Probiotic characterization of the beneficial Escherichia coli CEC15 strain and role of the food matrix in probiotic activity modulation

Abstract

Os probióticos são microrganismos capazes, quando administrados em quantidades adequado, para produzir efeitos benéficos no organismo hospedeiro. Atualmente, uma variedade de microrganismos probióticos, principalmente bactérias, estão disponíveis no mercado. Em além de certas espécies consideradas seguras para consumo, como bactérias do ácido láctico e bifidobactérias, o efeito probiótico depende muito da cepa. Então não pode ser generalizado para todas as cepas de uma espécie bacteriana probiótica. Um exemplo ilustrativo é a cepa Escherichia coli Nissle 1917 (EcN), reconhecida e comercializada como produto probiótico há mais de um século. E. coli, pertencente à família Enterobacteriaceae, é uma bactéria Gram-negativa em forma de bastonete comumente encontrada no intestino organismos de sangue quente. Esta espécie abrange um conjunto de cepas comensais cepas inofensivas e patogênicas e cepas probióticas como EcN. Recentemente, uma nova cepa de E. coli, CEC15, isolada de fezes de ratos recém-nascidos, demonstrou efeitos benéficos no intestino em modelos animais. Esta cepa foi estudada para avaliar seu potencial probiótico. O sequenciamento do genoma CEC15 revelou um cromossomo de 4,7 Mb e plasmídeo de 200 Kb, com baixo número de ilhas genômicas, ausência de genes ligados a patogenicidade significativa e poucos genes de resistência a antibióticos. Nenhum o profago viável não foi identificado. Estudos in vitro mostraram que CEC15 não tem atividade hemolítico, mas apresenta alta tolerância às condições gastrointestinais. Além disso, o cepa CEC15 demonstrou maior adesão às células intestinais em comparação com a cepa EcN, sugerindo uma possível ligação com um maior número de proteínas de fímbrias. Em testes em animais saudáveis, o CEC15 não teve efeitos negativos e não modificou o riqueza da microbiota intestinal. Por outro lado, durante a indução de mucosite intestinal por 5-fluorouracil (5-FU), animais que receberam a cepa CEC15 apresentaram perda de peso cada vez menos danos intestinais. Perturbação da microbiota sob efeito do 5-FU foi atenuado pelo consumo da cepa CEC15. Testes subsequentes foram realizados com frações pósbióticas da cepa CEC15, em particular bactérias inativadas por calor e sobrenadantes livres de células. Essas frações apresentaram efeitos semelhantes aos cepa viável em termos de proteção da arquitetura epitelial intestinal e prevenção perda de peso. No entanto, os resultados não foram tão conclusivos com o sobrenadante sem células. Em comparação com a cepa EcN e suas preparações pós-bióticas, o CEC15 tem superou a EcN em todos os resultados. Essas descobertas destacam o potencial promissor do a cepa CEC15 como probiótico. No entanto, os ensaios pré-clínicos e clínicos são necessário para confirmar sua eficácia protetora em humanos.