Διερεύνηση των χαρακτηριστικών της κυτταρικής επιφάνειας και της ανοσοτροποποιητικής δράσης πιθανών προβιοτικών στελεχών του γένους Lactobacillus
Creators: name: Κωνσταντινίδης, Δημήτριος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Ανοσοτροποποίηση
Προβιοτικά
Ραχιαίος αεροθύλακας
Immunomodulatory
Probiotics
Dorsal air pouch

description: Ο γαστρεντερικός σωλήνας του ανθρώπου αποτελεί ένα πολυσύνθετο όργανο, οι λειτουργίες του οποίου το καθιστούν ένα από τα πλέον εκτεθειμένα όργανα, καθώς καθημερινά έρχεται σε επαφή με χιλιάδες μόρια τροφής και αντιγόνα των μικροοργανισμών του περιβάλλοντος. Παράλληλα, ο γαστρεντερικός σωλήνας συνιστά ένα πολύπλοκο οικοσύστημα όπου ζουν εκατομμύρια συμβιωτικοί μικροοργανισμοί, γνωστοί ως γαστρεντερική μικροχλωρίδα. Επομένως είναι απαραίτητη η ύπαρξη ενός σύνθετου αμυντικού μηχανισμού ο οποίος προστατεύει τον οργανισμού από την εγκατάσταση μολύνσεων, παρεμποδίζει την έναρξη ανοσοαποκρίσεων σε μη παθογόνα τροφικά αντιγόνα και διασφαλίζει την ομαλή συμβίωση με τη φυσιολογική μικροχλωρίδα. Ως προβιοτικοί χαρακτηρίζονται οι ζωντανοί μικροοργανισμοί που ασκούν ευεργετική δράση στην υγεία του ξενιστή, όταν καταναλωθούν σε κατάλληλες ποσότητες. Οι ευεργετικές ιδιότητες χαρακτηρίζουν συγκεκριμένα βακτηριακά στελέχη και δεν μπορούν να γενικευθούν σε επίπεδο γένους ή είδους. Τα στελέχη του γένους Lactobacillus που απομονώνονται από το γαστρεντερικό σωλήνα του ανθρώπου και από ζυμωμένα γαλακτοκομικά προϊόντα, αναγνωρίζονται γενικά ως ασφαλή και αποτελούν τους κυριότερους εκπροσώπους προβιοτικών μικροοργανισμών. Η επιλογή των πιθανών προβιοτικών στελεχών του γένους απαιτεί επίπονες και χρονοβόρες δοκιμές σε πειραματόζωα, καθώς και τον προσδιορισμό ενός μεγάλου αριθμού ανοσοβιολογικών παραμέτρων στο γαστρεντερικό σωλήνα. Ωστόσο σε προηγούμενα πειράματα του εργαστηρίου το μοντέλο του ραχιαίου αεροθύλακα καθιερώθηκε ως ένα αποτελεσματικό in vivo μοντέλο για τον ταχύ διαχωρισμό και την επιλογή υποψήφιων προβιοτικών στελεχών με ανοσοτροποποιητική δράση. Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτέλεσε η περεταίρω in vitro διερεύνηση των προβιοτικών ιδιοτήτων 6 υποψήφιων προβιοτικών στελεχών του γένους Lactobacillus, που απομονώθηκαν από τυρί Μελίχλωρο. Τα στελέχη αυτά είχαν χαρακτηριστεί ως υποψήφια προβιοτικά σε προηγούμενα πειράματα με βάση τις τεχνολογικές τους ιδιότητες. Αναλυτικότερα, διερευνήθηκαν τα χαρακτηριστικά της κυτταρικής επιφάνειας (η ιδιότητα της αυτοσυσσωμάτωσης, η υδροφοβία της κυτταρικής επιφάνειας, η παραγωγή εξωπολυσακχαριτών, η παρουσία των πρωτεϊνών της κυτταρικής επιφανειακής S-στιβάδας) και ανιχνεύθηκαν τα γονιδίων της κυτταρικής επιφάνειας mub, fbp και του γονιδίου της υδρολάσης χολικών αλάτων bsh. Όλα τα υπό διερεύνηση στελέχη διέθεταν σε διαφορετικό βαθμό τα επιθυμητά χαρακτηριστικά της κυτταρικής επιφάνειας. Τα στελέχη Α6, Β1 και C2 που διέθεταν σε ικανοποιητικό βαθμό τις περισσότερες από τις in vitro ιδιότητες που εξετάστηκαν χορηγήθηκαν στη συνέχεια στο μοντέλο του ραχιαίου αεροθύλακα, με σκοπό τον προσδιορισμό της ανοσοτροποπιητικής τους δράσης. Χορήγηση των στελεχών αυτών οδήγησε στη συσσώρευση μεγάλου αριθμού ΠΜΠ κυττάρων στον αεροθύλακα τα οποία εμφάνιζαν αυξημένη φαγοκυτταρική ικανότητα. Τα παραπάνω αποτελέσματα ενισχύουν το χαρακτηρισμό αυτών των στελεχών ως υποψήφια προβιοτικά.
description: The human gastrointestinal tract is a complex organ which is constantly exposed to numerous pathogens (food molecules or microorganisms) due to its functions. At the same time the gastrointestinal tract constitutes a complex ecosystem for millions of symbiotic microorganisms which are also known as intestinal microflora or microbiota. The human gastrointestinal tract is equipped with the proper defence mechanisms in order to fight infections, tolerate non pathogenic food pathogens and interact with the microbiota. Probiotics are living microorganisms which upon ingestion in adequate amounts confer health benefits to the host. However, these benefits cannot be extrapolated to other strains without experimentation. Lactobacillus strains isolated from the human intestinal tract and fermented dairy products are generally regarded as safe (GRAS) and have been extensively exploited for their probiotic properties. The selection of presumptive probiotic strains requires laborious and time-consuming tests in experimental animals as well as the identification of a large number of immunological parameters in the gastrointestinal tract. In previous studies of our laboratory the dorsal airpouch was validated as an effective in vivo model for the selection of probiotic strains with immunomodulatory activity. Aim of the present study was to further identify in vitro probiotic properties of 6 presumptive probiotic Lactobacillus strains isolated from Melichloro cheese. These strains had been characterized as potential probiotics based on their in vitro technological properties. For this purpose, certain cell surface traits were determined: autoaggregation ability, hydrophobicity, the production of exo-polysaccharides (EPS) and the presence of cell surface-layer proteins (S-layer proteins). Moreover, the presence of the genes: mucus binding protein, fibronectin binding protein and bile salt hydrolase was detected. All six Lactobacillus strains exhibited the examined cell surface traits in different degree. The three strains (A6, B1, C2) that exhibited the best traits were administrated to the dorsal airpouch model, in order to examine their immunomodulatory activity in vivo. Administration of these strains to the dorsal airpouch led to the assimilation of PMP cells which exhibited increased ex vivo phagocytic activity. The results of this study reinforce the probiotic characterization of the Lactobacillus strains.