Специалисты Томского госуниверситета в рамках нового проекта 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. Исследования проводятся при поддержке гранта РНФ.
Молочнокислые бактерии (МКБ) Lacticaseibacillus paracasei широко используют в промышленности в качестве закваски для молочных продуктов, прежде всего, сыров, и как пробиотики – живые бактерии, оказывающие положительное влияние на здоровье человека. Имеются многочисленные сообщения в литературе об их иммуномодулирующем и противовоспалительном действии, выраженной противоопухолевой активности и других фармакологических свойствах.
Несмотря на широкое распространение в природе, включая растения, многие промышленные штаммы L. Paracasei выделены из фекалий человека (чаще младенцев) и животных. Причем, до последнего времени не уделялось достаточного внимания безопасности промышленных штаммов молочно-кислых бактерий с точки зрения наличия у них устойчивости к антибиотикам.
* Алексей Чурин, руководитель проекта, научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ
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 используемые в клинике 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.
Специалисты стали говорить о том, что штаммы промышленных бактерий, не прошедшие генетическую экспертизу на определение резистентности, не должны допускаться к промышленному производству из-за высокого риска передачи ARG внутри кишечного микробиома.
Ученым ТГУ удалось найти лактобактерию, у которой отсутствие резистентности к антибиотикам подтверждено методами молекулярно-генетического анализа. Микроорганизм, за которым биологи «охотились» два года по всей стране, был найден 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 в новом проекте выступают пять штаммов «чистой» лактобактерии. Задача учёных – проверить влияние каждого из штаммов в отдельности на микробиом мухи-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.
Недорогое содержание дрозофилы даёт учёным возможность провести эксперименты на большом количестве особей и сделать широкую выборку, что обеспечит объективность полученных данных.
В ходе экспериментов в корм 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.
Вместе с тем будут изучены такие пробиотические характеристики штаммов, как 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 учёными 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.
Добавим, что результаты проекта «Пробиотические свойства свободных от устойчивости к антибиотикам Lacticaseibacillus paracasei, выделенных из ферментированного верблюжьего молока» (№ 25-24-00493), реализуемого при поддержке РНФ, учёные представят через два года.
Фото пресс-службы ТГУ и из архива ученых БИ ТГУ
