Необходимо провести геномные, фенотипические и пероральные исследования безопасности потенциальных пробиотических штаммов, чтобы оценить их безопасность и возможность промышленного использования.
Roseburia intestinalis - это анаэробная бактерия, которая производит масляную кислоту и относится к филуму Firmicutes. Появляется все больше доказательств того, что эта бактерия оказывает положительное влияние на ряд заболеваний, включая воспалительные заболевания кишечника, атеросклероз, алкогольную жировую болезнь печени, колоректальный рак и метаболический синдром, что делает ее потенциальным "пробиотиком нового поколения".
Мы исследовали геномные характеристики, пробиотические свойства, цитотоксичность, пероральную токсичность, колонизационные характеристики бактерии и ее влияние на микробиоту кишечника.
Геном R. intestinalis содержит гены, участвующие в биосинтезе спермидина. Спермидин улучшает целостность кишечного барьера, снижает смертность от ожирения и рака, а также обеспечивает противовоспалительную защиту и защиту от старения стволовых клеток. Пробиотики, в том числе Akkermansia muciniphila, могут оказывать антивозрастное и антиожирительное действие, что связано с повышением уровня спермидина в организме хозяина. Микробы в кишечнике синтезируют несколько витаминов и незаменимых аминокислот, которые способствуют аминокислотному гомеостазу хозяина. R. intestinalis содержит гены для биосинтеза пяти незаменимых аминокислот и пяти витаминов.
Профаги обычно считаются полезными для своих бактерий-хозяев, особенно в желудочно-кишечной среде. Наличие профагов не только повышает генетическую изменчивость, но и может позволить бактериям справляться с неблагоприятными условиями окружающей среды. Некоторые пробиотики содержат профаги, включая Lactococcus, Bifidobacterium, Lactobacillus и L. rhamnosus. Кроме того, исследования показали, что профаги присутствуют в более чем 92% геномов Lactobacillus. Jeffrey et al. идентифицировали два активных профага в геноме R. intestinalis и продемонстрировали, что эти профаги могут влиять на краткосрочные изменения в составе микробиоты кишечника.
Эта бактерия чувствительна к антибиотикам, рекомендованным Европейским управлением по безопасности пищевых продуктов, не проявляет гемолитической или желатиназной активности и обладает некоторой кислотоустойчивостью. R. intestinalis адгезирует к эпителиальным клеткам кишечника и подавляет инвазию некоторых патогенов.
Эксперименты in vitro показали, что бактерия не является цитотоксичной. R. intestinalis не влияет на разнообразие и численность микрофлоры кишечника. Используя метод флуоресцентного мечения, мы обнаружили, что R. intestinalis колонизирует толстую кишку и слизистую оболочку толстой кишки. Пероральное исследование токсичности не выявило никаких очевидных негативных эффектов. Летальная доза (LD)50 R. intestinalis превысила 1,9 × 109 колониеобразующих единиц (КОЕ)/кг, в то время как уровень отсутствия негативного воздействия (NOAEL), полученный в ходе исследования, составил 1,32 × 109 КОЕ/кг/день в течение 28 дней.
Это исследование подчеркивает, что R. intestinalis является непатогенным штаммом, пригодным для использования в качестве "пробиотика нового поколения".
