ES2325887T3 - Especie bifidobacteriana probiotica. - Google Patents
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Abstract
El Bifidobacterium GC56 depositado en la Collection Nationale de Cultures de Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de diciembre de 2004 con el número de acceso CNCM 1-334
Description
Especie bifidobacteriana probiótica.
La invención se relaciona con una bacteria que
pertenece al género Bifidobacterium, para composiciones
probióticas que incluyen a dicha bacteria, particularmente productos
alimenticios, y su uso en el tratamiento de enfermedades
gastrointestinales.
Las bifidobacterias (o bacterias que pertenecen
al genero Bifidobacterium) constituyen una de las más
importantes poblaciones de flora fecal animal y humana. Se las
considera generalmente una indicación de buena salud cuando estas
bacterias están presentes en una alta proporción en la flora fecal.
Por esta razón, se las conoce como bacterias probióticas
(microorganismos benéficos que mejoran el balance natural de la
flora intestinal cuando se los ingiere vivos). Los ejemplos de
Bifidobacterias conocidas incluyen B. adolescentis, B. animalis,
B. bifidum, B. breve, B. catenulatum y B. longum y estas
bacterias han demostrado tener efectos tecnológicos, organolépticos
y probióticos benéficos.
Las Bifidobacterias se encuentran más comúnmente
como aditivos en leches fermentadas (yogures con "Bífidos
activos") y por lo tanto constituyen un activo económicamente
importante. Las cepas escogidas por la industria de lácteos deben
reunir numerosos requisitos estrictos, tales como resistencia al
proceso de elaboración y de supervivencia dentro del producto
alimenticio. Las especies más comúnmente utilizadas en Francia son
B. animalis subespecie lactis y B. animalis
subespecie animalis, que es una subespecie de origen animal,
nunca aislada a partir de humanos. En vista de la importancia de las
bifidobacterias, existe una gran necesidad de identificar nuevas
especies dentro del género que tengan propiedades que coincidan en
forma óptima con los requerimientos de la industria alimentaria.
Por ejemplo, en 2004, un grupo identificado y aislado
Bifidobacterium psychraerophilum a partir de intestino ciego
de porcino (Simpson, P.J. y colaboradores (2004) Int J Syst Evol
Microbiol 54: 401-6). La especie previamente
conocida de Bifidobacterium únicamente había sido capaz de
crecer a temperaturas entre 20ºC y 46-49,5ºC
(Biavati, B. y colaboradores, (2000), Annals of Microbiology 50:
117-131; Dong y colaboradores, (2000) Int J Syst
Evol Microbiol 50 Pt 1: 119-25), sin embargo, esta
bacteria demostró una ventaja sobre todas las especies anteriores
creciendo a temperaturas entre 4 y 10ºC. Este es beneficioso para
las composiciones probióticas ya que las bacterias tienen más
probabilidades de sobrevivir a bajas temperaturas de almacenamiento
y por lo tanto se prolongaría su vida útil. Existe por lo tanto una
gran necesidad de identificar especies adicionales de
bifidobacterias, que no solamente posean ventajas únicas sino que
retengan también los beneficios de las especies previamente
identificadas de bifidobacterias.
Por lo tanto, de acuerdo a un primer aspecto de
la invención se proporciona un Bifidobacterium GC56
depositado en la Collection Nationale de Cultures de
Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de
diciembre de 2004 con el número de acceso CNCM
1-3342.
Se apreciará que por un homólogo del
Bifidobacterium GC56 se entenderá que se refiere a cualquier
cepa de bifidobacterias que tengan una homología de secuencia de
ADN superior al 40% con el Bifidobacterium GC56 depositado
en la Collection Nationale de Cultures de
Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de
diciembre de 2004 con el número de acceso CNCM
1-3342 (de ahora en adelante denominado como
"GC56"). Preferiblemente, un homólogo de GC56 es uno que tenga
más de un 50% de homología con GC56, más preferiblemente superior al
60%, lo más preferible superior al 70%, especialmente
preferiblemente superior al 80% o más especialmente preferiblemente
superior al 90% (o cualquier rango entre cualquiera de los valores
anteriores). Se apreciará también que la homología de secuencia se
puede analizar como se describe aquí con referencia a los
experimentos de reasociación de ADN-ADN. Tales
experimentos pueden incluir la detección de secuencias específicas
de gen 16S rDNA o del gen hsp60 y estas secuencias y los
sitios enlazados de restricción de endonucleasa permiten la
detección de GC56. Otros experimentos, que pueden identificar
también GC56, incluyen ELISA-PCR y
PCR-RFLP.
GC56 representa una nueva especie de
Bifidobacterium llamada Bifidobacterium crudilactis.
Los términos GC56, grupo GC56, Bifidobacterium GC56 y
Bifidobacterium crudilactis se utilizan indistintamente para
referirse a esta nueva especie de Bifidobacterium.
Los ejemplos de cepas de GC56 discutidas aquí
incluyen FR62/b/3, FR59/b/2, y FR47/3. Las secuencias del gen 16S
rDNA de estas cepas han sido depositadas en el GenBank y tienen los
números de acceso: AY952449 (SEQ ID No: 3), AY952448 (SEQ ID No: 4)
y AY952450 (SEQ ID No: 2) respectivamente. La secuencia del gen 16S
rDNA para AY952448 depositada en el GenBank tiene un error en la
fecha de la solicitud de la presente solicitud. Los inventores han
solicitado corregir el error en la secuencia.
GC56 fue identificado durante la elaboración de
queso de "L'etoile du Vercors" que es un proceso tradicional y
manual. GC56 está presente a lo largo de todo el proceso de
producción del queso (esto es, desde la leche cruda hasta el final
de la fabricación), con un incremento estadísticamente significativo
durante el proceso. Estas bacterias pertenecen a una población
microbiana natural que forma parte del desarrollo de propiedades
organolépticas del producto final.
GC56 tiene la ventaja clave de ser la primera
especie bifidobacteriana aislada a partir de un proceso de
producción de alimentos mientras que las bifidobacterias anteriores
han sido extraídas de los tractos digestivos de humanos o de
animales, por lo cual GC56 es más fácil de integrar dentro del
proceso de elaboración y es también más fácil de estabilizar en los
productos alimenticios y fermentados que otras bifidobacterias.
Se ha encontrado también que GC56 es sicotrópico
y es capaz de crecer a temperaturas tan bajas como
10-12ºC, la temperatura de maduración del proceso
"L'etoile du Vercors", mientras que la mayoría de los otros
requieren de una temperatura de más de 20ºC. Se piensa que GC56
constituye una población subdominante de la leche seleccionada por
la baja temperatura del proceso "L'etoile du Vercors" (leche a
4ºC, calentada a 22ºC hasta la remoción del molde el Día 2, luego
mantenida a 12ºC desde la maduración el Día 8 hasta el Día 28). La
ventaja clave del crecimiento a baja temperatura es que es más
probable que sobrevivan las bacterias GC56 con bajas temperaturas
de almacenamiento que la mayoría de las otras composiciones
bacterianas probióticas, lo cual prolongaría por lo tanto la vida
útil.
Una ventaja adicional de GC56 es que es
tolerante al aire, mientras que la mayoría de las otras requieren
condiciones anaeróbicas estrictas para multiplicarse y
sobrevivir.
Otras ventajas del Bifidobacterium GC56
son que produce una buena fermentación de la leche (sola o en
mezcla), una buena resistencia al ácido láctico en el producto final
(más de 10^{6} cfu/g), una velocidad de crecimiento suficiente,
una buena resistencia a la acidez del estómago, las sales biliares y
a las enzimas intestinales y una menor necesidad por factores de
crecimiento (extracto de levadura, proteína hidrolizada, vitaminas y
otros elementos).
Como un segundo aspecto de la invención se
proporciona una composición probiótica que contiene
Bifidobacterium GC56 como se definió aquí anteriormente y uno
o más excipientes aceptables.
Se apreciará que una persona capacitada en el
arte conocerá bien un excipiente aceptable en el arte de la
preparación de composiciones probióticas. Los ejemplos de tales
excipientes aceptables incluyen: azúcares tales como sacarosa,
azúcar isomerizada, glucosa, fructosa, palatinosa, trehalosa,
lactosa y xilosa; alcoholes de azúcar tales como sorbitol, xilitol,
eritritol, lactitol, palatinol, jarabe glutinoso de almidón reducido
y jarabe glutinoso de maltosa reducida; emulsificantes tales como
ésteres de sacarosa de ácido graso, ésteres de glicerina de ácido
graso y lectina; espesantes (estabilizantes) tales como carragenano,
goma xantana, goma guar, pectina y goma garrofín; acidulantes tales
como ácido cítrico, ácido láctico y ácido málico; jugos de fruta
tales como jugo de limón, jugo de naranja y jugo de bayas, vitaminas
tales como vitamina A, vitamina B, vitamina C, vitamina D y
vitamina E; y minerales tales como calcio, hierro, manganeso y
zinc.
Las composiciones de la invención se pueden
preparar por medio de mezcla, adecuada a la temperatura ambiente y
a la presión atmosférica, usualmente adaptada para administración
oral. Tales composiciones pueden estar en la forma de tabletas,
cápsulas, preparaciones líquidas orales, productos alimenticios
convencionales, polvos, gránulos, pastillas, polvos reconstituibles
o suspensiones.
Las tabletas y las cápsulas para administración
oral pueden estar en forma de dosis unitarias, y pueden contener un
o más excipientes convencionales, tales como agentes aglutinantes,
rellenos, lubricantes de tableteo, desintegrantes y agentes
humectantes aceptables. Las tabletas pueden ser recubiertas de
acuerdo con métodos bien conocidos en la práctica farmacéutica.
Las preparaciones líquidas orales pueden estar
en la forma de, por ejemplo, suspensiones acuosas o aceitosas,
soluciones, emulsiones, jarabes o elíxires, o pueden estar en la
forma de un producto seco para reconstitución con agua u otros
vehículos adecuados antes de usarlos. Tales preparaciones líquidas
pueden contener aditivos convencionales tales como agentes de
suspensión, agentes emulsionantes, vehículos no acuosos (que pueden
incluir aceites comestibles), preservantes, y si se desea,
colorantes o saborizantes convencionales.
En una modalidad preferida, la composición de la
invención se formula como un producto alimenticio convencional, más
preferiblemente, un producto a base de lácteos (por ejemplo, leche
fermentada, leche vegetal, leche de soja, mantequilla, queso o
yogurt) o jugo de fruta. Se formula preferiblemente la composición
como un alimento o bebida para párvulos y adultos humanos y
animales. En una modalidad alternativa preferida, se formula la
composición como un polvo liofilizado o secado por aspersión.
Así como exhibe un efecto probiótico (esto es,
manteniendo el balance de la flora intestinal), se cree generalmente
también que las bifidobacterias tienen un uso potencial en el
tratamiento y/o la profilaxis de una variedad de trastornos, tales
como enfermedades gastrointestinales (por ejemplo, diarrea), cáncer,
exceso de colesterol, alergias e
infecciones.
infecciones.
Por lo tanto, como un aspecto adicional de la
invención, se proporciona Bifidobacterium GC56 para uso como
una sustancia terapéutica, en particular en el tratamiento y/o la
profilaxis de los trastornos anteriores.
La invención permite además el uso de
Bifidobacterium GC56 en la preparación de un medicamento para
el tratamiento y/o la profilaxis de los trastornos anteriores.
\newpage
La invención provee además un método de
tratamiento y/o profilaxis de los trastornos anteriores, en un
individuo humano o animal, que comprende la administración al
individuo de una cantidad terapéuticamente efectiva de
Bifidobacterium GC56.
El Bifidobacterium GC56 se puede utilizar
en combinación con otros agentes terapéuticos, por ejemplo, otros
medicamentos que se sabe que son útiles en el tratamiento y/o la
profilaxis de enfermedades gastrointestinales (por ejemplo,
diarrea), cáncer, exceso de colesterol, alergias e infección.
Por lo tanto, como un aspecto adicional de la
invención, se provee una combinación que contiene
Bifidobacterium GC56 junto con un agente o agentes
terapéuticos adicionales.
Las combinaciones mencionadas anteriormente se
pueden presentar convenientemente para uso en la forma de una
composición probiótica y por lo tanto, las composiciones probióticas
que incluyen una combinación como se definió anteriormente junto
con uno o más excipientes comprenden un aspecto adicional de la
invención. Los componentes individuales de tales combinaciones se
pueden administrar ya sea secuencialmente o simultáneamente en
composiciones probióticas combinadas o separadas.
En una modalidad preferida, se combina
Bifidobacterium GC56 con otras bifidobacterias u otras
bacterias probióticas tales como: bacterias pertenecientes al
genero Lactobacillus tales como Lactobacillus acidophilus,
Lactobacillus gasseri, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus
buchneri, Lactobacillus casei, Lactobacillus johnsonii,
Lactobacillus Bifidobacterium, Lactobacillus amylovorus,
Lactobacillus brevis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus kefir,
Lactobacillus paracasei, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus
delbrueckii subespecie delbrueckii, Lactobacillus
delbrueckii subespecie bulgaricul, Lactobacillus helveticus,
Lactobacillus zeae y Lactobacillus salivalius; bacterias
pertenecientes al genero Streptococcus tales como
Streptococcus thermophilus; bacterias pertenecientes al
genero Lactococcus tales como Lactococcus lactic
subespecie cremoris y Lactococcus lactis subespecie
lactis; bacterias pertenecientes al genero Bacillus
tales como Bacillus subtilis; y levaduras pertenecientes al
genero Saccharomyces, Torulaspora y Candida tales como
Saccharomyces cerevisiae, Torulaspora delbrueckii y Candid
kefyr.
Se describirán ahora modalidades preferidas de
la invención simplemente a manera de ejemplo con referencia a los
dibujos acompañantes en los cuales:
La Figura 1 muestra el árbol filogenético de las
secuencias de 16S rDNA de Bifidobacterium (1419 nucleótidos)
incluida la cepa FR62/b/3 (Genbank, Acceso No. AY952449), la cepa
FR47/3 (Genbank, Acceso No. AY952450), la cepa FR59/b/2 (Genbank,
Acceso No. AY952448). FR62/b/3, FR47/3 y FR59/b/2 son todas cepas de
Bifidobacterium crudilactis. Se alinearon las secuencias con
ClustalX. El árbol se basa en Actinomyces bovis y se lo
construyó utilizando un algoritmo de conexión del vecindario. Los
valores de Bootstrap, calculados a partir de 1000 árboles, se dan en
cada nodo. Los números entre paréntesis corresponden a los números
de acceso del GenBank;
La Figura 2 muestra alineaciones de secuencia de
16S rDNA de las cepas FR62/b/3, FR47/3 y FR59/b/2 con B.
psychraerophilum. Se alinearon las secuencias utilizando el
programa ClustalW del European Bioinformatics Institute.
La Secuencia 1 (SEQ ID No: 1) es B.
psychraerophilum (AY174108), la Secuencia 2 (SEQ ID No: 2) es
GC56 FR47/3 (AY952450), la Secuencia 3 (SEQ ID No: 3) es GC56
FR62/b/3 (AY952449) y la Secuencia 4 (SEQ ID No: 4) es GC56 FR59/b/2
(AY952448). La Secuencia C es la secuencia de consenso. En la
secuencia de consenso se utilizan los siguientes símbolos "."
si el carácter principal tiene una representación >= 20% en las
secuencias; ":" si el carácter principal tiene una
representación >= 40% en las secuencias; "+" si el carácter
principal tiene una representación >= 60% en las secuencias;
"*" si el carácter principal tiene una representación >= 80%
en las secuencias; y el carácter por sí mismo, si está presente en
todas las secuencias.
El mapa de restricción entre 16S rDNAup
(5'-aatagctcctggaaacgggt-3'(SEQ ID
No: 5)) y 16S rDNAdwn
(5'-cgtaaggggcatgatgatct-3' (SEQ ID No: 6)) incluye: AluI: posiciones de corte de AGCT 5, 100, 411, 696, 902 (subrayadas) y TaqI: posiciones de corte de TCGA 132, 796 (itálicas);
(5'-cgtaaggggcatgatgatct-3' (SEQ ID No: 6)) incluye: AluI: posiciones de corte de AGCT 5, 100, 411, 696, 902 (subrayadas) y TaqI: posiciones de corte de TCGA 132, 796 (itálicas);
La Figura 3 muestra una alineación de secuencia
del gen hsp60 de varias cepas del gripo GC56 con secuencias
estrechamente identificadas. Más específicamente, la Figura 3
muestra la alineación de secuencias parciales del gen hsp60 de 4 de
los grupos GC56 (FR47/3, FR51/h/1, FR54/e/1, 59/b/2) con secuencias
estrechamente identificadas encontradas en el Genbank (PubMed
-BLAST), a saber: B. pseudocatenulatum (AY004274), B.
adolescentis (AF210319), B. ruminantium (AF240571), B.
merycicum (AY004277), B. angulatum (AF240568).
FAM-ATTTCCG
CAGCCAAGGACGTTGA-DQ (SEQ ID No: 43): es una sonda utilizada para reconocimiento del gen hsp60 y es específico del grupo GC56. 5'-ATTTCCGCAGCCAAGGACGT-3' (SEQ ID No: 44) y 5'TCCAGAGCTTCGGC
GATCTTC-3' (SEQ ID No: 45): son iniciadores inverso y hacia adelante específicos para el grupo GC56 utilizados para reconocimiento del gen hsp60; y
CAGCCAAGGACGTTGA-DQ (SEQ ID No: 43): es una sonda utilizada para reconocimiento del gen hsp60 y es específico del grupo GC56. 5'-ATTTCCGCAGCCAAGGACGT-3' (SEQ ID No: 44) y 5'TCCAGAGCTTCGGC
GATCTTC-3' (SEQ ID No: 45): son iniciadores inverso y hacia adelante específicos para el grupo GC56 utilizados para reconocimiento del gen hsp60; y
La Figura 4 muestra la apariencia morfológica de
GC56.
Se aisló GC56 a partir de la leche cruda de un
proceso para queso en la industria "L'etoile du Vercors"
(Francia). Los métodos de cultivo (Delcenserie y colaboradores,
(2005) J Microbiol Methods 61: 55-67), pero
particularmente los métodos moleculares, permitieron la detección
de estas bacterias a lo largo de toda la cadena de producción del
producto y el chequeo de la composición de los productos finales. Se
aislaron 95 cepas de 31/31 de los quesos estudiados de "L'etoile
du Vercors" en diferentes etapas de la producción en 3/7 de los
quesos con leche cruda del mercado diferentes de aquellos de
"L'etoile du Vercors" y en muestras de leche cruda. La cepa
Bifidobacterium GC56 FR62/b/3 (= CUETM 04/3) ha sido
depositada en la Collection Nationale de Cultures de
Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de
diciembre 2004 con el número de acceso CNCM 1-3342 y
las secuencias han sido depositadas en el Genbank con el número de
acceso AY952449.
\vskip1.000000\baselineskip
Extracción de ADN (kit de purificación de ADN
genómico Wizard® de Promega): Se centrifugó un mililitro de caldo
durante 2 min a 13000 g. Se suspendió el precipitado en 480 \mul
de EDTA, 60 \mul de lisozima, y 120 \mul de solución para lisis
celular y se incubó durante 45 min a 37ºC. Después de
centrifugación, se añadieron 600 \mul de solución de lisis de
núcleos al precipitado seguido por incubación durante 5 min a 80ºC.
Cuando se enfrió, se añadieron 200 \mul de solución de lisis de
proteína seguido por agitación tipo vórtice. Se incubó luego la
suspensión resultante durante 5 min sobre hielo y se centrifugó
durante 5 min a 13000 g. Se transfirió el sobrenadante a un tubo
limpio que contenía 600 \mul de isopropanol y luego se centrifugó
el tubo. Se decantó el sobrenadante y se añadieron 600 \mul de
etanol al 70% y se centrifugó el tubo. Se aspiró el etanol y se
secó al aire el precipitado durante 10 min. Finalmente, se rehidrató
el precipitado de ADN en 100 \mul de solución para rehidratación
durante la noche a 4ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se puede detectar GC56 dentro de una población
microbiana compleja por medio del uso de dos metodologías de PCR con
base en el gen hsp60:
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron cuatro microlitros de ADN
(50-100 ng), 0,2 \mul (400 pmoles/l) del iniciador
secuencia arriba
(5'-ATTTCCGCAGCCAAGGACGT-3' (SEQ ID No: 44); Tabla 1) y 0,2 \mul (400 pmoles/1) del iniciador secuencia abajo (5'-TCCAGAGCTTCGGCGATCTTC-3' (SEQ ID No: 45); Tabla 1), 0,2 moles/l de dNTP, 0,2 \mul (1U) de la enzima Taq polimerasa, 2 \mul del amortiguador de la enzima, 1,6 \mul de MgCl_{2} y 11,6 \mul de agua ultra pura para hacer un volumen total de 20 \mul.
(5'-ATTTCCGCAGCCAAGGACGT-3' (SEQ ID No: 44); Tabla 1) y 0,2 \mul (400 pmoles/1) del iniciador secuencia abajo (5'-TCCAGAGCTTCGGCGATCTTC-3' (SEQ ID No: 45); Tabla 1), 0,2 moles/l de dNTP, 0,2 \mul (1U) de la enzima Taq polimerasa, 2 \mul del amortiguador de la enzima, 1,6 \mul de MgCl_{2} y 11,6 \mul de agua ultra pura para hacer un volumen total de 20 \mul.
Se programó el termociclador de la siguiente
manera: un ciclo de 10 min a 95ºC seguido por 30 ciclos compuestos
de 30 segundos a 95ºC, 30 segundos a 64,2ºC (temperatura de
hibridación) y 30 segundos a 72ºC y terminando en 5 minutos a
72ºC.
Se añadieron 20 \mul de cada producto de PCR a
2 \mul del agente de coloración y se transfirió a un pozo de un
gel de agar-agarosa al 2%. La evaluación del tamaño
se hizo utilizando un Smart Ladder®. Se sumergió el agar en
amortiguador TAE 1 X y las condiciones de migración fueron de 60 min
a 120 V con 400 mA. Después de la migración, se incubó el agar
durante 10 min en bromuro de etidio y se lavó durante 10 min bajo el
agua. Se observaron los productos de amplificación bajo
transiluminación ultravioleta. Se identificó la secuencia del gen
hsp60 correlacionando la posición con el Smart Ladder®. Se
elaboró también un pozo como blanco de control para evaluar la
contaminación en cada PCR.
\vskip1.000000\baselineskip
Se utilizaron un par de iniciadores degenerados
específicos para el género Bifidobacterium (Tabla 1) para la
PCR sobre el gen hsp60. Se escogió una sonda a partir de las
secuencias de hsp60 del grupo GC56 (Tabla 1) después de la
secuenciación del ADN de 4 cepas del grupo GC56 (FR51/h/1, FR47/3b,
FR59/b/2, FR54/e/1). Se alinearon las secuencias de las
bifidobacterias utilizando el programa ClustalW de la European
Bioinformatics Institute. Las alineaciones revelaron secuencias
específicas para el grupo GC56.
A partir de estas secuencias, se derivaron
sondas utilizándolas pautas de diseño de los iniciadores y las
sondas suministradas por Applied Biosystems (Applied Biosystems,
Foster City, EUA). Para revisar la especificidad, se compararon las
sondas seleccionadas con todas las secuencias disponibles del gen
hsp60 utilizando el programa de búsqueda de las bases de
datos de BLAST. Se marcó la sonda GC56 con FAM (un colorante
reportero) y DQ.
Para revisar la especificidad de la sonda, se
llevó a cabo una PCR sobre 55 cepas pertenecientes a 13 diferentes
especies de Bifidobacterium y 9 cepas de
Bifidobacterium pertenecientes al grupo GC56. Los resultados
observados con la sonda GC56 revelaron una especificidad del 98%
(únicamente una cepa de B. adolescentis (5031e), fue
positiva) y una sensibilidad del 100% (las 9 cepas analizadas del
grupo GC56 fueron positivas).
\vskip1.000000\baselineskip
Las mezclas de reacción para amplificación
contenían de 10 a 50 ng de ADN, 12,5 \mul de qPCR tm Mastermix
(Eurogentec, Seraing, Bélgica), 960 nM de cada iniciador, de 50 a
150 nm de sonda fluorogénica y MgCl_{2} 5 mM en un volumen total
de 25 \mul. En cada placa de micropozos, se utilizó un pozo como
control sin plantilla, que contenía todos los reactivos excepto la
muestra de ADN. L amplificación, 50ºC durante 2 min, 95ºC durante 10
min, y luego 40 ciclos de PCR a dos temperaturas (95ºC durante 30 s
y 60ºC durante 90 s) y se llevó a cabo la detección sobre un sistema
de detección de secuencias ABI Prism 7000 (Applied Biosystems,
Foster City, EUA). Los resultados de la PCR para las muestras se
expresaron como una señal de fluorescencia deltaRn (sensibilidad
relativa).
Se consideró una muestra como positiva cuando el
valor de Ct era menor a 25 para un valor relativo de fluorescencia
superior a 500.
Se podrían utilizar otras variaciones de estos
métodos tales como PCR-multiplex, PCR en tiempo real
así como otras técnicas tales como técnicas de hibridación,
hibridación de transferencia puntual, hibridación fluorescente in
situ, hibridación de colonias, análisis de polimorfismos de
longitud de fragmentos de restricción.
\vskip1.000000\baselineskip
En un estudio preliminar, se incubó la cepa FR
62/b/3 de GC56 en 10 ml de leche entera, leche entera con leche en
polvo (hasta alcanzar un 15% de proteína en materia seca), leche
semidescremada, leche semidescremada con leche en polvo y leche
condensada (Nestlé®). Se utilizaron leche UHT y leche en polvo de
Nestlé®. Se incubaron muestras inoculadas de leche en jarras
anaeróbicas a 30 y 37ºC durante 72 horas y se hizo luego recuento
de las bacterias. Se encontró que la velocidad de crecimiento era
mejor a 30ºC que a 37ºC y por lo tanto se escogió 30ºC para estudios
posteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
Se subcultivaron bifidobacterias en caldo BHI
(doble concentración) a 30ºC durante 3 días en condiciones
anaerobias. La concentración inicial en el caldo fue de 10^{7}
cfu/ml. Se diluyó el caldo en agua salina peptonada de diez en
diez. Se recogieron 100 microlitros de caldo y las diluciones -2,
-4, -6 y -8 y se los suspendió en 10 ml de leche entera o leche
entera con leche en polvo (hasta alcanzar 15% de proteína en materia
seca). Se incubaron las leches en jarras anaerobias durante 6, 12,
24 y 48 horas a 30ºC. En cada periodo de incubación, ss midió el pH
y se hizo un recuento de las bacterias con una siembra en
espiral.
Los resultados mostraron mejor crecimiento en
leche suplementada: la concentración de bacterias alcanzó 10^{10}
cfu/ml después de 48 horas con una inoculación inicial de 10^{5},
10^{3} y 10^{1} cfu/ml y 10^{9} con una inoculación inicial
de 10^{-1} cfu/ml. Los valores de pH tendieron a
4,6-5,3 en toda la leche suplementada.
En leche entera únicamente se produjeron
10^{9} cfu/ml a partir de la velocidad inicial de 10^{5} cfu/ml
y 10^{6} a partir de 10^{3} cfu/ml. La disminución de pH alcanzó
5,7-6,4.
El ánimo de este estudio preliminar fue el de
conocer la concentración inicial necesaria y estudiar la evolución
del proceso de fermentación.
Luego, se cultivó un inóculo de la cepa FR62/b/3
(9,5 log cfu/ml a partir de un medio con base en leche) a 30ºC
durante 24 horas en un tonel para fermentación de 20 L que contenía
un medio con base en leche (0,3% de
peptona-caseína, 0,5% de extracto de levadura y 8%
de leche en polvo descremada). Se recolectaron 8 muestras de 50 ml
en los siguientes intervalos de tiempo: período de inoculación y
después de 2, 4, 6, 8, 10, 12 y 24 horas de incubación. Se
realizaron directamente siembras en espiral para cada muestra. Se
hizo seguimiento en forma automática al pH en el tonel de
fermentación.
Los resultados mostraron un crecimiento de 8,4
log cfu/ml (periodo de inoculación) hasta 9,2 después de 6 horas y
se mantuvo esta velocidad hasta 24 horas.
Cuando se inoculó con una cepa de
Lactobacillus acidophilus, la cepa FR62/b/3 creció desde 8,1
log cfu/ml (periodo de inoculación) hasta 9,2 después de 10 horas y
observamos una velocidad de 8,9 log cfu/ml después de 24 horas
aunque el pH disminuyó más que cuando estaba solo (ver sección (c)
más adelante).
GC56 es capaz de multiplicarse también en caldo
TPY (en baño de maría) hasta una temperatura máxima de 41,5ºC y una
temperatura mínima de 7ºC, siendo la temperatura óptima de
crecimiento 39ºC. En TPY, el pH inicial mínimo para crecimiento es
de 4,7. GC56 es capaz también de multiplicarse sobre agar TPY bajo
condiciones aeróbicas a 37ºC y 39ºC.
Las colonias de GC56 sobre agar TPY a 39ºC bajo
condiciones anaerobias son cremosas, circulares y convexas con
bordes enteros. Ellas alcanzan un diámetro hasta de 1 mM. Alcanzan
un diámetro reducido (menor a 1 mM) bajo condiciones aerobias.
\vskip1.000000\baselineskip
El pH del medio lácteo fue inicialmente de
6,6.
Cuando se cultivó sola en el tonel de
fermentación, la cepa FR62/b/3 de GC56 produjo una disminución en el
pH desde 5,9 (en el periodo de inoculación) hasta 5,0 después de 6
horas, hasta 4,2 después de 12 horas y hasta 3,9 después de 24
horas.
En presencia de la cepa Lactobacillus
acidophilus, que acidula adicionalmente el medio, los valores de
pH disminuyeron desde 5,9 hasta 4,4 después de 6 horas, hasta 3,8
después de 12 horas y hasta 3,5 después de 24 horas. Los recuentos
de bacterias de las dos especies se incrementaron hasta 8 log cfu/ml
después de 24 horas.
\vskip1.000000\baselineskip
Después de incubación en un tonel de
fermentación, se estudió la supervivencia en condiciones de
refrigeración (condiciones aeróbicas, temperatura entre
4-8ºC).
Desde una velocidad inicial de 9,2 log cfu/ml,
la cepa FR62/b/3 de GC56 alcanzó 8,5 log cfu/ml después de 18 días y
7,3 log cfu/ml después de 29 días. De acuerdo con la literatura, se
requiere una velocidad superior a 10^{6} ó 10^{7} cfu/ml o /g de
probióticos en el producto para permitir la observación de efectos
positivos.
\vskip1.000000\baselineskip
El grupo GC56 está bien individualizado
fenotípicamente por medio de análisis numérico (clasificación basada
en el promedio no ponderado con base en el enlace promedio no
ponderado y en los métodos de aglutinación de Hartigan). Ninguna de
las cepas tipo o de referencia pertenecientes a otras especies del
género Bifidobacterium se unen al grupo.
Las características bioquímicas que diferencian
al grupo GC56 y a la especie B. pseudolongum, la especie más
frecuentemente asilada en leche cruda y en quesos a partir de leche
cruda se presentan en la Tabla 2 a continuación, que muestra el
porcentaje de positivos para ciertas características definidas:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las características fenotípicas que diferencian
a la nueva cepa aislada de Bifidobacterium crudilactis de
B. psychraerophilum, la especie filogenéticamente más
cercana, se presentan en la Tabla 3. Los datos en la Tabla 3 se
basan en 141 aislados diferentes de B. crudilactis. Los
resultados se presentan como el porcentaje de respuestas positivas
observadas en los 141 asilados, FR62/b/3T (una cepa de B.
crudilactis), y B. psychraerophilum LMG 21775T.
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\vskip1.000000\baselineskip
Todas las cepas de B. crudilactis (\geq
98% de las cepas) fermentan galactosa, glucosa, fructosa, maltosa,
lactosa, melibiosa, sacarosa, rafinosa, y
D-turanosa. Ninguna fermenta (\leq 2% de las
cepas) glicerol, eritritol, D-arabinosa,
L-arabinosa, L-xilosa, adonitol,
\beta-metil-xilosida,
L-sorbosa, ramnosa, dulcitol, inositol, manitol,
sorbitol,
\alpha-metil-D-glucósido,
N-acetil-glucosamina, arbutina,
trehalosa, inulina, melezitosa, almidón, glicógeno, xilitol,
D-lixosa,
D-tagatosa, D-fucosa, L-fucosa, D-arabitol, L-arabitol, gluconato, 2-ceto-gluconato, 5-ceto-gluconate. Todas las cepas (\geq 98% de las cepas) fueron positivas para \alpha-galactosidasa, \beta-galactosidasa, \alpha-glucosidasa, arginina arilamidasa, prolina arilamidasa, fenilalanina arilamidasa, leucina arilamidasa, e histidina arilamidasa. Todas fueron negativas
(\leq 2% de las cepas) para ureasa, la producción de indol, reducción de nitrato, arginina dihidrolasa, \beta-galactosidasa-6-fosfato, \alpha-arabinosidasa, \beta-glucuronidasa, \beta-N-acetilglucosaminidasa, ácido glutámico descarboxilasa, \alpha-fucosidasa, ácido piroglutámico arilamidasa, glutamil arilamidasa.
D-tagatosa, D-fucosa, L-fucosa, D-arabitol, L-arabitol, gluconato, 2-ceto-gluconato, 5-ceto-gluconate. Todas las cepas (\geq 98% de las cepas) fueron positivas para \alpha-galactosidasa, \beta-galactosidasa, \alpha-glucosidasa, arginina arilamidasa, prolina arilamidasa, fenilalanina arilamidasa, leucina arilamidasa, e histidina arilamidasa. Todas fueron negativas
(\leq 2% de las cepas) para ureasa, la producción de indol, reducción de nitrato, arginina dihidrolasa, \beta-galactosidasa-6-fosfato, \alpha-arabinosidasa, \beta-glucuronidasa, \beta-N-acetilglucosaminidasa, ácido glutámico descarboxilasa, \alpha-fucosidasa, ácido piroglutámico arilamidasa, glutamil arilamidasa.
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El contenido promedio de GC (método Tm) de la
cepa FR62/b/3 de GC56 es de 56% y de 9 cepas en el grupo es de 55,2%
(DE = 0,83).
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Los niveles de reasociación
ADN-ADN estuvieron entre 4 y 36% con el tipo de
cepas de todas las especies de Bifidobacterium y de
Aeriscardovia aeriphila, resultados mostrados en la Tabla 4
más abajo, y entre 76 y 100% dentro del grupo Bifidobacterium
GC56 (13 experimentos). La homología ADN-ADN
entre B. psychraerophilum y la cepa de referencia del grupo
GC56 (FR62/b/3) es igual al 31% (2 mediciones) confirmando que el
grupo GC56 no pertenece a aquella especie (umbral de definición de
las especies bacterianas superior o igual al 70%; Goebel y
Stackebrandt, (1994), Appl Environ Microbiol, 60:
1614-1621; Rossello-Mora y Amann
(2001), FEMS Microbiol Rev, 25: 39-67).
Se determinaron los niveles de reasociación
ADN-ADN utilizando el método espectrofotométrico de
velocidades de renaturalización de De Ley y colaboradores (J.
Biochem. (1970) 12, 133-142), ligeramente modificado
en la temperatura de hibridación (Gavini y colaboradores Ecology in
Health and Disease (2001) 13, 40-45). Se llevaron a
cabo las determinaciones a 67,3ºC (Tm -25ºC de acuerdo con el
contenido de G+C de la cepa FR62/b/3), utilizando un
espectrofotómetro Cary 100 (Varian) relacionado con un controlador
de temperatura (sistema Peltier, Varian).
\newpage
La Tabla 4 muestra la reasociación
ADN-ADN del ADN de FR62/b/3 (grupo GC56) con los ADN
de las cepas tipo del genero Bifidobacterium, incluidas las
cepas de B. crudilactis y de Aeriscardovia
aeriphila.
B. crudilactis FR62/b/3 (GC56), B.
crudilactis FR55/d/2, FR59/b/2, FR98/a/11, B. crudilactis
FR50/f/4, B. crudilactis Brie/9, B. crudilactis
PicV/10, B. crudilactis FR35/5 y B. crudilactis Reb/13
son todas cepas de B. crudilactis que tienen más del 80% de
homología del ADN con B. crudilactis FR62/b/3.
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Se ha llevado a cabo la secuenciación del 16S
rDNA (aproximadamente 1400 pb) sobre 3 cepas representativas del
grupo GC56 (cepas FR/62/b/3, FR/47/b/3, FR/59/b/2) y se las comparó
con otras secuencias cercanas de Bifidobacterium disponibles
en el GenBank (Figura 1). Parece que este grupo presentó 99,8% de
similitudes (3 diferencias) con B. psychraerophilum
considerando las cepas FR62/b/3, FR/59/b/2 y las cepas
FR/47/b/3.
Se llevó a cabo una alineación de la secuencia
de 16S rDNA de tres cepas GC56 con B. psychraerophilum. Se
identificaron aéreas específicas de la enzima de restricción
utilizando AluI y TaqI (Figura 2). Se podría utilizar
el polimorfismo de la longitud del fragmento de restricción para
detectar o para identificar este grupo en una muestra. No se
observó diferencia con B. psychraerophilum. Sin embargo,
existe una baja probabilidad de encontrar B. psychraerophilum
en estos tipos de muestras.
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La Figura 3 muestra una alineación de la
secuencia del gen hsp60 de varias cepas del grupo GC56
(FR47/3, FR51/h/1, FR54/e/1, 59/b/2) con secuencias cercanamente
identificadas encontradas en el Genbank (PubMed-
BLAST). No se observó diferencia entre las cepas del grupo GC56 aunque se observaron diferencias con otras especies bifidobacterianas. Se utilizaron estas diferencias para escoger iniciadores específicos para la PCR y una sonda específica para PCR en tiempo real (Tabla 1).
BLAST). No se observó diferencia entre las cepas del grupo GC56 aunque se observaron diferencias con otras especies bifidobacterianas. Se utilizaron estas diferencias para escoger iniciadores específicos para la PCR y una sonda específica para PCR en tiempo real (Tabla 1).
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Las células GC56 son
Gram-positivas, bacilos no formadores de esporas, y
bastoncillos con forma irregular. La morfología de la cepa FR62/b/3
se muestra en la Figura 4.
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Este listado de referencias citado por el
solicitante es únicamente para conveniencia del lector. No forma
parte del documento europeo de la patente. Aunque se ha tenido gran
cuidado en la recopilación, no se pueden excluir los errores o las
omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad en este sentido.
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
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<211> 1428
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
psychraerophilum
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
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<210> 2
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<211> 1372
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 2
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<210> 3
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<211> 1356
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 3
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<210> 4
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<211> 1384
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 4
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<210> 5
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 5
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<210> 6
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 6
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\hskip1cm
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
pseudocatenulatum
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<400> 7
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\hskip1cm
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<210> 8
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 8
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\hskip1cm
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<210> 9
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 9
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\hskip1cm
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<210> 10
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
adolescentis
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 10
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\hskip1cm
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<210> 11
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
ruminantium
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<400> 11
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\hskip1cm
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<210> 12
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium merycicum
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<400> 12
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\hskip1cm
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 13
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium angulatum
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 13
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
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\vskip0.400000\baselineskip
<210> 14
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<211> 45
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> características variadas
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<222> (11)..(11)
\vskip0.400000\baselineskip
<223> n es a, c, g, ó t
\vskip1.000000\baselineskip
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<400> 14
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
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<210> 15
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<211> 31
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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\vskip0.400000\baselineskip
<400> 15
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\hskip1cm
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<210> 16
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
pseudocatenulatum
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<400> 16
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\hskip1cm
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<210> 17
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 17
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\hskip1cm
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 18
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\hskip1cm
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
adolescentis
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<400> 19
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\hskip1cm
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<210> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
ruminantium
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<400> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium merycicum
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<400> 21
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<210> 22
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium angulatum
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<212> ADN
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pseudocatenulatum
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<212> ADN
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\hskip1cm
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adolescentis
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<212> ADN
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ruminantium
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium merycicum
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\hskip1cm
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<210> 31
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium angulatum
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<210> 32
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<213> Bifidobacterium GC56
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\hskip1cm
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<210> 33
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<211> 50
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<212> ADN
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<212> ADN
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pseudocatenulatum
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\hskip1cm
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<210> 35
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<211> 48
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 35
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\hskip1cm
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<211> 49
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 36
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\vskip0.400000\baselineskip
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<211> 50
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<212> ADN
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adolescentis
\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip1.000000\baselineskip
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\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Bifidobacterium merycicum
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<400> 39
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<210> 40
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<211> 50
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium angulatum
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<400> 40
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<210> 41
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<211> 48
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 41
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\hskip1cm
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<210> 42
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<211> 49
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 42
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\hskip1cm
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<210> 43
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<211> 23
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 43
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\hskip1cm
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<210> 44
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<211> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 44
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\hskip1cm
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<210> 45
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<211> 21
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Bifidobacterium GC56
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<400> 45
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\hskip1cm
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<210> 46
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<211> 20
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
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<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<223> s = g ó c; y = c ó t; r = g ó a
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 46
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
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<210> 47
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 20
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<212> ADN
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<213> Bifidobacterium
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<400> 47
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip1cm
Claims (9)
1. El Bifidobacterium GC56 depositado en
la Collection Nationale de Cultures de
Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de
diciembre de 2004 con el número de acceso CNCM
1-3342.
2. Una cepa de Bifidobacterium, que tiene
una homología de secuencia del ADN superior al 40% con
Bifidobacterium GC56, en donde se deposito Bifidobacterium
GC56 en la Collection Nationale de Cultures de
Micro-organismes (CNCM, Institut Pasteur) el 9 de
diciembre de 2004 con el número de acceso CNCM
1-3342.
3. Una composición probiótica que contiene una
cepa de Bifidobacterium como se define en la reivindicación 1
o en la reivindicación 2 y uno o más excipientes aceptables.
4. Una composición probiótica como se define en
la reivindicación 3 en donde dicha composición es un producto
alimenticio.
5. Una composición probiótica como se define en
la reivindicación 4 en donde dicho producto alimenticio es un
producto con base en lácteos seleccionado entre leche fermentada,
leche vegetal, leche de soja, mantequilla, queso y yogurt.
6. Una cepa de Bifidobacterium como se
define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2 para uso como
una sustancia terapéutica.
7. Una cepa de Bifidobacterium como se
define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2 para uso en
el tratamiento y/o en la profilaxis de enfermedades
gastrointestinales, diarrea, cáncer, exceso de colesterol, alergias
e infecciones.
8. El uso de una cepa de Bifidobacterium
como se define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2 en la
preparación de un medicamento para el tratamiento y/o en la
profilaxis de enfermedades gastrointestinales, diarrea, cáncer,
exceso de colesterol, alergias e infecciones.
9. Una combinación que incluye una cepa de
Bifidobacterium como se define en la reivindicación 1 o en la
reivindicación 2 junto con un agente terapéutico o agentes
adicionales.
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