propionibacterium avidum что это
Propionibacterium (пропионовокислые бактерии или пропионибактерии)
Пропионовокислые бактерии или пропионибактерии (лат. Propionibacterium) — род грамположительных факультативных анаэробных неподвижных бактерий, синтезирующих в процессе метаболизма пропионовую кислоту. Propionibacterium обычно имеют вид острых палочек размером 0,5-0,8 на 1,0-1,5 мкм. Реже, в зависимости от условий и цикла развития — кокковидной, изогнутой или булавовидной. Propionibacterium размножаются делением на две клетки и не образуют спор.
Пропионовокислые бактерии являются возбудителями пропионовокислого брожения, при котором углеводы ферментируются с образованием главных продуктов брожения — пропионовой кислоты и её солей — пропионатов. Пропионовокислое брожение аналогично молочнокислому брожению, когда молочнокислые бактерии (лактобактерии, стрептококки и другие представители порядка Lactobacillales) превращают (сбраживают) лактозу, глюкозу и другие углеводы в молочную кислоту. Кроме пропионовой кислоты, пропионовокислые бактерии продуцируют уксусную кислоту, углекислый газ и др.
Propionibacterium не обитают в почве и водоёмах, они встречаются в желудочно-кишечном тракте жвачных животных, часто обнаруживаются в молочных продуктах. Процесс сбраживания молока пропионибактериями довольно медленный — 5–7 дней.
Большинство пропионибактерий не может развиваются при значениях кислотности среды менее 5,0–4,5 рН. Propionibacterium переносят лишь низкое парциональное давление кислорода. Оптимальная температура их развития 30–35°С, при температуре 60–70°С они погибают. Propionibacterium кроме сахаров и молочной кислоты, способны сбраживать пировиноградную кислоту, глицерин и другие вещества. Они разлагают аминокислоты, при этом выделяются жирные кислоты.
Ряд видов Propionibacterium способны продуцировать витамин B12. Это качество пропионибактерий используются при производстве витаминов.
Пропионовокислые бактерии в пробиотиках и пищевой промышленности
Всемирная гастроэнтерологическая организация отмечает, что имеются доказательства, что пробиотик на основе четырёх штаммов: Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, Lactobacillus rhamnosus GG, Lactobacillus rhamnosus LC705 и Bifidobacterium breve Bb99 уменьшает некоторые симптомы при синдроме раздраженного кишечника (WGO. Пробиотики и пребиотики).
Штамм КМ-186 Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii входят в состав отечественных БАДов «Йодпропионикс» и «Селенпропионикс».
Штаммы пропионовокислых бактерий вида Propionibacterium freudenreichii широко применяют в пищевой промышленности для ферментации молочных продуктов. Сыр Эмменталь и другие сорта швейцарских сыров ферментируются из молока в две стадии: на первой — лактоза и другие углеводы молока сбраживаются с помощью молочнокислых бактерий в молочную кислоту, на второй — молочнокислая кислота с помощью пропионовокислых бактерий превращаются в пропионовую кислоту и углекислый газ (формирующий «дырки» в швейцарском сыре).
Кроме того, в производстве сыров используют виды Propionibacterium acidipropionici*, Propionibacterium jensenii*, Propionibacterium thoenii*.
Пропионовокислые бактерии в организме человека
Некоторые виды Propionibacterium обитают на коже человека и других животных, в основном в и вокруг потовых желез, сальных желез и на других участках кожи, являясь одними из наиболее часто встречающихся микроорганизмов на коже человека. Пропионибактерии являются преобладающим родом бактерий на так называемых «масляных» участках кожи (в отличие от «сухих» и «влажных»): складках у крыла носа, внешнем слуховом канале, рукоятке грудины, позади ушной складке, а также на спине.
Могут ли пропионовокислые бактерии вызывать болезни человека?
У большинства людей пропионовокислые бактерии обычно не вызывают никаких проблем со здоровьем. Заболевания человека вызывают лишь некоторые из видов пропионовокислых бактерий, живущих на коже человека.
Вид Propionibacterium acnes* является одним наиболее часто встречающимся возбудителем инфекционной формы акне (в быту называемой угри) — заболевания сальных желёз. Кроме того, Propionibacterium acnes может вызывать блефарит (воспаления век), эндофтальмит (гнойное воспаление внутренних оболочек глазного яблока), и другие заболевания глаза, в частности, являющиеся осложнениями после офтальмологических операций.
Propionibacterium propionicum* может вызывать актиномикоз (редко).
Пропионибактерии, применяемые в пищевой промышленности и пробиотиках и обитающие в кишечнике человека, в отличие от некоторых из живущих на коже видов, не вызывают заболеваний.
Антибиотики, активные в отношении пропионовокислых бактерий
Пропионовокислые бактерии в систематике видов
По современной классификации род Propionibacterium входит в семейство Propionibacteriaceae, порядок Propionibacteriales, класс Actinobacteria, тип Actinobacteria, Terrabacteria group, царство Бактерии.
В род пропионовокислых бактерий входят виды: Propionibacterium acidifaciens, Propionibacterium australiense, Propionibacterium cyclohexanicum, Propionibacterium freudenreichii.
Бактерии из рода Arachnia также относились к анаэробным микроорганизмам, они продуцировали в качестве основной пропионовую кислоту, а дополнительной — уксусную (Ардатская М. Д., Минушкин О. Н.).
Пропионовые (пропионовокислые) бактерии
Пропионовые бактерии: ближе, чем вы думаете
Эксперты подсчитали, что общий вес бактерий, живущих в организме человека, составляет два килограмма. Они населяют его как жители в многоквартирном доме – повсюду. Знакомим вас с одним из «жильцов» — пропионовые бактерии.
Пропионовые бактерии найдете на коже лица и не только…
Пропионовокислые бактерии входят в состав облигатной микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Они продуцируют пропионовую кислоту, которая образуется в результате пропионового брожения (аналогичного молочнокислому, вызываемому лактобактериями). Но, в отличие от лактобактерий, все штаммы которых являются полезными и которые ни при каких обстоятельствах не могут стать патогенными, некоторые виды пропионовых бактерий могут быть условно-патогенными и причинять вред организму человека при снижении иммунитета.
Штамм Propionibacterium acnes относится к условно-патогенной флоре и живет на коже здоровых людей, не вызывая патологии. Вы можете не замечать их активности, но лишь до той поры, пока иммунитет организма высокий. Когда он ослаблен и защитные механизмы снижены, даже самые безобидные представители патогенной сферы способны причинить дискомфорт.
Как способны вам навредить пропионовые бактерии? Их «работу» легко увидеть воочию – на своем лице. Именно они становятся причиной возникновения угрей или прыщей — акне, а также они могут стать причиной блефарита, эндофтальмита и других заболеваний глаз.
Дело в том, что пока иммунитет человека высокий и нет предпосылок к каким-либо заболеваниям, пропионовые бактерии безобидно живут в полостях сальных желез и волосяных фолликул. В своем большинстве они никак себя не проявляют. Но это лишь до той поры, когда организм не дает сбой.
Как развивается воспалительный процесс с участием пропионовых бактерий
В воспалительном процессе с участием пропионовых бактерии можно выделить четыре стадии, которые развиваются одновременно:
Избавляемся от проблемы: профилактика и лечение
Акне, воспалительный процесс с участием пропионовых бактерии, поддаётся лечению. В зависимости от сверхчувствительности организма к этому типу бактерий одни пациенты довольно быстро избавляются от акне, у других оно проходит с осложнениями.
Схему лечения назначает врач-дерматолог. Она может включать в себя диету, нанесение лечебных мазей, приём антибиотиков, в сложных случаях применение лазера.
Характеристика пропионибактерий, таксономия, морфология, патогенез
Propionibacterium это группа бактерий, которые относятся к широкой группе актиномицетов. Эти бактерии являются комменсалами людей и других животных. Это означает, что они живут на поверхности и в полостях организма, не вызывая патологии.
Этот род охватывает в общей сложности 16 видов, из которых наиболее известными и наиболее изученными являются Propionibacterium acnes, связано с состоянием кожи, известным как обыкновенные угри. Некоторые исследования показали, что Propionibacterium они самые распространенные бактерии в коже человека.
Бактерии этого рода не вызывают патологий, кроме случаев, когда по какой-то причине они попадают в кровоток. Когда это происходит, они могут вызывать определенные патологии, которые, в зависимости от состояния иммунной системы человека, могут быть смертельными..
Также эти бактерии чувствительны к определенным антибиотикам, среди которых можно перечислить пенициллин G (обычно первый вариант), тетрациклины, эритромицин и клиндамицин.
Как правило, лечение процветает в направлении излечения и полной ремиссии бактерий. Однако, когда иммунная система человека ослаблена, может потребоваться более длительное лечение или более агрессивные комбинации антибиотиков..
таксономия
Таксономическая классификация рода Propionibacterium выглядит следующим образом:
домен: бактерия
Фил: Actinobacteria
заказ: Actinomycetales
подотряд: propionibacterineae
семья: Propionibacteriaceae
жанр: Propionibacterium.
морфология
Бактерии, принадлежащие к роду Propionibacterium они плеоморфны. Это означает, что в течение своего жизненного цикла он может принимать несколько форм.
В случае этих бактерий они могут быть в форме палочек, которые могут быть или не быть ветвящимися. Кроме того, клетки в виде кокков (округлые) и бифида.
Микроскопические исследования показывают, что бактериальные клетки можно найти индивидуально, парами или короткими цепями. Для них также характерно группирование, что специалисты называют «аранжировкой в китайских иероглифах». То есть имитация символов этого типа письма.
Эти клетки имеют размеры 1,0-5,0 микрон в длину и 0,5-0,8 микрон в ширину. У них нет капсулы, которая их покрывает, и нет ресничек или жгутиков. Кроме того, они не производят спор на любой стадии их жизненного цикла..
Его клеточная стенка имеет определенные особенности, которые отличают ее от других бактерий, относящихся к отряду актиномицетов. Прежде всего, ни миколиновой кислоты, ни арабинозы. Наоборот, он обладает диаминопимелиновой кислотой и пропионовой кислотой. Помимо пептидогликана, характерного для грамположительных бактерий.
Общие характеристики
Они грамположительные
Эти бактерии приобретают характерный фиолетовый цвет, когда подвергаются процессу окрашивания по Граму..
Как и у всех грамположительных бактерий, это происходит благодаря структуре клеточной стенки, в которой пептидогликан удерживает частицы красителя, заставляя клетку приобретать упомянутую тональность..
Они анаэробные
Это означает, что они не нуждаются в кислороде для осуществления своих различных метаболических процессов. Есть некоторые виды факультативной аэробики (Propionibacterium acnes), в то время как другие являются строгими анеробиями. Последний не может выжить в условиях, когда доступность кислорода велика.
среда обитания
Бактерии этого рода являются частью нормальной микробиоты человека. В основном это можно найти на коже. Тем не менее, он также был выделен из желудочно-кишечного тракта, верхних дыхательных путей и мочеполовой системы.
метаболизм
Ваш метаболизм основан в основном на брожении. Бактерия использует органические соединения, такие как гексозы (например, глюкоза) или лактат, и превращает их в пропионовую кислоту и уксусную кислоту..
Этот механизм ферментации происходит двумя способами:
Они являются положительными каталасами
Вид рода Propiobacterium Они синтезируют фермент каталазы. Этот фермент катализирует химическую реакцию, в которой перекись водорода (H2O2) расщепляется на кислород и воду. Уравнение следующее:
Они мезофилы
Большинство бактерий этого рода мезофильные, с оптимальной температурой роста 30 ° С. Тем не менее, сообщалось, что они могут выжить в широком диапазоне температур, от 20 ° C до 70 ° C.
Его оптимальный рН нейтрален
Чтобы выжить должным образом, эти бактерии нуждаются в диапазоне рН от 4,5 до 8,0. Его оптимальное значение pH равно 7, поэтому его идеальной средой является среда с нейтральным pH или с небольшой кислотностью или щелочностью..
Они медленно растут
Большинство видов рода Propionibacterium Они медленно растут. При выращивании в искусственных средах вы должны подождать до шести часов, чтобы оценить первые признаки колонии.
выращивание
Среди питательных сред, используемых для этих бактерий, находится кровяной агар (Propionibacterium acnes). Аналогичным образом используют агаровую среду с экстрактом триптона и дрожжевой экстракт. Состав этой среды выглядит следующим образом:
Требуемое значение pH составляет 7,2-7,4, а температура должна составлять 30-32 ° C. Время генерации колоний составляет примерно 48 часов..
Колонии Propionibacterium видны выпуклыми, блестящими и полупрозрачными. Таким же образом были обнаружены колонии, которые представляют определенную пигментацию, которая идет от берега, к красной.
патогенез
Бактерии рода Propionibacterium Они вообще безобидны. Тем не менее, один из них, Propionibacterium acnes Это связано с общими прыщами.
Кроме того, эти бактерии были упомянуты в качестве возбудителей абсцессов головного мозга, зубных инфекций, эндокардита, конъюнктивита и перитонита, среди других..
Чтобы вызвать эти патологии, должны быть представлены два важных условия:
Благодаря структуре и характеристикам своей клеточной стенки пропионибактерии невосприимчивы к внутриклеточной деградации, поэтому они могут размножаться и вызывать повреждение различных тканей..
Следует отметить, что у людей с иммунной системой, которая работает оптимально, этого обычно не происходит. Это связано с тем, что защитные механизмы активируются против патогенов, а бактерии нейтрализуются..
Propionibacterium freudenreichii: Общие характеристики и пробиотические свойства
Молочные пропионовокислые бактерии как ферментирующие и пробиотические микроорганизмы
Propionibacterium freudenreichii : Общие характеристики и пробиотические свойства
1. Введение
Термин « пробиотики » включает в себя живые микроорганизмы, включая бактерии и дрожжи, обладающие полезными для здоровья свойствами и подходящие для безопасного употребления, что подтверждается их диетическим использованием на протяжении тысячелетий истории человечества [1–3]. Молочнокислые бактерии и бифидобактерии представляют собой традиционные виды пробиотических бактерий, широко документированные и коммерциализированные [3, 4]. Однако в среде пробиотиков появились различные виды, такие как молочные виды Propionibacterium freudenreichii [4, 5], которые филогенетически связаны с бифидобактериями (Рисунок 1) [4].
Рис. 1. Филогенетическое дерево, показывающее геномное сходство между видами, способствующими укреплению здоровья, P. Freudenreichii и другими пробиотическими или близкородственными видами.
Бывший род Propionibacterium включал группу микроорганизмов, имеющих важное значение для промышленности и здравоохранения благодаря производству ценных метаболитов, пищевых, косметических и фармакологических продуктов [6]. Ранее в этот род входили классические виды молочных пропионибактерий и патогенные пропионибактерии, ассоциированные с кожей [7]. Однако переоценка таксономии на основе генома предложила реклассификацию кожных бактерий в род Cutibacterium вместе с включением двух других новых родов ранее классических пропионибактерий, Acidipropionibacterium и Pseudopropionibacterium [7]. P. freudenreichii, один из наиболее заметных видов молочных пропионибактерий, сохранил свою прежнюю таксономическую классификацию [4, 7].
Рисунок 2. Изображение, полученное при оптической микроскопии, демонстрирующее морфологический аспект культуры P. freudenreichii CIRM-BIA129 с типичными агрегатами, напоминающими китайские иероглифы.
2. Технологическое значение пропионибактерий
P. freudenreichii широко используется для производства сыров швейцарского типа, таких как Эмменталь [5, 15] (рис. 3). В таких молочных матрицах газ CO2, который образуется во время ферментации, образует пузырьки, которые медленно диффундируют, создавая характерные отверстия или «глазки» в структуре сыра [9, 12]. Сырный ароматизатор относится к пропионату и ацетату, а также к продуктам катаболизма аминокислот и гидролиза жиров пропионибактериями [16, 17]. Важно отметить, что эти молочные продукты, содержащие P. freudenreichii, проявляют противовоспалительные свойства in vivo [18–20], повышая узнаваемость этой бактерии и ее продуктов как полезных для здоровья. Таким образом, молочные пропионибактерии считаются бактериями 2-в-1, обладающими как ферментативными, так и пробиотическими свойствами, что делает их идеальными для разработки ферментированных пищевых продуктов, способствующих укреплению здоровья [5, 18].
Рис. 3. Сыр Эмменталь, полученный с использованием P. freudenreichii CIRM-BIA129 в сочетании со Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii.
Производство витамина B12, органических кислот, трегалозы и других метаболитов вместе с безопасным использованием в качестве закваски для созревания сыра и пробиотическими характеристиками делают эту бактерию привлекательной для ряда биотехнологических и промышленных применений [5, 6, 29, 30]. Для улучшения этих свойств был проведен широкий спектр генетических и экологических оптимизаций [6, 29]. Более того, некоторая оптимизация условий выращивания и обработки позволила повысить устойчивость к хранению и нескольким промышленным процессам, таким как сублимационная сушка и распылительная сушка [30–33].
3. Изменчивость штаммов пропионибактерий
Было показано, что интересные свойства этой бактерии, такие как полезные для здоровья свойства и участие в промышленном производстве витамина B12 и сыра, зависят от штамма, что указывает на необходимость анализа, учитывающего эту изменчивость [9]. Например, некоторые штаммы показали различия в деградации азота и сахара, которые имели генетическое происхождение, вероятно, в результате горизонтальных переносов, дупликаций, транспозиций и других мутаций [13]. Это разнообразие штаммов было подтверждено на геномном уровне другим исследованием и приписано мобильным элементам таким образом, что пластичность генома позволяла бактериям адаптироваться к нескольким средам [34].
Ввиду этой вариабельности, связанной со штаммом, были предприняты усилия по определению критериев для выбора штаммов пробиотиков. Эти критерии включают толерантность к стрессам, возникающим в желудочно-кишечном тракте, адгезию к клеткам-хозяевам, антипатогенную активность, противоопухолевый потенциал, иммуномодулирующие свойства, промышленные требования и молекулярную характеристику с использованием методологий omics [3]. Все больше данных показывает, что P. freudenreichii удовлетворяет этим критериям [5].
4. Стрессоустойчивость пропионибактерий
Что касается стрессоустойчивости и адаптации к желудочно-кишечному тракту (ЖКТ), некоторые штаммы P. freudenreichii представили адаптации, включая морфологические и протеомные модификации 35. Например, эти модификации были проверены во время реакции толерантности к кислоте у штамма P. freudenreichii SI41, который был исследован с использованием кинетического исследования продукции белков стресса во время кислотной адаптации [35]. В результате носитель карбоксильного биотина и белки, участвующие в синтезе и репарации ДНК, были связаны с ранней реакцией на кислотный стресс, тогда как шаперонины GroEL и GroES были связаны с поздней реакцией на кислотный стресс [35]. Анализ с тем же штаммом показал, что соли желчи (смесь холата и дезоксихолата) вызывают резкие морфологические изменения и индуцируют белки, связанные с восприятием и трансдукцией сигналов, общим стрессом и альтернативным сигма-фактором [36]. Тот же штамм был использован в последующем всестороннем исследовании, которое включало условия тепла, кислоты и желчных солей для изучения толерантности P. freudenreichii. В результате каждая форма стресса индуцировала специфические белки, но шесть из них были общими для всех стрессов, включая шапероны и белки, участвующие в энергетическом метаболизме и восстановлении окислительного стресса [37]. Исследование in vitro, в котором участвовали 13 штаммов P. freudenreichii, показало, что большинство из них обладали высокой способностью к толерантности к имитируемым желудочным сокам с различным рН и условиями тонкой кишки [38].
Более того, эта устойчивость также была подтверждена in vivo. мРНК метилмалонил-транскарбоксилазы P. freudenreichii была обнаружена в образцах кала человека с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой в реальном времени ( RT-PCR ) [39]. Метилмалонил-транскарбоксилаза является ключевым ферментом транскарбоксилазного цикла, экспрессируется только при активной пропионовой ферментации, поэтому ее обнаружение в образцах кала показало, что бактерия выжила и оставалась метаболически активной, транскрибируя гены в пищеварительном тракте человека [39]. Многоштаммовое исследование с использованием крыс, ассоциированных с микробиотой человека, отслеживало состав кишечной микробиоты и продукцию короткоцепочечных жирных кислот, подтверждая, что устойчивость P. freudenreichii к стрессу в ЖКТ также зависит от штамма [40]. Было показано, что P. freudenreichii CIRM-BIA1 метаболически и физиологически адаптируется к среде толстой кишки свиней с изменениями углеводного обмена, понижающей регуляцией генов стресса и повышающей регуляцией генов деления клеток [41]. Кроме того, использование пищевых носителей для доставки P. freudenreichii, таких как сыр и ферментированное молоко, улучшило его устойчивость к стрессовой среде ЖКТ [15, 18, 19, 42, 43].
Также были изучены другие аспекты устойчивости P. freudenreichii к стрессовым условиям, такие как длительная нехватка питательных веществ [44, 45]. Скрининг был проведен с восемью штаммами P. freudenreichii, которые инкубировали в течение нескольких дней после начала стационарной фазы без дополнительных добавок питательных веществ. Они показали высокую выживаемость и отсутствие лизиса, что указывает на то, что эти штаммы адаптируются к длительной нехватке питательных веществ, используя жизнеспособное, но не культивируемое состояние [45]. Штамм P. freudenreichii CIRM-BIA138 был дополнительно изучен в этих условиях инкубации, и было показано, что высокая популяция сохраняется даже после истощения лактата, предпочтительного источника углерода. Анализ RNA-seq показал, что некоторые метаболические пути и пути обработки информации подавлены [44].
5. Адгезионные свойства пропионибактерий
6. Антипатогенная активность пропионибактерий
Есть также несколько свидетельств антипатогенной активности у этого вида. P. freudenreichii JS снижал на 39% адгезию S. aureus к кишечной слизи человека и на 27% его жизнеспособность, вероятно, за счет продукции органических кислот [55]. P. freudenreichii PTCC 1674 секретирует липопептидный биосурфактант с антимикробной активностью, главным образом, против Rhodococcus erythropolis, и антиадгезивной активностью, главным образом, против Pseudomonas aeruginosa [56]. Более того, P. freudenreichii DSM 20270 значительно ингибировал рост E. coli O157: H7 in vitro [51].
P. freudenreichii также проявлял антипатогенные свойства у животных. P. freudenreichii B-3523 и B-4327 влияли на размножение, подвижность и адгезию штаммов Salmonella к эпителиальным клеткам птиц in vitro [57]. Последующее исследование показало, что бесклеточные культуральные супернатанты тех же пробиотических штаммов обладают бактерицидным действием против Salmonella enterica serovar Heidelberg с множественной лекарственной устойчивостью [58]. Анализы in vivo также показали, что штаммы пробиотиков снижают колонизацию и распространение патогенов в слепой кишке в печени у индюшат [58]. Кроме того, было показано, что потребление P. freudenreichii ограничивает и задерживает колонизацию кишечного тракта мышей патогеном Citrobacter rodentium [59].
В соответствии с синергизмом, наблюдаемым с точки зрения адгезии, были предложены комбинации пробиотиков для улучшения антипатогенной активности, такие как комбинация P. freudenreichii JS, L. rhamnosus GG и LC705 и B. breve 99, которые способствовали ингибированию, вытеснение и конкуренция с несколькими патогенными видами, такими как S. enterica, Listeria monocytogenes и Clostridium difficile [60]. В другом исследовании P. freudenreichii JS уменьшал адгезию Helicobacter pylori к клеткам кишечника Caco-2 при индивидуальном использовании, но также подавлял утечку через мембрану, улучшал функцию эпителиального барьера и модулировал воспалительные цитокины при использовании в сочетании со штаммами L. rhamnosus и B. breve. [61].
7. Противоопухолевый потенциал пропионибактерий
Обнадеживающие результаты в контексте кишечного канцерогенеза также были получены у этого вида. Пионерское исследование показало, что P. freudenreichii ITGP18 и P. freudenreichii SI41 могут вызывать апоптоз культивируемых клеточных линий колоректальной карциномы человека in vitro, и этот эффект опосредован короткоцепочечными жирными кислотами ( SCFAs ), такими как пропионат и ацетат, действующими на митохондрии раковых клеток [62]. В дальнейшем было уточнено, что эффект SCFAs модулируется внеклеточными сдвигами pH; а при кислом pH режим гибели клеток изменялся с апоптоза на некроз в клетках HT-29 толстой кишки человека [63]. Эти эффекты были подтверждены in vivo: P. freudenreichii TL133 индуцирует апоптоз клеток толстой кишки у крыс, ассоциированных с микробиотой человека, получавших 1,2-диметилгидразин, но не у здоровых крыс [64].
Другой штамм, P. freudenreichii ITG P9, также использовался для разработки ферментированного молока с антионкогенным потенциалом, поскольку он индуцировал апоптоз в культивируемых клетках рака желудка человека HGT-1 in vitro [43]. Затем это ферментированное молоко было предложено в качестве адъюванта в терапии колоректального рака на основе лиганда, индуцирующего апоптоз, связанного с TNF ( TRAIL ), из-за возможного синергического эффекта между бактерией и TRAIL, что было подтверждено усилением цитотоксической активности в клетках HT-29 [65]. В другом исследовании изучались перекрестные помехи между бактерией и раковыми клетками: последние производят лактат в результате метаболического сдвига, называемого «аэробным» гликолизом или «эффектом Варбурга»; затем лактат может использоваться этой бактерией в качестве источника углерода, стимулируя выработку SCFAs [66].
8. Модуляция состава микробиоты
Что касается модуляции состава микробиоты, было показано, что потребление молочных пропионибактерий увеличивает кишечную популяцию бифидобактерий у людей [67, 68]. В соответствии с этим стимуляция бифидогенного роста наблюдалась в бесклеточном фильтрате и клеточном метанольном экстракте, полученном из культур P. freudenreichii 7025 [69]. Последующий анализ с тем же штаммом позволил очистить компонент бифидогенного стимулятора роста, идентифицировать его химическую структуру (2-амино-3-карбокси-1,4-нафтохинон, ACNQ ) и продемонстрировать его бифидогенную активность в концентрации 0,1 нг/мл [70]. Сообщалось, что другой штамм P. freudenreichii ET-3 продуцирует 1,4-дигидрокси-2-нафтоевую кислоту (DHNA) в концентрации 10 мкг/мл, что также стимулировало рост бифидобактерий [71]. Положительный эффект DHNA был позже подтвержден in vivo с использованием мышей с колитом, вызванным 2,0%-ным декстран-сульфатом натрия (DSS). DHNA ослабляет воспаление за счет модуляции бактериальной микробиоты кишечника и подавления инфильтрации лимфоцитов [72].
Бифидогенный стимулятор роста, полученный из P. freudenreichii, также вводился перорально пациентам-людям в пилотном исследовании, что является многообещающим для лечения язвенного колита [73]. Последующие исследования включали оптимизацию производства бифидогенных стимуляторов роста, включая увеличение производства за счет перехода на аэробные условия роста [74] и использование молочной кислоты в качестве источника углерода в биореакторной системе с фильтрующим устройством [75].
9. Иммуномодулирующие свойства пропионибактерий
Таблица 1. Белки P. freudenreichii, связанные с его иммуномодулирующими свойствами.