Am izolat bacterii lactice (LAB) de ani de zile din diverse surse, inclusiv oameni, animale, plante și produse alimentare. Aceste colecții de microorganisme Benebios Microorganisms (BM) cuprind peste 500 de tulpini, cu potențial probiotic dezvăluit din screening-ul lor inițial. În acest studiu, am ales patru tulpini comensale umane derivate din probe fecale și le-am studiat în detaliu (tabelul 1). Cele examinate în mod special au fost două tulpini Lactobacillus reuteri (BM36301 și BM36304), o tulpină L. gasseri (BM33601) și o tulpină Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BM10307).
Am examinat bacteriile în ceea ce privește calificarea lor generală ca probiotice (tabelul 1). În primul rând, aceste tulpini BM au prezentat rezistență la acizi (pH 2,5) și la sărurile biliare (0,3 %), demonstrând un interval de supraviețuire de 43 % până la 98,5 % după un tratament de 1 h la 37 °C, care sunt scoruri rezonabil de ridicate . În continuare, am testat activitățile antimicrobiene împotriva bacteriilor enterice. În timp ce L. gasseri BM33601 a prezentat o inhibiție minimă a tulpinii tester E. coli, toate celelalte au format zone inhibitoare distincte (la o distanță de 0,5-3 mm de marginile LAB). Aceste efecte inhibitorii sunt cauzate, de obicei, de bacteriocine, acizi organici (acid lactic sau acid acetic), peroxid de hidrogen sau etanol din LAB . În cele din urmă, am analizat capacitatea lor de a se lega de celulele epiteliale intestinale umane (IEC) in vitro. În acest scop, am cultivat celule canceroase de colon uman, HT-29, pe film de acoperire timp de 15 zile și am aplicat culturi vii de LAB pe acestea timp de 1 oră (Metode). După o spălare extensivă, celulele bacteriene rămase au fost vizualizate prin colorare Gram pentru a fi numărate la microscop . Tulpinile L. reuteri BM36301 și BM36304 au prezentat scoruri de retenție ridicate (5,5-7,4 bacterii pe HT-29), în timp ce L. gasseri BM33601 a avut scoruri moderate (1,7 bacterii pe HT-29) și B. animalis subsp. lactis BM10307 a avut scoruri scăzute (0,3 bacterii pe HT-29). O aderență mai puternică a LAB la IECs este deosebit de importantă, deoarece acestea trebuie să rămână în stratul de mucoasă intestinală suficient de mult timp pentru ca beneficiile să își facă efectul asupra gazdei . Din aceste experimente primare, cele două tulpini L. reuteri au dezvăluit un potențial mai mare ca probiotice de calitate.
Reglarea producției de TNF-α de către bacteriile lactice in vitro
Am urmărit să depistăm LAB pentru potențialul lor de a suprima inflamația intestinală. În acest scop, am adaptat un sistem de cultură tisulară in vitro în care celulele mieloide umane (THP-1) secretă TNF-α la activarea receptorilor lor Toll-like (TLR) de către lipopolizaharida bacteriană (LPS) . În primul rând, am verificat că celulele THP-1 de 5 × 104 în 1 ml de cultură tratate cu LPS la o doză de 150 ng/ml timp de 3,5 h au dus, de obicei, la o producție de 200-300 pg/ml TNF-α (Fig. 1a, benzile 1 și 2). În continuare, am colectat supernatantele culturilor bacteriene cultivate timp de 24 h, le-am uscat în vid și am reconstituit mediul condiționat (CM) (Metode). Acest CM conține activități complexe atât pentru a suprima cât și pentru a induce TNF-α, în funcție de LAB și de condițiile de cultură . Într-adevăr, am observat o ușoară producție de TNF-α de către CM de la BM36304 și BM36301 fără LPS, dar această cantitate a fost mai mică de 20 % din inducția stimulată de LPS (datele nu sunt prezentate). În cele din urmă, am adăugat fiecare CM până la 5 % din cultura THP-1 (v/v) în prezența LPS (Fig. 1a, benzile 3-6). Producția de TNF-α cu LPS (208 ± 49 pg/ml, banda 2) a fost suprimată până la 40 % cu CM din L. reuteri BM36301 (90,90 ± 49,3 pg/ml, banda 3) și până la 52 % cu CM din B. animalis subsp. lactis BM10307 (118,8 ± 19,0 pg/ml, banda 6). Pentru scopurile noastre de screening, am considerat ca fiind antiinflamatoare suprimarea expresiei TNF-α aproape sau mai puțin de 50 % de către tratamentul cu LPS. Cu toate acestea, CM din L. reuteri BM36304 și L. gasseri BM33601 nu au fost capabile să suprime producția de TNF-α până la acest punct. Am verificat această activitate inertă prin prepararea acestor CMs în diferite condiții de cultură (datele nu sunt prezentate).