Антагонистическая активность монокультур и консорциумов лактобацилл в отношении полирезистентных изолятов условно-патогенных бактерий как скрининг их пробиотического потенциала

Актуальность. В последние годы особое внимание уделяется изучению консорциумов пробиотических бактерий. В этих ассоциациях свойства отдельных микроорганизмов могут усиливаться, в частности их антагонистическая активность, которая является эффективным показателем для скринига пробиотического потенциала. Разработка пробиотиков на основе таких консорциумов с антибактериальными свойствами имеет решающее значение в свете растущей проблемы лекарственной устойчивости микроорганизмов.
Цель работы. Изучение антагонистической активности монокультур и консорциумов лактобацилл в отношении полирезистентных изолятов условно-патогенных бактерий.
Материалы и методы. Антагонистическую активность монокультур лактобацилл и их консорциумов оценивали параллельно двумя методами: методом перпендикулярных штрихов и методом лунок.
Результаты. Все штаммы лактобацилл и их консорциумы в зависимости от метода исследования обладали разной степенью антагонистической активности. В пяти консорциумах антагонизм к тестовым культурам был сильнее, чем в монокультурах, в то время как в одном консорциуме эффект антагонистической активности снизился по сравнению с монокультурами. Результаты исследования антагонистической активности двух консорциумов (Limosilactobacillus fermentum 44/1 и Lacticaseibacillus rhamnosus 12L, Latilactobacillus curvatus LCR-111-1 и Lactiplantibacillus plantarum 8РАЗ) противоречат данным о биосовместимости штаммов в этих консорциумах. Выявлены различия в степени антагонистического воздействия лактобацилл на грамположительные и грамотрицательные виды условно-патогенных бактерий.
Заключение. Исследование показало, что важными требованиями для создания пробиотического консорциума с эффективным пробиотическим потенциалом являются как биосовместимость пробиотических штаммов, так и антагонистическая активность консорциума. Для изучения антагонистических свойств лактобацилл следует увеличить количество изолятов целевых грамположительных и грамотрицательных бактерий и нормобиоты. Это позволит определить эффективные стратегии применения пробиотиков в условиях распространения лекарственной устойчивости микроорганизмов.

1. Doré J, Ortega Ugalde S. Human-microbes symbiosis in health and disease, on earth and beyond planetary boundaries. Front Astron Space Sci. 2023; 10(1180522): 1-8. doi: 10.3389/fspas.2023.1180522

2. Савинова Ю.С., Белькова Н.Л., Семёнова Н.В., Рычкова Л.В. История, современные направления и перспективы развития про- и пребиотических препаратов в России и за рубежом. Acta biomedica scientifica. 2022; 7(5-1): 211-227. doi: 10.29413/ABS.2022-7.5-1.23

3. Романица А.И., Немченко У.М., Погодина А.В., Григорова Е.В., Белькова Н.Л., Воропаева Н.М., и др. Ассоциации клинических проявлений функциональных кишечных расстройств с характеристиками микробиоты толстой кишки у подростков: пилотное исследование. Acta biomedica scientifica. 2021; 6(6-2): 73-81. . doi: 10.29413/ABS.2021-6.6-2.8

4. Kazemian N, Mahmoudi M, Halperin F, Wu JC, Pakpour S. Gut microbiota and cardiovascular disease: Opportunities and challenges. Microbiome. 2020; 8(36): 1-17. doi: 10.1186/s40168-020-00821-0

5. Mitrea L, Nemeş S-A, Szabo K, Teleky B-E, Vodnar D-C. Guts imbalance imbalances the brain: A review of gut microbiota association with neurological and psychiatric disorders. Front. Med. 2022; 9(813204): 1-21. doi: 10.3389/fmed.2022.813204

6. Kwoji ID, Aiyegoro OA, Okpeku M, Adeleke MA. Multi-strain probiotics: Synergy among isolates enhances biological activities. Biology. 2021; 10(4): 322. doi: 10.3390/biology10040322

7. Исаева Д.А., Шайхин С.М., Абилхадиров А.С., Укбаева Т.Д. Лактобациллы с установленными пробиотическими свойствами. Астана медициналық журналы. 2020; 105(3): 65-70.

8. Markowiak-Kopeć P, Śliżewska K. The effect of probiotics on the production of short-chain fatty acids by human intestinal microbiome. Nutrients. 2020; 12(4): 1107. doi: 10.3390/nu12041107

9. Volkova GS, Kuksova EV, Serba EM. Study of biological interstrain interactions and growth properties of production strains. Topical Issues of Dairy Industry, Intersectoral Technologies and Quality Management Systems. 2020; 1(1): 104-109.

10. Xie Z, Huang J, Sun G, He Sh, Luo Zh, Zhang L, et al. Integrated multi-omics analysis reveals gut microbiota dysbiosis and systemic disturbance in major depressive disorder. Psychiatry Res. 2024; 334: 1-12. doi: 10.1016/j.psychres.2024.115804

11. Cheng F, Zhang K, Yang X, Shi L, Wei Y, Wang D, et al. Multi-omics analysis reveals the mechanism of Lacticaseibacillus paracasei IMAUJBC1 in alleviating hyperlipidemia. J Func Foods. 2024; 114: 1-11. doi: 10.1016/j.jff.2024.106079

12. ОФС.1.7.2.0012.15. Производственные пробиотические штаммы и штаммы для контроля пробиотиков. Государственная фармакопея Российской Федерации; XIV изд. 2016. URL: https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-14/1/1-7/1-7-2/proizvodstvennye-probioticheskieshtammy-i-shtammy-dlya-kontrolya-probiotikov/ [дата доступа: 24.05.2024].

13. Бухарин О.В., Лобакова Е.С., Немцева Н.В., Черкасов С.В. Ассоциативный симбиоз. Екатеринбург: УрО РАН; 2007.

14. Методические указания по санитарно-эпидемиологической оценке безопасности и функционального потенциала пробиотических микроорганизмов, используемых для производства пищевых продуктов. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2011.

15. Воропаева Н.М., Немченко У.М., Ситникова К.О., Савилов Е.Д., Чемезова Н.Н., Григорова Е.В., и др. Частота встречаемости штаммов с множественной антибиотикорезистентностью в структуре условно-патогенных микроорганизмов. Acta biomedica scientifica. 2022; 7(5-1): 145-153. doi: 10.29413/ABS.2022-7.5-1.16

16. Щёкотова А.В., Атласова Д.В. Изучение биологических взаимоотношений и биохимических свойств пробиотических микроорганизмов. Вестник ВСГТУ. 2022; 3(86): 36-45.

17. Иркитова А.Н., Яценко Е.С. Оптимизация метода определения антагонистической активности пробиотических бактерий. Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2017; 5(19): 113-117.

18. Пеньдюхова А.С., Белькова Н.Л., Савинова Ю.С., Воропаева Н.М., Смурова Н.Е., Клименко Е.С., и др. Пробиотические консорциумы: структура и антагонистическая активность в отношении условно-патогенных бактерий и нормобиоты человека (на примере Escherichia coli) in vitro. Acta biomedica scientifica. 2023; 8(4): 20-31. doi: 10.29413/ABS.2023-8.4.3