[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

SI24570A - Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba - Google Patents

Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba Download PDF

Info

Publication number
SI24570A
SI24570A SI201300443A SI201300443A SI24570A SI 24570 A SI24570 A SI 24570A SI 201300443 A SI201300443 A SI 201300443A SI 201300443 A SI201300443 A SI 201300443A SI 24570 A SI24570 A SI 24570A
Authority
SI
Slovenia
Prior art keywords
strain
strains
lactobacillus
glucose
lactose
Prior art date
Application number
SI201300443A
Other languages
English (en)
Inventor
Helena Šeme
Štefan Fujs
Krešimir Gjuračić
Hrvoje Petković
Gregor Kosec
Mateja Štempelj
Karmen Švigelj
Tone Strnad
Original Assignee
Medis D.O.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medis D.O.O. filed Critical Medis D.O.O.
Priority to SI201300443A priority Critical patent/SI24570A/sl
Priority to EP14836985.3A priority patent/EP3092320B1/en
Priority to US15/105,876 priority patent/US10098916B2/en
Priority to CA2934871A priority patent/CA2934871A1/en
Priority to PCT/SI2014/000079 priority patent/WO2015099617A1/en
Publication of SI24570A publication Critical patent/SI24570A/sl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/66Microorganisms or materials therefrom
    • A61K35/74Bacteria
    • A61K35/741Probiotics
    • A61K35/744Lactic acid bacteria, e.g. enterococci, pediococci, lactococci, streptococci or leuconostocs
    • A61K35/747Lactobacilli, e.g. L. acidophilus or L. brevis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • A23K10/16Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions
    • A23K10/18Addition of microorganisms or extracts thereof, e.g. single-cell proteins, to feeding-stuff compositions of live microorganisms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/135Bacteria or derivatives thereof, e.g. probiotics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P1/00Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2400/00Lactic or propionic acid bacteria
    • A23V2400/11Lactobacillus
    • A23V2400/169Plantarum
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K2035/11Medicinal preparations comprising living procariotic cells
    • A61K2035/115Probiotics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/225Lactobacillus
    • C12R2001/25Lactobacillus plantarum

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Fodder In General (AREA)

Abstract

Ta izum predstavlja nove seve iz rodu Lactobacillus, ki se lahko uporabljajo za izdelavo farmacevtskih proizvodov s probiotičnimi lastnostmi za uporabo v humani ali veterinarski medicini. Sevi tega izuma imajo metabolične funkcije in so posebej primerni za zdravljenje motenj, povezanih z laktozno malabsorpcijo in intoleranco, fruktozno malabsorpcijo in intoleranco ter napenjanjem.

Description

Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba
Tehnično področje
Predloženi izum se nanaša na področja medicine, mikrobiologije in prehrane, in še zlasti na nov probiotični sestavek. Izolirani so bili novi sevi rodu Lactobacillus, ki so kombinirani v formulaciji, uporabni pri zdravljenju laktozne malabsorpcije in intolerance, fruktozne malabsorpcije in intolerance ter napenjanja.
Tehnični problem
Tehnični problem, ki ga rešuje predlagani izum, je uporaba novih sevov rodu Lactobacillus za zdravljenje laktozne malabsorpcije in intolerance, fruktozne malabsorpcije in intolerance ter napenjanja. Sevi po tem izumu porabljajo fruktozo, laktozo in rafinozo, pri tem pa ne proizvajajo plina. Poleg tega so mutanti enega od sevov tega izuma odporni na 2-deoksiglukozo in sposobni porabljati fruktozo, laktozo in rafinozo ob prisotnosti glukoze, ko je v gojišču prisotnih več sladkorjev.
Stanje tehnike
Mlečnokislinske bakterije so Gram pozitivne, nesporogene bakterije, tolerantne na kisel pH s fakultativno anaerobnimi lastnostmi. So heterogena skupina bakterij, ki so naravno prisotne v s hranili bogatih okoljih. Njihova učinkovita uporaba hranil in proizvajanje mlečne kisline med rastjo sta pomembni selektivni prednosti. Mnoge vrste se uporabljajo za proizvodnjo in konzerviranje fermentirane krme in hrane, vendar so tudi pogoste med bakterijsko populacijo prebavil ljudi in živali. Med mlečnokislinskimi bakterijami je rod Lactobacillus največji in obsega več kot 190 vrst, čeprav število novo odkritih vrst še vedno narašča. Pojavljajo se v obliki paličastih ali okroglih bakterij, ki imajo v genomu delež gvaninskih in citozinskih prostankov običajno pod 50 %. Na splošno so najbolj kislinsko tolerantni mikroorganizmi med mlečnokislinskimi bakterijami in so zato terminatorji spontanih mlečnokislinskih fermentacij, kot sta silaža ali rastlinska fermentacija. Glede na presnovo jih lahko razdelimo v tri skupine. Prva skupina so obligatno homofermentativni laktobacili, ki proizvajajo mlečno kislino kot primarni stranski produkt fermentacije ogljikovih hidratov. Ti ne morejo fermentirati pentoze in glukonata in ne proizvajajo CO2. Druga skupina so fakultativno heterofermentativni laktobacili, ki ne proizvajajo CO2 iz glukoze, saj uporabljajo isto presnovno pot kot homofermentativni laktobacili, vendar pa lahko proizvajajo CO2 iz glukonata. So edina skupina, ki lahko fermentirajo pentozo v mlečno in ocetno kislino. Tretja skupina so obligatno heterofermentativni laktobacili, ki proizvajajo CO2 pri fermentaciji glukoze in glukonata, ne morejo pa fermentirati pentoze. Prav tako pri fermentaciji glukoze proizvajajo mlečno kislino, pa tudi druge produkte, kot so ocetna kislina, etanol in ogljikov dioksid. Lactobacillus plantarum je bil eden prvih, ki je bil taksonomsko opisan v rodu in spada v skupino fakultativnih heterofermentativnih predstavnikov rodu Lactobacillus. Vrsto pogosto najdemo v rastlinskih materialih, pa tudi v mlečnih izdelkih, debelem črevesu, odplakah in mnogih drugih okoljih. Ta fleksibilnost tudi pomeni, da je vrsta gensko in fenotipsko heterogena z enim od največjih genomov v skupini mlečnokislinskih bakterij. Najrazličnejši sevi Lactobacillus imajo dolgo zgodovino očitno vame uporabe. Zato ima celotna taksonomska enota Lactobacillus GRAS (generally recognised as safe - splošno priznane kot vame) ali QPS (qualified presumption of safety - domnevno vame) status, zaradi česar se sevi Lactobacillus lahko uporabljajo v prehranski industriji in femientaciji krme ter zaradi pozitivnega učinka na prebavni sistem tudi kot probiotiki. Probiotiki so opredeljeni kot živi mikroorganizmi, ki, če jih uporabimo v ustreznih količinah, prinašajo ugoden vpliv na gostitelja. Nekateri od teh ugodnih učinkov so uravnavanje črevesne mikrobiote, stimulacija imunskega sistema, zmanjšanje tveganja za nekatere bolezni in zmanjšanje simptomov laktozne intolerance in drugih malabsorpcij. Zaželeno je, da ima probiotik sposobnost vezave na črevesni epitelij, in je zaradi tega lahko prisoten v črevesu daljše časovno obdobje. Veliko prehranskih sladkorjev se ne absorbira učinkovito iz človeškega črevesa v
krvni obtok. Neabsorbirani sladkorji se nato razgradijo v debelem črevesu, kar vodi do proizvodnje velikih količin plinov, ki lahko povzročijo simptome: bolečino, napihnjenost, napenjanje in drisko. V primeru številnih rastlinskih oligosaharidov (npr. rafinoza) je to posledica naravne nezmožnosti človeškega prebavnega sistema za prebavo teh sladkorjev. Oligosaharidi so sestavljeni iz 3 do 10 monosaharidov, povezanih z alfa-galaktozidno vezjo in so pogosto vezani na beljakovine ali lipide. Bakterije lahko prebavijo te oligosaharide, ker imajo encim alfa- galaktozidazo, ki razgradi polisaharide v monosaharide. Manjše enote se lahko absorbirajo v človeškem prebavnem traktu. Po drugi strani pa je malabsorpcija definirana kot pomanjkljiva ali neustrezna absorpcija hranil iz prebavnega trakta. Incidenca za malabsorpcijo fruktoze je v Evropi 30 do 40 % in je črevesna nepravilnost, pri kateri imajo enterociti tankega črevesa okvarjene prenašalce fruktoze. Rezultat je povečana koncentracija fruktoze v celotnem črevesu, ki vodi k povečanju osmotskega tlaka in zmanjšani absorpciji vode. Črevesne bakterije prebavijo fruktozo v vodik, ogljikov dioksid in metan. Nenormalen porast vodika je mogoče zaznati z vodikovim dihalnim testom. Simptomi za fruktozno malabsorpcijo so napihnjenost, bolečine v trebuhu, krči, napenjanje in driska. Simptomi laktozne intolerance (laktozne malobsorbcije) so enaki kot pri fruktozni malabsorpciji, zato je tudi postopek za odkrivanje enak. Laktozna intoleranca je nesposobnost prebave laktoze zaradi nezadostne količine črevesne laktaze v odrasli dobi. Ta je redko absolutna in se lahko razlikuje med posamezniki. Neprebavljena laktoza potuje v debelo črevo, kjer jo prebavijo bakterije debelega črevesa, ki pri tem proizvajajo plin - glavni razlog za napenjanje in bolečine v želodcu.
EP0554418 razkriva sev Lactobacillus plantarum 299v, ki ima sposobnost kolonizacije in naselitve črevesne sluznice, kar dokazuje uporabnost L. plantarum kot sestavni del probiotičnih pripravkov.
WO2011/092261 razkriva več sevov Lactobacillus, vključno z Lactobacillus plantarum CECT 7485 in CECT 7484, ki sta učinkovita pri zdravljenju vnetja črevesa, npr. za zdravljenje simptomov običajno značilnih za vnetne črevesne bolezni • · · ·
(inflammatory bowel disease - IBD) in sindrom razdražljivega črevesa (irritable bowel syndrome - IBS). Ti sevi imajo tudi druge koristne lastnosti, zaradi katerih so primerni za uporabo v probiotičnih pripravkih, kot so neodpornost na antibiotike, odpornost na pogoje v gastrointestinalnem okolju in vezava na črevesni epitelij.
EP1268808 razkriva sev Lactobacillus casei z okvarjeno regulacijo ogljikovega katabolizma, ki se uporablja za fermentacijo hrane in krme. Ta sev je odporen na 2dezoksiglukozo, ki mu omogoča, da lahko hkrati porablja različne vire ogljika.
EPI 374878 razkriva metodo za preprečevanje ali lajšanje simptomov malabsorpcije z uživanjem prehranskega dopolnila, ki vsebuje bakterijske celice. Prehransko dopolnilo vsebuje vsaj 106 metabolno aktivnih celic rodu Propionibacterium, vsaj 0,5 g prebiotika in/ali vsaj 106 metabolno aktivnih homofermentativnih celic rodu Lactobacillus in/ali vsaj 106 metabolno aktivnih celic rodu Bifidobacterium.
V raziskavi Rampengan et al (Southeast Asian J Trop Med Pub Health, 2010, 41: 474 - 481) so opazili podobno učinkovitost živih ali mrtvih probiotikov pri otrocih z laktozno intoleranco. Ko so uživali probiotike dva tedna, se je vodik v izdihanem zraku zmanjšal.
V drugi raziskavi, ki so jo izvedli Di Stefano et al (J Ciin Gastroenterol., 2004, 38 Suppl: S102-103), so proučevali vpliv probiotika Lactobacillus rhamnosus LGG na funkcionalno napihnjen trebuh. LGG se je pokazal kot bolj učinkovit od placeba pri zmanjševanju resnosti simptomov.
V raziskavi Nobaek et al (Am J Gastroenterol. 2000, 95: 1231-1238) so primerjali bolnike s sindromom razdražljivega črevesa, pri čemer je ena skupina štiri tedne prejemala Lactobacillus plantarum 299v DSM 9843, druga pa placebo. Vetrovi so se hitro in signifikantno zmanjšali v testni skupini, kije prejemala probiotični sev. Po 12
mesečnem obdobju spremljanja je testna skupina ohranila boljšo splošno prebavno funkcijo kot bolniki kontrolne skupine.
Nadalje WO2011/095339 razkriva sestavek za lajšanje simptomov laktozne intolerance, ki vsebuje encim laktazo in seve rodu Lactobacillus, ki vsebujejo laktazo. Še v enem primeru, W02008/001676 razkriva mlečnokislinske bakterije, ki so sposobne omiliti laktozno intoleranco. Izbrane bakterije so imele izboljšano lastnost pritrjevanja na enterocite in izboljšano encimsko aktivnost razgradnje laktoze od drugih mlečnokislinskih bakterij, ki spadajo v rod Lactobacillus.
Vendar pa sev iz rodu Lactobacillus, ki lahko hitro porablja ogljikove hidrate - kot so fruktoza, laktoza in rafinoza in so najpogosteje odgovorni za napenjanje - in pri tem ne proizvaja plina ter je primeren za pripravo probiotičnih sestavkov, doslej še ni bil opisan. Izkoriščanje teh presnovnih zmogljivosti sevov Lactobacillus (npr. poraba izbranih sestavin živil in njihova pretvorba v biomaso ali končne produkte, ki nimajo zdravju škodljivih lastnosti), zaradi katerih imajo zdravju koristne lastnosti, doslej še ni bilo predlagano. Tako trenutno uporabljeni probiotični pripravki in sevi, ko prispejo v črevesje, ne zmanjšujejo simptomov laktozne intolerance ali fruktozne malabsorpcije ali napihnjenosti na način, da bi porabljali fruktozo, laktozo in rafinozo in bi jih pretvorili v neplinaste metabolite.
Povzetek izuma
Ta izum predstavlja seve Lactobacillus, ki v prisotnosti bodisi fruktoze, laktoze ali rafinoze, ki predstavljajo nadomestek za enako maso glukoze v standardnem MRS mediju, rastejo z vsaj 0,7-kratnikom hitrosti rasti, ki jo dosežejo, če je v mediju prisotna glukoza.
• ·
........ ··· ’
Poleg tega sevi tega izuma rastejo v MRS mediju, ki vsebuje 25% peptona in kvasnega ekstrakta, s hitrostjo rasti, kije vsaj 0,7-kratnik hitrosti rasti, ki jo dosežejo v standardnem MRS mediju.
Poleg tega pri gojenju seva v MRS mediju ne pride do proizvodnje plina.
V nadaljnjem vidiku predloženega izuma, sevi Lactobacillus ne rastejo v prisotnosti antibiotikov ampicilina (več kot 4 mg/1), gentamicina (več kot 32 mg/1), kanamicina (več kot 64 mg/1), streptomicina (več kot 64 mg/1), eritromicina (več kot 1 mg/1), klindamicina (več kot 1 mg/1), tetraciklina (več kot 32 mg/1), kloramfenikola (več kot 8 mg/1) ali kinupristina + dalfopristina (več kot 4 mg/1) na agar ploščah, ki vsebujejo 90 % Mueller Hinton agarja (0,2 % govejega ekstrakta, 1,75 % kislinskega pripravka kazeina, 0,15 % škroba, 1,7% agarja) in 10 % MRS agarja s pH = 6,7.
Ta izum se nanaša predvsem na nov sev Lactobacillus, ki je bil 17. oktobra 2013 shranjen v skladu z Budimpeškim sporazumom v zbirko mikroorganizmov pri Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, InhoffenstraBe 7 B, 38124 Braunschweig, Germany, pod številko depozita DSM 27870. To je Lactobacillus plantarum DSM 27870, v nadaljevanju imenovan tudi KR6 in Lactobacillus plantarum KR6.
Ta izum se nanaša tudi na potomce seva Lactobacillus plantarum DSM 27870, pridobljene z metodami klasične selekcije, po možnosti ob pomoči mutageneze, ali metodami metabolnega inženiringa.
V eni izvedbi imajo sevi pričujočega izuma dodatno značilnost, in sicer so odporni na 2-deoksiglukozo. Ti sevi so zlasti koristni, ker nimajo katabolne represije z glukozo, zato porabljajo velike količine laktoze, fruktoze ali rafmoze iz gojišča, v katerem je prisotna tudi glukoza.
V tem primeru se ta izum nanaša na potomce Lactobacillus plantarum DSM 27870, ki jih je mogoče dobiti s postopki klasične mutageneze in selekcije ali z metodami genskega inženiringa. Še posebej, ta izum se nanaša na sev Lactobacillus, ki je bil 30. oktobra 2013 shranjen v skladu z Budimpeškim sporazumom v zbirko mikroorganizmov pri Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, InhoffenstraBe 7 B, 38124 Braunschweig, Germany, pod številko depozita DSM 26329. To je Lactobacillus plantarum DSM 26329, v nadaljevanju imenovan tudi MP2026 in Lactobacillus plantarum MP2026.
V enem vidiku se izum nanaša na sestavek, ki vsebuje vsaj enega od navedenih sevov ali njihovih analogov ali njihovih funkcionalno enakovrednih sevov, in po potrebi druge sestavine ali dodatke. Poleg tega se lahko sestavek uporablja za pripravo farmacevtskega proizvoda za humano ali veterinarsko uporabo, prednostno za zdravljenje laktozne intolerance in malabsorpcije, fruktozne intolerance in mal absorpcij e ter napenjanja.
Farmacevtski proizvodi vsebujejo učinkovito količino sestavka, skupaj z ustreznimi količinami farmacevtskih ali veterinarsko sprejemljivih pomožnih snovi. V zvezi s tem se lahko farmacevtski proizvod pripravi v katerikoli primerni obliki, ki nima negativnega vpliva na biološko razpoložljivost sevov v sestavku izuma. Tako lahko sestavek izuma formuliramo za oralno uporabo, na primer v obliki liofiliziranega prahu, kapsul, tekoči pripravki, itd. Izbiro pomožnih snovi in najprimernejših metod za formulacijo lahko izvede strokovnjak s tega področju, pri čemer je potrebno upoštevati namen sestavka. Zaželena je peroralna uporaba sestavka, vendar pa je lahko uporaba tudi rektalna, topična, enteralna ali kot injekcija.
Koristne lastnosti farmacevtskih sestavkov, ki vsebujejo vsaj enega od navedenih sevov, se lahko z dodajanjem drugih probiotičnih sevov še povečajo.
Mnogi probiotiki se uporabljajo za proizvodnjo hrane ali krme, zato je nadaljnji pomemben vidik tega izuma zagotavljanje takšne sestave človeške hrane ali živalske krme, ki vsebuje vsaj enega od navedenih sevov ali njihovih analogov ali njihovih funkcionalno ekvivalentnih sevov.
Pri pripravi takšne hrane ah krme proizvajalci običajno uporabljajo tako imenovane starter kulture, pri čemer se kulture uporabljajo za obdelavo hrane in krme. Starter kulture se pogosto uporabljajo v mlekarski industriji. Značilno je, da starter kulture dajo posebne lastnosti različni hrani ah krmi. Tako je nadaljnji aspekt predloženega izuma sestavek starter kulture, ki vsebuje vsaj enega od navedenih sevov ah njihovih analogov ah njihovih funkcionalno ekvivalentnih sevov, prednostno vsebuje sestavek starter kulture žive celice s koncentracijo v območju od 104 do 1014 CFU na gram pripravka.
Opis izuma
Sevi rodu Lactobacillus se enostavno izolirajo iz različnih virov, kot so živalsko črevesje, koža ah blato, tradicionalna živila rastlinskega ah živalskega izvora, itd. Običajno so presnovne poti izoliranih sevov optimizirane na učinkovito porabo virov ogljika, prisotnih v njihovem okolju. Presenetljivo, iz kisle repe smo izolirali sev Lactobacillus, ki je sposoben porabljati sladkorje iz različnih virov, na primer fruktozo iz sadja, laktozo iz mleka in rafinozo iz zelenjave, in sicer vse zelo učinkovito. Ta izum se torej nanaša na nove seve Lactobacillus, ki imajo sposobnost porabljati fruktozo, laktozo in rafinozo enako hitro, kot porabljajo glukozo, pri čemer poraba omenjenih sladkorjev ne vodi do proizvajanja večjih količin plina.
Postopek izolacije omenjenih sevov Lactobacillus je bil izveden na naslednji način: tekočina iz kisle repe je bila večkrat zaporedoma razredčena in nalita na MRS agamo ploščo. Posamezna kolonija je bila pridobljena, gojena v tekočem MRS mediju in nato kultura shranjena v 30 % glicerolu (glej Primer 1 in Primer 2). Kulture novo izoliranih sevov kot tudi nekateri komercialno razpoložljivi probiotični sevi so bili z uporabo
Durhamovih cevk testirani na proizvajanje plina med gojenjem v tekočem MRS mediju (glej Primer 3).
Kulture, za katere je bilo ugotovljeno, da ne proizvajajo velikih količin plina, so bile nadalje gojene v MRS mediju z 2% glukoze, kot tudi v različicah MRS medijev, v katerih je bila glukoza nadomeščena z 2 % fruktoze, laktoze ali rafinoze in v različici medija, kjer je bila namesto glukoze dodana voda (glej Primer 4). Gojenje je bilo izvedeno v plošči s 96 vdolbinami pri 37° C pod mikroaerobnimi pogoji, optična gostota kulture pa je bila izmerjena s spektrofotometrom pri valovni dolžini 600 nm (OD600). Kulture, pri katerih je bilo povečanje OD600 v prisotnosti fruktoze, laktoze ali rafinoze primerljivo s povečanjem v prisotnosti glukoze, so bile izbrane za nadaljnje testiranje. Za primemo hitrost rasti smo smatrali, če je bila hitrost rasti ob prisotnosti fruktoze, laktoze in rafinoze vsaj 0,7-kratnik glede na hitrost rasti ob prisotnosti glukoze (Preglednica 1). Dodatno so bili sevi tudi gojeni v spremenjenem MRS mediju s 25 % dušikom (0,25 % peptona, 0,125 % kvasnega ekstrakta, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na-acetata, 0,2 % (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 · 7H2O, 0,005 % MnSO4 · H2O, 2 % glukoze, pH = 6,4). Prav tako je veljalo za ustrezno, če je hitrost rasti preučevanih sevov v mediju z minimalnim dušikom bila vsaj 0,7-kratnik hitrosti rasti v prvotnem MRS mediju, ker je znano, da je lahko koncentracija dušika v črevesu zelo nizka. Pomembno je, da je bil sev Lactobacillus plantarum KR6 DSM 27870 (takrat imenovan KR6) prepoznan kot eden od sevov z optimalno hitrostjo rasti na fruktozi (88% rasti na glukozi), laktozi (85 % rasti na glukozi) in rafinozi (77% rasti na glukozi), kot tudi pri nizki koncentraciji dušika (83,7 % hitrosti rasti v normalnem MRS). V nasprotju s tem je komercialno dostopen sev Lactobacillus plantarum 299v (EP0554418) pokazal majhno hitrost rasti na rafinozi (21% rasti na glukozi). Podobno je Lactobacillus plantarum B-4496 pokazal neoptimalno hitrost rasti na laktozi (v povprečju 55 % rasti na glukozi). Hitrosti rasti nekaterih že znanih in na novo izoliranih sevov v različnih medijih so predstavljene v Preglednici 1. Iz preglednice razberemo, da večina sevov ne raste vsaj na enem od testiranih sladkorjev. Med sevi, predstavljenimi v Preglednici 1, Lactobacillus plantarum KR6 kaže optimalno rast na fruktozi, laktozi in rafinozi, hkrati pa ima tudi druge ustrezne lastnosti probiotičnih sevov, ki so opisane v nadaljevanju.
V naslednjem koraku smo testirali kulture na preživetje v pogojih, ki spominjajo na prehod skozi človeški prebavni trakt (glej Primer 5). To je pomembna lastnost, v kolikor nameravamo uporabiti sev Lactobacillus kot probiotik. Sev Lactobacillus plantarum DSM 27870 (takrat imenovan KR6) je pokazal zadostno odpornost na razmere v človeškem prebavnem traktu.
Pomembno je, da sevi, ki se smejo kot probiotiki uporabljati za prehrano ljudi, nimajo genov za odpornost na antibiotike. Zato so bili v naslednji stopnji sevi, ki kažejo pozitivne lastnosti glede porabe sladkorjev, testirani na odpornost na izbrane antibiotike: ampicilin, gentamicin, kanamicin, streptomicin, eritromicin, klindamicin, tetraciklin, kloramfenikol in kinupristin + dalfopristin (glej Primer 6). Za sev Lactobacillus plantarum DSM 27870 (takrat imenovan KR6), je bilo ugotovljeno, da ni odporen na nobenega od omenjenih antibiotikov.
Za nadaljnjo karakterizacijo seva, imenovanega KR6, smo izolirali DNA genom (glej Primer 8) in analizirali zaporedje genoma po metodi 454 pyrosequencing. Na osnovi genskega zaporedja za 16S RNA je bil sev KR6 razvrščen v vrsto Lactobacillus plantarum (Primer 9).
Značilnost večine mikrobnih sevov je, da bodo v prisotnosti več hranil porabili skoraj izključno najprej tisto hranilo, ki jim je najljubše. Šele ko je najljubše hranilo porabljeno, bo kultura začela porabljati druga hranila. Najpogostejše najljubše hranilo mikroorganizmov je glukoza, kar velja tudi za Lactobacillus plantarum DSM 27870. Da bi izboljšali lastnosti Lactobacillus plantarum DSM 27870, smo v nadaljevanju želeli z mutiranjem sevov doseči, da le-ti ne bi prednostno porabljali glukoze, temveč bi v prisotnosti glukoze porabljali tudi fruktozo, laktozo in rafinozo. Zato smo v nadaljevanju pridobili mutirane seve, ki so bili odporni na 2-deoksiglukozo ter preverili, ali na 2-deoksiglukozo odporni mutanti porabljajo fruktozo, laktozo in rafinozo v MRS mediju, v katerem je poleg glukoze prisoten še eden izmed omenjenih treh sladkorjev (glej Primer 7). Sevi, ki so porabljali fruktozo, laktozo in rafinozo v MRS mediju, v katerem je bila prisotna tudi glukoza, so bili prepoznani, da imajo deregulirano katabolno represijo ogljika. Med temi mutanti je bil izbran sev Lactobacillus plantarum DSM 26329.
Jasno je, da lahko strokovnjak na tem področju z uporabo deponiranih sevov kot izhodnim materialom in uporabo konvencionalne mutageneze ali tehnike ponovne izolacije pridobi nadaljnje mutante ali njihove derivate, ki imajo enake ali izboljšane opisane relevantne lastnosti ali prednosti kot seva Lactobacillus plantarum DSM 27870 in Lactobacillus plantarum DSM 26329. Strokovnjak s tega področja bo tudi znal izbrati metode, podobne tistim v primerih opisanih spodaj, za določanje metabolnega potenciala mutiranih sevov in njihove primernosti za uporabo v pripravkih za probiotično uporabo.
Ko seve tega izuma ali sestavke, ki vsebujejo te seve ali proizvode, ki vsebujejo te seve, zaužijejo ljudje ali živali, ki se počutijo nelagodno ali imajo bolečine, ko zaužijejo hrano, ki vsebuje laktozo, fruktozo ali rafinozo, bodo neabsorbirane sladkorje delno porabili omenjeni sevi.
Iz zgoraj navedenega je razvidno, da se lahko seve tega izuma koristno uporabi pri pripravi sestavka, ki se lahko nadalje uporablja za pripravo farmacevtskih in veterinarskih proizvodov za zdravljenje laktozne intolerance in malabsorpcije, fruktozne intolerance in malabsorpcije in napenjanja.
Sestavek vsebuje učinkovito količino vsaj enega izmed sevov izuma ali njegovih analogov ali funkcionalno enakovrednih sevov, in po potrebi tudi druge sestavine in dodatke. Ta sestavek lahko uporabimo za pripravo farmacevtskih proizvodov za humano ali veterinarsko uporabo ali za pripravo hrane ali krme.
Farmacevtski proizvodi vsebujejo učinkovito količino sestavka, skupaj z ustreznimi količinami farmacevtskih ali veterinarsko sprejemljivih pomožnih snovi. V zvezi s tem se lahko farmacevtski proizvod pripravi v katerikoli primerni obliki, ki nima negativnega vpliva na biološko razpoložljivost sevov v sestavku izuma. Tako lahko sestavek izuma pripravimo za oralno uporabo, na primer v obliki liofiliziranega prahu, kapsul, tekočega pripravka, itd. Izbiro pomožne snovi in najprimernejših metod za formulacijo lahko izvede strokovnjak s tega področju, pri čemer je potrebno upoštevati namen sestavka. Zaželena je peroralna uporaba, vendar pa je lahko uporaba tudi rektalna, topična, enteralna ali kot injekcija.
Koristne lastnosti sestavkov, ki vsebujejo vsaj enega od navedenih sevov, se lahko z dodajanjem drugih probiotičnih sevov še povečajo.
Mnogi probiotiki se uporabljajo za proizvodnjo hrane ali krme, zato je nadaljnji pomemben vidik tega izuma zagotavljanje takšne sestave človeške hrane ali živalske krme, ki vsebuje vsaj enega od navedenih sevov ali njihovih analogov ali njihovih funkcionalno ekvivalentnih sevov. Prednostno lahko seve izuma ali sestavek izuma uporabljamo kot dodatek k običajni prehrani ali kot sestavino hranilno popolne človeške hrane ali živalske krme. Dozirna oblika je lahko tekoča ali trdna. V zadnjem primeru je lahko proizvod uprašen in v tabletah, granulah ali kapsulah ali preprosto zmešan z drugimi prehranskimi sestavinami, da dobimo funkcionalno živilo.
Sestavek človeške hrane ali živalske krme ali odmerek mora vsebovati vsaj enega izmed sevov tega izuma ali njihove analoge ali njihove funkcionalno enakovredne seve, kot je opisano zgoraj, tako da je količina vsakega od sevov, ki je na voljo za posameznika, okoli 1O3-1O14 CFU na dan, bolje 106-1013 CFU na dan, vključno 1081012 CFU na dan ali celo 109-10H CFU na dan. Ta količina je odvisna od posameznikove telesne teže in je prednostno okoli 109-1012 CFU / dan za ljudi in 1071O10 CFU / dan za živali. Razume se, daje količina odmerka za vsakega posameznega bolnika odvisna od številnih dejavnikov, vključno z aktivnostjo uporabljene specifične • · učinkovine, starostjo, telesno težo, splošnim zdravjem, spolom, prehrano, trajanjem uporabe, načinom uporabe, stopnjo izločanja, kombinacijo zdravil in resnostjo določene bolezni, za katero se zdravi bolnik.
Mikroorganizmi so vključeni v proizvodnjo hrane in krme, vključno v večino mlečnih izdelkov. Različne bakterijske kulture, še posebej bakterijske kulture, ki so navadno razvrščene med mlečnokislinske bakterije, so bistvenega pomena pri proizvodnji vseh fermentiranih mlečnih proizvodov, sirov in masla. Kulture teh mikroorganizmov se pogosto uvršča med starter kulture, ki opravljajo številne naloge in dajejo posebne značilnosti različnim mlečnim proizvodom. Da bi starter kultura opravila svoje naloge, je bistveno, da so v starter kulturi zadostne količine živih celic. Tako je ena izmed izvedb predloženega izuma sestavek starter kulture, ki vsebuje vsaj enega od navedenih sevov ali njihovih analogov ali funkcionalno enakovrednih sevov, prednostno kjer je koncentracija živih celic v sestavku starter kulture v območju od 104 do 1014 CFU na gram sestavka.
Starter kulture se navadno uporabljajo za proizvodnjo hrane ali krme, pri čemer se sestavek starter kulture dodaja začetnemu materialu prehranskega ali krmilnega proizvoda in se s tem ohranja inokulacija izhodiščnega materiala pod pogoji, v katerih je mlečnokislinska bakterija metabolično aktivna. Prednostno, prehranski proizvod je na osnovi mleka, kot so sir, jogurt, maslo ali fermentirano mlečni proizvodi, kot sta pinjenec ali jogurt.
Kratek opis risbe
Slika 1: Graf predstavlja spremembo optične gostote (OD) v odvisnosti od časa za sev KR6 v gojiščih na osnovi MRS, ki vsebujejo različne sladkorje ali so brez sladkorja. Dobljene krivulje hitrosti rasti kažejo primerljivo rast seva KR6 v različnih medijih.
Naslednji primeri so za ilustracijo in niso namenjeni omejevanju izuma.
Primeri
Primer 1: Gojenje sevov Lactobacillus
Za namene shranjevanja in priprave tekočih kultur je bil uporabljen MRS medij (1 % peptona, 1 % govejega ekstrakta, 0,5 % kvasnega ekstrakta, 2 % glukoze, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na-acetata, 0,2% (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 7H2O, 0,005 % MnSO4 · H2O, pH = 6,4). Shranjen sev Lactobacillus (1 % v / v) smo inokulirali in gojili 14 do 18 ur pri 37° C pod mikroaerofilnimi pogoji. Kulturo smo 5 minut centrifugirali pri 3000 vrtljajev/min. Supematant smo odstranili, ostanek pa smo resuspendirali v MRS s 30 % glicerolom in shranili pri -80° C.
Primer 2: Izolacija sevov Lactobacillus iz kisle repe
Tekočina kisle repe je bila uporabljena za serijske razredčitve v sterilni fiziološki raztopini. Razredčine smo nanesli na MRS agar plošče (1 % peptona, 1 % govejega ekstrakta, 0,5 % kvasnega ekstrakta, 2 % glukoze, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na-acetata, 0,2% (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 · 7H2O, 0,005 % MnSO4 · H2O,
1,5 % agarja, pH = 6,4) in inkubirali za 48 ur pri 37° C v plastični škatli z GENbox anaer (bioMerieux). Vse bele okrogle kolonije so bile precepljene do posameznih kolonij na sveži MRS agar plošči, s posameznimi kolonijami pa je bil nato inokuliran tekoči MRS medij. Celice za hranjenje smo pridobili s centrifugiranjem in resuspenzijo v MRS s 30 % glicerolom.
Primer 3: selekcija sevov na osnovi proizvodnje plina
Z uporabo Durhamovih cevk so bili sevi v času rasti najprej preizkušeni na proizvodnjo plina. Epruvete so bile napolnjene s 7 ml MRS medija. Durhamove cevke so bile vstavljene in sterilizirane. Durhamove cevke so se med sterilizacijo napolnile z medijem. Če so bakterije proizvajale plin v času rasti, se je mehurček plina ujel v
Durhamovi cevki. Seve smo inokulirali (1 % v / v) in po 12 do 18 urah preverili, ali proizvajajo plin. Zaželeno je bilo, da sevi med rastjo ne proizvajajo plina.
Primer 4: Izbor sevov glede na porabo sladkorjev in hitrost rasti pri pogojih nizke koncentracije dušika
Različne seve smo inokulirali (1 % v/v) v 15 ml epruvetah Falcon z 10 ml MRS medija, in jih preko noči inkubirali pri 37° C pod mikroaerofilnimi pogoji. Cevke smo centrifugirali in celični pelet resuspendirali v sterilni fiziološki raztopini. Spremenjen MRS medij (1 % peptona, 0,5 % kvasnega ekstrakta, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na-acetata, 0,2% (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 · 7H2O, 0,005 % MnSO4 · H2O, pH = 6,4) smo zmešali z različnimi sladkorji (2%). Uporabili smo glukozo, rafinozo, laktozo in fruktozo, za kontrolo pa smo sladkor nadomestili s sterilno vodo. Medij je bil razdeljen po plošči s 96 vdolbinami, in sicer 190 pl v posamezno vdolbino. Vsaka vdolbina je bila inokulirana z 10 μΐ prekonočne kulture v sterilni fiziološki raztopini. Mikrotitrske plošče so bile inkubirane pri 37° C, OD 600 nm pa smo merili vsako uro. Krivulje rasti smo narisali ter primerjali krivulje rasti na posameznem sladkorju (Slika
1). Zaželena je bila dobra rast na rafinozi, laktozi in fruktozi (Preglednica 1). Vsi sevi, ki so ob prisotnosti glukoze proizvajali pline in sevi, ki so neučinkovito porabljali sladkorje, so bili izločeni iz nadaljnjih testiranj.
Da bi testirali sposobnost testiranih sevov na hitro rast pri pogojih nizke koncentracije dušika, smo dodatno gojili seve pri pogojih z nizko koncentracijo dušika. Eksperiment je bil izveden tako, kot je opisano v prejšnjem odstavku, pri čemer smo uporabili modificiran MRS medij s 25% dušikom (0,25 % peptona, 0,125 % kvasnega ekstrakta, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na-acetata, 0,2% (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 · 7H2O, 0,005 % MnSO4 · H2O, 2 % glukoze, pH = 6,4). Rezultati so predstavljeni v Preglednici 1, stolpec 6 (25 % dušika).
Preglednica 1: Hitrost rasti različnih sevov v MRS mediju brez dodatka sladkorja, z
dodatkom fruktoze, rafinoze in laktoze (izraženo kot % hitrost rasti v mediju z glukozo) in pri pogojih nizke koncentracije dušika. Proizvajanje plina v času rasti ob prisotnosti glukoze je označeno kot: + proizvajanje plina, - ni proizvajanja plina).
Sev Brez sladkorja (%) Fruktoza (%) Rafinoza (%) Laktoza (%) 25% dušika (%) Proizvajanje plina med rastjo ob prisotnosti glukoze
Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB12 5,6 77,5 46,6 12,2 79,8
Bifidobacterium bifidum B-41410 8,1 93,5 11,7 56,4 66,3
Bifidobacterium breve B-41408 18,6 93,8 25,8 84,8 83,8
Bifidobacterium infantis B-41661 8,7 79,3 11,3 38,2 68,6
Bifidobacterium longum B-41409 10,1 89,7 15,4 27,9 71,3
Lactobacillus acidophilus B-4495 13,7 84,7 97,1 99,4 64,3
Lactobacillus acidophilus LA-5 26,9 53,9 49,2 91,5 35,9
Lactobacillus brevis B-3065 47,7 98,4 51,0 61,5 62,3 +
Lactobacillus casei subsp. casei B-441 105 91,9 18,5 29,8 76,3
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus B-548 9,6 88,8 14,5 50,2 69,5
Lactobacillus helveticus B-4526 40,8 82,3 38,4 74,4 85,8
Lactobacillus johonii B-2178 6,5 30,2 9,8 47,6 82,0
Lactobacillus paracasei sub. paracasei B-4560 17,1 91,3 23,2 78,9 84,6
Lactobacillus paracasei subsp. paracasei DSM 20207 17,7 89,8 22,5 81,4 67,1
Lactobacillus plantarum B-4496 14,8 72,0 87,7 54,6 89,7
c ·
Lactobacillus plantarum 299v 16,7 79,2 21,4 95,5 86,3
Lactobacillus reuteri DSM 20016 19,3 18,4 88,1 74,9 28,7 +
Lactobacillus reuteri Protectis 12,8 16,6 97,8 105,6 84,1 +
Lactobacillus rhamnosus B-442 18,8 92,3 24,3 80,5 72,1
Lactobacillus rhamnosus LGG 9,8 88,0 12,7 15,9 54,2
Lactobacillus sakei DSM 20100 44,5 72,4 49,7 44,6 37,1
Lactobacillus sakei DSM 20101 28,9 91,3 34,7 41,1 78,3
Lactobacillus salivarius subsp. salicinius B-1950 10,3 97,5 106,3 110,8 15,5
KZ1 9,9 89,1 13,7 15,4 64,0 -
KZ2 10,5 89,5 12,9 14,7 67,9 -
KZ3 13,7 65,7 21,6 68,4 70,9 -
KZ4 11,3 95,9 13,9 16,0 66,1 -
KZ,5 7,0 81,4 9,9 14,5 56,5 -
Lactobacillus casei KZ,6 8,5 87,5 20,6 18,6 62,1
KZ7 18,4 101,0 99,4 101,1 95,3 +
KZ,8 19,3 102,1 98,5 100,3 95,6 +
KZ,9 18,1 101,4 97,0 97,3 94,3 +
KZ,10 16,8 101,5 97,0 98,2 95,1 +
KRI 15,8 72,1 25,4 74,0 76,4 -
KR2 26,6 109,8 30,3 39,6 79,5 +
Lactobacillus plantarum KR3 8 62 54 93 56,5
KR4 56,5 152,0 58,0 59,1 51,2 +
KR5 20,0 95,3 20,7 21,3 71,2 +
Lactobacillus plantarum KR6 12,0 88,0 77,0 85,0 83,7
KR7 14,4 70,7 17,3 70,2 70,8 -
KR8 16,0 103,0 96,5 96,9 95,3 +
KR9 15,7 101,3 97,2 97,7 96,1 +
KR10 15,9 99,3 94,8 96,7 93,8 +
KR11 18,6 102,6 98,0 97,8 94,0 +
KRI 2 17,6 103,4 97,4 97,9 93,4 +
KM1 13,7 67,9 18,2 89,7 76,7 -
KM2 16,8 76,0 19,1 92,2 84,3 -
• ·
KM3 16,6 92,4 21,4 90,9 61,1 -
KM4 18,2 80,7 20,8 90,4 84,3 -
KM5 16,7 62,2 21,4 92,6 84,9 -
KM6 18,0 69,2 32,2 97,2 84,7 -
KM7 13,0 62,8 19,6 98,4 84,9 -
KM8 17,4 70,8 15,3 89,9 82,5 -
KM9 12,4 79,2 6,2 88,5 50,3 -
KM 10 13,5 96,7 6,2 91,9 54,2 -
KM 11 21,7 91,9 15,9 82,1 57,5 -
KM 12 14,9 86,0 14,6 13,7 79,7 +
Primer 5: Preživetje pri simuliranih želodčnih in črevesnih pogojih
Izvedli smo testiranje preživetja pri simuliranih želodčnih in črevesnih pogojih, da bi določili preživetje sevov pri prehodu skozi prebavni trakt. Prekonočne kulture (10 ml) smo centrifugirali (3000 vrtljaj e v/min, 3 min) in celice resuspendirali v 3 ml sterilne fiziološke raztopine. Z 1 ml te raztopine smo inokulirali 50 ml simuliranega želodčnega soka (125 mmol NaCI /1, 7 mmol KC1/1, 45 mmol/1, 3 g/1 pepsin) z različnimi pH vrednostmi (2,4, 3 ali 7). Vzorci so bili odvzeti po 0, 90 in 180 minutah po inkubaciji in serijsko razredčeni na MRS agarju. Po 3 urah smo s centrifugiranjem zbrali celice in jih resuspendirali v simulirani črevesni sok (0,1 % pankreatina, 0,3 % žolčnih soli, pH = 8). Vzorci so bili vzeti in prešteti na MRS agami plošči po 0, 90 in 180 minutah. Zaželeno je bilo dobro preživetje pri nizkem pH in v črevesnem soku.
Primer 6: Odpornost na antibiotike
Določene so bile minimalne inhibitome koncentracije (MIC) za antibiotike, kot jih zahteva EFSA (ampicilin (AM), gentamicin (GM), kanamicin (KM), streptomicin (SM), eritromicin (EM), klindamicin (CM), kloramfenikol (CL), kinupristin + dalfopristin (QDA) in tetraciklina (TC)). Najprej smo posušili agar plošče, sestavljene iz 90 % Mueller Hinton agarja (0,2 % govejega ekstrakta, 1,75 % kislinski hidrolizat kazeina, 0,15 % škroba, 1,7 % agar) in 10 % MRS agarja s pH = 6,7, ki vsebuje 25 ml medija v petrijevki (polmer 9 cm). Celice prekonočnih kultur smo zbrali s
centrifugiranjem in resuspendirali v sterilni fiziološki raztopini, da bi dosegli OD 600 nm okoli 0,3. Na vsako ploščo smo s sterilno bombažno blazinico nacepili 100 μΐ suspenzije. En E-Test® (bioMerieux) je bil nameščen na vsako ploščo. Plošče smo inkubirali 48 ur pri 37° C v anaerobnih pogojih in rezultate interpretirali v skladu z navodili proizvajalca (Preglednica 2). Vsi sevi, ki so bili odporni na vsaj en antibiotik, so bili izločeni iz nadaljnjih testiranj. Vsi rezultati so bili ponovno ovrednoteni. Sev KR6 je bil izbran za nadaljnjo mutagenezo in izboljšave.
Preglednica 2: Vrednosti minimalnih inhibitomih koncetracij (MIC) izbranih sevov. Vrednosti v krepkem tisku presegajo MIC vrednosti, ki jih določa EFSA (AM = 4 mg/1, GM = 32 mg/1, KM = 64 mg/1, SM = 64 mg/1, EM = 1 mg/1, CM = 1 mg/1, QDA = 4 mg/1, TC = 32 mg/1, CL = 8 mg/1) in se šteje, daje sev odporen. MIC za tetraciklin smo določili samo za neodporne seve.
vrsta sev Antibiotik
AM GM KM SM EM CM QDA TC CL
Lactobacillus plantarum KR6 0,19 2 64 64 0,25 0,38 0,75 24 6
Lactobacillus plantarum B-4496 0,19 2 64 64 0,5 0,25 0,5 12 4
Lactobacillus acidophilus B-4495 >256 1.5 32 8 0,047 2 0,5 0,5
Lactobacillus salivarius subsp. salicinius B-1950 0,125 4 >256 64 0,125 0,38 0,38 4
Lactobacillus helveticus B-4526 2 12 >256 128 0,19 0,125 4 3
Lactobacillus plantarum KR3 0,19 1,5 32 48 1 1 0,75 10 6
Lactobacillus sakei DSM 20101 0,75 2 16 32 0,125 0,064 0,38 4
Lactobacillus casei KZ6 0,75 8 >256 64 0,064 0,094 0,75 2
Lactobacillus sakei DSM 20100 1 8 8 16 0,19 0,094 2 1,5 3
Primer 7: Mutageneza in selekcija mutantov
UV mutageneza je bila izvedena na Lactobacillus plantarum KR6, da bi izboljšali preživetje v zgoraj navedenih simuliranih želodčnih in črevesnih pogojih. Prekonočno kulturo smo trikrat sprali s sterilno fiziološko raztopino. 2 ml kulture smo zmešali z 18 ml fiziološke raztopine in jo za 2 minuti izpostavili UV svetlobi (254 nm). Razdalja med svetilko in kulturo je bila 35 cm. Serijske razredčitve smo nanesli na MRS agar. Plošče smo hranili v temi in inkubirali 48 ur pri 37° C. Posamezne kolonije so bile izbrane, shranjene v 30 % glicerolom z MRS in testirane na preživetje v simuliranem želodčnem in črevesnem soku, kot je opisano zgoraj. Najboljša kolonija je bila izbrana za nadaljnjo prilagoditev {Lactobacillus plantarum MP-10).
EMS mutageneza je bila izvedena z 9% etil metansulfonatom na najboljšem mutantu kolonije pod UV izpostavitvijo (MP-10). Prekonočno kulturo smo trikrat sprali s sterilno fiziološko raztopino in razredčili, dokler ni vrednost OD 600 nm dosegla 0,2. 810 μΐ sterilnega 0,1 M fosfatnega pufra (pH 7) smo zmešali z 90 μΐ EMS in 100 ml celične kulture z ustrezno OD vrednostjo. Po 2 urah smo izvedli serijske razredčitve in jih nanesli na plošče z MRS medijem (1 % peptona, 0,5 % kvasnega ekstrakta, 0,1 % Tween 80, 0,2 % K2HPO4, 0,5 % Na- acetata, 0,2 % (NH4)2 citrata, 0,02 % MgSO4 · 7H2O, 0.005 % MnSO4 · H2O, 1.5 % agarja, pH = 6,4) z 10 mM 2- deoksi-D-glukoze in 10 g/1 laktoze. Kolonije smo nanesli na enake plošče in jih shranili v MRS s 30 % glicerolom. Kolonije smo testirali na prebavo ogljikovih hidratov (Preglednica 3). Prekonočne kulture smo inokulirali v MRS tekočem mediju (5 % v/v), ki je vseboval vse štiri sladkorje (glukozo, fruktozo, rafinozo in laktozo) v koncentraciji 4 g sladkorja/1. Po 4 in 8 urah smo odvzeli vzorce, jih 30 minut segrevali pri 80° C, centrifugirali in v supematantu izmerili koncentracije sladkorjev (Preglednica 4). Prav tako so bili vsi prej omenjeni testi opravljeni na izbranih sevih. Zaželeno je bilo, da sev porablja vse sladkorje hkrati. Na osnovi tega je bil izbran sev Lactobacillus plantarum MP2026.
Preglednica 3: Hitrost rasti različnih sevov v MRS mediju brez dodanega sladkorja in z dodatkom fruktoze, rafinoze ali laktoze (izraženo kot % hitrosti rasti ob prisotnosti glukoze).
Sev Brez sladkorja (%) Fruktoza (%) Rafinoza (%) Laktoza (%)
Lactobacillus plantarum KR6 12,0 88,0 77,0 85,0
Lactobacillus plantarum MP-10 (izboljšano preživetje v simuliranih želodčnih pogojih) 13,8 71,3 39,6 44,8
Lactobacillus plantarum MP2026 10,5 98,2 98,0 92,1
Preglednica 4: Preostanek koncentracije fruktoze, glukoze, laktoze in rafinoze po 8 urnim gojenju sevov v MRS mediju, ki je na začetku vseboval vse štiri sladkorjev v koncentraciji 4 g sladkorja/1. Izvedena sta bila dva ločena poskusa.
Sev Meritev Fruktoza Glukoza Laktoza Rafinoza
Lactobacillus plantarum KR6 1. 0 0 3,7 3,3
2. 0 0 3,5 3,4
Lactobacillus plantarum MP10 1. 0,3 0,4 4,3 3,7
2. 0,1 0,2 3,5 3,4
Lactobacillus plantarum MP2026 1. 0,3 1,1 2,2 1,7
2. 0,1 1,3 3 3
Primer 8: Izolacija genoma DNA
Shranjeni sev Lactobacillus plantarum KR6 je bil uporabljen (1 % v/v) za inokulacijo 10 ml MRS medija v 15 ml epruvetah Falcon, ki smo jih preko noči (16 ur) inkubirali pri 37° C pod mikroaerofilnimi pogoji. Svež MRS medij smo inokulirali z 10% prekonočne kulture, da bi dobili celice v logaritemski fazi rasti. Kulture so rastle 5 ur pri 37° C pod mikroaerofilnimi pogoji. Celice smo izolirali s centrifugiranjem, genomsko DNA pa smo pripravili s kompletom PureLink Genomic DNA Mini Kit (Invitrogen) v skladu z navodili izdelovalca kompleta, vendar z nekaj spremembami. Lizocimska inkubacija je bila podaljšana na 45 minut, vsa spiranja pa smo opravili dvakrat. DNA smo resuspendirali v 100 μΐ TE pufra.
Primer 9: Določanje vrste izolatov s sekvenciranjem fragmenta gena 16S
1. PCR z genomsko DNA, opisana v prejšnjem koraku, je bila opravljena z začetnima oligonukleotidoma Pl (5-GCGGCGTGCCTAATACATGC ) in P4 (5'-ATCTACGCATTTCACCGCTAC).
2. PCR produkt smo očistili s kompletom Wizard SV Gel in PCR Clean-Up System (Promega).
3. A-repi so bili dodani s polimerazo DreamTaq (30 ml očiščenega PCR produkta, 5 μΐ PCR pufra, 4 μΐ dNTP, 1 μΐ polimeraze DreamTaq, 72° C, 30 minut).
4. PCR produkt smo ponovno očistili tako, kot je zapisano v 2. koraku.
5. Izvedli smo ligacije (2 μΐ PCR 2.1 vektorja, 1 μΐ ligaze, 1 μΐ pufra za ligacijo, 6 μΐ očiščenega PCR produkta iz 4. koraka, čez noč na 4° C).
6. Elektroporacija je bila izvedena s kompetentnimi celicami E. coli ϋΗΙΟβ. 2 μΐ ligacijske reakcije smo dodali kompetentnim celicam, jih elektroporirali in zmešali z 1 ml 2ΤΥ medijem ter inkubirali 45 minut pri 37° C. Celice so bile ločene s centrifugiranjem (5000 vrtljaj ev/min, 3 min) in okrog 800 μΐ supematanta je bilo zavrženega. Preostanek je bil resuspendiran in nacepljen na 2ΤΥ ploščah z X-gal-om, IPTG in kanamicinom 25 mg/ml. Plošče smo inkubirali čez noč na 37° C.
7. Posamezne bele kolonije so bile izbrane iz prekonočnih kultur, ki smo jo hranili pri 37° C v tekočem 2ΤΥ mediju s 100 mg ampicilina/ml. Plazmidi so bili izolirani iz kulture, restrikcija pa je bila narejena z encimom EcoRI. Fragmenti naj bi bili dolgi približno 700 bp. 6 fragmentov vsakega seva, ki so
imeli pravo dolžino, smo poslali na sekvenciranje. Pridobljena zaporedja smo vnesli v BLAST, da se je določila vrsta. Prileganje zaporedja istega seva smo prav tako preverili. Za sev KR6 vrste Lactobacillus plantarum smo določili 99% ujemanje.
Del 16S zaporedja (634 bp) seva Lactobacillus plantarum KR6:
GCGGCGTGCCTAATACATGCAAGTCGAACGAACTCTGGTATTGATTGG
TGCTTGCATCATGATTTACATTTGAGTGAGTGGCGAACTGGTGAGTAAC
ACGTGGGAAACCTGCCCAGAAGCGGGGGATAACACCTGGAAACAGAT
GCTAATACCGCATAACAACTTGGACCGCATGGTCCGAGCTTGAAAGAT
GGCTTCAGCTATCACTTTTGGATGGTCCCGCGGCGTATTAGCTAGATGG
TGGGGTAACGGCTCACCATGGCAATGATACGTAGCCGACCTGAGAGGG
TAATCGGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGG
CAGCAGTAGGGAATCTTCCACAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACG
CCGCGTGAGTGAAGAAGGGTTTCGGCTCGTAAAACTCTGTTGTTAAAG
AAGAACATATCTGAGAGTAACTGTTCAGGTATTGACGGTATTTAACCA
GAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTG
GCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGGGCGTAAAGCGAGCGCAGGCGGTTT
TTTAAGTCTGATGTGAAAGCCTTCGGCTCAACCGAAGAAGTGCATCGG
AAACTGGGA « v /
SEZNAM SEKVENC <110> Mediš d.o.o.
<120> Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba <130> mediš 1 <160> 1 <170> BiSSAP 1.3 <210> 1 <211> 634 <212> DNA <213> Lactobacillus plantarum <220>
<223> 16 S rRNA gen delne sekvence <400> 1
gcggcgtgcc taatacatgc aagtcgaacg aactctggta ttgattggtg cttgcatcat 60
gatttacatt tgagtgagtg gcgaactggt gagtaacacg tgggaaacct gcccagaagc 120
gggggataac acctggaaac agatgctaat accgcataac aacttggacc gcatggtccg 180
agcttgaaag atggcttcag ctatcacttt tggatggtcc cgcggcgtat tagctagatg 240
gtggggtaac ggctcaccat ggcaatgata cgtagccgac ctgagagggt aatcggccac 300
attgggactg agacacggcc caaactccta cgggaggcag cagtagggaa tcttccacaa 360
tggacgaaag tctgatggag caacgccgcg tgagtgaaga agggtttcgg ctcgtaaaac 420
tctgttgtta aagaagaaca tatctgagag taactgttca ggtattgacg gtatttaacc 480
agaaagccac ggctaactac gtgccagcag ccgcggtaat acgtaggtgg caagcgttgt 540
ccggatttat tgggcgtaaa gcgagcgcag gcggtttttt aagtctgatg tgaaagcctt 600
cggctcaacc gaagaagtgc atcggaaact ggga
634

Claims (14)

1. Sev iz rodu Lactobacillus, ki v prisotnosti bodisi fruktoze, laktoze ali rafinoze, ki predstavljajo nadomestek za enako maso glukoze v standardnem MRS mediju, doseže hitrost rasti, kije vsaj 0,7-kratnik hitrosti rasti, kije dosežena, če je v mediju prisotna glukoza.
2. Sev po zahtevku 1, kjer navedeni sev lahko v MRS mediju, ki vsebuje 25 % peptona in kvasnega ekstrakta, raste z vsaj 0,7-kratnikom hitrosti rasti, ki je dosežena v standardnem MRS mediju.
3. Sev po zahtevku 1 ali zahtevku 2, pri čemer gojenje tega seva v MRS mediju ne povzroči proizvajanje plina.
4. Sev po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 3, kjer sev Lactobacillus ne more rasti v prisotnosti naslednjih antibiotikov: ampicilin (več kot 4 mg/1), gentamicin (več kot 32 mg/1), kanamicin (več kot 64 mg/1), streptomicin (več kot 64 mg/1), eritromicin (več kot 1 mg/1), klindamicin (več kot 1 mg/1), tetraciklin (več kot 32 mg/1), kloramfenikol (več kot 8 mg/1) ali kinupristin + dalfopristin (več kot 4 mg/1) na agar ploščah, ki vsebujejo 90 % Mueller Hinton agarja (0,2 % govejega ekstrakta, 1,75 % kislinskega pripravka kazeina, 0,15 % škroba, 1,7% agarja) in 10 % MRS agarja s pH = 6,7.
5. Sev po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 4, kjer je sev iz vrste Lactobacillus plantarum.
6. Sev po zahtevku 5, pri čemer je sev Lactobacillus plantarum, shranjen od 17. 10. 2013 pri Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, InhoffenstraOe 7 B, 38124 Braunschweig, Germany, pod številko depozita DMS 27870, njegovi analogi ali funkcionalno enakovredni sevi.
• · · ·
26 .:· ··· · : ··· '
7. Sev po zahtevku 5, pri čemer ima sev deregulirano katabolno represijo ogljika.
8. Sev po zahtevku 7, pri čemer je sev odporen na 2-dezoksiglukozo v gojišču, ki ne vsebuje glukoze.
9. Sev po zahtevku 8, pri čemer je sev Lactobacillus plantarum, shranjen od 30. 10. 2013 pri Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, InhoffenstraBe 7 B, 38124 Braunschweig, Germany, pod številko depozita DSM 26329, njegovi analogi ali funkcionalno enakovredni sevi.
10. Sestavek, ki vsebuje vsaj enega izmed sevov po katerem koli od zahtevkov od 1 do 9.
11. Farmacevtski proizvod za humano ali veterinarsko uporabo, ki vsebuje učinkovito količino sestavka po zahtevku 10.
12. Farmacevtski proizvod po zahtevku 11 za uporabo pri zdravljenju laktozne intolerance in malabsorpcije, fruktozne intolerance in malabsorpcije ter napenjanja.
13. Sestavek človeške hrane ali živalske krme, ki vsebuje vsaj enega izmed sevov po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 9.
14. Sestavek starter kulture, ki vsebuje sev po kateremkoli od zahtevkov od 1 do 9, prednostno, kjer sestavek starter kulture vsebuje žive celice s koncentracijo v območju 104-1014 CFU na gram pripravka.
SI201300443A 2013-12-23 2013-12-23 Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba SI24570A (sl)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201300443A SI24570A (sl) 2013-12-23 2013-12-23 Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba
EP14836985.3A EP3092320B1 (en) 2013-12-23 2014-12-19 New strains of the genus lactobacillus and use thereof
US15/105,876 US10098916B2 (en) 2013-12-23 2014-12-19 Strains of the genus Lactobacillus and use thereof
CA2934871A CA2934871A1 (en) 2013-12-23 2014-12-19 New strains of the genus lactobacillus and use thereof
PCT/SI2014/000079 WO2015099617A1 (en) 2013-12-23 2014-12-19 New strains of the genus lactobacillus and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI201300443A SI24570A (sl) 2013-12-23 2013-12-23 Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SI24570A true SI24570A (sl) 2015-06-30

Family

ID=52469889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SI201300443A SI24570A (sl) 2013-12-23 2013-12-23 Novi sevi rodu Lactobacillus in njihova uporaba

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10098916B2 (sl)
EP (1) EP3092320B1 (sl)
CA (1) CA2934871A1 (sl)
SI (1) SI24570A (sl)
WO (1) WO2015099617A1 (sl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3768286A1 (en) 2018-03-21 2021-01-27 AixSwiss B.V. Lactobacillus fermentum for treating fructose-related diseases
WO2020109567A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 Chr. Hansen A/S Increased bioactivity of bioprotective cultures against pathogenic bacteria
WO2023131670A2 (en) * 2022-01-07 2023-07-13 Novozymes A/S Method for providing relief from fructan or fructose induced abdominal discomfort
KR102620909B1 (ko) * 2022-06-15 2024-01-04 콜마비앤에이치 주식회사 신규 락티플랜티바실러스 플란타룸(Lactiplantibacillus plantarum) SKO-001 균주 및 이의 용도

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE469875C (sv) 1991-07-25 1997-04-14 Probi Ab Stam av tarmkoloniserande Lactobacillus samt komposition för profylax eller behandling av infektioner i magtarmkanalen
EP1268808B1 (en) 2000-03-31 2006-12-13 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Mutants of lactobacillus casei defective in carbon catabolism regulation
EP1374878A1 (en) 2002-06-20 2004-01-02 N.V. Nutricia Method and composition for preventing or alleviating symptoms of malabsorption from the gastrointestinal tract
CN101479382B (zh) 2006-06-26 2012-07-04 财团法人粮食研究会 用于改善乳糖不耐症的乳酸菌
CA2774048C (en) * 2009-11-25 2015-05-19 Anitox Corporation Fermentation of carbohydrate
WO2011092261A1 (en) 2010-01-28 2011-08-04 Ab-Biotics S.A. Probiotic composition for use in the treatment of bowel inflammation
DE102010009582A1 (de) 2010-02-05 2011-08-11 Vitacare GmbH & Co. KG, 60318 Mittel zur Anwendung bei Lactasemangel und Lactoseintoleranz

Also Published As

Publication number Publication date
US20160375069A1 (en) 2016-12-29
US10098916B2 (en) 2018-10-16
EP3092320A1 (en) 2016-11-16
WO2015099617A1 (en) 2015-07-02
CA2934871A1 (en) 2015-07-02
EP3092320B1 (en) 2019-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220169976A1 (en) Probiotic bifidobacterium strain
CN114317320B (zh) 一种短双歧杆菌207-1及其应用
CN104508117B (zh) 新的卷曲乳杆菌菌株
KR102091175B1 (ko) 장내 항염증 및 균총 개선 활성을 갖는 락토바실러스 람노서스 균주
GB2418431A (en) Metabolically active micro organisms and methods for their production
WO2011141762A1 (en) Synergistic fermentation of lactobacillus rhamnosus and lactobacillus paracasei subsp paracasei
US20120207713A1 (en) Probiotic bifidobacterium strains
US10098916B2 (en) Strains of the genus Lactobacillus and use thereof
WO2021206106A1 (ja) 腸内細菌叢改善用組成物
JP2008271931A (ja) 新規な乳酸菌及び当該乳酸菌を使用して加工した各種製品
CN114729299A (zh) 产生血清素的细菌
KR101453982B1 (ko) 과민성 대장 증후군 예방 또는 치료용 조성물
CN117917475A (zh) 一种调节肠道菌群的植物乳植杆菌p16及其应用、产品和方法
JP2022052715A (ja) 腸内細菌叢改善用組成物
Lavanya et al. Plasmid profiling and curing of Lactobacillus strains isolated from fermented milk for probiotic applications
AU2021416723A1 (en) Strains, compositions and methods of use
Simova et al. In vitro and in situ bacteriocin activity of lactic acid bacteria from Bulgarian dairy products and methods for making of Lactobacillus protective fermented milks with bacteriocin inhibitory substances
CN117165497A (zh) 一种改善便秘的植物乳植杆菌Lp18及其应用和产品

Legal Events

Date Code Title Description
OO00 Grant of patent

Effective date: 20150706

KO00 Lapse of patent

Effective date: 20230810