Главная \ Новости и обзор литературы

Propionibacterium freudenreichii: Общие характеристики и пробиотические свойства

« Назад

12.10.2021 14:01

Молочные пропионовокислые бактерии как ферментирующие и пробиотические микроорганизмы

Propionibacterium freudenreichii: Общие характеристики и пробиотические свойства

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Propionibacterium freudenreichii: Общие характеристики и пробиотические свойства

Vinícius de Rezende Rodovalho, Diego Lucas Neres Rodrigues, Gwénaël Jan, Yves Le Loir, Vasco Ariston de Carvalho Azevedo and Eric Guédon
Propionibacterium freudenreichii : General Characteristics and Probiotic Traits
IntechOpen June 4th 2021, DOI: 10.5772/intechopen.97560.

Propionibacterium freudenreichii - это грамположительный вид молочных пробиотических бактерий, который долгое время использовался в качестве стартера для созревания при производстве сыра швейцарского типа. Он использовался для оптимизации производства сыра, в том числе для созревания и производства ароматических соединений, а также для производства витамина B12 и органических кислот. Кроме того, он появился в среде пробиотиков благодаря нескольким полезным свойствам, включая устойчивость к стрессу в желудочно-кишечном тракте, адгезию к клеткам-хозяевам, антипатогенную активность, противораковый потенциал и иммуномодулирующие свойства. Эти полезные свойства были подтверждены исследованиями in vitro и in vivo с использованием нескольких омических подходов, которые позволили идентифицировать важные молекулярные акторы, такие как поверхностные белки, короткоцепочечные жирные кислоты и бифидогенные факторы. Было показано, что разнообразие внутри вида является важным аспектом, который необходимо учитывать, поскольку многие из этих свойств зависят от штамма. Новые исследования должны глубже изучить молекулярные механизмы, связанные с полезными свойствами этого вида и его продуктов, учитывая при этом сложности разнообразия штаммов и взаимодействия с хозяином и его микробиотой. В этой статье рассматриваются современные знания о возможном воздействии P. freudenreichii на здоровье человека.

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].

Филогенетическое дерево, показывающее геномное сходство между видами, способствующими укреплению здоровья, P. Freudenreichii и другими пробиотическими или близкородственными видами.

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].

P. freudenreichii - это грамположительная, мезофильная, аэротолерантная, неподвижная, неспорообразующая бактерия с высоким содержанием GC, которая демонстрирует низкие потребности в питании и выживает в суровых условиях [5, 8, 9]. Что касается морфологии, это плеоморфный палочкообразный микроорганизм со склонностью к агрегации, образующей кластеры, напоминающие китайские иероглифы [5] (Рисунок 2). Эта бактерия, выделенная из образцов сыра Эмменталь, была впервые описана Орла Йенсеном и фон Фройденрайхом в 1906 году [10]. Недавно штаммы P. freudenreichii были идентифицированы в образцах фекалий дискретной когорты недоношенных детей, вскармливаемых грудью, что позволяет предположить, что они могут быть компонентом здоровой кишечной микробиоты человека [11].

P. freudenreichii может использовать несколько источников углерода (например, глицерин, эритриол, L-арабинозу, адонит, галактозу, D-глюкозу, D-фруктозу, D-манозу, инозитол, арбутин, эскулин, лактозу, лактат и глюконат) в процесс ферментации для получения пропионата вместе с ацетатом, сукцинатом и диоксидом углерода (CO2) [9, 12, 13]. В отличие от других видов, P. freudenreichii способен восстанавливать пируват до пропионата через цикл транскарбоксилазы (также называемый циклом Вуда-Веркмана), который представляет собой циклический процесс, связанный с окислительным фосфорилированием, что позволяет получить более высокий выход АТФ, чем в других пропионат-продуцирующих бактериях [9]. В свою очередь, пируват представляет собой молекулу метаболического узла, которая может использоваться либо для синтеза ацетата, генерирующего NADH, либо для синтеза пропионата с потреблением NADH [14]. Штамм-зависимым образом бактерия модулирует пропорции пирувата, которые восстанавливаются до пропионата или окисляются до ацетата и CO2, таким образом поддерживая окислительно-восстановительное равновесие [9]. Таким образом, этот вид включает в себя биохимически разносторонние штаммы, которые находят различное применение в нескольких контекстах [5].

Изображение, полученное при оптической микроскопии, демонстрирующее морфологический аспект культуры P. freudenreichii CIRM-BIA129 с типичными агрегатами, напоминающими китайские иероглифы

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].

Известно также, что эта бактерия участвует в пути синтеза витамина B12 (кобаламина) [8, 9]. Витамин B12 - водорастворимый витамин, который играет ключевую роль в функционировании мозга, нервной системы и в производстве крови [21]. Он также является кофактором метилмалонил-КоА мутазы, которая катализирует важный этап ферментативного пути производства пропионата [22]. Таким образом, условия роста P. freudenreichii были оптимизированы для производства витамина B12 с использованием таких субстратов, как зерновые матрицы [23, 24], отработанное подсолнечное масло [25], сточные воды тофу [26] и остатки агропромышленной продукции сои [27]. Более того, P. freudenreichii был генетически модифицирован для увеличения выработки витамина B12 и пропионата [6, 28].

Сыр Эмменталь, полученный с использованием P. freudenreichii CIRM-BIA129 в сочетании со Streptococcus thermophilus и Lactobacillus delbrueckii

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 [35-37]. 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].

Еще одна важная особенность P. freudenreichii во время стрессовой реакции - накопление трегалозы. Исследование, изучающее эту бактерию во время адаптации к осмотическому, окислительному и кислотному стрессу, показало, что путь трегалоза-6-фосфатсинтаза / фосфатаза (OtsA – OtsB), связанный с синтезом трегалозы, был усилен в этих условиях [46]. Другое исследование было сосредоточено на стрессовой реакции на низкую температуру (4 °C), которая имитировала условия созревания сыра. В результате семь штаммов P. freudenreichii показали замедленный клеточный механизм, реакцию на холодовой стресс и накопление трегалозы и гликогена [47]. P. freudenreichii также накапливал глицин бетаин, гликоген, трегалозу и полифосфаты при культивировании в гиперконцентрированной среде [48]. Накопление трегалозы вместе с глицинбетаином было дополнительно подтверждено в технологическом контексте, когда жизнеспособность бактерий повышалась во время распылительной сушки и хранения за счет оптимизации состава питательной среды и термической адаптации [31]. Было также показано, что соотношение концентраций этих внутриклеточных осмопротекторов, трегалозы и глицинбетаина, влияет на устойчивость к стрессу во время технологических процессов сублимационной сушки и сушки распылением [32].

5. Адгезионные свойства пропионибактерий

Адгезия к клеткам-хозяевам - еще одна важная особенность пробиотиков, которая способствует их положительному действию на местном уровне. Ранние исследования показали способность некоторых пробиотических бактерий, включая P. freudenreichii, прикрепляться к гликопротеинам и слизи из кишечного тракта человека [49, 50]. В случае P. freudenreichii адгезия некоторых штаммов к клеткам подвздошной кишки свиньи (IPEC-J2) составляла от 25 до 35%, и эта доля была выше при добавлении CaCl2 [51]. В случае человека-хозяина несколько штаммов бактерий были протестированы на адгезию к клеткам толстой кишки HT-29 in vitro; наиболее адгезивным штаммом был P. freudenreichii CIRM-BIA129, и ключевая роль белка поверхностного слоя B (slpB) в адгезии была продемонстрирована с помощью инактивации генов [52, 53]. Другое исследование показало, что адгезия бактерий к иммобилизованной слизи может быть синергически улучшена при введении комбинаций штаммов, таких как P. freudenreichii ssp. shermanii JS в сочетании со штаммами Bifidobacterium breve или Lactobacillus rhamnosus [54].

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

Появляется все больше доказательств, как in vitro, так и in vivo, что P. freudenreichii оказывает иммуномодулирующее действие посредством нескольких механизмов в зависимости от штамма. Например, скрининг на индукцию IL-10 в мононуклеарных клетках периферической крови человека (PBMCs) был проведен на 10 штаммах P. freudenreichii, в результате чего был выбран два наиболее противовоспалительных штамма: P. freudenreichii ITG P20 (эквивалентный CIRM-BIA129) и SI48 [59]. В том же исследовании штамм P. freudenreichii SI48 был дополнительно протестирован in vivo на мышах с острым колитом, индуцированным тринитробензолсульфоновой кислотой (TNBS), что значительно снизило воспалительные и гистологические маркеры колита [59]. Другие исследования также показали, что иммуномодулирующие свойства у вида P. freudenreichii зависят от штамма [76]. Интегративная стратегия, включающая сравнительную геномику, поверхностную протеомику, транскриптомику, анализы индукции цитокинов и инактивации генов, позволила идентифицировать релевантные белки и специфичность штаммов в иммуномодуляции [77]. Примечательно, что поверхностные белки типа S-слоя, как было показано, играют решающую роль в иммуномодуляции, но иммуномодулирующие свойства варьируют между штаммами из-за сложных комбинаций молекулярных характеристик [77]. Штамм-специфический экспорт поверхностных белков, адгезинов и белков подрабатывания был подтвержден в другом подмножестве штаммов P. freudenreichii [78]. Кроме того, острый колит, вызванный декстрансульфатом натрия (DSS) у крыс, уменьшился с помощью P. freudenreichii KCTC 1063, который стимулировал в клетках кишечника экспрессию MUC2, основного компонента слизи [79].

Таблица 1. Белки P. freudenreichii, связанные с его иммуномодулирующими свойствами.

Штамм
Белок
Имя / Описание
Рег. номер
Уровень доказательности
Ref.
CIRM-BIA129 (ITG P20)
Ансамбль поверхностных белков
протеомный, in vitro
[82]
GroL2
60 кДа шаперонин 2
CDP49125
геномный, протеомный
[77]
HsdM3
Система рестрикции-модификации ДНК-метилазы типа I
CDP48267
геномный, транскриптомный, мутантные исследования in vitro
[77]
Lacl1
Репрессор арабинозных оперонов
CDP47860
транскриптомный
[77]
MerA
Пиридиннуклеотид-дисульфид оксидоредуктаза
CDP48574
геномный, протеомный
[77]
Pep
Гипотетический белок
CDP48241
геномный, мутантные исследования in vitro
[77]
PFCIRM129_04790
Гипотетический белок
CDP48736
геномный, транскриптомный
[77]
PFCIRM129_10785
Гипотетический белок
CDP49252
транскриптомный
[77]
PFCIRM129_10930
Гипотетический белок
CDP48242
геномный, транскриптомный
[77]
SlpB
Белок B поверхностного слоя
CDP48273
геномный, транскриптомный, протеомный, мутантные исследования in vitro
[77]
мутантные исследования in vitro and in vivo
[83]
мутантные исследования in vitro
[52]
SlpE
Поверхностный белок с доменом SLH
CDP48858
геномный, транскриптомный, протеомный, мутантные исследования in vitro
[77]
SlpF
Поверхностный белок с доменом SLH
CDP49687
протеомный, мутантные исследования in vitro
[77]
CIRM-BIA 121
Acn
Аконитаза, Аконитатгидратаза
CEG89374
транскриптомный
[77]
DcuA
Транспортер C4-дикарбоксилата
CEG91776
геномный
[77]
Eno1
Энолаза 1
CEG91483
протеомный, мутантные исследования in vitro
[77]
HtrA4
Сериновая протеаза
CEG91080
геномный, транскриптомный, протеомный, мутантные исследования in vitro
[77]
PFCIRM121_08235
Гипотетический белок / неизвестная функция
CEG91253
геномный, мутантные исследования in vitro
[77]
SlpC1
Белок С поверхностного слоя
CEG91216
геномный, транскриптомный
[77]
UF1
LspA
Белок A большого поверхностного слоя
n.a.
протеомный, in vivo
[84]
DlaT
Дигидролипоамид-ацетилтрансфераза
n.a.
протеомный, мутантные исследования in vivo
[11]
Обозначения: Ref.: ссылки, n.a.: нет данных

Роль P. freudenreichii в модуляции иммунологического ответа хозяина стала еще более актуальной, когда был идентифицирован комменсальный штамм человека. Было показано, что P. freudenreichii UF1 является компонентом кишечной микробиоты недоношенных детей, которых кормили грудным молоком человека, и смягчал воспалительные заболевания кишечника [11]. Более того, этот штамм модулировал кишечный иммунитет мышей против заражения патогеном, особенно против системной инфекции L. monocytogenes, регулируя клетки Th17 [80]. Этот положительный эффект был подтвержден у новорожденных мышей, которые были восприимчивы к кишечным патогенным инфекциям, но их защита была усилена этим штаммом, в частности, за счет увеличения защитных клеток Th17 и регуляторных Т-клеток [81].

Что касается бактериальных факторов, участвующих в иммуномодуляции, данные указывают в основном на поверхностные белки (таблица 1). Протеом штамма P. freudenreichii CIRM-BIA129 был исследован с идентификацией белков, экспонируемых на поверхности, и их роли в индукции высвобождения IL-10 и IL-6 с помощью PBMCs [82]. Среди идентифицированных белков были белки ремоделирования клеточной стенки, транспортные белки, подрабатывающие белки и другие белки, участвующие во взаимодействиях с хозяином [82]. Мультиштаммовые и мультиомиксные исследования проведенные Deutsch et al. [77] пояснили, что цитоплазматические белки также могут иметь отношение к иммуномодуляции, но подтвердили ключевую роль белков поверхностного слоя B (SlpB) и E (SlpE), особенно в штамме P. freudenreichii CIRM-BIA129. Затем было показано, что SlpB имеет решающее значение для адгезии бактерий к эпителиальным клеткам кишечника [52], а мутация в его гене имеет плейотропные эффекты, предполагая, что этот белок может играть центральную роль в клеточных процессах [53]. Кроме того, анализы in vivo, проведенные на мышах с мукозитом, индуцированным 5-фторурацилом (5-FU), показали, что белок SlpB имеет решающее значение для модуляции цитокинов, запускаемой P. freudenreichii CIRM-BIA129 [83]. Более того, было показано, что гликозилированный белок A большого поверхностного слоя (LspA) комменсального штамма P. freudenreichii UF1 регулирует взаимодействие с рецептором SIGNR1, который регулирует дендритные клетки и противодействует воспалению, вызванному патогенами, поддерживая гомеостаз кишечника [84]. Интересно, что некоторые из этих иммуномодулирующих белков, включая SlpB и SlpE, были недавно идентифицированы в ассоциации с внеклеточными пузырьками (везикулами), продуцируемыми штаммом P. freudenreichii CIRM-BIA129, которые служат альтернативной экспортной системой [85].

Помимо поверхностных белков, с иммуномодуляцией также связана DHNA (1,4-дигидрокси-2-нафтоевая кислота – бифидогенный стимулятор роста – ред.). Помимо своих бифидогенных свойств, DHNA подавляла продукцию провоспалительных цитокинов в кишечных макрофагах мышей IL-10−/− (дефицитных по IL-10), получавших пироксикам [86]. Более того, DHNA также описывается как активатор арилуглеводородного рецептора (AhR), который участвует в детоксикации ксенобиотиков и регуляции воспаления [87, 88].

10. Функциональное питание.

Важно отметить, что иммуномодулирующие свойства P. freudenreichii были сохранены, когда в качестве векторов доставки использовались пищевые матрицы, включая сыр [18, 19, 42, 89] и ферментированное молоко [90–92], что указывает на большой потенциал для разработки функциональных пробиотических продуктов с иммуномодулирующими свойствами. Например, молочный продукт, ферментированный штаммом CIRM-BIA129, снижает секрецию провоспалительных цитокинов слизистой оболочкой толстой кишки, улучшает усвоение пищи и рост поросят [92]. P. freudenreichii CIRM-BIA129 также использовался в производстве иммуномодулирующего одноштаммового сыра, потребление которого мышами уменьшало колит, вызванный TNBS, восстанавливая экспрессию белков плотного соединения и снижая экспрессию маркеров воспаления и окислительного стресса. [89]. Аналогичная защита на той же модели колита наблюдалась при использовании модельного сыра с двумя штаммами, содержащего P. freudenreichii и L. delbrueckii [20]. Затем был произведен промышленный сыр Эмменталь с использованием S. thermophilus, P. freudenreichii и L. delbrueckii [18] (рис. 3). Его потребление защищало мышей от колита, вызванного DSS [18]. У здоровых поросят потребление того же штамма CIRM-BIA129, связанного с сырной матрицей, имело решающее значение для сохранения или усиления иммуномодулирующих свойств бактерии, включая индукцию фенотипов Th2 и Treg [19]. Важность сырной матрицы также была связана с защитой иммуномодулирующего белка SlpB от протеолиза в моделируемых условиях желудочно-кишечного тракта [42]. Эти примеры показали, как соответствующие пищевые матрицы защищают или усиливают полезные свойства этих традиционных молочных пропионибактерий, а также открывают перспективы для создания новых функциональных пищевых продуктов [91].

11. Оценка безопасности

Долгая история безопасного производства ферментированных пищевых продуктов, таких как сыр Эмменталь, а также статус бактерий «общепризнанных безопасными» (GRAS) и «квалифицированная презумпция безопасности» (QPS) гарантируют безопасность потребления P. freudenreichii [5, 93]. Однако необходимо провести дополнительные оценки в разных матрицах и контекстах. Пробиотики, включенные в испытания на людях, чаще всего происходят из рода Lactobacillus или Bifidobacterium; тем не менее, пропионибактерии также были протестированы [93]. Например, в двух клинических исследованиях оценивали безопасность культуральной среды P. freudenreichii ЕТ-3 у взрослых людей, и в первом сообщалось об отсутствии различий в желудочно-кишечных симптомах между группами, а в другом - о различиях в гематологических параметрах, хотя и в пределах нормы [94]. Штаммы P. freudenreichii SI 26 и SI 41 давались взрослым здоровым добровольцам без побочных эффектов, при этом наблюдалась модуляция фекальных бифидобактерий и сегментарного транзита толстой кишки [67]. В другом исследовании штамм P. freudenreichii SI 41 вводился в капсулах в той же дозе людям-добровольцам без побочных эффектов, при этом наблюдалось увеличение количества пропионибактерий в кале, сопровождающееся повышенным содержанием короткоцепочечных жирных кислот [95].

Более того, в нескольких клинических испытаниях тестировались многовидовые пробиотические добавки, содержащие пропионибактерии. Сложная формула, включающая пребиотики P. freudenreichii JS, L. rhamnosus GG, L. rhamnosus Lc705, B. breve 99 и галактоолигосахариды, была протестирована в нескольких рандомизированных двойных слепых плацебо-контролируемых группах. Пробиотическое вмешательство проводилось у беременных женщин и новорожденных и было безопасным и эффективным для профилактики атопической экземы у детей [96], повышало устойчивость детей к респираторным инфекциям [97], защищало детей, родившихся после кесарева сечения, от аллергических IgE-связанных заболеваний[98], восстановило состав микробиоты у детей, получавших антибиотики или рожденных с помощью кесарева сечения [99], и защитило детей, родившихся после кесарева сечения, от аллергических заболеваний в течение 13 лет наблюдения [100]. Наконец, в интегративном исследовании были проанализированы побочные эффекты, связанные с этой комбинацией пробиотиков в некоторых из этих испытаний, и был сделан вывод об отсутствии связи с побочными эффектами у молодых и пожилых людей [101].

Важно отметить, что добавление пробиотиков не рекомендуется в случаях иммуносупрессии, например, во время противоопухолевого лечения [93]. Более того, их благотворное воздействие и безопасность обусловлены сложным взаимодействием между особенностями хозяина и пробиотического штамма или штаммов, что одновременно стимулирует дальнейшие исследования и предполагает осторожность в некоторых его применениях [93].

12. Постбиотики и не только

Как подробно описано ранее, пробиотический эффект P. freurenreichii был связан с несколькими факторами, включая цитоплазматические и поверхностные белки [52, 77, 82, 83], короткоцепочечные жирные кислоты [62, 63], метаболиты [71, 72, 75] и супернатанты культур [58, 94] (рис. 4). Эти производные от пробиотиков факторы, которые оказывают благотворное влияние на хозяина, получили название постбиотиков [102]. «Постбиотик» - это развивающееся наименование, которое включает в себя бесклеточные продукты метаболизма пробиотиков, обладающие полезными для здоровья свойствами, включая, среди прочего, белки, липиды, органические кислоты, витамины, супернатанты [102–104]. Преимущества постбиотиков перед пробиотиками включают чистоту, простоту производства и хранения, промышленную масштабируемость, более высокую специфичность механизма действия и меньшее количество побочных эффектов [102, 103].

В случае P. freudenreichii замечательным примером постбиотика является белок SlpB, который был очищен и оказал иммуномодулирующее действие, то есть индукцию IL-10, в культивируемых эпителиальных клетках кишечника человека [83]. Другой пример, который вписывается в определение постбиотиков, - это внеклеточные везикулы, которые представляют собой мембранные сферические наноструктуры, которые транспортируют молекулы между клетками [105, 106]. У пробиотических бактерий, таких как несколько штаммов Lactobacillus и Bifidobacteriaum, внеклеточные везикулы считаются иммуномодулирующими [107]. В случае P. freudenreichii мы недавно описали их продукцию штаммом CIRM-BIA129, который был первым сообщением с физико-химическими, протеомными и функциональными характеристиками внеклеточных везикул у данного вида [85]. Мы идентифицировали соответствующие белки в их грузе, включая SlpB, и продемонстрировали их противовоспалительную активность посредством модуляции пути NF-κB в культивируемых эпителиальных клетках кишечника человека [85].

Постбиотики открывают многообещающие перспективы для разработки новых продуктов, полученных из пробиотиков, с повышенной безопасностью и функциональностью [107]. Кроме того, оптимизация выхода и погрузки грузов перспективна для модуляции их свойств, усиления их полезного эффекта и применения в биотехнологиях [108]. Наконец, в ближайшем будущем следует провести клинические испытания, чтобы убедиться в пригодности постбиотиков и пробиотиков для терапии и профилактики, поскольку они могут оказать большое влияние на здоровье человека [93, 107, 109].

Схематическое резюме пробиотических признаков P. freudenreichii на молекулярном уровне

Рисунок 4. Схематическое резюме пробиотических признаков P. freudenreichii на молекулярном уровне.

13. Заключение

В целом, исследования P. freudenreichii укрепляют роль этой бактерии в качестве пробиотика благодаря нескольким выдающимся свойствам, таким как устойчивость к стрессам, возникающим в желудочно-кишечном тракте, адгезия к клеткам-хозяевам, антипатогенная активность, противоопухолевый потенциал и иммуномодулирующие свойства. Кроме того, этот вид имеет технологическое значение, благодаря давнему применению в производстве продуктов питания, витамина В12 и органических кислот. Таким образом, это перспективная бактерия 2 в 1, обладающая как ферментативными, так и пробиотическими свойствами. Новое исследование по P. freudenreichii должно позволить разрабатывать новые ферментированные продукты, способствующие укреплению здоровья, и должно углубиться в характеристику разнообразия штаммов и соответствующих свойств, а также использовать подходы omics для анализа молекулярных механизмов полезных свойств P. freudenreichii. Исследования этого вида обладают огромным потенциалом для разработки новых технологических подходов и терапевтических продуктов, непосредственно влияющих на здоровье человека.

Дополнительная информация:

Литература

[1] Ozen M, Dinleyici EC. The history of probiotics: The untold story. Benef  Microbes 2015; 6: 159-165.
[2] Gasbarrini G, Bonvicini F, Gramenzi A. Probiotics History. J Clin Gastroenterol 2016; 50: S116–S119.
[3] de Melo Pereira GV, de Oliveira Coelho B, Magalhaes Júnior AI, et al. How to select a probiotic? A review and update of methods and criteria. Biotechnology Advances 2018; 36: 2060-2076.
[4] Douillard FP, de Vos WM. Biotechnology of health-promoting bacteria. Biotechnology Advances; 37. Epub ahead of print 1 November 2019. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2019. 03.008.
[5] Rabah H, Rosa do Carmo F, Jan G. Dairy Propionibacteria: Versatile Probiotics. Microorganisms 2017; 5: 24.
[6] Piwowarek K, Lipińska E, Hać-Szymańczuk E, et al. Propioni bacterium spp.-source of propionic acid, vitamin B12, and other metabolites important for the industry. Appl Microbiol Biotechnol 2018; 102: 515-538.
[7] Scholz CFP, Kilian M. The natural history of cutaneous propionibacteria, and reclassification of selected species within the genus Propionibacterium to the proposed novel genera Acidipropioni bacterium gen. nov., Cutibacterium gen. nov. and Pseudopropionibacterium gen. nov. Int J Syst Evol Microbiol 2016; 66: 4422-4432.
[8] Falentin H, Deutsch SM, Jan G, et al. The complete genome of propioni bacterium freudenreichii CIRM-BIA1T, a hardy actinobacterium with food and probiotic applications. PLoS One; 5. Epub ahead of print 2010. DOI: 10.1371/ journal.pone.0011748.
[9] Thierry A, Deutsch SM, Falentin H, et al. New insights into physiology and metabolism of Propionibacterium freudenreichii. International Journal of Food Microbiology 2011; 149: 19-27.
[10] Von Freudenreichii E, Orla-Jensen O. Uber die in Emmentalerkäse stattfindene Propionsäure-gärung. Zentralbl Bakteriol 1906; 17: 529-546.
[11] Colliou N, Ge Y, Sahay B, et al. Commensal Propionibacterium strain UF1 mitigates intestinal inflammation via Th17 cell regulation. J Clin Invest 2017; 127: 3970-3986.
[12] Ojala T, Laine PKS, Ahlroos T, et al. Functional genomics provides insights into the role of Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS in cheese ripening. Int J Food Microbiol 2017; 241: 39-48.
[13] Loux V, Mariadassou M, Almeida S, et al. Mutations and genomic islands can explain the strain dependency of sugar utilization in 21 strains of Propionibacterium freudenreichii. BMC Genomics 2015; 16: 296.
[14] Deborde C, Boyaval P. Interactions between Pyruvate and Lactate Metabolism in Propionibacterium freudenreichii subsp.shermanii: In Vivo 13C Nuclear Magnetic Resonance Studies. Appl Environ Microbiol 2000; 66: 2012-2020.
[15] Gagnaire V, Jardin J, Rabah H, et al. Emmental Cheese Environment Enhances Propionibacterium freudenreichii Stress Tolerance. PLoS One 2015; 10: e0135780.
[16] Poonam, Pophaly SD, Tomar SK, et al. Multifaceted attributes of dairy propionibacteria: A review. World Journal of Microbiology and  Biotechnology 2012; 28: 3081-3095.
[17] Abeijón Mukdsi MC, Falentin H, Maillard MB, et al. The Secreted Esterase of Propionibacterium freudenreichii Has a Major Role in Cheese Lipolysis. Appl Environ Microbiol 2014; 80: 751-756.
[18] Rabah H, do Carmo FLR, Carvalho RD de O, et al. Beneficial propioni bacteria within a probiotic emmental cheese: Impact on dextran sodium sulphate-induced colitis in mice. Microorganisms; 8. Epub ahead of print 1 March 2020. DOI: 10.3390/ microorganisms8030380.
[19] Rabah H, Ferret-Bernard S, Huang S, et al. The Cheese Matrix Modulates the Immunomodulatory Properties of Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 in Healthy Piglets. Front Microbiol 2018; 9: 2584.
[20] Plé C, Breton J, Richoux R, et al. Combining selected immune modulatory Propionibacterium freudenreichii and Lactobacillus delbrueckii strains: Reverse engineering development of an anti-inflammatory cheese. Mol Nutr Food Res 2016; 60: 935-948.
[21] Calderón-Ospina CA, Nava-Mesa MO. B Vitamins in the nervous system: Current knowledge of the biochemical modes of action and synergies of thiamine, pyridoxine, and cobalamin. CNS Neurosci Ther 2020; 26: 5-13.
[22] Takahashi-Iniguez T, García-Hernandez E, Arreguín-Espinosa R, et al. Role of Vitamin B12 on methylmalonyl-CoA mutase activity. Journal of Zhejiang University: Science B 2012; 13: 423-437.
[23] Chamlagain B, Sugito TA, Deptula P, et al. In situ production of active vitamin B12 in cereal matrices using Propionibacterium freudenreichii. Food Sci Nutr 2018; 6: 67-76.
[24] Wang P, Shen C, Li L, et al. Simultaneous production of propionic acid and vitamin B12 from corn stalk hydrolysates by Propionibacterium freudenreichii in an expanded bed adsorption bioreactor. Prep Biochem Biotechnol 2020; 50: 763-767.
[25] Hajfarajollah H, Mokhtarani B, Mortaheb H, et al. Vitamin B12 biosynthesis over waste frying sunflower oil as a cost effective and renewable substrate. J Food Sci Technol 2015; 52: 3273-3282.
[26] Yu Y, Zhu X, Shen Y, et al. Enhancing the vitamin B12 production and growth of Propionibacterium freudenreichii in tofu wastewater via a light-induced vitamin B12 riboswitch. Appl Microbiol Biotechnol 2015; 99: 10481-10488.
[27] Assis DA de, Matte C, Aschidamini B, et al. Biosynthesis of vitamin B12 by Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii ATCC 13673 using liquid acid protein residue of soybean as culture medium. Biotechnol Prog. Epub ahead of print 2020. DOI: 10.1002/btpr.3011.
[28] Wang Z, Ammar EM, Zhang A, et al. Engineering Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii for enhanced propionic acid fermentation: Effects of overexpressing propionyl- CoA: Succinate CoA transferase. Metab Eng 2015; 27: 46-56.
[29] Pillai V V, Prakash G, Lali AM. Growth engineering of Propionibacterium freudenreichii shermanii for organic acids and other value-added products formation. Prep Biochem Biotechnol 2018; 48: 6-12.
[30] Gaucher F, Bonnassie S, Rabah H, et al. Review: Adaptation of Beneficial Propionibacteria, Lactobacilli, and Bifidobacteria Improves Tolerance Toward Technological and Digestive Stresses. Front Microbiol; 10. Epub ahead of print 24 April 2019. DOI: 10.3389/ fmicb.2019.00841.
[31] Gaucher F, Gagnaire V, Rabah H, et al. Taking advantage of bacterial adaptation in order to optimize industrial production of dry propionibacterium freudenreichii. Microorganisms; 7. Epub ahead of print 1 October 2019. DOI: 10.3390/ microorganisms7100477.
[32] Gaucher F, Rabah H, Kponouglo K, et al. Intracellular osmoprotectant concentrations determine Propionibacterium freudenreichii survival during drying. Appl Microbiol Biotechnol 2020; 104: 3145-3156.
[33] Gaucher F, Kponouglo K, Rabah H, et al. Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 Osmoadaptation Coupled to Acid-Adaptation Increases Its Viability During Freeze-Drying. Front Microbiol; 10. Epub ahead of print 9 October 2019. DOI: 10.3389/ fmicb.2019.02324.
[34] Deptula P, Laine PK, Roberts RJ, et al. De novo assembly of genomes from long sequence reads reveals uncharted territories of Propionibacterium freudenreichii. BMC Genomics; 18. Epub ahead of print 2017. DOI: 10.1186/ s12864-017-4165-9.
[35] Jan G, Leverrier P, Pichereau V, et al. Changes in Protein Synthesis and Morphology during Acid Adaptation of Propionibacterium freudenreichii. Appl Environ Microbiol 2001; 67: 2029-2036.
[36] Leverrier P, Dimova D, Pichereau V, et al. Susceptibility and adaptive response to bile salts in Propionibacterium freudenreichii: Physiological and proteomic anlysis. Appl Environ Microbiol 2003; 69: 3809-3818.
[37] Leverrier P, Vissers JPC, Rouault A, et al. Mass spectrometry proteomic analysis of stress adaptation reveals both  common and distinct response pathways in Propionibacterium freudenreichii. Arch Microbiol 2004; 181: 215-230.
[38] Huang Y, Adams MC. In vitro assessment of the upper gastrointestinal tolerance of potential probiotic dairy propionibacteria. Int J Food Microbiol 2004; 91: 253-260.
[39] Hervé C, Fondrevez M, Chéron A, et al. Transcarboxylase mRNA: A marker which evidences P. freudenreichii survival and metabolic activity during its transit in the human gut. Int J Food Microbiol 2007; 113: 303-314.
[40] Lan A, Bruneau A, Philippe C, et al. Survival and metabolic activity of selected strains of Propionibacterium freudenreichii in the gastrointestinal tract of human microbiota-associated rats. Br J Nutr 2007; 97: 714-724.
[41] Saraoui T, Parayre S, Guernec G, et al. A unique in vivo experimental approach reveals metabolic adaptation of the probiotic Propionibacterium freudenreichii to the colon environment. BMC Genomics; 14. Epub ahead of print 23 December 2013. DOI: 10.1186/1471-2164-14-911.
[42] Rabah H, Ménard O, Gaucher F, et al. Cheese matrix protects the immunomodulatory surface protein SlpB of Propionibacterium freudenreichii during in vitro digestion. Food Res Int 2018; 106: 712-721.
[43] Cousin FJ, Jouan-Lanhouet S, Dimanche-Boitrel MT, et al. Milk fermented by Propionibacterium freudenreichii induces apoptosis of HGT-1 human gastric cancer cells. PLoS One; 7. Epub ahead of print 19 March 2012. DOI: 10.1371/journal. pone.0031892.
[44] Aburjaile FF, Rohmer M, Parrinello H, et al. Adaptation of Propionibacterium freudenreichii to long-term survival under gradual nutritional shortage. BMC Genomics; 17. Epub ahead of print 8 December 2016. DOI: 10.1186/s12864-016-3367-x.
[45] Aburjaile FF, Madec MN, Parayre S, et al. The long-term survival of Propionibacterium freudenreichii in a context of nutrient shortage. J Appl Microbiol 2016; 120: 432-440.
[46] Cardoso FS, Castro RF, Borges N, et al. Biochemical and genetic characterization of the pathways for trehalose metabolism in Propionibacterium freudenreichii, and their role in stress response. Microbiology 2007; 153: 270-280.
[47] Dalmasso M, Aubert J, Even S, et al. Accumulation of intracellular glycogen and trehalose by Propionibacterium freudenreichii under conditions mimicking cheese ripening in the cold. Appl Environ Microbiol 2012; 78: 6357-6364.
[48] Huang S, Rabah H, Jardin J, et al. Hyperconcentrated Sweet Whey, a New Culture Medium That Enhances Propionibacterium freudenreichii Stress Tolerance. Appl Environ Microbiol 2016; 82: 4641-4651.
[49] Tuomola EM, Ouwehand AC, Salminen SJ. Human ileostomy glycoproteins as a model for small intestinal mucus to investigate adhesion of probiotics. Lett Appl Microbiol 1999; 28: 159-163.
[50] Ouwehand AC, Tölkkö S, Kulmala J, et al. Adhesion of inactivated probiotic strains to intestinal mucus. Lett Appl Microbiol 2000; 31: 82-86.
[51] Campaniello D, Bevilacqua A, Sinigaglia M, et al. Screening of Propionibacterium spp. for potential probiotic properties. Anaerobe 2015; 34: 169-173.
[52] do Carmo FLR, Rabah H, Huang S, et al. Propionibacterium freudenreichii surface protein SlpB is involved in adhesion to intestinal HT-29 cells. Front Microbiol 2017; 8: 1-11.
[53] do Carmo FLR, Silva WM, Tavares GC, et al. Mutation of the surface layer protein SlpB has pleiotropic effects in the probiotic propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129. Front Microbiol 2018; 9: 1807.
[54] Collado MC, Meriluoto J, Salminen S. Development of new probiotics by strain combinations: Is it possible to improve the adhesion to intestinal mucus? J Dairy Sci 2007; 90: 2710-2716.
[55] Vesterlund S, Karp M, Salminen S, et al. Staphylococcus aureus adheres to human intestinal mucus but can be displaced by certain lactic acid bacteria. Microbiology 2006; 152: 1819-1826.
[56] Hajfarajollah H, Mokhtarani B, Noghabi KA. Newly Antibacterial and Antiadhesive Lipopeptide Biosurfactant Secreted by a Probiotic Strain, Propionibacterium Freudenreichii. Appl Biochem Biotechnol 2014; 174: 2725-2740.
[57] Nair DVT, Kollanoor-Johny A. Effect of Propionibacterium freudenreichii on Salmonella multiplication, motility, and association with avian epithelial cells. Poult Sci 2017; 96: 1376-1386.
[58] Nair DVTT, Kollanoor Johny A. Characterizing the Antimicrobial Function of a Dairy-Originated Probiotic, Propionibacterium freudenreichii, Against Multidrug- Resistant Salmonella enterica Serovar Heidelberg in Turkey Poults. Front Microbiol; 9. Epub ahead of print 12 July 2018. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01475.
[59] Foligné B, Deutsch S-M, Breton J, et al. Promising Immunomodulatory Effects of Selected Strains of Dairy Propionibacteria as Evidenced In Vitro and In Vivo. Appl Environ Microbiol 2010; 76: 8259-8264.
[60] Collado MC, Jalonen L, Meriluoto J, et al. Protection mechanism of probiotic combination against human pathogens: in vitro adhesion to human intestinal mucus. Asia Pac J Clin Nutr 2006; 15: 570-575.
[61] Myllyluoma E, Ahonen AM, Korpela R, et al. Effects of multispecies probiotic combination on Helicobacter pylori infection in vitro. Clin Vaccine Immunol; 15. Epub ahead of print September 2008. DOI: 10.1128/ CVI.00080-08.
[62] Jan G, Belzacq A-SS, Haouzi D, et al. Propionibacteria induce apoptosis of colorectal carcinoma cells via shortchain fatty acids acting on mitochondria. Cell Death Differ 2002; 9: 179-188.
[63] Lan A, Lagadic-Gossmann D, Lemaire C, et al. Acidic extracellular pH shifts colorectal cancer cell death from apoptosis to necrosis upon exposure to propionate and acetate, major endproducts of the human probiotic propionibacteria. Apoptosis 2007; 12: 573-591.
[64] Lan A, Bruneau A, Bensaada M, et al. Increased induction of apoptosis by Propionibacterium freudenreichii TL133 in colonic mucosal crypts of human microbiota-associated rats treated with 1,2-dimethylhydrazine. Br J Nutr 2008; 100: 1251-1259.
[65] Cousin FJ, Jouan-Lanhouet S, Théret N, et al. The probiotic Propionibacterium freudenreichii as a new adjuvant for TRAIL-based therapy in colorectal cancer. Oncotarget 2016; 7: 7161-7178.
[66] Casanova MR, Azevedo-Silva J, Rodrigues LR, et al. Colorectal Cancer Cells Increase the Production of Short Chain Fatty Acids by Propionibacterium freudenreichii Impacting on Cancer Cells Survival. Front Nutr 2018; 5: 44.
[67] Bouglé D, Roland N, Lebeurrier F. Effect of Propionibacteria Supplementation on Fecal Bifidobacteria and Segmental Colonic Transit Time in Healthy Human Subjects. Scand J Gastroenterol 1999; 34: 144-148.
[68] Hojo K, Yoda N, Tsuchita H, et al. Effect of Ingested Culture of Propionibacterium freudenreichii ET-3 on Fecal Microflora and Stool Frequency in Healthy Females. Biosci Microflora 2002; 21: 115-120.
[69] Kaneko T, Mori H, Iwata M, et al. Growth Stimulator for Bifidobacteria Produced by Propionibacterium freudenreichii and Several Intestinal Bacteria. J Dairy Sci 1994; 77: 393-404.
[70] Mori H, Sato Y, Taketomo N, et al. Isolation and Structural Identification of Bifidogenic Growth Stimulator Produced by Propionibacterium freudenreichii. J Dairy Sci 1997; 80: 1959-1964.
[71] Isawa K, Hojo K, Yoda N, et al. Isolation and identification of a new bifidogenic growth stimulator produced by propionibacterium freudenreichii ET-3. Biosci Biotechnol Biochem 2002; 66: 679-681.
[72] Okada Y, Tsuzuki Y, Miyazaki J, et al. Propionibacterium freudenreichii component 1.4-dihydroxy-2-naphthoic acid (DHNA) attenuates dextran sodium sulphate induced colitis by modulation of bacterial flora and lymphocyte homing. Gut 2006; 55: 681-688.
[73] Suzuki A, Mitsuyama K, Koga H, et al. Bifidogenic growth stimulator for the treatment of active ulcerative colitis: a pilot study. Nutrition 2006; 22: 76-81.
[74] Furuichi K, Hojo K ichi, Katakura Y, et al. Aerobic culture of Propionibacterium freudenreichii ET-3 can increase production ratio of 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid to menaquinone. J Biosci Bioeng 2006; 101: 464-470.
[75] Kouya T, Misawa K, Horiuchi M, et al. Production of extracellular bifidogenic growth stimulator by anaerobic and aerobic cultivations of several propionibacterial strains. J Biosci Bioeng 2007; 103: 464-471.
[76] Foligné B, Breton J, Mater D, et al. Tracking the microbiome functionality: Focus on Propionibacterium species. Gut 2013; 62: 1227-1228.
[77] Deutsch S-MM, Mariadassou M, Nicolas P, et al. Identification of proteins involved in the anti-inflammatory properties of Propionibacterium freudenreichii by means of a multi-strain study. Sci Rep; 7. Epub ahead of print 2017. DOI: 10.1038/ srep46409.
[78] Frohnmeyer E, Deptula P, Nyman TA, et al. Secretome profiling of Propionibacterium freudenreichii reveals highly variable responses even among the closely related strains. Microb Biotechnol 2018; 11: 510-526.
[79] Ma S, Yeom J, Lim Y-HH. Dairy Propionibacterium freudenreichii ameliorates acute colitis by stimulating MUC2 expression in intestinal goblet cell in a DSS-induced colitis rat model. Sci Rep 2020; 10: 5523.
[80] Colliou N, Ge Y, Gong M, et al. Regulation of Th17 cells by P. UF1 against systemic Listeria monocytogenes infection. Gut Microbes 2018; 9: 279-287.
[81] Ge Y, Gong M, Colliou N, et al. Neonatal intestinal immune regulation by the commensal bacterium, P. UF1. Mucosal Immunol 2019; 12: 434-444.
[82] Le Maréchal C, Peton V, Plé C, et al. Surface proteins of Propionibacterium freudenreichii are involved in its anti-inflammatory properties. J Proteomics 2015; 113: 447-461.
[83] do Carmo FLR, Rabah H, Cordeiro BF, et al. Probiotic Propionibacterium freudenreichii requires SlpB protein to mitigate mucositis induced by chemotherapy. Oncotarget 2019; 10: 7198-7219.
[84] Ge Y, Gong M, Zadeh M, et al. Regulating colonic dendritic cells by commensal glycosylated large surface layer protein A to sustain gut homeostasis against pathogenic inflammation. Mucosal Immunol 2020; 13: 34-46.
[85] Rodovalho V de R, Luz BSR da, Rabah H, et al. Extracellular Vesicles Produced by the Probiotic Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129 Mitigate Inflammation by Modulating the NF-κB Pathway. Front Microbiol 2020; 11: 1544.
[86] Okada Y, Tsuzuki Y, Narimatsu K, et al. 1,4-Dihydroxy-2-naphthoic acid from Propionibacterium freudenreichii reduces inflammation in interleukin- 10-deficient mice with colitis by suppressing macrophage-derived proinflammatory cytokines. J Leukoc Biol 2013; 94: 473-480.
[87] Fukumoto S, Toshimitsu T, Matsuoka S, et al. Identification of a probiotic bacteria-derived activator of the aryl hydrocarbon receptor that inhibits colitis. Immunol Cell Biol 2014; 92: 460-465.
[88] Cheng Y, Jin UH, Davidson LA, et al. Microbial-derived 1,4-Dihydroxy-2-naphthoic acid and related compounds as aryl hydrocarbon receptor agonists/ antagonists: Structure-activity relationships and receptor modeling. Toxicol Sci 2017; 155: 458-473.
[89] Plé C, Richoux R, Jardin J, et al. Single-strain starter experimental cheese reveals anti-inflammatory effect of Propionibacterium freudenreichii CIRM BIA 129 in TNBS-colitis model. J Funct Foods 2015; 18: 575-585.
[90] Foligné B, Parayre S, Cheddani R, et al. Immunomodulation properties of multi-species fermented milks. Food Microbiol 2016; 53: 60-69.
[91] Moslemi M, Mazaheri Nezhad Fard R, Hosseini SM, et al. Incorporation of Propionibacteria in Fermented Milks as a Probiotic. Crit Rev Food Sci Nutr 2016; 56: 1290-1312.
[92] Cousin FJ, Foligné B, Deutsch SM, et al. Assessment of the probiotic potential of a dairy product fermented by propionibacterium freudenreichii in piglets. J Agric Food Chem 2012; 60: 7917-7927.
[93] Dudek-Wicher R, Junka A, Paleczny J, et al. Clinical Trials of Probiotic Strains in Selected Disease Entities. Int J Microbiol; 2020. Epub ahead of print 2020. DOI: 10.1155/2020/8854119.
[94] Uchida M, Tsuboi H, Takahashi Arita M, et al. Safety of high doses of Propionibacterium freudenreichii ET-3 culture in healthy adult subjects. Regul Toxicol Pharmacol 2011; 60: 262-267.
[95] Jan G, Leverrier P, Proudy I, et al. Survival and beneficial effects of propionibacteria in the human gut: in vivo and in vitro investigations. Lait 2002; 82: 131-144.
[96] Kukkonen K, Savilahti E, Haahtela T, et al. Probiotics and prebiotic galacto-oligosaccharides in the prevention of allergic diseases: A randomized, double-blind, placebocontrolled trial. J Allergy Clin Immunol 2007; 119: 192-198.
[97] Kukkonen K, Savilahti E, Haahtela T, et al. Long-term safety and impact on infection rates of postnatal probiotic and prebiotic (synbiotic) treatment: Randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Pediatrics 2008; 122: 8-12.
[98] Kuitunen M, Kukkonen K, Juntunen-Backman K, et al. Probiotics prevent IgE-associated allergy until age 5 years in cesarean-delivered children but not in the total cohort. J Allergy Clin Immunol 2009; 123: 335-341.
[99] Korpela K, Salonen A, Vepsäläinen O, et al. Probiotic supplementation restores normal microbiota composition and function in antibiotic-treated and in caesarean-born infants. Microbiome; 6. Epub ahead of print 16 October 2018. DOI: 10.1186/ s40168-018-0567-4.
[100] Kallio S, Kukkonen AK, Savilahti E, et al. Perinatal probiotic intervention prevented allergic disease in a Caesarean-delivered subgroup at 13-year follow-up. Clin Exp Allergy 2018; 49: 506-515.
[101] Tapiovaara L, Lehtoranta L, Poussa T, et al. Absence of adverse events in healthy individuals using probiotics - analysis of six randomized studies by one study group. Benef Microbes 2016; 7: 161-169.
[102] Żółkiewicz J, Marzec A, Ruszczyński M, et al. Postbiotics—A Step Beyond Pre- and Probiotics. Nutrients 2020; 12: 2189.
[103] Nataraj BH, Ali SA, Behare P V., et al. Postbiotics-parabiotics: the new horizons in microbial biotherapy and unctional foods. Microb Cell Fact 2020; 19: 168.
[104] Tsilingiri K, Rescigno M. Postbiotics: what else? Benef Microbes 2013; 4: 101-107.
[105] Rohde M. The Gram-Positive Bacterial Cell Wall. Gram-Positive Pathog 2019; 3-18.
[106] Briaud P, Carroll RK. Extracellular Vesicle Biogenesis and Functions in Gram-Positive Bacteria. Infect Immun 2020; 88: 1-37.
[107] Molina-Tijeras JA, Gálvez J, Rodríguez-Cabezas ME. The Immunomodulatory Properties of Extracellular Vesicles Derived from Probiotics: A Novel Approach for the Management of Gastrointestinal Diseases. Nutrients 2019; 11: 1038.
[108] Liu Y, Alexeeva S, Defourny KA, et al. Tiny but mighty: bacterial membrane vesicles in food biotechnological applications. Curr Opin Biotechnol 2018; 49: 179-184.
[109] Rad AH, Abbasi A, Kafil HS, et al. Potential Pharmaceutical and Food Applications of Postbiotics: A review. Curr Pharm Biotechnol; 21. Epub ahead of print 17 May 2020. DOI: 10.2174/1389 201021666200516154833.

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  3. СИНБИОТИКИ
  4. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  5. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  6. ПРОПИОНИКС
  7. ЙОДПРОПИОНИКС
  8. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  9. БИФИКАРДИО
  10. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  11. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  12. БИФИДОБАКТЕРИИ
  13. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  14. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  15. МИКРОФЛОРА ЖКТ
  16. ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА
  17. МИКРОБИОМ и ВЗК
  18. МИКРОБИОМ И РАК
  19. МИКРОБИОМ, СЕРДЦЕ И СОСУДЫ
  20. МИКРОБИОМ И ПЕЧЕНЬ
  21. МИКРОБИОМ И ПОЧКИ
  22. МИКРОБИОМ И ЛЕГКИЕ
  23. МИКРОБИОМ И ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
  24. МИКРОБИОМ И ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
  25. МИКРОБИОМ И КОЖНЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. МИКРОБИОМ И КОСТИ
  27. МИКРОБИОМ И ОЖИРЕНИЕ
  28. МИКРОБИОМ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  29. МИКРОБИОМ И ФУНКЦИИ МОЗГА
  30. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  31. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  32. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  33. МИКРОБИОМ и ИММУНИТЕТ
  34. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  35. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  36. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  37. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  38. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  39. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  40. КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
  41. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  42. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  43. МИКРОБИОМ И ПРЕЦИЗИОННОЕ ПИТАНИЕ
  44. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  45. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  46. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  47. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  48. НОВОСТИ

Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Я согласен(на) на обработку моих персональных данных. Подробнее
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить