Ученые Томского государственного университета проверят пробиотические свойства «чистой» лактобактерии, не имеющей резистентности к антибиотикам. Микроорганизм, на поиски которого у биологов ТГУ ушло два года, был выделен из верблюжьей простокваши. Влияние лактобактерии на микробиом изучат в ходе серии экспериментов на мухе дрозофиле (Drosophila melanogaster). В случае положительного результата в России может быть создан эффективный отечественный пробиотик.
Молочнокислые бактерии (МКБ) Lacticaseibacillus paracasei широко используют в промышленности в качестве закваски для молочных продуктов, в первую очередь, сыров, и как пробиотики – живые бактерии, полезные для здоровья человека. Они известны своим иммуномодулирующим и противовоспалительным действием, выраженной противоопухолевой активностью и другими фармакологическими свойствами.
«Несмотря на широкое распространение в природе, включая растения, многие промышленные штаммы L. Paracasei выделены из фекалий человека (чаще младенцев) и животных, — рассказывает руководитель проекта, научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Алексей Чурин. — Причем, до последнего времени не уделялось достаточного внимания безопасности промышленных штаммов молочно-кислых бактерий».
Например, анализ пан-генома 389 штаммов лактобактерий из Генбанка NCBI показал, что в среднем изоляты содержат до 13 различных генов устойчивости к антибиотикам (ARG), включая ципрофлоксацин, эритромицин, стрептомицин, гентамицин, канамицин и неомицин. В последние два-три года стали появляться сообщения, что коммерческие препараты Lactibacillaceae содержат трансмиссивные гены устойчивости к антибиотикам. Таким образом, специалисты заговорили о том, что не следует допускать к производству штаммы промышленных бактерий, не прошедших генетическую экспертизу на определение резистентности, из-за высокого риска передачи ARG внутри кишечного микробиома.
Учёным ТГУ удалось найти лактобактерию, у которой отсутствие резистентности к антибиотикам подтверждено методами молекулярно-генетического анализа. Микроорганизм, который биологи искали два года по всей стране, был обнаружен в ферментированном молоке верблюдов в Горном Алтае. Животные живут в экологически чистом месте в районе Чуйского тракта, при их выращивании исключено использование антибактериальных препаратов.
Объектом исследования выступают пять штаммов «чистой» лактобактерии. Стоит задача проверить влияние каждого из штаммов на микробиом дрозофилы.
«Эксперименты на D. melanogaster доступны и удобны, — объясняет исполнитель проекта, научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Анастасия Лукина. — Достоинствами этого вида являются высокая плодовитость, непродолжительный цикл развития, хорошо изученный фенотип, малое количество хромосом в кариотипе. У дрозофилы – микросомальная ферментная система, сходная с таковой в печени млекопитающих, схожесть сигнальных путей дрозофилы и млекопитающих, при ответе на токсическое воздействие. Это позволяет экстраполировать полученные данные на людей».
В ходе экспериментов в корм для мух биологи будут добавлять различные штаммы лактобактерии. Её влияние на микробиом насекомых планируется оценивать по разным физиологическим и биологическим показателям: весу, активности, регуляция цикла сон-бодрствование, репродуктивной функции и другим. Также изучат пробиотические характеристики штаммов: устойчивость к низким рН и желчным кислотам, автоагрегация, устойчивость к действию ферментов ЖКТ – лизоцима, пепсина и трипсина. Результаты физиологических экспериментов будут сопоставлены с геномными данными. Если штаммы лактобактерии, обнаруженной учеными ТГУ в верблюжьей простокваше, покажут высокую эффективность в положительном влиянии на микробиом, они могут быть не только использованы для изготовления кисломолочных продуктов, но и стать основой новых пробиотиков.
Фото: ru.123rf.com / adiruch
