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Type: Tese de Doutorado
Title: Seleção de bactérias láticas de equinos com potencial probiótico para uso como promotor de crescimento ou adjuvante imunológico
Authors: Bruno Campos Silva
First Advisor: Alvaro Cantini Nunes
First Referee: Luis Carlos Crocco Afonso
Second Referee: Maria Rosa Quaresma Bomfim
Third Referee: Vasco Ariston de Carvalho Azevedo
metadata.dc.contributor.referee4: Regina Maria Nardi Drummond
Abstract: O uso de aditivos alimentares nas dietas dos animais é uma das técnicas aplicadas com resultados significativos para melhorar os índices zootécnicos e aumentar a produtividade. Entre os aditivos utilizados na produção animal destacam-se os probióticos, os quais trazem benefícios à saúde do hospedeiro, não deixam resíduos nos produtos de origem animal e não promovem resistência às drogas. Neste contexto, este estudo teve como objetivo caracterizar in vitro e in vivo bactérias láticas isoladas de fezes de potros jovens para uso como probióticos na suplementação alimentar, como promotor de crescimento ou adjuvante imune. Trinta e três bactérias dos gêneros Lactobacillus, Weissella, Pediococcus e Enterococcus foram testadas in vitro a fim de caracterizar e selecionar potenciais linhagens probióticas. A viabilidade das bactérias foi verificada perante os desafios do trato gastrintestinal: a maior parte destas foi resistente ao pH ácido do estômago e cerca de 30% apresentou inibição de crescimento leve ou moderada aos sais biliares. O potencial de adesão à superfície do epitélio intestinal foi avaliado indiretamente pela capacidade das bactérias se associarem a solventes orgânicos apolares, com 40% das linhagens testadas apresentando alta ou moderada hidrofobicidade da superfície celular. Algumas das linhagens de bactérias apresentaram forte atividade antagonista contra quase todos os patógenos bacterianos testados. Todas as linhagens testadas apresentaram padrão similar de resistência/suceptibilidade a antimicrobianos utilizados na terapia humana e animal. As linhagens Pediococcus pentosaceus 40 e Weissella confusa 1 apresentaram melhores resultados nos testes in vitro de caracterização funcional probiótica e foram escolhidas para os testes in vivo em camundongos em modelo de infecção por Salmonella enterica sorovar Typhimurium. A suplementação alimentar de camundongos convencionais com as duas linhagens de bactérias láticas por 10 dias consecutivos não causou aumento dos índices hepático e esplênico, nem a morte dos camundongos, demonstrando sua segurança. Todavia, estas bactérias não promoveram uma maior sobrevivência dos animais infectados experimentalmente com o enteropatógeno S. Typhimurium. A quantificação relativa dos níveis de mRNA de genes codificadores das citocinas fator de necrose tumoral alfa (TNFA), interferon gama (IFNG), fator de transformação de crescimento beta (TGFB1) e interleucinas 6 (IL6) e 10 (IL10), após 1, 4, 7 e 10 do início do tratamento com P. pentosaceus 40 revelou um perfil inflamatório, induzindo um aumento da expressão de IFNG e um aumento significativo da expressão de TNFA 10 dias após o início do tratamento. Portanto, as linhagens W. confusa 1 e P. pentosaceus 40 mostraram-se seguras, porém não se apresentaram como uma terapia apropriada contra infecção por S. Typhimurium. Por induzir um perfil inflamatório de expressão de citocinas, é possível que a linhagem P. pentosaceus 40 sirva como adjuvante imune em vacinas ou que confira proteção frente a alguma importante infecção viral. Já em relação à linhagem W. confusa 1 é necessário que seja feita a mesma análise do perfil de indução de citocinas, mas os demais resultados in vivo foram muito semelhantes a P. pentosaceus 40. É importante ressaltar a necessidade de serem realizados testes de triagem em bactérias candidatas a probióticos, assim como foi feito neste trabalho, antes de sua extensa utilização na terapia animal e humana, tendo em vista que os efeitos nem sempre serão benéficos para todos os tipos de infecção, como foi demonstrado no presente estudo.
Abstract: The use of food additives in animals diet is one of the techniques applied with significant results to improve production indices. Probiotics, which are beneficial to the health of the host and do not leave residues in animal products and do not promote drug resistance, are highlighted among the additives used in animal production. In this context, the present study aimed to characterize in vitro and in vivo lactic acid bacteria isolated from the feces of young foals for use as probiotics in food supplementats, growth promoters or immune adjuvants. Thirty-three bacteria of the genera Lactobacillus, Weissella, Pediococcus, and Enterococcus were tested in vitro in order to characterize and select potential probiotic strains. Some of these bacteria were stomach low pH resistant and about 30% showed mild or moderate growth inhibition by bile salts. Potential for adhesion to the intestinal epithelium surface was assessed indirectly from the ability shown by the bacteria to associate with nonpolar organic solvents. We observed that 40% of the tested isolates showed high or moderate cell surface hydrophobicity. Some bacterial strains showed strong antagonistic activity against almost all bacterial pathogens tested. All of the strains showed similar resistance/susceptibility patterns to antimicrobials used in human and animal therapy, do not having any tranferable resistance marker. The Pediococcus pentosaceus strain 40 and the Weissella confusa strain 1 showed better results in this in vitro probiotic functional characterization tests and they were chosen for the in vivo tests in mouse model of typhoid fever by infection with Salmonella enterica serovar Typhimurium. The safety of these two strains of lactic acid bacteria was demonstrated by the supplementation of mice for 10 consecutive days, which caused no increase in liver and spleen indexes, nor the death of any mice. However, these bacterial treatments did not promote an increase in the survival of those animals experimentally infected with S. Typhimurium enteropathogen. Quantification of relative mRNA levels of genes encoding the cytokines tumor necrosis factor alpha (TNFA), interferon gamma (IFNG), transforming growth factor beta (TGFB1) and interleukin 6 (IL6) and 10 (IL10). Testing, after 1, 4, 7 and 10 days of treatment with P. pentosaceus 40 revealed an inflammatory profile, inducing the expression of IFNG and a significant increase of TNFA expression, at 10 days after initiation of treatment. Therefore, the strains W. confusa 1 and P. pentosaceus 40 strains were considered safe, but they did not appear as an appropriate therapy against infection by S. Typhimurium. By inducing an inflammatory cytokine expression profile, it is possible that the P. pentosaceus 40 strain may serve as a vaccines immune adjuvant or confer some protection against major viral infections. Regarding the W. confusa 1, it is necessary to do the same cytokine induction profile analysis. However, the other in vivo results were very similar to P. pentosaceus 40. It is important to emphasize the need for in vivo tests to be performed on bacterial candidates for probiotics before they are used extensively in animal and human therapies. As the present study demonstrates, their effects will not always be beneficial against all kinds.
Subject: Genética
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A3KG5U
Issue Date: 19-Jun-2015
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