyulladást egerekben (Jang és mtsai 2013). A törzset 200 LAB törzs gyűjteményéből választottuk ki az IL-10 termelés indukciójának szűrésével lipopoliszacharidokkal stimulált peritoneális makrofágokban. Később, L. brevis A G-101-et (108 vagy 109 CFU/egér/nap három napig) etettük kolitikus hím ICR egerekkel, és kimutatták, hogy megfordítja mind a TNBS által okozott vastagbél rövidülést, mind a megnövekedett myeloperoxidáz aktivitást, mind a megnövekedett IL-1β, IL-6 és TNF-a expresszió ezekben az egerekben. Molekuláris szinten, L. brevis A G-101 gátolta a TNBS által indukált IRAK-1 foszforilációt és az NF-KB aktivációt, valamint a COX-2 és az iNOS expresszióját. Sőt, az M1 makrofágokat M2-szerű makrofágokká polarizálta. A szerzők feltételezték, hogy ezek a tényezők hozzájárulhatnak a vastagbélgyulladás enyhítéséhez és rövidítéséhez.

Egy másik tanulmány foglalkozott az a Lactobacillus sakei törzs molekuláris szinten. Ebben a cikkben a szerzők az atópiás dermatitis enyhítő hatásait vizsgálják L. sakei probio 65, kimchi (Kim et al. 2013b). Az NC/Nga egeret használják, amely az atópiás dermatitis (AD) egérmodellje. Amint azt az eredmények mutatják, életképes és hővel inaktivált orális táplálás egyaránt L. sakei a probio 65 javította a bőr állapotát és csökkentette a karcolás gyakoriságát. Az IgE és a hízósejtek aktivációjának szérumszintjét mind az élő, mind az elhalt sejt készítmények gátolták. Továbbá a bőrgyulladás és az AD-szerű bőrelváltozások csökkentek. Mindkét készítmény befolyásolta (gátolta vagy fokozta) a kulcsfontosságú citokinek expresszióját az AD-ben. Ezek az eredmények arra engednek következtetni L. sakei a probio 65 potenciálisan új terápiás szert jelenthet az AD kezelésében.

A probiotikum hatása Lactobacillus rhamnosus törzs, Lcr35, egérmodellben értékelték az asztma jellemzőinek csillapítását (Kim és mtsai 2013a). Ebben az elegáns vizsgálatban a törzs védőhatásai a dendritikus sejtek (DC) adoptív transzferjével társultak, az asztma kísérleti ovalbumin (OVA) egérmodelljének felhasználásával. Mind a szájon át alkalmazott Lcr35 Maga a törzs, valamint az in vivo Lcr35-vel kezelt DC-k átvétele az OVA-modellben elnyomta az asztmás válasz minden aspektusát. A hatásmechanizmusa Lcr35 kimutatták, hogy kapcsolódik a Treg-ekhez, amelyek elnyomják a légzőszervek Th2-válaszát. Kimutatták, hogy ezeket a hatásokat a DC-k közvetítik, amelyeket az előző cikkben látható módon a L. sakei probio 65 törzs.

Fertőzés által Staphylococcus aureus az ortopédiai műtétek egyik fő szövődménye, amely a szövetek maradandó károsodásához vagy csontvesztéshez vezethet. Ebben a tanulmányban a használatról számoltak be in vivo egy LAB-metabolit, a nizin F, a kefe csontcement betöltésére a kórokozó szaporodásának megakadályozására (van Staden et al. 2012). A műtét során használt csontcement antibiotikumokkal tölthető fel. Az antibiotikumokkal töltött csontcement azonban növelheti az antibiotikum-rezisztenciák kialakulásának és/vagy elterjedésének esélyét. Egyesek által előállított nizin-bakteriocin használata Lactococcus lactis törzsek - azon képességén alapult, hogy aktívak legyenek a meticillin-rezisztensekkel szemben S. aureus (MRSA) és vankomicin-rezisztens enterococcusok (VRE). A nizinnel töltött F cementet az egerek hátán lévő szubkután zsebbe ültették be, majd az egereket S. aureus. A fertőzéseket hét napig követtük nyomon, in vivo képalkotó rendszerrel. A Nisin F teljesen megakadályozta S. aureus fertőzés ebben az időszakban, és az életképes sejteket soha nem sikerült helyrehozni az implantátumokból.

A szakasz utolsó két cikke a géntechnológiával módosított LAB törzsek használatáról számol be. Technikailag ezek a cikkek a Biotechnológia címszó alá is felvehetők. Mindkét tanulmány célja azonban a fokozott probiotikus tulajdonságok biztosítása, ezáltal teljesítve a Probiotikum-bekezdésben szerepeltetendő követelményeket.

Az első tanulmány egy biztonságos, hatékony és kényelmes vakcina kifejlesztését írja le a csirkék magas patogenitású madárinfluenza (HPAI) vírus általi fertőzése ellen (Wang et al. 2013). Az Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis a csirkebélből izolált D17 törzset a madár H5N1 vírus hemagglutinin 1 (HA-1) fehérjének expresszálására tervezték. Az eredmények azt mutatták, hogy a genetikailag módosított törzs jelentősen indukálhat anti-HA1 specifikus IgA-t a légcsőben és a belekben, és anti-HA1 IgG antitesteket a szérumban. Ami a legfontosabb, hogy az immunizált csirkék 60% -a életben maradt a H5N1 vírussal történt halálos fertőzés után, míg a kontroll csoportban nem találtak túlélőt. Amint arról a cikkben kitértünk, a madár HA1 epitóp expressziójának és/vagy bemutatásának optimalizálása a módosított törzsben tovább javíthatja a hatékonyságot. Ebben a tanulmányban azonban nem foglalkoztak a géntechnológiával módosított törzs túlélésével nyílt környezetben.

Egy második in vitro tanulmány értékelte az oxalát rekombináns általi lebontásának lehetséges előnyeit L. plantarum (Anbazhagan et al. 2013). Ez a törzs a jövőben terápiásként alkalmazható az enterális hiperoxaluria - az oxalát túlzott vizelettel történő kiválasztása - ellen, ami gyakran kidneystones kialakulásához vezet. A vizeletben megnövekedett oxalátkoncentráció túl sok oxalát beviteléből származik élelmiszerekből, vagy az oxalát túlzott felszívódásából a belekben. A szerzők létrehoztak egy rekombinánst L. plantarum törzsből származó oxalát dekarboxiláz gént expresszáló törzs Bacillus subtilis. A rekombináns törzsről kimutatták, hogy hatékonyan lebontja az oxalátot in vitro körülmények. A stratégia érdekes, de még várni kell arra, hogy a törzs képes lenne-e az oxalát lebontására bélkörülmények között, hogy megakadályozza az oxalát lerakódását.

E szakasz összefoglalásaként érdemes megjegyezni, hogy egyes hagyományos erjesztett élelmiszerekről kimutatták, hogy jótékony hatással bírnak és funkcionális aktív LAB-t tartalmaznak, amelyek különféle szempontokból elősegíthetik az emberi egészséget. Nagyon valószínű, hogy a világ más régióiból származó, eddig nem vizsgált, fermentált élelmiszerek hasonló vagy javított bioaktív törzseket hordozhatnak. Valójában az ilyen hagyományos termékek fogyasztása észrevétlenül megvédhette az embereket a fertőző ágensektől, vagy más egészségügyi előnyökkel járhatott. Érdekes megjegyezni, hogy néhány fenti vizsgálatban a LAB élő és elhalt sejtjeinek preparátumai egyaránt hatékonynak bizonyultak. Habár az elhalt baktériumok nem tartoznak a probiotikumok jelenlegi konszenzusos definíciójába (FAO/WHO, 2002), ez megnyitná a lehetőséget a biofunkcionalitást kiváltó molekulák keresésére, lehetővé téve ezen vegyületek gyógyszerekké történő fejlesztését. gyógyszerészeti alkalmazások.

ii) Biotechnológia

A válaszfelület módszertanát alkalmaztuk a L. rhamnosus FTDC 8313 és a feltételezett dermális bioaktív anyagok hialuronsav, diacetil-, peptidoglikán-, lipoteichoesav- és szerves savak ezen törzsének előállítása (Lew és mtsai 2013). Kimutatták, hogy a két kétértékű kation, az Mn2 +, amely a laktobacillusok elengedhetetlen növekedési tényezője, és az Mg2 + kationok változó koncentrációja növeli az életképes számot és a savtermelést más Lactobacillus faj. Ennek a munkának az volt a célja, hogy megvizsgálja ezen kationok hatását a növekedésben és a metabolit termelésben. Változó kétértékű kationkoncentrációjú kísérletsorozat alapján a 3D válaszfelületi modell optimális koncentrációt jósolt 0,80 mg ml-1 MnSO4 és 1,09 mg ml-1 MgSO4 koncentrációra. Validációs kísérletben a szerzők csak 0,3% -os eltérést mutattak ki az előre jelzett értéktől, jelezve a modell hasznosságát. A kétértékű fémionok hatása a feltételezett dermális bioaktívumok termelésére azt mutatta, hogy a mangán és a magnézium egyaránt fontos szerepet játszott, ami annak köszönhető, hogy kofaktorként jelen vannak a kulcsfontosságú enzimekben.

A savas rezisztencia növelésére a gyomor-béltranszfer során proteomikai megközelítést alkalmaztak a savas rezisztencia lehetséges markereinek vizsgálatára három L. plantarum különböző savérzékenységű (rezisztens, érzékeny és köztes) törzsek (Hamon et al. 2014). A három törzs differenciálisan, konstitutívan expresszált fehérjéi közül korábban 17 fehérjéről számoltak be, hogy részt vesznek a savrezisztenciában. Ezek közül a savanyított közegben történő növekedés utáni differenciális expresszió alapján ötöt tekintettünk a savas érzékenység (Pta és PurA) vagy a rezisztencia (GrpE, MetE és RpsB) markereinek. A kutatás célja annak megvizsgálása volt, hogy ezeknek a fehérjéknek az expressziója valóban lehet-e a túlélés markere a gyomor rekeszben. Ha ez igaz, akkor javított, saválló rezisztens probiotikus törzseket lehet kapni e marker gének expressziójának szűrésével. A marker gének expressziós elemzése elismert probiotikumokban tovább jelezheti például a probiotikumra fogékony törzsek enterikus bevonásának szükségességét, amely javítaná túlélésüket és hatékonyságukat.

Annak érdekében, hogy jobban megértsük a gén expresszióját in vivo a gyomor-bél traktusban, a rekombináz-alapú in vivo expressziós rendszer (RIVET) korábban kifejlesztett L. plantarum rá volt hangolva Streptococcus thermophilus (Junjua et al. 2013). S. thermophilus - a tejiparban széles körben használják starterként, különösen a joghurtgyártásban (a L. delbrueckii subsp. bulgaricus). Míg az EFSA 2010-ben az egészségre vonatkozó állításokat engedélyezte az élő joghurt kultúráknak a laktóz emésztésének javítása érdekében, a S. thermophilus mivel a probiotikum továbbra is vitatott. Ezért vizsgálatokra van szükség a S. thermophilus a bélben és a probiotikus funkciók kifejtésére való alkalmasság in situ. Ennek megvalósításához az egyik eszköz a RIVET. Ez a technológia lehetővé teszi olyan gének promótereinek izolálását, amelyek kizárólag a béltranszport során expresszálódnak, és így betekintést engednek a fehérjékbe, amelyek fontosak a fennmaradáshoz és a rés gyarmatosításához. Csak ebben a műben in vitro példákat nyújtottak be, és igazolták az azonosított gének működését in vivo még nem mutatták be.

A Virtuális Különszám utolsó cikke új karotinoid bioszintézis gének expressziójával foglalkozik sárga pigment Enterococcus gilvus ban ben Lactococcus lactis. A géntechnológiával módosított L. lactis kimutatták, hogy a törzs javítja a toleranciát a többféle stressz körülményei ellen (Hagi et al. 2013). A karotinoidokat előállító Lc. a lactis törzset számos súlyos stresszes állapotnak tették ki, ideértve az inkubálást 55-60 ° C-on, 32 mM H2O2-ban, pH 1,5-nél, 20% epes sóban (oxgall) és 20 mg ml-1 lizozimban. Termotoleranciát nem figyeltek meg, de a módosított törzs 18,7-, 6,8-, 8,8-, illetve 4,4-szer magasabb túlélési rátát mutatott minden más körülmények között, a szülői törzshöz képest. Általában úgy gondolják, hogy a karotinoidok hozzájárulnak az oxidatív stressztűréshez, mivel antioxidáns képességük konjugált kettős kötésekből származik. Hogyan termelődik a karotinoid Lc. lactis csökkentené a fogékonyságot pl. A lizozim még mindig nem világos, de a jelenség érdekes.

Következtetésként figyelemre méltó, hogy a kiválasztott cikkek közül több a géntechnológiával módosított mikroorganizmusok (GMM) felépítését írja le, amelyek további előnyökkel járnak a vad típusú törzsekkel szemben. Noha ezeknek a GMM-törzseknek az élelmiszer-ipari alkalmazásokban történő felhasználása jelenleg nagyon korlátozó szabályozás alá esik (EFSA, 2011), és valószínűleg a közeljövőben más komoly akadályokkal is szembesülni fog, ezeknek a hibáknak kábítószerként való használata minden bizonnyal lehetőség. Az ilyen gyógyszereket gyógyszerkészítményként alkották meg, és óriási érdeklődés mutatkozik ezen GMM egészségügyi potenciáljának tanulmányozása iránt bizonyos betegségek megelőzésében és kezelésében. A rekombináns gének és a GMM-et tartalmazó törzsek visszatartása azonban gondosan megfontolandó kérdés. Bizonyos LAB képessége, hogy genetikai anyagot továbbítson rokon és rokon fajokhoz, jól ismert. Ezt a transzfert, amely előfordulhat az élelmiszer-előállítás során vagy fogyasztás után a bélen való átjutás során, mindenképpen meg kell akadályozni.