ES2908480A1 - Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDFInfo
- Publication number
- ES2908480A1 ES2908480A1 ES202031081A ES202031081A ES2908480A1 ES 2908480 A1 ES2908480 A1 ES 2908480A1 ES 202031081 A ES202031081 A ES 202031081A ES 202031081 A ES202031081 A ES 202031081A ES 2908480 A1 ES2908480 A1 ES 2908480A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- microorganism
- composition
- strain
- cect30106
- bifidum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
- A23C9/00—Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
- A23C9/12—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes
- A23C9/127—Fermented milk preparations; Treatment using microorganisms or enzymes using microorganisms of the genus lactobacteriaceae and other microorganisms or enzymes, e.g. kefir, koumiss
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
- A61K35/66—Microorganisms or materials therefrom
- A61K35/74—Bacteria
- A61K35/741—Probiotics
- A61K35/744—Lactic acid bacteria, e.g. enterococci, pediococci, lactococci, streptococci or leuconostocs
- A61K35/745—Bifidobacteria
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Mycology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Virology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Microorganismo aerobio del género Bifidobacterium sppAerobic microorganism of the genus Bifidobacterium spp
La presente invención se refiere a un microorganismo aerobio del género Bifidobacterium spp., composiciones que lo comprenden, y al uso del mismo en la producción de productos lácteos fermentados como el queso y el yogurt. Por lo tanto, la presente invención se engloba dentro del campo de la biotecnología, preferiblemente, en el campo de la industria alimentaria.The present invention relates to an aerobic microorganism of the genus Bifidobacterium spp., compositions comprising it, and the use thereof in the production of fermented dairy products such as cheese and yogurt. Therefore, the present invention falls within the field of biotechnology, preferably in the field of the food industry.
ESTADO DE LA TÉCNICASTATE OF THE ART
El género Bifidobacterium incluye al menos 48 especies diferentes, de las cuales 40 se pueden aislar del tracto gastrointestinal de mamíferos, aves e insectos, y el resto proviene principalmente de aguas residuales. Todas poseen un metabolismo fermentativo caracterizado por una vía glucolítica específica denominada “ruta bífida” (Sánchez et al., 2004). Las cepas de bifidobacterias de origen intestinal han sido objeto de numerosos estudios que vinculan la presencia de las mismas, o sus metabolitos, con beneficios para la salud humana. Las cepas específicas de bifidobacterias que ejercen efectos beneficiosos sobre el huésped se consideran probióticas y se incluyen como agentes promotores de la salud en una gran variedad de suplementos dietéticos y alimentos denominados funcionales. Como ejemplo, en la industria láctea las cepas probióticas que pertenecen al género Bifidobacterium se usan como un componente adjunto al cultivo iniciador (o estárter) destinado a la producción de bebidas fermentadas, quesos, helados y postres congelados; en algunas ocasiones las bifidobacterias pueden ser incluso responsables del proceso de fermentación. Sin embargo, su inclusión en alimentos funcionales constituye un desafío para la industria desde un punto de vista tecnológico. Por un lado, las empresas que producen y comercializan cultivos iniciadores y adjuntos han de trabajar con cepas “robustas” que alcancen unos rendimientos mínimos de producción (obtención de biomasa a coste asequible), que sean capaces de resistir procesos de liofilización o secado a alta temperatura (entre otros) para obtener un concentrado estable y viable, tanto durante estos procesos como durante el almacenamiento posterior de los cultivos concentrados hasta el suministro a las empresas demandantes. Por otro lado, las empresas del sector alimentario o del sector farmacia-parafarmacia que usan estos cultivos en sus procesos, tienen que controlar las pérdidas de viabilidad durante la fabricación y el almacenamiento del alimento o del suplemento alimentario, respectivamente, que contienen cepas probióticas. Todo este proceso limita la aplicación de la mayoría de las especies de bifidobacterias. De esta manera, Bifidobacterium animalis subsp. lactis es casi la especie predominante en la gran mayoría de los productos fermentados y está presente en muchos preparados en forma de suplemento, y es suministrada por unas pocas empresas especializadas en la producción de cultivos iniciadores o adjuntos.The Bifidobacterium genus includes at least 48 different species, of which 40 can be isolated from the gastrointestinal tract of mammals, birds, and insects, and the rest come mainly from sewage. They all have a fermentative metabolism characterized by a specific glycolytic pathway called "ruta bifida" (Sánchez et al., 2004). The strains of bifidobacteria of intestinal origin have been the subject of numerous studies that link their presence, or their metabolites, with benefits for human health. Specific strains of bifidobacteria that exert beneficial effects on the host are considered probiotics and are included as health-promoting agents in a wide variety of dietary supplements and so-called functional foods. As an example, in the dairy industry, probiotic strains belonging to the Bifidobacterium genus are used as an adjunct component to the starter (or starter) culture intended for the production of fermented beverages, cheeses, ice creams, and frozen desserts; on some occasions bifidobacteria may even be responsible for the fermentation process. However, its inclusion in functional foods constitutes a challenge for the industry from a technological point of view. On the one hand, companies that produce and market starter and adjunct cultures have to work with "robust" strains that achieve minimum production yields (obtaining biomass at an affordable cost), that are capable of withstanding freeze-drying or drying processes at high temperature (among others) to obtain a stable and viable concentrate, both during these processes and during the subsequent storage of the concentrated crops until the supply to the demanding companies. On the other hand, companies in the food sector or the pharmacy-parapharmacy sector that use these cultures in their processes have to control viability losses during manufacturing and processing. storage of the food or food supplement, respectively, containing probiotic strains. This entire process limits the application of most bifidobacteria species. In this way, Bifidobacterium animalis subsp. lactis is almost the predominant species in the vast majority of fermented products and is present in many preparations in supplement form, and is supplied by a few companies specializing in the production of starter or adjunct cultures.
Entre los factores limitantes más importantes para la producción, uso y comercialización de bifidobacterias de origen intestinal está su baja tolerancia al oxígeno. La ausencia de mecanismos de detoxificación molecular impide que estas bacterias, que son anaerobias estrictas, eliminen especies reactivas de oxígeno (ROS) como el peróxido de hidrógeno (H2O2) o el anión superóxido (Oí). De hecho, las concentraciones normales de oxígeno en el aire (21% v/v) son tóxicas para los microorganismos más abundantes del ambiente intestinal humano porque su alta reactividad induce daños en las moléculas biológicas, especialmente en el ADN y los fosfolípidos. Sin embargo, otros microorganismos aerobios, microaerófilos y aerotolerantes han desarrollado respuestas protectoras que permiten la tolerancia a la concentración de oxígeno ambiental. En presencia de oxígeno se acumulan especies ROS tanto en microorganismos anaerobios, como en subproductos del metabolismo aeróbico. En general, las bacterias anaerobias no albergan (o albergan, pero no expresan) genes que codifican el complejo enzimático reductor de estas especies ROS en sus genomas (principalmente catalasa, peroxidasa o superóxido dismutasa), u otras actividades relacionadas, tales como NAD(P)H peroxidasas o alquilhidroperóxido (Ahp) sistemas reductasa que desintoxican H2O2 a H2O utilizando NAD(P)H.Among the most important limiting factors for the production, use and commercialization of bifidobacteria of intestinal origin is their low tolerance to oxygen. The absence of molecular detoxification mechanisms prevents these bacteria, which are strict anaerobes, from eliminating reactive oxygen species (ROS) such as hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or superoxide anion ( Oí). In fact, normal concentrations of oxygen in the air (21% v/v) are toxic to the most abundant microorganisms in the human intestinal environment because their high reactivity induces damage to biological molecules, especially DNA and phospholipids. However, other aerobic, microaerophilic, and aerotolerant microorganisms have developed protective responses that allow tolerance to ambient oxygen concentration. In the presence of oxygen, ROS species accumulate both in anaerobic microorganisms and in by-products of aerobic metabolism. In general, anaerobic bacteria do not harbor (or harbor but do not express) genes encoding the reducing enzyme complex of these ROS species in their genomes (mainly catalase, peroxidase, or superoxide dismutase), or other related activities, such as NAD(P )H peroxidases or alkylhydroperoxide (Ahp) reductase systems that detoxify H 2 O 2 to H 2 O using NAD(P)H.
En los últimos años varios grupos de investigación han estudiado la respuesta de diferentes especies de Bifidobacterium al oxígeno. En general, se ha comprobado que los miembros de este género son sensibles al oxígeno y no pueden formar colonias sobre placas de agar en una atmósfera normal porque, como regla general, el crecimiento se detiene en presencia de oxígeno por la acumulación citoplasmática de H2O2.In recent years, several research groups have studied the response of different species of Bifidobacterium to oxygen. In general, it has been found that members of this genus are sensitive to oxygen and cannot form colonies on agar plates in a normal atmosphere because, as a general rule, growth is arrested in the presence of oxygen by cytoplasmic accumulation of H2 . OR 2 .
Por lo tanto, existe en el estado de la técnica una necesidad de proporcionar microorganismos del género Bifidobacterium spp. aerotolerantes al oxígeno capaces de ser empleados en procesos industriales de sector alimentario, u otros afines, donde la presencia de oxígeno es inevitable. Therefore, there is a need in the state of the art to provide microorganisms of the genus Bifidobacterium spp. aerotolerant to oxygen capable of being used in industrial processes in the food sector, or other similar ones, where the presence of oxygen is unavoidable.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
Los inventores de la presente invención han aislado una bacteria del género Bifidobacterium spp., en particular de la especie Bifidobacterium bifidum, aerotolerante, es decir, es capaz de crecer en presencia de oxígeno, tras ser sometida a procesos de congelación y/o liofilización, cuando la mayoría de las cepas que pertenecen a este género son sensibles al oxígeno pues resulta tóxico para ellas.The inventors of the present invention have isolated a bacterium of the genus Bifidobacterium spp., in particular of the species Bifidobacterium bifidum, aerotolerant, that is, it is capable of growing in the presence of oxygen, after being subjected to freezing and/or lyophilization processes, when most of the strains belonging to this genus are sensitive to oxygen, it is toxic to them.
Los inventores aislaron la cepa B. bifidum CECT30106 aerotolerante a partir de la cepa salvaje o parental de B. bifidum Wt (CECT30105) aislada de una biopsia de íleon de un individuo sano, la cual, tras ser sometida a un proceso de mutagénesis por luz ultravioleta fue capaz no solo de crecer en la superficie de una placa de agar de un medio definido, es decir, en medio sólido específico tanto en condiciones aerobias como anaerobias, sino que en productos fermentados pudo hacerlo durante más tiempo que otras cepas, sobreviviendo más allá de los 15 días, en concreto, hasta los 28 días (algo nunca antes descrito en el estado de la técnica), tras haber sido sometida a un proceso de congelación a -80oC o a un proceso de congelación a -80oC seguido de una liofilización por vacío.The inventors isolated the aerotolerant B. bifidum strain CECT30106 from the wild or parental strain of B. bifidum Wt (CECT30105) isolated from a biopsy of the ileum of a healthy individual, which, after being subjected to a mutagenesis process by light ultraviolet was able not only to grow on the surface of an agar plate of a defined medium, that is, in a specific solid medium under both aerobic and anaerobic conditions, but in fermented products it was able to do so for longer than other strains, surviving longer. beyond 15 days, specifically, up to 28 days (something never before described in the state of the art), after being subjected to a freezing process at -80oC or a freezing process at -80oC followed by lyophilization by emptiness.
El estudio genómico de esta cepa reveló que mostraba sobre-expresados diferencialmente genes relacionados con la resistencia al oxígeno y las reacciones redox, y que los promotores que regulan la expresión de dichos genes mostraban un motivo común localizado entre 12 y 31 nucleótidos del codón de inicio de la transcripción. En base a este descubrimiento, los inventores han desarrollado una serie de aspectos inventivos que serán explicados en detalle a continuación.The genomic study of this strain revealed that it showed differentially over-expressed genes related to oxygen resistance and redox reactions, and that the promoters that regulate the expression of these genes showed a common motif located between 12 and 31 nucleotides from the start codon. of the transcript. Based on this discovery, the inventors have developed a series of inventive aspects that will be explained in detail below.
Microorganismo de la invención v composición que lo comprendeMicroorganism of the invention and composition comprising it
En un aspecto, la presente invención se relaciona con un microorganismo del género Bifidobacterium spp. que comprende un promotor que comprende la secuencia GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) a una distancia de entre 12 y 31 nucleótidos del codón de inicio responsable de la transcripción de un gen. De aquí en adelante, este microorganismo será denominado “microorganismo de la invención” . In one aspect, the present invention relates to a microorganism of the genus Bifidobacterium spp. comprising a promoter comprising the sequence GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) at a distance of between 12 and 31 nucleotides from the start codon responsible for the transcription of a gene. Hereinafter, this microorganism will be called "microorganism of the invention".
Taxonómicamente, el microorganismo de la invención es un microorganismo del género Bifidobacterium spp., que es un género de bacterias Gram-positivas, anaerobias, no móviles, con morfología variada y frecuentemente ramificadas. Sin embargo, en la presente invención, la bacteria del género Bifidobacterium spp. es aerobia, es decir, puede crecer y multiplicarse en presencia de oxígeno. Por lo tanto, en una realización particular, el microorganismo de la invención tiene la capacidad de crecer en condiciones aerobias.Taxonomically, the microorganism of the invention is a microorganism of the genus Bifidobacterium spp., which is a genus of Gram-positive, anaerobic, non-motile bacteria, with varied morphology and frequently branching. However, in the present invention, the bacteria of the genus Bifidobacterium spp. it is aerobic, that is, it can grow and multiply in the presence of oxygen. Therefore, in a particular embodiment, the microorganism of the invention has the ability to grow under aerobic conditions.
En la presente invención se entiende por “condiciones aerobias”, a aquellas condiciones en las que hay presencia de oxígeno en el medio que rodea el microorganismo.In the present invention, "aerobic conditions" are understood as those conditions in which there is the presence of oxygen in the medium surrounding the microorganism.
El microorganismo de la invención se caracteriza por contener un promotor que comprende la secuencia GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) a una distancia de entre 12 y 31 nucleótidos del codón de inicio responsable de la transcripción de un gen.The microorganism of the invention is characterized by containing a promoter comprising the sequence GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) at a distance of between 12 and 31 nucleotides from the start codon responsible for the transcription of a gene.
En la presente invención se entiende por “promotor” a la región de ADN que controla la iniciación de la transcripción de una determinada porción del ADN a ARN. Un promotor, por lo tanto, promueve la transcripción de un gen. En la presente invención, el promotor comprende la secuencia GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) a una distancia de entre 12 y 31 nucleótidos del codón de inicio responsable de la transcripción de un gen. En una realización particular, dicho gen que es regulado por el mencionado promotor es el gen que codifica la proteína alquil hidroperóxido reductasa C y/o el gen que codifica la proteína alquil hidroperóxido reductasa F.In the present invention, "promoter" is understood as the DNA region that controls the initiation of transcription of a certain portion of DNA to RNA. A promoter therefore promotes the transcription of a gene. In the present invention, the promoter comprises the sequence GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) at a distance of between 12 and 31 nucleotides from the start codon responsible for the transcription of a gene. In a particular embodiment, said gene that is regulated by said promoter is the gene that encodes the protein alkyl hydroperoxide reductase C and/or the gene that encodes the protein alkyl hydroperoxide reductase F.
La proteína alquil hidroperóxido reductasa C o AhpC (en inglés alkyl hydroperoxide reductase C o peroxiredoxirí) es una enzima bacteriana responsable de la reducción de hiperóxidos orgánicos directamente a su forma reducida de ditiol. En una realización particular, la proteína AhpC es la proteína AhpC de B. bifidum. En otra realización particular, la proteína AhpC comprende una secuencia de aminoácidos que presenta una identidad de secuencia de, al menos, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99% con la secuencia SEQ ID NO: 2. En otra realización particular, la proteína AhpC comprende, o consiste en, una secuencia de aminoácidos que presenta una identidad de secuencia del 100% con la secuencia SEQ ID NO: 2 (GeneBankAccess number SFC21796.1).Protein alkyl hydroperoxide reductase C or AhpC (in English alkyl hydroperoxide reductase C or peroxiredoxirí) is a bacterial enzyme responsible for the reduction of organic hyperoxides directly to their reduced dithiol form. In a particular embodiment, the AhpC protein is the AhpC protein from B. bifidum. In another particular embodiment, the AhpC protein comprises an amino acid sequence that has a sequence identity of at least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99% with the sequence SEQ ID NO : 2. In another particular embodiment, the AhpC protein comprises, or consists of, an amino acid sequence that has 100% sequence identity with the sequence SEQ ID NO: 2 (GeneBankAccess number SFC21796.1).
SEQ ID NO: 2SEQ ID NO: 2
001 MTLLQHELTD FTVQAFQNNE FHEVTKADVL GHWSVFFFYP ADFTFVCPTE LEDLAAKYED 001 MTLLQHELTD FTVQAFQNNE FHEVTKADVL GHWSVFFFYP ADFTFVCPTE LEDLAAKYED 061 FKKIGCEIYS VSCDTHFVHKAWHDANEKIAKIQYPMLADP TALLAKDLDT YNEADGVAER 121 GDFIVNPEGKVVAYEVISSN VGRNADELLR RVQASQFVYE HGDQVCPAKW TPGEETIEPS 181 LDLVGLL061 FKKIGCEIYS VSCDTHFVHKAWHDANEKIAKIQYPMLADP TALLAKDLDT YNEADGVAER 121 GDFIVNPEGKVVAYEVISSN VGRNADELLR RVQASQFVYE HGDQVCPAKW TPGEETIEPS 181 LDLVGLL
La proteína alquil hidroperóxido reductasa F o AhpF (en inglés alkyl hydroperoxide reducíase F) es una flavoenzima homodimérica que cataliza la reducción dependiente de NADH de la proteína AhpC, que a su vez cataliza la reducción de peróxido de hidrógeno y los hidroperóxidos orgánicos.Protein alkyl hydroperoxide reductase F or AhpF is a homodimeric flavoenzyme that catalyzes the NADH-dependent reduction of protein AhpC, which in turn catalyzes the reduction of hydrogen peroxide and organic hydroperoxides.
En una realización particular, la proteína AhpF es la proteína AhpF de B. bifidum. En otra realización particular, la proteína AhpF comprende una secuencia de aminoácidos que presenta una identidad de secuencia de, al menos, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99% con la secuencia SEQ ID NO: 3. En otra realización particular, la proteína AhpF comprende, o consiste en, una secuencia de aminoácidos que presenta una identidad de secuencia del 100% con la secuencia SEQ ID NO: 3 (GeneBank Access number WP_047290408).In a particular embodiment, the AhpF protein is the AhpF protein from B. bifidum. In another particular embodiment, the AhpF protein comprises an amino acid sequence that has a sequence identity of at least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99% with the sequence SEQ ID NO : 3. In another particular embodiment, the AhpF protein comprises, or consists of, an amino acid sequence that has 100% sequence identity with the sequence SEQ ID NO: 3 (GeneBank Access number WP_047290408).
SEQ ID NO: 3SEQ ID NO: 3
1 MTQINRSDLY DVVVIGGGPA GLTAGLYLARARYRVLILEK DDFGGQITIT DEVVNYPGVG1 MTQINRSDLY DVVVIGGGPA GLTAGLYLARARYRVLILEK DDFGGQITIT DEVVNYPGVG
61 HTSGRALTQT MRNQAKDFGA EFLSAEATGL DVNGDIKTVH TSRGDLKTFG ILIATGASPR 121 KLGFAGEAEYAGRGVAYCAT CDGEFFTGRE VLVVGGGFAAAEESVFLTKYASKVTVLVRE 181 PDFTCDAAVS AEAKNNPKID VRYNVELKGVTAGKGGLREA TILDRGTGET ESWKPSDDGT 241 FGVFVFAGYV PATELVRGVV ELDDHGYVVT RGYLETSVPG VYAAGDLRVK NLRQVVTATA 301 DGAIAAVELE RYAKQMSEKT GLVPPRPTAS AYEQAEAQTAAAVNSAAAAG TTPAPAPVKR 361 SADTAAATAAAKKPGELFSAAIKQQLGVVF GRMTRPVTLV LELDDTPLST ELQGFIGEMV 421 ALSNGKLNSVAVDAAGVITA EDGSSAPTSL TVGEPLAVTL PDGAELPVYG SLDDSGRAQF 481 DVAGVLPSAR PVVLMCVPAE NSEAGTLLFT GLAFHGVPSG HEFNSFVLGL YNAAGPGQPL 541 DDDLKARAEA IDTPIDVMIL VSLTCTMCPE TVLAAQRIAS LNPNVRAEAY DVAHFPELKD 601 QYGAMSVPCI VINQPGGEQK VEFGKKSVPQ MLTLLGA61 HTSGRALTQT MRNQAKDFGA EFLSAEATGL DVNGDIKTVH TSRGDLKTFG ILIATGASPR 121 KLGFAGEAEYAGRGVAYCAT CDGEFFTGRE VLVVGGGFAAAEESVFLTKYASKVTVLVRE 181 PDFTCDAAVS AEAKNNPKID VRYNVELKGVTAGKGGLREA TILDRGTGET ESWKPSDDGT 241 FGVFVFAGYV PATELVRGVV ELDDHGYVVT RGYLETSVPG VYAAGDLRVK NLRQVVTATA 301 DGAIAAVELE RYAKQMSEKT GLVPPRPTAS AYEQAEAQTAAAVNSAAAAG TTPAPAPVKR 361 SADTAAATAAAKKPGELFSAAIKQQLGVVF GRMTRPVTLV LELDDTPLST ELQGFIGEMV 421 ALSNGKLNSVAVDAAGVITA EDGSSAPTSL TVGEPLAVTL PDGAELPVYG SLDDSGRAQF 481 DVAGVLPSAR PVVLMCVPAE NSEAGTLLFT GLAFHGVPSG HEFNSFVLGL YNAAGPGQPL 541 DDDLKARAEA IDTPIDVMIL VSLTCTMCPE TVLAAQRIAS LNPNVRAEAY DVAHFPELKD 601 QYGAMSVPCI VINQPGGEQK VEFGKKSVPQ MLTLLGA
Otra característica del microorganismo de la invención es que presenta sobre expresados genes relacionados con la resistencia al oxígeno y las reacciones redox, con respecto un microorganismo del género Bifidobacíerium spp. no aerotolerante. En la presente invención se entiende por “no aerotolerante” a aquella bacteria del género Bifidobacíerium spp. que no puede crecer en presencia de oxígeno. En una realización particular, los genes sobre-expresados en la cepa aerotolerante de Bifidobacíerium spp. Another characteristic of the microorganism of the invention is that it has overexpressed genes related to resistance to oxygen and redox reactions, with respect to a microorganism of the genus Bifidobacterium spp. not aerotolerant. In the present invention, "non-aerotolerant" is understood as that bacterium of the genus Bifidobacterium spp. It cannot grow in the presence of oxygen. In a particular embodiment, the over-expressed genes in the aerotolerant strain of Bifidobacterium spp.
son el gen que codifica AphC y el gen que codifica AphF. Estas proteínas han sido descritas en párrafos anteriores de la presente descripción.they are the gene encoding AphC and the gene encoding AphF. These proteins have been described in previous paragraphs of this description.
El microorganismo de la invención puede pertenecer a cualquier microorganismo del género Bifidobacterium spp. Así, ejemplos de microorganismos del género Bifidobacterium incluyen, sin limitarse a, B. adolescentis, B. angulatum, B. animalis, B. asteroides, B. bifidum, B. boum, B. breve, B. catenulatum, B. choerinum, B. coryneforme, B. cuniculi, B. denticolens, B. dentium, B. gallicum, B. gallinarum, B. indicum, B. infantis, B. inopinatum, B. lactis, B. longum, B. magnum, B. merycicum, B. minimum, B. pseudocatenulatum, B. pseudolongum, B. pullorum, B. ruminantium, B. saeculare, B. subtile, B. suis, B. thermacidophilum y B. thermophilum. The microorganism of the invention can belong to any microorganism of the genus Bifidobacterium spp. Thus, examples of microorganisms of the genus Bifidobacterium include, but are not limited to, B. adolescentis, B. angulatum, B. animalis, B. asteroides, B. bifidum, B. boum, B. breve, B. catenulatum, B. choerinum, B. coryneforme, B. cuniculi, B. denticolens, B. dentium, B. gallicum, B. gallinarum, B. indicum, B. infantis, B. inopinatum, B. lactis, B. longum, B. magnum, B. merycicum, B. minimum, B. pseudocatenulatum, B. pseudolongum, B. pullorum, B. ruminantium, B. saeculare, B. subtile, B. suis, B. thermacidophilum, and B. thermophilum.
En una realización particular, el microorganismo de la invención es B. bifidum que, en otra realización todavía más particular, es la cepa B. bifidum IPLA60003. La cepa B. bifidum IPLA60003 fue depositada bajo el tratado de Budapest el 26 de mayo de 2020 en la Colección española de Cultivos Tipo como Autoridad Internacional de Depósito, localizada en Building 3 CUE, Pare Científic Universitat de Valencia, Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna, Valencia, España. El número de depósito asignado fue el CECT30106. El depositante de la cepa fue el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.In a particular embodiment, the microorganism of the invention is B. bifidum which, in another even more particular embodiment, is the strain B. bifidum IPLA60003. The B. bifidum IPLA60003 strain was deposited under the Budapest Treaty on May 26, 2020 in the Spanish Type Culture Collection as International Depository Authority, located at Building 3 CUE, Pare Científic Universitat de Valencia, Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna, Valencia, Spain. The deposit number assigned was CECT30106. The depositor of the strain was the Higher Council for Scientific Research.
En la presente invención también se contempla cualquier cepa derivada de la cepa B. bifidum IPLA60003, donde dicha cepa mantiene o mejora la capacidad de crecer y desarrollarse en presencia de oxígeno, es decir, es aerotolerante. El microorganismo derivado puede producirse de forma natural o bien de forma intencionada, por métodos de mutagénesis conocidos en el estado de la técnica, como por ejemplo, pero sin limitarse, al crecimiento del microorganismo original en presencia de agentes mutagénicos o causantes de estrés, o mediante ingeniería genética dirigida a la modificación de genes específicos. Según una realización preferida, la cepa derivada de la cepa B. bifidum IPLA60003 es un muíante genéticamente modificado. Los términos cepa muíante o cepa derivada pueden ser utilizados indistintamente.Any strain derived from the B. bifidum IPLA60003 strain is also contemplated in the present invention, where said strain maintains or improves the ability to grow and develop in the presence of oxygen, that is, it is aerotolerant. The derived microorganism can be produced naturally or intentionally, by mutagenesis methods known in the state of the art, such as, but not limited to, the growth of the original microorganism in the presence of mutagenic or stress-causing agents, or by genetic engineering directed at the modification of specific genes. According to a preferred embodiment, the strain derived from the B. bifidum strain IPLA60003 is a genetically modified mutant. The terms mutant strain or derivative strain may be used interchangeably.
La presente invención también se refiere a los componentes celulares, metabolitos, moléculas secretadas o cualquiera de sus combinaciones, obtenidos a partir de la cepa B. bifidum IPLA60003, o a partir de una combinación de microorganismos que comprenda al menos la cepa B. bifidum IPLA60003. The present invention also relates to the cellular components, metabolites, secreted molecules or any combination thereof, obtained from the B. bifidum IPLA60003 strain, or from a combination of microorganisms comprising at least the B. bifidum IPLA60003 strain.
Entre los componentes celulares de la bacteria se podrían incluir los componentes de la pared celular (como por ejemplo, pero sin limitarse a, peptidoglicano), los ácidos nucleicos, los componentes de la membrana, u otros como proteínas, lípidos e hidratos de carbono y sus combinaciones, como lipoproteínas, glicolípidos o glicoproteínas, o polisacáridos. Los metabolitos incluyen cualquier molécula producida o modificada por la bacteria como consecuencia de su actividad metabólica durante su crecimiento, su uso en procesos tecnológicos (por ejemplo, pero sin limitarse, procesos de elaboración de alimentos o fármacos), durante el almacenamiento del producto o durante el tránsito gastrointestinal. Ejemplos de estos metabolitos son, pero sin limitarse, los ácidos orgánicos e inorgánicos, proteínas, péptidos, aminoácidos, enzimas, lípidos, hidratos de carbono, lipoproteínas, glicolípidos, glicoproteínas, vitaminas, sales, metales o ácidos nucleicos. Las moléculas secretadas incluyen cualquier molécula exportada o liberada al exterior por la bacteria durante su crecimiento, su uso en procesos tecnológicos (por ejemplo, de elaboración de alimentos o fármacos), el almacenamiento del producto o el tránsito gastrointestinal. Ejemplos de estas moléculas son, pero sin limitarse a, ácidos orgánicos e inorgánicos, proteínas, péptidos, aminoácidos, enzimas, lípidos, hidratos de carbono, lipoproteínas, glicolípidos, glicoproteínas, polisacáridos, vitaminas, sales, metales o ácidos nucleicos.Cellular components of bacteria could include cell wall components (such as, but not limited to, peptidoglycan), nucleic acids, membrane components, or others such as proteins, lipids, and carbohydrates and their combinations, such as lipoproteins, glycolipids or glycoproteins, or polysaccharides. Metabolites include any molecule produced or modified by the bacterium as a consequence of its metabolic activity during its growth, its use in technological processes (for example, but not limited to, food or drug manufacturing processes), during product storage or during gastrointestinal transit. Examples of these metabolites are, but are not limited to, organic and inorganic acids, proteins, peptides, amino acids, enzymes, lipids, carbohydrates, lipoproteins, glycolipids, glycoproteins, vitamins, salts, metals, or nucleic acids. Secreted molecules include any molecule exported or released abroad by the bacterium during its growth, its use in technological processes (for example, food or drug manufacturing), product storage, or gastrointestinal transit. Examples of these molecules are, but are not limited to, organic and inorganic acids, proteins, peptides, amino acids, enzymes, lipids, carbohydrates, lipoproteins, glycolipids, glycoproteins, polysaccharides, vitamins, salts, metals, or nucleic acids.
Como entiende el experto en la materia, el microorganismo de la invención puede estar contenido dentro de una composición. Así, en otro aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende el microorganismo de la invención, de aquí en adelante “composición de la invención”, incluyendo todas las realizaciones particulares definidas en los párrafos anteriores.As the person skilled in the art understands, the microorganism of the invention can be contained within a composition. Thus, in another aspect, the present invention refers to a composition comprising the microorganism of the invention, hereinafter "composition of the invention", including all the particular embodiments defined in the preceding paragraphs.
Como es sabido, el género Bifidobacterium es uno de los géneros de bacterias autóctonas comensales o mutualistas presentes en la flora o microbiota intestinal, es decir de los microorganismos que residen en el colon. Ayudan en la digestión, y están asociadas con una menor incidencia epidemiológica de alergias y también previenen algunas formas de crecimiento de tumores. Las bifidobacterias pueden usarse como probióticos, jugando un importante papel en el efecto beneficioso de determinados alimentos o fármacos.As is known, the Bifidobacterium genus is one of the genera of autochthonous commensal or mutualistic bacteria present in the intestinal flora or microbiota, that is, the microorganisms that reside in the colon. They aid in digestion, and are associated with a lower epidemiological incidence of allergies and also prevent some forms of tumor growth. Bifidobacteria can be used as probiotics, playing an important role in the beneficial effect of certain foods or drugs.
Así, en una realización particular, la composición de la invención es una composición nutricional funcional, o un nutracéutico. Thus, in a particular embodiment, the composition of the invention is a functional nutritional composition, or a nutraceutical.
En el caso de que la composición de la invención esté formulada como una composición nutricional funcional, dicha composición nutricional puede ser un alimento o ir incorporada en un alimento o producto alimenticio destinado tanto a la alimentación humana como a la alimentación animal. Así, en una realización particular, la composición nutricional funcional es seleccionada de entre un alimento (que puede ser un alimento para fines nutricionales específicos o un suplemento alimentario o un alimento funcional) y un suplemento nutricional.In the event that the composition of the invention is formulated as a functional nutritional composition, said nutritional composition can be a food or be incorporated into a food or food product intended for both human and animal feed. Thus, in a particular embodiment, the functional nutritional composition is selected from a food (which can be a food for specific nutritional purposes or a food supplement or a functional food) and a nutritional supplement.
El término "composición nutritiva funcional" o “composición nutricional funcional” de la presente invención se refiere a aquella composición que comprende un ingrediente o compuesto que puede estar presente en un alimento o en un suplemento alimentario, y que afecta beneficiosamente a una o varias funciones del organismo, de manera que proporciona un mejor estado de salud y bienestar. Ejemplos de alimentos que pueden comprender el microorganismo de la invención, o la composición que el microorganismo de la invención, incluyen, pero sin limitarse a, piensos, productos lácteos, productos vegetales, productos cárnicos, aperitivos, chocolates, bebidas, alimentos infantiles, cereales, fritos, bollería industrial, galletas, etc. Ejemplos de productos lácteos incluyen, pero sin limitarse a, productos derivados de leche fermentada (por ejemplo, pero sin limitarse a, yogur o queso) o no fermentada (por ejemplo, pero sin limitarse a, helado, mantequilla, margarina o suero lácteo). El producto vegetal es, por ejemplo, pero sin limitarse a, un cereal en cualquier forma de presentación, fermentado o no fermentado, o un aperitivo. La bebida puede ser, pero sin limitarse a, leche o bebida de base vegetal no fermentada. No obstante, en una realización particular, el producto alimentario se selecciona del grupo que consiste en un producto lácteo, un producto cárnico, un producto vegetal, un forraje y una bebida.The term "functional nutritional composition" or "functional nutritional composition" of the present invention refers to that composition that comprises an ingredient or compound that may be present in a food or in a food supplement, and that beneficially affects one or more functions of the body, so that it provides a better state of health and well-being. Examples of foods that may comprise the microorganism of the invention, or the composition containing the microorganism of the invention, include, but are not limited to, animal feed, dairy products, vegetable products, meat products, snacks, chocolates, beverages, baby foods, cereals , fried, industrial pastries, cookies, etc. Examples of dairy products include, but are not limited to, products derived from fermented (for example, but not limited to, yogurt or cheese) or non-fermented (for example, but not limited to, ice cream, butter, margarine, or whey) milk. . The plant product is, for example, but not limited to, a cereal in any presentation form, fermented or unfermented, or a snack. The beverage may be, but is not limited to, milk or a non-fermented plant-based beverage. However, in a particular embodiment, the food product is selected from the group consisting of a dairy product, a meat product, a vegetable product, a fodder and a beverage.
En otra realización más particular, el alimento es un producto lácteo, todavía más en particular, un producto lácteo fermentado. En otra realización particular, el producto lácteo se selecciona de la lista que consiste en leche, queso, yogurt y kéfir.In another more particular embodiment, the food is a dairy product, even more particularly, a fermented dairy product. In another particular embodiment, the dairy product is selected from the list consisting of milk, cheese, yogurt and kefir.
El término "suplemento", sinónimo de cualquiera de los términos "suplemento dietético", "suplemento nutricional", "suplemento alimentario" o "suplemento alimenticio", es un componente o componentes destinados a complementar la alimentación. Algunos ejemplos de suplementos dietéticos incluyen, pero sin limitarse a, las vitaminas, los minerales, los productos botánicos, los aminoácidos y los componentes de los alimentos, como las enzimas y los extractos glandulares. No se presentan como sustitutos de un alimento convencional ni como componentes únicos de una comida o de una dieta alimenticia, sino como complemento de la dieta.The term "supplement", synonymous with any of the terms "dietary supplement", "nutritional supplement", "dietary supplement" or "dietary supplement", is a component or components intended to supplement food. Some examples of dietary supplements include, but are not limited to, vitamins, minerals, botanicals, amino acids, and components of food, such as enzymes and glandular extracts. They are not presented as substitutes for a conventional food or as the only components of a meal or a nutritional diet, but rather as a complement to the diet.
El término “nutracéutico” tal como se emplea en la presente invención se refiere a sustancias aisladas de un alimento y utilizadas de forma dosificada que tienen un efecto beneficioso sobre la salud. Dicho nutracéutico puede ser un suplemento.The term "nutraceutical" as used in the present invention refers to substances isolated from a food and used in a dosage form that have a beneficial effect on health. Said nutraceutical may be a supplement.
En otra realización particular, la composición de la invención es administrada a un sujeto a través de la dieta.In another particular embodiment, the composition of the invention is administered to a subject through the diet.
Como entiende el experto en la materia, el microorganismo de la invención tiene que estar presente en la composición de la invención en una cantidad terapéuticamente efectiva para que puedan ejercer su efecto beneficioso cuando es administrada a un sujeto. En la presente invención se entiende por “cantidad terapéuticamente efectiva” aquella cantidad del componente de la composición farmacéutica que, cuando se administra a un sujeto, es suficiente para producirle el efecto. Dicho componente de la composición farmacéutica se refiere al microorganismo de la invención. La cantidad terapéuticamente efectiva variará en función de, por ejemplo, la edad, el peso corporal, el estado general de salud, el sexo y la dieta del sujeto, al igual que en función del modo y del tiempo de administración, de la velocidad de excreción o de la combinación de fármacos entre otros. Así, en una realización particular, la concentración total de microorganismos del microorganismo de la invención en la composición es de entre 106 y 1012 CFU/mL o gramos (unidades formadoras de colonia = bacterias), preferiblemente, 109 CFU/mL o gramos. En otra realización particular, la dosis de administración del microorganismo de la invención en la composición es de entre 106 y 1012 CFU/día, preferiblemente, 109 CFU/día, y en otra realización todavía más particular, el régimen de administración es de, al menos, una vez al día, en particular, dos veces al día, y más en particular, tres veces al día, una con cada ingesta de comida (desayuno, almuerzo y cena).As understood by those skilled in the art, the microorganism of the invention must be present in the composition of the invention in a therapeutically effective amount so that they can exert their beneficial effect when administered to a subject. In the present invention, "therapeutically effective amount" is understood as that amount of the component of the pharmaceutical composition that, when administered to a subject, is sufficient to produce the effect. Said component of the pharmaceutical composition refers to the microorganism of the invention. The therapeutically effective amount will vary depending on, for example, the subject's age, body weight, general health, gender and diet, as well as the mode and timing of administration, the rate of excretion or the combination of drugs among others. Thus, in a particular embodiment, the total concentration of microorganisms of the microorganism of the invention in the composition is between 106 and 1012 CFU/mL or grams (colony-forming units = bacteria), preferably 109 CFU/mL or grams. In another particular embodiment, the administration dose of the microorganism of the invention in the composition is between 106 and 1012 CFU/day, preferably 109 CFU/day, and in another even more particular embodiment, the administration regimen is, at least once a day, in particular twice a day, and more particularly three times a day, once with each meal (breakfast, lunch and dinner).
La composición de la invención, además del microorganismo de la invención, puede comprender otros microorganismos o componentes bioactivos.The composition of the invention, in addition to the microorganism of the invention, may comprise other microorganisms or bioactive components.
Otros microorganismos que pueden acompañar al microorganismo de la invención en la composición incluyen, sin limitar a, microorganismo de grupos filogenéticos, géneros o especies de procariotas de origen intestinal, alimentario o ambiental, como por ejemplo pero sin limitarse a Archaea, Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Fusobacteria, Metanobacteria, Spirochaetes, Fibrobacteres, Deferribacteres, Deinococcus, Thermus, Cianobacteria, Methanobrevibacterium, Peptostreptococcus, Ruminococcus, Coprococcus, Subdolingranulum, Dorea, Bulleidia, Anaerofustis, Gemella, Roseburia, Catenibacterium, Dialister, Anaerotruncus, Staphylococcus, Micrococcus, Propionibacterium, Enterobacteriaceae, Faecalibacterium, Bacteroides, Parabacteroides, Prevotella, Eubacterium, Akkermansia, Bacillus, Butyrivibrio o Clostridium. Other microorganisms that may accompany the microorganism of the invention in the composition include, without limitation, microorganisms of phylogenetic groups, genera or species of prokaryotes of intestinal, food or environmental origin, such as example but not limited to Archaea, Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria, Verrucomicrobia, Fusobacteria, Metanobacteria, Spirochaetes, Fibrobacteres, Deferribacteres, Deinococcus, Thermus, Cyanobacteria, Methanobrevibacterium, Peptostreptococcus, Ruminococcus, Coprococcus, Subdolingranulum, Dorea, Bulleidia, Anaerofustis, Gemella , Roseburia, Catenibacterium, Dialister, Anaerotruncus, Staphylococcus, Micrococcus, Propionibacterium, Enterobacteriaceae, Faecalibacterium, Bacteroides, Parabacteroides, Prevotella, Eubacterium, Akkermansia, Bacillus, Butyrivibrio or Clostridium.
En una realización particular, la composición de la invención comprende adicionalmente, un microorganismo seleccionado del grupo que consiste una levadura, un moho, y una bacteria ácido-láctica distinta de Bifidobacterium spp.In a particular embodiment, the composition of the invention additionally comprises a microorganism selected from the group consisting of a yeast, a mold, and a lactic acid bacterium other than Bifidobacterium spp.
Ejemplos de mohos que pueden ir en combinación con el microorganismo de la invención incluyen, sin limitarse a, aquellos pertenecientes al género Penicillium (como ejemplo las especies P. roqueforti, P. candidum). Ejemplos de levaduras que pueden ir en combinación con el microorganismo de la invención incluyen, sin limitar a, tales como Saccharomyces cerevisiae, Geotrichum candidum, Debaromyces hansenii, o similares.Examples of molds that can be combined with the microorganism of the invention include, without being limited to, those belonging to the genus Penicillium (for example, the species P. roqueforti, P. candidum). Examples of yeasts that can be combined with the microorganism of the invention include, but are not limited to, such as Saccharomyces cerevisiae, Geotrichum candidum, Debaromyces hansenii, or the like.
Ejemplo de bacterias ácido-lácticas, y otras bacterias Gram-positivas, que pueden ir en combinación con el microorganismo de la invención incluyen, sin limitarse a, bacterias del género Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Weissella, Pediococcus, Streptococcus, Propionibacterium, Bacillus. Examples of lactic acid bacteria and other Gram-positive bacteria that can be combined with the microorganism of the invention include, without limitation, bacteria of the genus Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Weissella, Pediococcus, Streptococcus, Propionibacterium, Bacillus.
Ejemplos de bacterias de los géneros arriba indicados incluyen, sin limitarse a, bacterias pertenecientes al género Lactobacillus tales como Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus gallinarum, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus zeae, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus salivalius, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus xeuteri, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus mali y similares; bacteria del género Streptococcus tales como Streptococcus thermophilus ; bacterias del género Lactococcus tales como Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. Examples of bacteria of the above genera include, without limitation, bacteria belonging to the genus Lactobacillus such as Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus gallinarum, Lactobacillus amylovorus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus paracasei , Lactobacillus crispatus, Lactobacillus zeae, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus salivalius, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus xeuteri, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus mali and the like; bacteria of the genus Streptococcus such as Streptococcus thermophilus ; bacteria of the genus Lactococcus such as Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp.
cremoris y similares; bacterias del género Enterococcus tales como Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium y similares; bacterias del género Bacillus tales como Bacillus subtilis; bacterias del género Propionibacterium, tales como Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium jensenii, Propionibacterium acidipropionic, y similares. cremoris and the like; Enterococcus genus bacteria such as Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium and the like; Bacillus genus bacteria such as Bacillus subtilis; bacteria of the genus Propionibacterium, such as Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium jensenii, Propionibacterium acidipropionic, and the like.
La composición según cualquiera de las definidas anteriormente, puede además comprender al menos un componente bioactivo (sustancia activa, principio activo o agente terapéutico), como son por ejemplo otros componentes de alimentos, productos vegetales y/o animales, minerales, vitaminas, o similares.The composition according to any of those defined above, may also comprise at least one bioactive component (active substance, active ingredient or therapeutic agent), such as other food components, plant and/or animal products, minerals, vitamins, or the like. .
El término “componente bioactivo” hace referencia a un compuesto con actividad biológica en el ámbito de aplicación de la solicitud de patente que pueda mejorar o complementar la actividad del microorganismo de la invención, incluyendo ingredientes o componentes de los alimentos (por ejemplo y sin limitar: ácidos grasos poliinsaturados, ácido linoléico conjugado, prebióticos, fibra, goma Guar, glucomanano, quitosano, picolinato de cobre, calcio, etc.), plantas, extractos o componentes de plantas (por ejemplo y sin limitar polifenoles, efedrina o extractos de Ephedra spp., té verde [Camellia sinensis], o naranja amarga [Citrus aurantium]). The term "bioactive component" refers to a compound with biological activity within the scope of the patent application that can improve or complement the activity of the microorganism of the invention, including ingredients or components of foods (for example and without limiting : polyunsaturated fatty acids, conjugated linoleic acid, prebiotics, fiber, Guar gum, glucomannan, chitosan, copper picolinate, calcium, etc.), plants, extracts or components of plants (for example and without limitation polyphenols, ephedrine or extracts of Ephedra spp., green tea [Camellia sinensis], or bitter orange [Citrus aurantium]).
Debido a los efectos beneficiosos que los microorganismos del género Bifidobacterium tienen sobre la salud y el bienestar de un sujeto, la presente invención también contempla que el microorganismo de la invención puede ser empleado en una composición farmacéutica. Así, en otra realización particular, la composición de la invención es una composición farmacéutica.Due to the beneficial effects that microorganisms of the genus Bifidobacterium have on the health and well-being of a subject, the present invention also contemplates that the microorganism of the invention can be used in a pharmaceutical composition. Thus, in another particular embodiment, the composition of the invention is a pharmaceutical composition.
La “composición farmacéutica” es un conjunto de componentes que está formado al menos por el microorganismo la invención en cualquier concentración, que tiene al menos una aplicación en la mejora del bienestar físico o fisiológico o psicológico de un sujeto, que implique una mejora del estado general de su salud o reducción del riesgo de enfermedad. Dicha composición farmacéutica puede ser un medicamento.The "pharmaceutical composition" is a set of components that is formed by at least the microorganism of the invention in any concentration, which has at least one application in the improvement of the physical or physiological or psychological well-being of a subject, which implies an improvement of the state overall health or reduced risk of disease. Said pharmaceutical composition may be a medicament.
El medicamento al que se refiere la presente invención puede ser de uso humano o veterinario. El “medicamento de uso humano” es toda sustancia o combinación de sustancias que se presente como poseedora de propiedades para el tratamiento o prevención de enfermedades en seres humanos o que pueda usarse en seres humanos o administrarse a seres humanos con el fin de restaurar, corregir o modificar las funciones fisiológicas ejerciendo una acción farmacológica, inmunológica o metabólica, o de establecer un diagnóstico médico. El “medicamento de uso veterinario” es toda sustancia o combinación de sustancias que se presente como poseedora de propiedades curativas o preventivas con respecto a las enfermedades animales o que pueda administrarse al animal con el fin de restablecer, corregir o modificar sus funciones fisiológicas ejerciendo una acción farmacológica, inmunológica o metabólica, o de establecer un diagnóstico veterinario. También se considerarán “medicamentos veterinarios” las “premezclas para piensos medicamentosos” elaboradas para ser incorporadas a un pienso.The medicament to which the present invention refers can be for human or veterinary use. "Medicine for human use" is any substance or combination of substances that is presented as having properties for the treatment or prevention of diseases in humans or that can be used in humans or administered to humans in order to restore, correct o modify physiological functions by exerting a pharmacological, immunological or metabolic action, or to establish a medical diagnosis. The "veterinary medicine" is any substance or combination of substances that is presented as having curative or preventive properties with respect to animal diseases or that can be administered to the animal in order to restore, correct or modify its physiological functions exercising a pharmacological, immunological or metabolic action, or to establish a veterinary diagnosis. "Veterinary medicines" will also be considered "premixes for medicated feed" prepared to be incorporated into a feed.
Además del requerimiento de la eficacia terapéutica donde dicha composición farmacéutica puede necesitar el uso de otros agentes terapéuticos, pueden existir razones fundamentales adicionales que obligan o recomiendan en gran medida el uso de una combinación del microorganismo de la invención y un componente bioactivo tal como se ha definido previamente.In addition to the requirement of therapeutic efficacy where said pharmaceutical composition may necessitate the use of other therapeutic agents, there may be additional rationales that strongly mandate or recommend the use of a combination of the microorganism of the invention and a bioactive component as described above. previously defined.
En una realización particular, la composición farmacéutica además comprende, al menos, un vehículo y/o un excipiente farmacéuticamente aceptable.In a particular embodiment, the pharmaceutical composition also comprises at least one pharmaceutically acceptable carrier and/or excipient.
El término “excipiente” hace referencia a una sustancia que ayuda a la absorción de cualquiera de los componentes de la composición de la presente invención, estabiliza dichos componentes o ayuda a la preparación de la composición farmacéutica en el sentido de darle consistencia o aportar sabores que lo hagan más agradable. Así pues, los excipientes podrían tener la función de mantener los componentes unidos como por ejemplo almidones, azúcares o celulosas, función de endulzar, función de colorante, función de protección del medicamento como por ejemplo para aislarlo del aire y/o la humedad, función de relleno de una pastilla, cápsula o cualquier otra forma de presentación como por ejemplo el fosfato de calcio dibásico, función desintegradora para facilitar la disolución de los componentes y su absorción en el intestino, sin excluir otro tipo de excipientes no mencionados en este párrafo. Por tanto, el término “excipiente” se define como aquella materia que, incluida en las formas galénicas, se añade a los principios activos o a sus asociaciones para posibilitar su preparación y estabilidad, modificar sus propiedades organolépticas o determinar las propiedades físico-químicas de la composición farmacéutica y su biodisponibilidad. El excipiente “farmacéuticamente aceptable” debe permitir la actividad de los compuestos de la composición farmacéutica, es decir, que sea compatible con dichos componentes. The term "excipient" refers to a substance that helps the absorption of any of the components of the composition of the present invention, stabilizes said components or helps to prepare the pharmaceutical composition in the sense of giving it consistency or providing flavors that make it more enjoyable. Thus, the excipients could have the function of keeping the components together, such as starches, sugars or cellulose, sweetening function, colorant function, drug protection function such as to isolate it from air and/or humidity, function filling of a pill, capsule or any other form of presentation such as dibasic calcium phosphate, disintegrating function to facilitate the dissolution of the components and their absorption in the intestine, without excluding other types of excipients not mentioned in this paragraph. Therefore, the term "excipient" is defined as that material which, included in galenic forms, is added to the active ingredients or their associations to enable their preparation and stability, modify their organoleptic properties or determine the physical-chemical properties of the substance. Pharmaceutical composition and its bioavailability. The "pharmaceutically acceptable" excipient must allow the activity of the compounds of the pharmaceutical composition, that is, it must be compatible with said components.
La “forma galénica o forma farmacéutica” es la disposición a que se adaptan los principios activos y excipientes para constituir un medicamento. Se define por la combinación de la forma en la que la composición farmacéutica es presentada por el fabricante y la forma en la que es administrada.The "galenic form or pharmaceutical form" is the disposition to which the active principles and excipients are adapted to constitute a medicine. It is defined by the combination of the form in which the pharmaceutical composition is presented by the manufacturer and the form in which it is administered.
El “vehículo” o portador, es preferiblemente una sustancia inerte. La función del vehículo es facilitar la incorporación de otros compuestos, permitir una mejor dosificación y administración o dar consistencia y forma a la composición farmacéutica. Por tanto, el vehículo es una sustancia que se emplea en el medicamento para diluir cualquiera de los componentes de la composición farmacéutica de la presente invención hasta un volumen o peso determinado; o bien que aún sin diluir dichos componentes es capaz de permitir una mejor dosificación y administración o dar consistencia y forma al medicamento. Cuando la forma de presentación es líquida, el vehículo farmacéuticamente aceptable es el diluyente.The "vehicle" or carrier is preferably an inert substance. The function of the vehicle is to facilitate the incorporation of other compounds, allow a better dosage and administration or give consistency and shape to the pharmaceutical composition. Therefore, the vehicle is a substance that is used in the medication to dilute any of the components of the pharmaceutical composition of the present invention to a certain volume or weight; or that even without diluting said components it is capable of allowing a better dosage and administration or giving consistency and shape to the medication. When the presentation form is liquid, the pharmaceutically acceptable carrier is the diluent.
Además, el excipiente y el vehículo deben ser farmacológicamente aceptables, es decir, que el excipiente y el vehículo esté permitido y evaluado de modo que no cause daño a los organismos a los que se administra.In addition, the excipient and the vehicle must be pharmacologically acceptable, that is, the excipient and the vehicle is allowed and evaluated so that it does not cause harm to the organisms to which it is administered.
En cada caso la forma de presentación de la composición farmacéutica se adaptará al tipo de administración utilizada, por ello, la composición de la presente invención se puede presentar bajo la forma de soluciones o cualquier otra forma de administración clínicamente permitida y en una cantidad terapéuticamente efectiva. La composición farmacéutica de la invención se puede formular en formas sólidas, semisólidas, líquidas o gaseosas, tales como comprimido, cápsula, polvo, gránulo, ungüento, solución, supositorio, inyección, inhalante, gel, microesfera o aerosol. Según una realización aún más preferida de la presente invención, la composición farmacéutica se presenta en una forma adaptada a la administración oral.In each case, the presentation form of the pharmaceutical composition will be adapted to the type of administration used, therefore, the composition of the present invention can be presented in the form of solutions or any other clinically permitted form of administration and in a therapeutically effective amount. . The pharmaceutical composition of the invention can be formulated in solid, semi-solid, liquid or gaseous forms, such as tablet, capsule, powder, granule, ointment, solution, suppository, injection, inhalant, gel, microsphere or aerosol. According to an even more preferred embodiment of the present invention, the pharmaceutical composition is presented in a form adapted for oral administration.
La forma adaptada a la administración oral se refiere a un estado físico que pueda permitir su administración oral. Dicha forma adaptada a la administración oral se selecciona de la lista que comprende, pero sin limitarse, gotas, jarabe, tisana, elixir, suspensión, suspensión extemporánea, vial bebible, comprimido, cápsula, granulado, sello, píldora, tableta, pastilla, trocisco o liofilizado.The form adapted to oral administration refers to a physical state that can allow oral administration. Said form adapted to oral administration is selected from the list that includes, but is not limited to, drops, syrup, tisane, elixir, suspension, extemporaneous suspension, drinkable vial, tablet, capsule, granules, seal, pill, tablet, troche or lyophilized.
Otra posibilidad es que la composición farmacéutica se presente en una forma adaptada a la administración sublingual, nasal, intracatecal, bronquial, linfática, rectal, transdérmica, inhalada o parenteral. La cepa de la invención; los componentes celulares, metabolitos, moléculas secretadas o cualquiera de sus combinaciones, obtenidos a partir de la cepa de la invención, o la composición de la invención; pueden ir asociados, por ejemplo, pero sin limitarse, con liposomas o micelas.Another possibility is that the pharmaceutical composition is presented in a form adapted to sublingual, nasal, intracatecal, bronchial, lymphatic, rectal, transdermal administration, inhaled or parenteral. The strain of the invention; the cellular components, metabolites, secreted molecules or any of their combinations, obtained from the strain of the invention, or the composition of the invention; they can be associated, for example, but not limited to, with liposomes or micelles.
En el sentido utilizado en esta descripción, la expresión “cantidad terapéuticamente efectiva” se refiere a aquella cantidad del componente de la composición farmacéutica que cuando se administra a un mamífero, con preferencia un humano, es suficiente para producir la prevención y/o el tratamiento, tal como se define más adelante, de una enfermedad o condición patológica de interés en el mamífero, con preferencia un humano. Dicho componente de la composición farmacéutica se refiere a la cepa de la invención; o a los componentes celulares, metabolitos, moléculas secretadas; o una combinación de los mismos, y que opcionalmente pueden estar comprendidos en dicha composición en combinación con un componente bioactivo adicional, y que contribuyen al efecto terapéutico de la composición farmacéutica. La cantidad terapéuticamente efectiva variará, por ejemplo, según la actividad del microorganismo de la invención; del microorganismo adicional o microorganismos adicionales que comprenda la composición de la invención; la velocidad de excreción, la combinación de fármacos; la gravedad del trastorno o la condición patológica particular; y el sujeto que se somete a terapia, pero puede ser determinada por un especialista en la técnica según su propio conocimiento y esta descripción.In the sense used in this description, the expression "therapeutically effective amount" refers to that amount of the component of the pharmaceutical composition that when administered to a mammal, preferably a human, is sufficient to produce the prevention and/or treatment , as defined below, of a disease or pathological condition of interest in the mammal, preferably a human. Said component of the pharmaceutical composition refers to the strain of the invention; or to cellular components, metabolites, secreted molecules; or a combination thereof, and which may optionally be included in said composition in combination with an additional bioactive component, and which contribute to the therapeutic effect of the pharmaceutical composition. The therapeutically effective amount will vary, for example, according to the activity of the microorganism of the invention; of the additional microorganism or additional microorganisms that comprise the composition of the invention; excretion rate, drug combination; the severity of the particular disorder or pathological condition; and the subject undergoing therapy, but may be determined by one skilled in the art on the basis of his or her own knowledge and this disclosure.
Usos del microorganismo v de la composición de la invenciónUses of the microorganism and of the composition of the invention
Tal como se ha explicado previamente, el microorganismo de la invención, debido a que pertenece al género Bifidobacterium spp., tiene efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar de un sujeto al que se le administra el microorganismo de la invención.As previously explained, the microorganism of the invention, because it belongs to the genus Bifidobacterium spp., has beneficial effects on the health and well-being of a subject to whom the microorganism of the invention is administered.
Así, en otro aspecto, la presente invención se relaciona con el microorganismo de la invención, o de la composición de la invención, para su uso como medicamento.Thus, in another aspect, the present invention relates to the microorganism of the invention, or the composition of the invention, for its use as a medicine.
En otro aspecto, la presente invención se relaciona con el microorganismo de la invención, o de la composición de la invención, para su uso en el tratamiento y/o prevención del estreñimiento, de una infección por Helicobacterpylori, del síndrome del colon irritable (SCI), enfermedad inflamatoria intestinal (como colitis ulcerosa, pouchitis tras sufrir una cirugía por colitis ulcerosa, o enfermedad de Crohn), enfermedades autoinmunes, estados inflamatorios, y una diarrea. In another aspect, the present invention relates to the microorganism of the invention, or the composition of the invention, for its use in the treatment and/or prevention of constipation, Helicobacter pylori infection, irritable bowel syndrome (IBS ), inflammatory bowel disease (such as ulcerative colitis, pouchitis after surgery for ulcerative colitis, or Crohn's disease), autoimmune diseases, inflammatory conditions, and diarrhea.
El término “tratamiento”, tal como se entiende en la presente invención, se refiere a combatir los efectos causados por una enfermedad o condición patológica de interés en un sujeto (preferiblemente mamífero, y más preferiblemente un humano) que incluye:The term "treatment", as understood in the present invention, refers to combating the effects caused by a disease or pathological condition of interest in a subject (preferably a mammal, and more preferably a human) including:
(i) inhibir la enfermedad o condición patológica, es decir, detener su desarrollo; (ii) aliviar la enfermedad o la condición patológica, es decir, causar la regresión de la enfermedad o la condición patológica o su sintomatología;(i) inhibit the disease or pathological condition, that is, stop its development; (ii) alleviate the disease or pathological condition, that is, cause regression of the disease or pathological condition or its symptomatology;
(iii) estabilizar la enfermedad o la condición patológica.(iii) stabilize the disease or pathological condition.
El término “prevención” tal como se entiende en la presente invención consiste en evitar la aparición de la enfermedad, es decir, evitar que se produzca la enfermedad o la condición patológica en un sujeto (preferiblemente mamífero, y más preferiblemente un humano), en particular, cuando dicho sujeto tiene predisposición por la condición patológica.The term "prevention" as understood in the present invention consists of avoiding the appearance of the disease, that is, preventing the disease or pathological condition from occurring in a subject (preferably a mammal, and more preferably a human), in particular, when said subject has a predisposition for the pathological condition.
En la presente invención, el término “estreñimiento” hace referencia a aquel proceso que padece un sujeto que tiene tres o menos evacuaciones de heces en una semana. Las heces pueden ser duras y secas.In the present invention, the term "constipation" refers to that process suffered by a subject who has three or fewer stools in a week. The stools may be hard and dry.
En la presente invención, se entiende por “infección por H. pylorí” a una infección bacteriana que provoca inflamación del estómago (gastritis), úlcera gastroduodenal y ciertos tipos de cáncer de estómago.In the present invention, " H. pylori infection" is understood as a bacterial infection that causes inflammation of the stomach (gastritis), gastroduodenal ulcer and certain types of stomach cancer.
En la presente invención, se entiende por “enfermedad inflamatoria intestinal” (colitis ulcerosa, y enfermedad de Crohn) a una enfermedad inflamatoria del colon (el intestino grueso) y/o del recto. Está caracterizada por la inflamación y ulceración de la pared interior del colon. Los síntomas típicos incluyen diarrea (algunas veces con sangre) y con frecuencia dolor abdominal.In the present invention, "inflammatory bowel disease" (ulcerative colitis and Crohn's disease) is understood to mean an inflammatory disease of the colon (the large intestine) and/or the rectum. It is characterized by inflammation and ulceration of the inner wall of the colon. Typical symptoms include diarrhea (sometimes bloody) and often abdominal pain.
En la presente invención, se entiende por “síndrome del intestino irritable” a aquel síndrome que afecta al intestino grueso y que puede causar cólicos abdominales, distensión y cambios en los hábitos intestinales, dando lugar tanto a estreñimiento como a diarrea dependiendo del sujeto afectado.In the present invention, "irritable bowel syndrome" is understood as that syndrome that affects the large intestine and that can cause abdominal cramps, bloating and changes in bowel habits, giving rise to both constipation and diarrhea depending on the affected subject.
En la presente invención, se entiende por “reservoritis” o “pouchitis” a la dolencia de causa desconocida que consiste en una inflamación inespecífica del reservorio ileoanal. In the present invention, "pouchitis" or "pouchitis" is understood as the disease of unknown cause that consists of a non-specific inflammation of the ileoanal reservoir.
El reservorio ileoanal se realiza en aquellos sujetos que han precisado de la realización de una panproctocolectomía, independientemente de la patología de base.The ileoanal reservoir is performed in those subjects who have required a panproctocolectomy, regardless of the underlying pathology.
Adicionalmente a las características propias del género Bifidobacterium spp., el microorganismo de la invención tiene la capacidad adicional de tolerar el oxígeno y de mantenerse viable en condiciones de aerobiosis durante más de 15 días, llegando incluso a los 28 días, en un producto lácteo fermentado. Esto hace que sea de especial interés su uso en la industria alimentaria en la producción de alimentos lácteos fermentados, o de alimentos funcionales, donde la mayoría de los procesos se llevan a cabo en condiciones aerobias.In addition to the characteristics of the Bifidobacterium spp. genus, the microorganism of the invention has the additional capacity to tolerate oxygen and to remain viable under aerobic conditions for more than 15 days, even reaching 28 days, in a fermented milk product. . This makes its use in the food industry in the production of fermented dairy foods, or functional foods, where most of the processes are carried out under aerobic conditions, of special interest.
Por lo tanto, en otro aspecto, la presente invención se relaciona con el uso del microorganismo de la invención, o de la composición de la invención, en la producción de derivados lácteos fermentados.Therefore, in another aspect, the present invention relates to the use of the microorganism of the invention, or of the composition of the invention, in the production of fermented milk derivatives.
En la presente invención, se entiende por “derivado lácteo fermentado” a los productos lácteos procedentes de los cultivos lácticos debido a la acción de las bacterias del ácido láctico (Lactobacillales) tales como los Lactobacillus, Lactococcus, y el Leuconostoc. In the present invention, "fermented dairy derivative" is understood as dairy products from lactic cultures due to the action of lactic acid bacteria (Lactobacillales) such as Lactobacillus, Lactococcus, and Leuconostoc.
Existen muchos tipos de lácteos de cultivo o fermentados y se pueden encontrar con sus variantes a lo largo de todo el mundo. Ejemplos de productos lácteos fermentados incluyen, sin limitar a, quesos, yogur, requesón, suero de mantequilla (Estados Unidos, Canadá), leche acidophilus (Estados Unidos, Canadá), kiselo mlyako (Bulgaria), sauermilch o dickmilch (Alemania), zure melk (Países Bajos), lapte bátut (Rumania), filmjólk o fil (Suecia), surmelk o kulturmelk (Noruega), piimá y viili (Finlandia), amasi (Sudáfrica), calpis (Japón), suero de leche (Venezuela) y pilfrut (Bolivia).There are many types of cultured or fermented dairy products and their variants can be found throughout the world. Examples of fermented milk products include, but are not limited to, cheeses, yogurt, cottage cheese, buttermilk (United States, Canada), acidophilus milk (United States, Canada), kiselo mlyako (Bulgaria), sauermilch or dickmilch (Germany), zure melk (Netherlands), lapte bátut (Romania), filmjólk or fil (Sweden), surmelk or kulturmelk (Norway), piimá and viili (Finland), amasi (South Africa), calpis (Japan), buttermilk (Venezuela) and pilfrut (Bolivia).
La producción de la gran mayoría de productos lácteos fermentados se basa en la utilización de cultivos iniciadores producidos industrialmente, obligada en parte por el uso de leche pasterizada en la que la microbiota original de la leche ha sido parcialmente destruida. El uso de este tipo de cultivos, junto con la utilización de métodos de procesado más higiénicos y condiciones de maduración controladas, ha tenido un efecto enormemente positivo en la calidad, proporcionando productos microbiológicamente más seguros y con unas propiedades organolépticas y Teológicas más reproducibles. The production of the vast majority of fermented dairy products is based on the use of industrially produced starter cultures, forced in part by the use of pasteurized milk in which the original milk microbiota has been partially destroyed. The use of this type of culture, together with the use of more hygienic processing methods and controlled ripening conditions, has had an enormously positive effect on quality, providing microbiologically safer products with more reproducible organoleptic and theological properties.
Métodos de la invenciónMethods of the invention
En otro aspecto, la presente invención se relaciona con un método para producir un producto lácteo fermentado que comprende incubar el microorganismo de la invención, o la composición según de la invención, con un producto lácteo en las condiciones adecuadas para que se lleve a cabo el proceso industrial de la fermentación. A modo de ejemplo, pero sin limitarse a, en un proceso de fermentación típico se utilizaría leche pasterizada que se inocularía con un cultivo iniciador y/o con el microorganismo de invención, se incubaría a 37°C hasta alcanzar un pH inferior o igual a 4,5 y se enfriaría a 4°C para su posterior almacenamiento en refrigeración durante su vida útil que se podría extender más allá de 28 días.In another aspect, the present invention relates to a method for producing a fermented milk product that comprises incubating the microorganism of the invention, or the composition according to the invention, with a milk product under the appropriate conditions for carrying out the fermentation. industrial fermentation process. By way of example, but not limited to, in a typical fermentation process pasteurized milk would be used, which would be inoculated with a starter culture and/or with the microorganism of the invention, incubated at 37°C until reaching a pH less than or equal to 4.5 and cooled to 4°C for subsequent refrigerated storage during its useful life, which could extend beyond 28 days.
El microorganismo de la invención puede haber sufrido previamente a la incubación con el producto lácteo un proceso de liofilización y/o congelación, sin que ello altere su capacidad de llevar a cabo la fermentación del producto lácteo en presencia de oxígeno.The microorganism of the invention may have previously undergone a lyophilization and/or freezing process prior to incubation with the dairy product, without this altering its ability to carry out the fermentation of the dairy product in the presence of oxygen.
Ejemplos de producto lácteos que pueden ser fermentados con el microorganismo o la composición de la invención incluyen, sin limitara, la leche.Examples of dairy products that can be fermented with the microorganism or composition of the invention include, without limitation, milk.
Todas las realizaciones particulares descritas previamente para el microorganismo de la invención y la composición de la invención a largo de la descripción, tanto individualmente como en combinación, son aplicables al presente aspecto inventivo.All the particular embodiments previously described for the microorganism of the invention and the composition of the invention throughout the description, both individually and in combination, are applicable to the present inventive aspect.
En otro aspecto, la presente invención se relaciona con un método para conferir aerotolerancia a un microorganismo del género Bifidobacterium spp. que comprende transformar un microorganismo del género Biofidobacterium spp. no tolerante al oxígeno con un promotor que comprende la secuencia GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) a una distancia de entre 12 y 31 nucleótidos del codón de comienzo responsable de la transcripción de un gen.In another aspect, the present invention relates to a method for conferring air tolerance to a microorganism of the genus Bifidobacterium spp. comprising transforming a microorganism of the genus Biofidobacterium spp. oxygen intolerant with a promoter comprising the sequence GAAAGGA (SEQ ID NO: 1) at a distance of between 12 and 31 nucleotides from the start codon responsible for the transcription of a gene.
En la presente invención, se entiende por “transformación bacteriana” a un proceso de transferencia de material genético a través del cual ciertas bacterias, por ejemplo, las del género Bifidobacterium spp, pueden recolectar material genético de otros organismos. Los métodos de transformación bacteriana son conocidos en el estado de la técnica y son práctica de rutina para el experto en la materia. In the present invention, "bacterial transformation" is understood as a process of genetic material transfer through which certain bacteria, for example, those of the genus Bifidobacterium spp, can collect genetic material from other organisms. Bacterial transformation methods are known in the state of the art and are routine practice for those skilled in the art.
Todos los términos empleados en el presente aspecto inventivo, así como los de sus realizaciones particulares, han sido explicados para aspectos inventivos anteriores, y son aplicables al presente aspecto inventivo.All the terms used in the present inventive aspect, as well as those of its particular embodiments, have been explained for previous inventive aspects, and are applicable to the present inventive aspect.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1. Fenotipo aerotolerante de B. bifidum CECT30106. Colonias de CECT30106 creciendo en la superficie de placas de agar en aerobiosis y anaerobiosis. Figure 1. Aerotolerant phenotype of B. bifidum CECT30106. CECT30106 colonies growing on the surface of agar plates in aerobiosis and anaerobiosis.
Figura 2. Rutas metabólicas afectadas por la aireación. A) Diferentes rutas metabólicas (FDR < 0.05; con dos excepciones marcadas con un asterisco) pertenecientes al metabolismo central que están sobre-expresadas durante el crecimiento de la cepa CECT30106 en aireación con respecto a condiciones anaeróbicas. B) Además, también están sobre-expresados genes que codifican actividades implicadas en el metabolismo de fármacos Figure 2. Metabolic pathways affected by aeration. A) Different metabolic pathways (FDR <0.05; with two exceptions marked with an asterisk) belonging to the central metabolism that are overexpressed during the growth of strain CECT30106 under aeration compared to anaerobic conditions. B) In addition, genes encoding activities involved in drug metabolism are also over-expressed
Figura 3. Motivo común compartido por los promotores de los genes sobre expresados en la cepa CECT30106. Los niveles de expresión relativos de estos genes en condiciones de aireación y anaerobiosis, obtenidos a partir de los datos RNAseq, se presentan a la derecha. El primer ATG se marca en negrita. Este motivo se propone como diana de tres proteínas regulatorias que presentan cambios en su secuencia de aminoácidos en la cepa CECT30106 con respecto a la cepa salvaje Wt (CECT30105). Figure 3. Common motif shared by the promoters of the overexpressed genes in strain CECT30106. The relative expression levels of these genes under aerated and anaerobic conditions, obtained from the RNAseq data, are presented on the right. The first ATG is marked in bold. This motif is proposed as the target of three regulatory proteins that present changes in their amino acid sequence in the CECT30106 strain with respect to the wild-type Wt strain (CECT30105).
Figura 4. Cambios inducidos en la cepa CECT30106en presencia de oxígeno. (A) contenido de ATP normalizado por concentración de proteína. (B) Representación de las proporciones redox calculadas como la proporción de FAD con respecto a la suma las señales fluorescentes de FAD más NADH después del crecimiento de la cepa CECT30106bajo anaerobiosis, aerobiosis y aireación. (C) Actividades FiFo-ATPasa total y específica (tipo F) en membranas de la cepa CECT30106 obtenidas a partir de células crecidas en aerobiosis o anaerobiosis. Figure 4. Changes induced in strain CECT30106 in the presence of oxygen. (A) ATP content normalized by protein concentration. (B) Plot of redox ratios calculated as the ratio of FAD to the sum of FAD plus NADH fluorescent signals after growth of strain CECT30106 under anaerobiosis, aerobiosis, and aeration. (C) Total and specific FiFo-ATPase activities (type F) in membranes of strain CECT30106 obtained from cells grown aerobically or anaerobically.
Figura 5. Crecimiento (Log CFU/ml) de las tres cepas de B. bifidum en distintas condiciones experimentales: cultivos frescos estandarizados, cultivos de cepas sometidas a congelación (siembra directa tras el proceso, o cultivados durante 24 horas en presencia de O2 o en anaerobiosis), y cultivos de cepas sometidas a liofilización (ídem). Figure 5. Growth (Log CFU/ml) of the three strains of B. bifidum in different experimental conditions: fresh standardized cultures, cultures of strains subjected to freezing (direct seeding after the process, or cultivated for 24 hours in the presence of O 2 or in anaerobiosis), and cultures of strains subjected to lyophilization (idem).
Figura 6. Evolución del pH y recuentos (Log CFU/ml) de las leches fermentadas con tres cepas de B. bifidum. Para el pH y recuentos se muestran únicamente los valores de la media de tres replicados biológicos; los coeficientes de variación de estos datos (% media/desviación estándar) oscilaron entre 0,01 - 6,49% para pH y 1,53 -45,0% para los recuentos. Se muestra la media y desviación estándar de la supervivencia final (% CFU 27 días/CFU final fermentación) de las cepas tras la refrigeración durante 27 días. Figure 6. Evolution of pH and counts (Log CFU/ml) of milk fermented with three strains of B. bifidum. For pH and counts, only the mean values of three biological replicates are shown; coefficients of variation for these data (% mean/standard deviation) ranged from 0.01-6.49% for pH and 1.53-45.0% for counts. The mean and standard deviation of the final survival (%CFU 27 days/CFU final fermentation) of the strains after refrigeration for 27 days are shown.
EJEMPLOSEXAMPLES
A continuación, se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del producto de la invención.Next, the invention will be illustrated by tests carried out by the inventors, which show the effectiveness of the product of the invention.
Ejemplo 1. Caracterización de B. bifidum CECT30106 aerotoleranteExample 1. Characterization of aerotolerant B. bifidum CECT30106
1. MATERIAL Y MÉTODOS1. MATERIAL AND METHODS
1.1 Cepas bacterianas y condiciones de crecimiento.1.1 Bacterial strains and growth conditions.
Se cultivaron rutinariamente Bifidobacterium bifidum LMG11041 [Cepa tipo (ATCC29521T) adquirida en colección belga], CECT30105 y CECT30106 en MRS (Biokar Diagnostics, Beauvais, Francia) suplementado con 0,05 % (p/v) de L-cisteína (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, EE. UU.) (MRSC) o en BHI (Oxoid, Ltd., Baingstoke, Hampshire, R. U.) suplementado con 0,05 % (p/v) de L-cisteína HCI monohidrato (BHIC, Sigma, St. Louis, MO) y 2 % (p/v) de glucosa (Sigma, St. Louis, MO). Dependiendo del fenotipo de aerotolerancia, estas cepas se incubaron durante 24 horas a 370C en i) una cámara anaerobia MG500 (Don Whitley Scientific, West Yorkshire, R. U.) bajo 10% (v/v) de H2 , 10% de CO2 y 80% de N2 (denominadas condiciones anaerobias), ii) un incubador convencional (denominado condiciones aerobias o de aerobiosis), o iii) un incubador-agitador giratorio Excella E24 (New Brunswick Scientific, Edison, NJ) (denominado condiciones de aireación). En este último caso, se cultivaron cultivos líquidos de 200 mi en matraces de 500 mL bajo agitación (a 250 rpm). Se monitorizó el crecimiento en cultivos líquidos siguiendo la DO600nm en diferentes tiempos de incubación. Bifidobacterium bifidum LMG11041 [Type strain (ATCC29521T) purchased from Belgian collection], CECT30105 and CECT30106 were routinely cultured in MRS (Biokar Diagnostics, Beauvais, France) supplemented with 0.05% (w/v) L-cysteine (Sigma Chemical Co. ., St. Louis, MO, USA) (MRSC) or in BHI (Oxoid, Ltd., Baingstoke, Hampshire, UK) supplemented with 0.05% (w/v) L-cysteine HCl monohydrate (BHIC , Sigma, St. Louis, MO) and 2% (w/v) glucose (Sigma, St. Louis, MO). Depending on the aerotolerance phenotype, these strains were incubated for 24 hours at 370C in i) an MG500 anaerobic chamber (Don Whitley Scientific, West Yorkshire, UK) under 10% (v/v) H 2 , 10% CO 2 and 80% N 2 (referred to as anaerobic conditions), ii) a conventional incubator (referred to as aerobic or aerobic conditions), or iii) an Excella E24 rotary shaker-incubator (New Brunswick Scientific, Edison, NJ) (referred to as aeration conditions) . In the latter case, 200 mL liquid cultures were grown in 500 mL flasks under agitation (at 250 rpm). Growth in liquid cultures was monitored by following OD600nm at different incubation times.
1.2. Generación de una cepa aerotolerante de B. bifidum. 1.2. Generation of an aerotolerant strain of B. bifidum.
Para generar mutantes, se propagó la cepa CECT30105, aislada de la mucosa del íleon de un individuo sano, en MRSC. Los cultivos se incubaron a 37°C en condiciones anaerobias y se usó un cultivo durante la noche para inocular 50 mL de MRSC fresco (1 % v/v). Los cultivos de fase exponencial DO600nm = 0,4) se lavaron dos veces con PBS y se resuspendieron en 5 mL de PBS que se depositaron en una placa de Petri estéril; finalmente, se expusieron a luz UV (mesa de esterilización por radiación ultravioleta, JP Selecta, Barcelona, España) durante 3 minutos. Posteriormente, se sembraron en la superficie de MRSC y tras la incubación en aerobiosis se observó una única colonia que fue capaz de formar colonias en la placa de Petri I. Esta cepa se denominó CECT30106.To generate mutants, strain CECT30105, isolated from the mucosa of the ileum of a healthy individual, was propagated in MRSC. Cultures were incubated at 37°C under anaerobic conditions and an overnight culture was used to inoculate 50 mL of fresh MRSC (1% v/v). Exponential phase cultures (OD600nm = 0.4) were washed twice with PBS and resuspended in 5 mL of PBS that were placed in a sterile Petri dish; finally, they were exposed to UV light (ultraviolet radiation sterilization table, JP Selecta, Barcelona, Spain) for 3 minutes. Subsequently, they were seeded on the surface of MRSC and after incubation in aerobiosis a single colony was observed that was able to form colonies in the Petri dish I. This strain was named CECT30106.
1.3. Secuenciación del genoma.1.3. Genome sequencing.
Se extrajo ADN total de CECT30105 y CECT30106 usando el kit DNeasy Blood & Tissue (Qiagen, Hilden, Alemania), con un protocolo modificado para bacterias Grampositivas. La secuenciación del genoma se realizó en GenProbio SRL, (Italia) usando el método de extremos pareados de lllumina NextSeq, según protocolos estándar de lllumina, utilizando el secuenciador lllumina HiSeq2000. Ambos genomas se subieron y ensamblaron en PATRIC usando el ensamblador incorporado SPADES (https://www.patricbrc.org). La secuencia del genoma de CECT30105 consistió en 1.850.464 lecturas de 250 pbde extremos pareados según el secuenciador lllumina HiSeq2000. El resultado del ensamblaje final fue un conjunto de 32 cóntigos no orientados, con una longitud total de 2.168.250 pb y un contenido de GC de 62,6 %. Se calcularon las pautas de lectura abiertos (ORF) y el ARNt generando un número total de 1808 y 55, respectivamente. En el caso de la cepa CECT30106, se ensamblaron un número total de 1.572.920 lecturas de 250 pb de extremos pareados.en 54 cóntigos no orientados, para una longitud total de 2.185.465 pb y un contenido de GC de 62,5 %, obteniéndose 1817 ORF y 56 genes codificantes de ARNt.Total DNA from CECT30105 and CECT30106 was extracted using the DNeasy Blood & Tissue kit (Qiagen, Hilden, Germany), with a modified protocol for Gram-positive bacteria. Genome sequencing was performed at GenProbio SRL, (Italy) using the Illumina NextSeq paired-end method, according to standard Illumina protocols, using the Illumina HiSeq2000 sequencer. Both genomes were uploaded and assembled into PATRIC using the SPADES built-in assembler (https://www.patricbrc.org). The genome sequence of CECT30105 consisted of 1,850,464 reads of 250 bp of paired ends according to the Illumina HiSeq2000 sequencer. The result of the final assembly was a set of 32 unoriented contigs, with a total length of 2,168,250 bp and a GC content of 62.6%. Open Reading Frames (ORF) and tRNA were calculated generating a total number of 1808 and 55, respectively. In the case of strain CECT30106, a total number of 1,572,920 paired-ended 250-bp reads were assembled in 54 unoriented contigs, for a total length of 2,185,465 bp and a GC content of 62.5%. , obtaining 1817 ORF and 56 tRNA-encoding genes.
1.4. Comparación de los genomas de las y análisis de polimorfismo de un solo nucleótido.1.4. Comparison of the genomes of the and analysis of single nucleotide polymorphism.
Se realizó la comparación de genomas entre cepas CECT30105 y CECT30106 usando la herramienta Mauve v2.4.0 (Darling, et al. 2004, Genome Research, 14(7):1394-403). Se ordenaron los cóntigos del genoma de ambas cepas y se alinearon contra el genoma de referencia de la cepa de Bifidobacterium bifidum PRL2010 (secuencia de RefSeq de NCBI: NC_014638.1). Se seleccionó el alineador Muscle 3.6 (Edgar, 2004 Nucleic Acids Res. 32(5):1792-1797; Edgar, 2004 BMC Bioinformatics, (5) 113) con los parámetros por defecto.Genome comparison between strains CECT30105 and CECT30106 was performed using the Mauve v2.4.0 tool (Darling, et al. 2004, Genome Research, 14(7):1394-403). Genome contigs from both strains were sequenced and aligned against the reference genome of Bifidobacterium bifidum strain PRL2010 (NCBI RefSeq sequence: NC_014638.1). The Muscle 3.6 aligner was selected (Edgar, 2004 Nucleic Acids Res. 32(5):1792-1797; Edgar, 2004 BMC Bioinformatics, (5) 113) with default parameters.
Además, se llevó a cabo el análisis de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) para descubrir mutaciones génicas en la cepa CECT30106. El alineamiento de los archivos del ensamblaje de ambas cepas se realizó usando el servicio de web LAST (Kielbasa, S. M., et al. 2011 Genome Res. 21,487-493). Se seleccionó el tipo de alineamiento de máxima puntuación para alinear los archivos de ensamblaje de ambas cepas. No se ha tenido en cuenta el alineamiento de los primeros y últimos 300 pares de bases de cada contigo.In addition, single nucleotide polymorphism (SNP) analysis was carried out to discover gene mutations in strain CECT30106. The alignment of the assembly files of both strains was performed using the LAST web service (Kielbasa, S. M., et al. 2011 Genome Res. 21,487-493). The highest scoring alignment type was selected to align the assembly files of both strains. The alignment of the first and last 300 base pairs of each with you has not been taken into account.
1.5. Lisis celular y extracción de ARN1.5. Cell lysis and RNA extraction
Todo el material usado en esta etapa se esterilizó previamente en autoclave dos veces durante 15 minutos a 1210C. Se recogieron cultivos celulares de la cepa CECT30106 cultivados en condiciones anaerobias o aerobias en la fase de crecimiento exponencial (DO600nm « 0,6), se centrifugaron (10.000 x g, 5 minutos, temperatura ambiente) y se trataron con RNA-Protect siguiendo las instrucciones del fabricante (Qiagen). Los sedimentos bacterianos se sometieron posteriormente a una extracción con fenol ácido, resuspendiendo las células en 400 pL de TE, 250 pL de fenol ácido (Calbiochem), 150 pL de cloroformo (Merck), 50 pL de SDS al 10 % (p/v) y 500 pL de perlas de circonia/ sílice (0,5 - 0,1 mm; BioSpec). La mezcla se mantuvo en hielo y se trató en un dispositivo FastPrep-24 (MP) con 4 pulsos de 30 segundos a velocidad máxima, con incubaciones intercaladas de 1 minuto en hielo. Las células lisadas se centrifugaron (10.000 x g, 10 minutos, 40C) y la fase superior se transfirió a tubos fríos que contenían 500 pL de cloroformo. Los tubos se centrifugaron otra vez (10.000 x g, 5 minutos, 40C) y la fase superior resultante se transfirió a un tubo limpio. Estos sobrenadantes resultantes se usaron para obtener al menos 20 pg de ARN total usando el kit RNeasy siguiendo las instrucciones del fabricante (Qiagen) y que incluía una digestión en columna con el kit RNAse-free DNAse (Qiagen). La concentración de ARN total se estimó usando un dispositivo de NanoDrop.All the material used in this stage was previously autoclaved twice for 15 minutes at 1210C. Cell cultures of strain CECT30106 grown under anaerobic or aerobic conditions in the exponential growth phase (OD600nm « 0.6) were collected, centrifuged (10,000 x g, 5 minutes, room temperature) and treated with RNA-Protect following the instructions. from the manufacturer (Qiagen). Bacterial pellets were subsequently subjected to acidic phenol extraction, resuspending cells in 400 pL TE, 250 pL acidic phenol (Calbiochem), 150 pL chloroform (Merck), 50 pL 10% (w/v) SDS ) and 500 pL of zirconia/silica beads (0.5 - 0.1 mm; BioSpec). The mixture was kept on ice and treated in a FastPrep-24 (MP) device with 4 pulses of 30 seconds at maximum speed, with interspersed 1-minute incubations on ice. The lysed cells were centrifuged (10,000 x g, 10 minutes, 40C) and the upper phase was transferred to cold tubes containing 500 pL of chloroform. The tubes were centrifuged again (10,000 x g, 5 minutes, 40C) and the resulting upper phase transferred to a clean tube. These resulting supernatants were used to obtain at least 20 pg of total RNA using the RNeasy kit following the manufacturer's instructions (Qiagen) and including column digestion with the RNAse-free DNAse kit (Qiagen). Total RNA concentration was estimated using a NanoDrop device.
1.6. Secuenciación de ARN y análisis RNASeq- Alícuotas de 20 pg de ARN total se enviaron para secuenciación a las instalaciones de GenProbio S.R.L, donde el ARNr se empobreció usando el kit riboZero (lllumina). La preparación de librerías, la ejecución de secuencia y los datos sin procesar se obtuvieron en una máquina lllumina Myseq siguiendo las instrucciones del fabricante. 1.6. RNA sequencing and RNASeq analysis - Aliquots of 20 pg of total RNA were sent for sequencing to the GenProbio SRL facility, where the rRNA was depleted using the riboZero kit (lllumina). Library preparation, sequence execution, and raw data were obtained on an Illumina Myseq machine following the manufacturer's instructions.
Finalmente, se obtuvieron 4 millones de lecturas de 75 nt para cada muestra. Para el análisis RNASeq, la secuencia genómica de la cepa B. bifidum CECT30106 y su anotación en formato se obtuvieron previamente en el servidor PATRIC. En primer lugar, se comprobó la calidad de los datos sin procesar de RNASeq con FASTQC y se filtraron si fue necesario con el kit de herramientas FASTX. Se formó un índice genómico de la cepa CECT30106 con Bowtie2, y se alinearon las lecturas de RNASeq. Las lecturas mapeadas se convirtieron en el formato *.bam y se contaron usando la herramienta Counts. La salida de este software se usó como entrada para DESeq2 de la biblioteca R, que se usó para calcular la expresión génica diferencial entre las condiciones de aerobiosis y anaerobiosis. Todas las gráficas se obtuvieron en el entorno R usando las siguientes bibliotecas: RcolorBrewer, gplots, genefiltery calíbrate.Finally, 4 million reads of 75 nt were obtained for each sample. For RNASeq analysis, the genomic sequence of strain B. bifidum CECT30106 and its format annotation were previously obtained from the PATRIC server. Raw RNASeq data was first quality checked with FASTQC and filtered if necessary using the FASTX toolkit. A genomic index of strain CECT30106 was made with Bowtie2, and RNASeq reads were aligned. Mapped reads were converted to *.bam format and counted using the Counts tool. The output of this software was used as input for DESeq2 from library R, which was used to calculate differential gene expression between aerobic and anaerobic conditions. All plots were obtained in the R environment using the following libraries: RcolorBrewer, gplots, genefilter, and calibrate.
1.7. Análisis diferencial de la expresión génica1.7. Differential analysis of gene expression
Se realizó el análisis diferencial de la expresión entre condiciones de crecimiento aerobias y anaerobias de la cepa CECT30106 con el procedimiento Hisat2+HTseq+DESeq2 (Wen, G. A Simple Process of RNA-Sequence Analyses by Hisat2, Htseq and DESeq2. in Proceedings of the 2017 International Conference on Biomedical Engineering and Bioinformatics - ICBEB 2017 11-15 (ACM Press, 2017). do¡:10.1145/3143344.3143354). Este protocolo usa HISAT2 (Kim, D., et al. 2015. Nat. Methods 12, 357-360) para alinear lecturas de muestras, HTSeq (Anders, S., et al.Differential analysis of expression between aerobic and anaerobic growth conditions of strain CECT30106 was performed with the Hisat2+HTseq+DESeq2 procedure (Wen, G. A Simple Process of RNA-Sequence Analyzes by Hisat2, Htseq and DESeq2. in Proceedings of the 2017 International Conference on Biomedical Engineering and Bioinformatics - ICBEB 2017 11-15 (ACM Press, 2017). do¡:10.1145/3143344.3143354). This protocol uses HISAT2 (Kim, D., et al. 2015. Nat. Methods 12, 357-360) to align sample reads, HTSeq (Anders, S., et al.
2015. Bioinformatics 31, 166-169) para normalizar los recuentos sin procesar y DEseq (Love, M. I., et al. 2014. Genome Biol. 15, 550) para realizar el análisis de expresión diferencial. Se seleccionó el genoma de CECT30106 para alinear y anotar doce muestras de cada condición. Los genes con valor de q <0,05 y |log2(fc)|>1 se definieron como significativamente diferencialmente expresados.2015. Bioinformatics 31, 166-169) to normalize raw counts and DEseq (Love, MI, et al. 2014. Genome Biol. 15, 550) to perform differential expression analysis. The genome of CECT30106 was selected to align and annotate twelve samples from each condition. Genes with q value <0.05 and |log2(fc)|>1 were defined as significantly differentially expressed.
1.8. Enriquecimiento de vías enzimáticas diferencialmente expresadas.1.8. Enrichment of differentially expressed enzyme pathways.
Se seleccionó la herramienta EC2KEGG v1 (Porollo, A. 2014. Source Code Biol. Med.The EC2KEGG v1 tool (Porollo, A. 2014. Source Code Biol. Med.
9, 19) para identificar vías enriquecidas entre las dos condiciones de crecimiento. Para dicho enriquecimiento, se seleccionaron enzimas significativamente diferencialmente expresadas, es decir, genes con número de la Comisión de Enzimas (EC). Se seleccionó Bifidobacterium bifidum BGN4 (bbf; en la base de datos KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) como genoma de referencia. 9, 19) to identify enriched pathways between the two growth conditions. For said enrichment, significantly differentially expressed enzymes, ie genes with Enzyme Commission (EC) number, were selected. Bifidobacterium bifidum BGN4 (bbf; in KEGG database: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) was selected as the reference genome.
1.9. Descubrimiento de motivos en promotores génicos.1.9. Discovery of motifs in gene promoters.
Se realizó la identificación de motivos comunes compartidos por los promotores de los genes diferencialmente expresados (sobre-expresados) de la cepa CECT30106 usando la herramienta Múltiple Em for Motif Elicitation (MEME) Suite 5.0.3 (Bailey, T. L. et al.The identification of common motifs shared by the promoters of the differentially expressed (overexpressed) genes of strain CECT30106 was performed using the Multiple Em for Motif Elicitation (MEME) Suite 5.0.3 tool (Bailey, T. L. et al.
2009. Nucleic Acids Res. 37, W202-W208). Se seleccionó el modo de descubrimiento clásico para encontrar motivos entre 6 y 50 aminoácidos de longitud.2009. Nucleic Acids Res. 37, W202-W208). Classic discovery mode was selected to find motifs between 6 and 50 amino acids in length.
1.10. Estimación del equilibrio redox por espectroscopia de fluorescencia.1.10. Estimation of the redox equilibrium by fluorescence spectroscopy.
Se monitorizaron las propiedades de fluorescencia de suspensiones de células tamponadas (DO600nm «0,6) en tampón Tris-HCI 50 mM pH 7,0, en un espectrofotómetro de fluorescencia Eclipse (Varian, Inc., Palo Alto, CA). Para estimar el equilibrio rédox de las células, los inventores usaron el método descrito por Ammor y colaboradores (Ammor, M. S et al. 2007. J. Microbiol. Methods 69, 100-6), en el que los valores de intensidad de fluorescencia correspondientes al NADH se calcularon a partir de la emisión a 413 nm tras aplicar una longitud de onda de excitación (Aex) de 316 nm, mientras que para FAD+ los valores de intensidad se calcularon a partir de la emisión a 436 nm a una Aex de 380 nm. La relación rédox se dedujo a partir de los datos de NADH y FAD+ obtenidos, usando la siguiente ecuación: relación rédox = Intensidad de FAD+/(lntensidad de FAD+ Intensidad de NADH).The fluorescence properties of buffered cell suspensions (OD600nm 0.6) in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.0 were monitored in an Eclipse fluorescence spectrophotometer (Varian, Inc., Palo Alto, CA). To estimate the redox balance of cells, the inventors used the method described by Ammor et al. (Ammor, M. S et al. 2007. J. Microbiol. Methods 69, 100-6), in which the intensity values of fluorescence corresponding to NADH were calculated from the emission at 413 nm after applying an excitation wavelength (Aex) of 316 nm, while for FAD+ the intensity values were calculated from the emission at 436 nm at an Aex 380nm. The redox ratio was deduced from the NADH and FAD+ data obtained, using the following equation: redox ratio = FAD+ Intensity/(FAD+ Intensity NADH Intensity).
1.11. Actividad ATPasa.1.11. ATPase activity.
Se calculó la actividad de ATPasa presente en membranas dadas la vuelta a partir de la liberación de fosfato inorgánico, medido colorimétricamente después de su reacción con molibdato de sodio y verde de malaquita, como se describió previamente (Sánchez, B., et al. 2006. Environ. Microbiol. 8, 1825-1833). Las membranas de la cepa CECT30106 se obtuvieron de cultivos independientes (50 mL) en las las condiciones enumeradas anteriormente (aireación, aerobiosis y anaerobiosis). Los sedimentos bacterianos se resuspendieron en 4 mL de tampón fosfato de potasio 100 mM, pH 7,0, suplementado con MgSÜ4 10 mM y se trataron con 10 mg/mL de lisozima y 50 unidades/mL de mutanolisina. Las suspensiones se incubaron a 300C durante 4 horas con agitación constante. Se rompieron las células pasándolas una vez a través de un disruptor celular (Constant Systems Ltd., Daventry, Reino Unido) a 2,06 X 108 Pa. Se retiraron por centrifugación (13000x g, 4°C, 20 minutos) las células sin romper y los residuos celulares. Se midió la concentración de proteína del extracto de membranas usando un kit de ensayo de proteínas BCA (Pierce, Rockford, II) siguiendo las instrucciones del fabricante. Se calculó la actividad específica de FiFo-ATPasa preincubando las membranas durante 10 minutos a 37C y posteriormente durante 60 minutos sobre hielo con diciclohexilcarbodiimida (DCCD) (Sigma; concentración final 0,2 mM), que es capaz de inhibir todas las ATPasas con la excepción de la clase F1F0 (Sánchez, B., et al. 2006. Environ. Microbiol. 8, 1825-1833). Se midió la actividad de las muestras de membrana sin inhibidor y se usó como control de actividad de ATPasa total.ATPase activity present in flipped membranes was calculated from the release of inorganic phosphate, measured colorimetrically after its reaction with sodium molybdate and malachite green, as previously described (Sánchez, B., et al. 2006 Environ. Microbiol. 8, 1825-1833). The membranes of the CECT30106 strain were obtained from independent cultures (50 mL) under the conditions listed above (aeration, aerobiosis and anaerobiosis). Bacterial pellets were resuspended in 4 mL of 100 mM potassium phosphate buffer, pH 7.0, supplemented with 10 mM MgSÜ 4 and treated with 10 mg/mL lysozyme and 50 units/mL mutanolysin. The suspensions were incubated at 300C for 4 hours with constant agitation. Cells were disrupted by passing them once through a cell disruptor (Constant Systems Ltd., Daventry, UK) at 2.06 X 108 Pa. Cells without break down and cellular debris. The protein concentration of the membrane extract was measured using a BCA protein assay kit (Pierce, Rockford, II) following the manufacturer's instructions. The specific activity of FiFo-ATPase was calculated by preincubating the membranes for 10 minutes at 37C and subsequently for 60 minutes. minutes on ice with dicyclohexylcarbodiimide (DCCD) (Sigma; final concentration 0.2 mM), which is capable of inhibiting all ATPases with the exception of the F 1 F 0 class (Sánchez, B., et al. 2006. Environ. Microbiol. 8, 1825-1833). Membrane samples without inhibitor were measured for activity and used as a control for total ATPase activity.
1.12. Medición del contenido de ATP intracelular1.12. Measurement of intracellular ATP content
Se determinó el contenido de ATP intracelular de la cepa CECT30106 cultivada anaerobia o aeróbicamente por ensayo fluorimétrico en lisados celulares usando el kit de ensayo de ATP (Abcam Cambridge, MA, EE. UU.) siguiendo las instrucciones del fabricante. Brevemente, la cantidad de ATP presente en los lisados celulares obtenidos por sonicación se midió usando diluciones seriadas de un estándar de ATP que se correlacionó con unidades arbitrarias de bioluminiscencia para obtener una recta de calibración que permite calcular la molaridad de ATP. La bioluminiscencia de los estándares de ATP y de los lisados celulares se midió en un espectrofotómetro de fluorescencia Cary Eclipse (Varian, Palo Alto, CA) con un tiempo de integración de 1 s. Se calcularon los valores de intensidad de bioluminiscencia de ATP a partir de la longitud de onda de emisión de 535 nm tras aplicar una longitud de onda de excitación de 380 nm. Los niveles de ATP se corrigieron por la concentración de proteína, que se estimó con un kit de ensayo de proteína BCA (Pierce, Rockford, II). Los resultados se expresaron como nmoles de ATP por mg de proteína total.Intracellular ATP content of anaerobically or aerobically grown strain CECT30106 was determined by fluorimetric assay on cell lysates using the ATP assay kit (Abcam Cambridge, MA, USA) following the manufacturer's instructions. Briefly, the amount of ATP present in cell lysates obtained by sonication was measured using serial dilutions of an ATP standard that was correlated with arbitrary bioluminescence units to obtain a calibration line for calculating ATP molarity. The bioluminescence of ATP standards and cell lysates was measured on a Cary Eclipse fluorescence spectrophotometer (Varian, Palo Alto, CA) with an integration time of 1 s. ATP bioluminescence intensity values were calculated from the emission wavelength of 535 nm after applying an excitation wavelength of 380 nm. ATP levels were corrected for protein concentration, which was estimated with a BCA protein assay kit (Pierce, Rockford, II). The results were expressed as nmoles of ATP per mg of total protein.
2. RESULTADOS2. RESULTS
2.1 Generación de la cepa aerotolerante de B. bifidum.2.1 Generation of the aerotolerant strain of B. bifidum.
La cepa CECT30105, que se denomina no muíante o parental salvaje (wild type o wt), se aisló de una biopsia de íleon de un individuo sano. Esta cepa, que también mostró un ligero fenotipo de aerotolerancia sin precedentes previos en la literatura, se sometió a mutagénesis al azar por radiación UV. Se procedió a seleccionar mutantes capaces de formar colonias sobre la superficie de placas de agar incubando las placas bajo una atmósfera normal (aerobiosis o aeróbica) a 37 C. Después de este procedimiento, los inventores fueron capaces de aislar una única colonia que se denominó CECT30106, que se identificó apropiadamente como B. bifidum después de la amplificación y secuenciación del gen de ADN 16S ribosómico. Es interesante señalar que tanto MRSC como BHI soportaron el crecimiento de la cepa CECT30106 en líquido, pero la presencia de colonias visibles en placas con agar solo se observó en agar-BHI complementado con 1,8 % (p/v) de glucosa y 0,25 % (p/v) de cisteína (Figura 1). La cepa fue capaz de crecer hasta una D0600 nm de 2,36 ± 0,17 en cultivos líquidos estáticos (aerobiosis) y hasta valores de DO600nm de 1,34 ± 0,28 cuando cultivos de 200 mL se sometieron a una agitación constante en matraces de 500 mL (200 rpm; aireación).The CECT30105 strain, which is called non-mutant or wild type (wt), was isolated from a biopsy of the ileum of a healthy individual. This strain, which also showed a slight aerotolerance phenotype unprecedented in the literature, was subjected to random mutagenesis by UV irradiation. Mutants capable of forming colonies on the surface of agar plates were selected by incubating the plates under a normal atmosphere (aerobiosis or aerobic) at 37 C. After this procedure, the inventors were able to isolate a single colony that was named CECT30106 , which was properly identified as B. bifidum after amplification and sequencing of the 16S ribosomal DNA gene. Interestingly, both MRSC and BHI supported growth of strain CECT30106 in liquid, but the presence of visible colonies on agar plates was only observed on BHI-agar. supplemented with 1.8% (w/v) glucose and 0.25% (w/v) cysteine (Figure 1). The strain was able to grow up to an OD600nm of 2.36 ± 0.17 in static liquid cultures (aerobiosis) and up to OD600nm values of 1.34 ± 0.28 when 200 mL cultures were subjected to constant agitation in 500 mL flasks (200 rpm; aeration).
El genoma de la cepa CECT30106 muestra los rasgos genéticos típicos de una bifidobacteria, tal como la presencia de la vía típica de fermentación de glucosa denominada “vía bifido”, un clúster de F1F0-ATP sintasa completo, o una hidrolasa de sales biliares, así como 141 genes implicados en el metabolismo de hidratos de carbono. Sin embargo, el 57 % de los genes no se asignaron a una categoría funcional específica que se corresponde con 528 genes que codifican proteínas hipotéticas. Dentro del genoma se detectaron genes que codifican homólogos de las enzimas de detoxificación de oxígeno, como BatA, BatB, proteína C y F de alquilhidroxiperóxido reductasa y proteínas de protoporfirinógeno oxidasa.The genome of strain CECT30106 shows the typical genetic traits of a bifidobacterium, such as the presence of the typical glucose fermentation pathway called “bifido pathway”, a complete F 1 F 0 -ATP synthase cluster, or a salt hydrolase gallstones, as well as 141 genes involved in carbohydrate metabolism. However, 57% of the genes were not assigned to a specific functional category corresponding to 528 hypothetical protein-coding genes. Within the genome, genes encoding homologues of oxygen detoxification enzymes such as BatA, BatB, alkylhydroxyperoxide reductase protein C and F, and protoporphyrinogen oxidase proteins were detected.
2.2. Comparación de genomas e identificación de polimorfismos de un solo nucleótido.2.2. Comparison of genomes and identification of single nucleotide polymorphisms.
Se realizó el análisis de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) para detectar mutaciones inducidas por UV en la cepa CECT30106A con respecto a la no muíante (wt o CECT30105), que podrían ser responsables de su fenotipo de aerotolerancia. Se identificaron veintiséis SNP en la cepa CECT30106 con respecto a la cepa CECT30105 no muíante (Tabla 1), estando tres de ellos situados en regiones intergénicas y el resto en marcos de lectura abiertos, que se correspondieron en la mayoría de los casos con proteínas hipotéticas. El resto de genes afectados por la radiación UV codificaron la 5,10-metilentetrahidrofolato reductasa, una proteína que contiene repeticiones de TPR, una proteína de extrusión multi-antimicrobiano, la ADP-glucosa transglucosilasa, la isoleucil-ARNt sintetasa, una proteína ribosómica LSU y una proteína reguladora con similitud de BlastP con reguladores de la detección de arsénico.Single nucleotide polymorphism (SNP) analysis was performed to detect UV-induced mutations in the CECT30106A strain with respect to the non-mutant (wt or CECT30105), which could be responsible for its aerotolerance phenotype. Twenty-six SNPs were identified in the CECT30106 strain with respect to the non-mutant CECT30105 strain (Table 1), three of them being located in intergenic regions and the rest in open reading frames, which corresponded in most cases to hypothetical proteins. . The remaining genes affected by UV radiation encoded 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase, a TPR repeat-containing protein, a multi-antimicrobial extrusion protein, ADP-glucose transglucosylase, isoleucyl-tRNA synthetase, an LSU ribosomal protein and a regulatory protein with BlastP similarity to regulators of arsenic sensing.
Tabla 1. SNPs en el genoma de CECT30106 con respecto a la cepa CECT30105. Table 1. SNPs in the CECT30106 genome with respect to the CECT30105 strain.
2.3 Cambios en los perfiles de expresión genética.2.3 Changes in gene expression profiles.
Se analizó la expresión diferencial de los genes entre las condiciones de crecimiento aerobias y anaerobias de la cepa CECT30106 por RNAseq. Este análisis mostró que en condiciones de aireación, cientos de genes se expresaron en exceso (553, FDR < 0,05), en particular varios implicados en la resistencia al oxígeno y reacciones rédox (por ejemplo, NADPH nitrorreductasa insensible al oxígeno, tiorredoxina, proteínas C y F de alquilhidroxiperóxido reductasa), la mayoría de los genes de la “vía bifido” y el operón de FiF0-ATPasa. En general, los diferentes perfiles de expresión génica de la cepa CECT30106 cultivados en aireación con respecto a la anaerobiosis permitieron el agrupamiento de los experimentos de RNASeq por condición usando un PCA no supervisado.Differential gene expression between aerobic and anaerobic growth conditions of strain CECT30106 was analyzed by RNAseq. This analysis showed that under aerated conditions, hundreds of genes were overexpressed (553, FDR < 0.05), in particular several involved in oxygen resistance and redox reactions (e.g., oxygen-insensitive NADPH nitroreductase, thioredoxin, alkylhydroxyperoxide reductase proteins C and F), most of the “bifido pathway” genes, and the FiF0-ATPase operon. In general, the different gene expression profiles of strain CECT30106 grown in aeration with respect to anaerobiosis allowed pooling of RNASeq experiments by condition using an unsupervised PCA.
2.4. Enriquecimiento de vías enzimáticas diferencialmente expresadas.2.4. Enrichment of differentially expressed enzyme pathways.
El agrupamiento de los genes diferencialmente expresados entre las dos condiciones de crecimiento (aireación frente a anaerobiosis) en la cepa CECT30106 reveló cambios principalmente relacionados con el metabolismo central de la bacteria. Solo se tuvieron en cuenta las vías con valores de FDR iguales o inferiores a 0,05 (Figura 2A). La elevada concentración de oxígeno en el medio de crecimiento aumentó la expresión de genes que pertenecen a las vías relacionadas con glicólisis/gluconeogénesis, utilización de hidratos de carbono, amino- y nucleótido azúcares, nicotinato y nicotinamida, energía, metabolismo de xenobióticos (fármacos, Figura 2B) y metabolismo microbiano, junto con otros relacionados con la biosíntesis de metabolitos secundarios. En términos de vías con expresión disminuida, el número fue notablemente más bajo y afectó principalmente a rutas metabólicas y de biosíntesis de metabolitos secundarios. Particularmente, la mayoría de los genes de la “vía bifido” se expresaron por exceso, que incluyen la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa dependiente de NAD y laacetato kinasa, sugiriendo que el crecimiento en aireación fuerza a la bacteria a sintetizar más ATP y agentes rédox para alimentar la maquinaria celular responsable de superar el estrés oxidativo. Esta observación se reforzó por el hecho de que el gen que codifica la L-lactato deshidrogenasa vio reducida su expresión 2,4 veces en aireación en comparación con la anaerobiosis. Muchos otros genes que codifican enzimas cuyas actividades alimentan la vía central de obtención de energía se sobre expresaron, aunque los genes que codifican muchas enzimas glucolíticas y transportadores de azúcar se reprimieron por oxígeno. Finalmente, los genes que codifican enzimas implicadas en la síntesis de componentes asociados a la superficie y estructurales, tales como peptidoglicano, ácidos teicoicos y lípidos, se vieron afectados por la presencia de oxigeno durante el de crecimiento de CECT30106.The clustering of differentially expressed genes between the two growth conditions (aeration versus anaerobiosis) in strain CECT30106 revealed changes mainly related to the central metabolism of the bacterium. they only had take into account pathways with FDR values equal to or less than 0.05 (Figure 2A). The high concentration of oxygen in the growth medium increased the expression of genes that belong to pathways related to glycolysis/gluconeogenesis, utilization of carbohydrates, amino- and nucleotide sugars, nicotinate and nicotinamide, energy, metabolism of xenobiotics (drugs, Figure 2B) and microbial metabolism, along with others related to the biosynthesis of secondary metabolites. In terms of pathways with decreased expression, the number was markedly lower and mainly affected metabolic and biosynthetic pathways of secondary metabolites. Notably, most of the "bifido pathway" genes were overexpressed, including NAD-dependent glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and acetate kinase, suggesting that growth on aeration forces the bacteria to synthesize more ATP and binding agents. redox to fuel the cellular machinery responsible for overcoming oxidative stress. This observation was reinforced by the fact that the gene encoding L-lactate dehydrogenase was reduced in expression by 2.4-fold in aeration compared to anaerobiosis. Many other genes encoding enzymes whose activities feed into the central energy harvesting pathway were overexpressed, although genes encoding many glycolytic enzymes and sugar transporters were repressed by oxygen. Finally, genes encoding enzymes involved in the synthesis of surface-associated and structural components, such as peptidoglycan, teichoic acids, and lipids, were affected by the presence of oxygen during CECT30106 growth.
2.5. Promotores de genes sobre-expresados que comparten un motivo genético.2.5. Over-expressed gene promoters that share a genetic motif.
Se llevó a cabo un análisis para identificar motivos compartidos por los promotores de los genes más significativamente sobre-expresados en la cepa CECT30106 cultivados en aerobiosis. Se seleccionaron dieciséis promotores de genes relacionados con el fenotipo de aerotolerancia de esta cepa. Once de estos 16 promotores compartieron un motivo común (GAAAGGA (SEQ ID NO: 1); valor e = 0,0031) a una distancia entre 12 y 31 nucleótidos del codón de iniciación. Este hecho se asoció a la presencia de una proteína ribosómica y un regulador genético en el que los SNP inducidos por radiación UV determinaron un cambio de aminoácido en la secuencia codificante de la proteína final (Figure 3), y se propone este motivo como diana de los dos reguladores genéticos mutados. En particular, los genes que codifican la proteína C y F de alquilhidroperóxido reductasa, con función conocida en la desintoxicación del peróxido de hidrógeno endógeno, estuvieron entre los genes más regulados por incremento de su expresión (histograma de la figura). Un simple análisis de secuencias mostró que estas proteínas no están presentes en todas las especies de Bifidobacterium, y su regulación por aumento de su expresión parece crucial para lograr la aerotolerancia.An analysis was carried out to identify motifs shared by the promoters of the most significantly over-expressed genes in strain CECT30106 grown aerobically. Sixteen gene promoters related to the aerotolerance phenotype of this strain were selected. Eleven of these 16 promoters shared a common motif (GAAAGGA (SEQ ID NO: 1); e value = 0.0031) at a distance between 12 and 31 nucleotides from the initiation codon. This fact was associated with the presence of a ribosomal protein and a genetic regulator in which the SNPs induced by UV radiation determined an amino acid change in the coding sequence of the final protein (Figure 3), and this motif is proposed as a target of the two mutated genetic regulators. In particular, genes encoding alkylhydroperoxide reductase protein C and F, known to function in endogenous hydrogen peroxide detoxification, were among the genes most upregulated in their expression (histogram in the figure). A simple sequence analysis showed that these proteins they are not present in all Bifidobacterium species, and their upregulation of their expression seems crucial for aerotolerance.
2.6 Cambios fisiológicos y bioquímicos en respuesta al oxígeno.2.6 Physiological and biochemical changes in response to oxygen.
Para corroborar algunos de los resultados obtenidos después del análisis global de la expresión genética por RNASeq, se realizaron diferentes pruebas bioquímicas y enzimáticas en la cepa CECT30106 cultivada en condiciones de aireación, aerobias o anaerobias. En primer lugar, la concentración de ATP intracelular en CECT30106, medida como los nmoles de ATP normalizados por los mg de proteína citoplasmática total, fue significativamente más alta en aireación que en aerobiosis o anaerobiosis (Figure 4A). En segundo lugar, la relación rédox calculada a partir de los valores de fluorescencia de los cofactores FAD+ y NADH no mostró cambios perceptibles entre las tres condiciones, aunque las señales individuales de FAD+ y NADH disminuyeron en las condiciones aerobias y de aireación (Figura 4B). Los presentes inventores finalmente midieron la actividad de ATPasa tipo F presente en las membranas de B. bifidum. Para ello, los inventores incluyeron el inhibidor de tipo F1F0 N,N'-diciclohexilcarbodiimida (DCCD) en los experimentos (Solioz, 1984. Trends Biochem. Sci. 9, 309-312). No se encontraron diferencias en la actividad total o en la actividad de ATPasa tipo F entre las condiciones de aerobiosis y anaerobiosis (Figura 4C), sugiriendo que aunque todos los genes comprendidos en el clúster de FiF0-ATPasa se encontraron sobre-expresados mediante la técnica de RNASeq, esto no se tradujo en una actividad más alta, al menos en nuestras condiciones experimentales.To corroborate some of the results obtained after the global analysis of gene expression by RNASeq, different biochemical and enzymatic tests were performed on strain CECT30106 grown under aerated, aerobic or anaerobic conditions. First, the intracellular ATP concentration in CECT30106, measured as nmoles of ATP normalized by mg of total cytoplasmic protein, was significantly higher in aeration than in aerobiosis or anaerobiosis (Figure 4A). Second, the redox ratio calculated from the fluorescence values of the cofactors FAD+ and NADH did not show perceptible changes between the three conditions, although the individual signals of FAD+ and NADH decreased in the aerobic and aerated conditions (Figure 4B). . The present inventors finally measured the F-type ATPase activity present in B. bifidum membranes. For this, the inventors included the F 1 F 0 type inhibitor N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCCD) in the experiments (Solioz, 1984. Trends Biochem. Sci. 9, 309-312). No differences were found in the total activity or in the activity of type F ATPase between the aerobic and anaerobic conditions (Figure 4C), suggesting that although all the genes included in the FiF0-ATPase cluster were found to be over-expressed by the technique of RNASeq, this did not translate into higher activity, at least under our experimental conditions.
Ejemplo 2. Propiedades tecnológicas de cepas de Bifidobacterium bifidum. Example 2. Technological properties of Bifidobacterium bifidum strains.
1. MATERIALES Y MÉTODOS1. MATERIALS AND METHODS
1.1. Bacterias y condiciones de cultivo1.1. Bacteria and culture conditions
En este estudio se han empleado 3 cepas de Bifidobacterium bifidum cuyos códigos y origen se recogen en la Tabla 2.In this study, 3 strains of Bifidobacterium bifidum have been used, whose codes and origin are shown in Table 2.
C. IPLA C. CECT ObservacionesC. IPLA C. CECT Observations
LMG11041 - Cepa tipo (= ATCC29521T) adquirida en colección belgaLMG11041 - Type strain (= ATCC29521T) acquired from Belgian collection
IPLA60008 CECT30105 Cepa parental, nuevo aislado de biopsia humanaIPLA60008 CECT30105 Parental strain, new isolate from human biopsy
IPLA60003 CECT30106 Cepa derivada, adaptada en laboratorio aIPLA60003 CECT30106 Derived strain, adapted in the laboratory to
o 2or 2
Tabla 2. Códigos de las cepas de B. bifidum utilizadas en este estudio Table 2. Codes of the B. bifidum strains used in this study.
La cepa B. bifidum IPLA60008 fue depositada bajo el tratado de Budapest el 26 de mayo de 2020 en la Colección española de Cultivos Tipo como Autoridad Internacional de Depósito, localizada en Building 3 CUE, Pare Científic Universitat de Valencia, Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna, Valencia, España. El número de depósito asignado fue el CECT30105. El depositante de la cepa fue el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.The B. bifidum IPLA60008 strain was deposited under the Budapest Treaty on May 26, 2020 in the Spanish Type Culture Collection as International Depository Authority, located at Building 3 CUE, Pare Científic Universitat de Valencia, Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna, Valencia, Spain. The deposit number assigned was CECT30105. The depositor of the strain was the Higher Council for Scientific Research.
De forma rutinaria, salvo que se especifique otro medio, las cepas LMG11041 e IPLA60008 se crecieron en MRSc (MRS de Biokar 0,25% de L-cysteine-HCI monohydrate) a partir de los stocks almacenados a -80oC los cuales se sembraron en la superficie de agar-MRSc y se incubaron a 37°C en condiciones de anaerobiosis en la cabina Mac500 (Down Whitley Scientific, West Yorkshire, UK) con una atmósfera de 10% H2, 10% C 02 and 80% N2, durante al menos 3 días. Posteriormente, se picaron colonias de cada cepa para inocular 10 mi de caldo MRSc que se incubó en las mismas condiciones durante una noche. Sin embargo, la cepa CECT30106 se descongeló directamente en el medio de cultivo BHIGc (BHI de Oxoid, 2% glucosa 0,25 % L-cysteine-HCI monohydrate), antes de proceder a inocular 10 mL de medio fresco correspondiente a cada cepa para generar el pre-cultivo.Routinely, unless otherwise specified, strains LMG11041 and IPLA60008 were grown in MRSc (Biokar's MRS 0.25% L-cysteine-HCI monohydrate) from stocks stored at -80oC which were seeded on surface of MRSc-agar and incubated at 37°C under anaerobic conditions in the Mac500 cabinet (Down Whitley Scientific, West Yorkshire, UK) with an atmosphere of 10% H2, 10% C02 and 80% N2, for at least 3 days. Subsequently, colonies of each strain were picked to inoculate 10 ml of MRSc broth that was incubated overnight under the same conditions. However, the CECT30106 strain was thawed directly in the BHIGc culture medium (Oxoid BHI, 2% glucose 0.25% L-cysteine-HCI monohydrate), before proceeding to inoculate 10 mL of fresh medium corresponding to each strain to generate the pre-culture.
Los pre-cultivos líquidos se utilizaron para inocular diferentes volúmenes de distintos medios según se indica en los apartados siguientes, con el objetivo de estandarizar los procesos. En general, los recuentos para las cepas LMG11041 e CECT30105 se hicieron en agar-MRSc y para la cepa CECT30106 en agar-BHIGc.The liquid pre-cultures were used to inoculate different volumes of different media as indicated in the following sections, with the aim of standardizing the processes. In general, the counts for strains LMG11041 and CECT30105 were made on MRSc-agar and for strain CECT30106 on BHIGc-agar.
1.2. Supervivencia a la congelación y liofilización1.2. Survival to freezing and lyophilization
Con este diseño experimental pretendemos comprobar el comportamiento de las tres cepas en estudio frente a procesos tecnológicos utilizados para la obtención de biomasa de cultivos bacterianos que, posteriormente, podrán ser utilizados en empresas del sector alimentario, farmacéutico o biotecnológico. Se ha estudiado la resistencia, y capacidad posterior para crecer en presencia de 02, de las tres cepas frente a la congelación (a -80oC) y frente a la liofilización (que también incluye un paso previo de congelación a -80oC). Para comparar los resultados se han utilizado cultivos frescos (activos) estandarizados. Como material de partida se utilizaron 50 mi del medio correspondiente a cada cepa, que se inocularon (2%) con los pre-cultivos descritos en el apartado anterior, los cuales se incubaron en condiciones de anaerobiosis estándar durante 19±1 horas. Los cultivos crecidos de 50 mL fueron el inoculo utilizado para los siguientes procedimientos, los cuales se realizaron por triplicado (3 replicados biológicos).With this experimental design we intend to verify the behavior of the three strains under study against technological processes used to obtain biomass from bacterial cultures that, later, can be used in companies in the food, pharmaceutical or biotechnology sector. The resistance, and subsequent ability to grow in the presence of 02, of the three strains against freezing (at -80oC) and against lyophilization (which also includes a prior freezing step at -80oC) have been studied. To compare the results, standardized fresh (active) cultures have been used. As starting material, 50 ml of the medium corresponding to each strain were used, which were inoculated (2%) with the pre-cultures described in the previous section, which were incubated under standard anaerobic conditions for 19±1 hours. The 50 mL grown cultures were the inoculum used for the following procedures, which were performed in triplicate (3 biological replicates).
Para llevar a cabo los “cultivos frescos” (F) se procedió a inocular (1%) 2 tubos con 10 mL de medio fresco: el tubo FA se incubó en condiciones de anaerobiosis y el tubo FO se incubó a 37°C en una estufa estándar (por tanto, en presencia de aire y oxígeno). Tras 24 horas de incubación se procedió al recuento de los viables, utilizando los medios correspondientes, incubándose las placas en condiciones de anaerobiosis durante al menos 3 días.To carry out the "fresh cultures" (F), 2 tubes (1%) were inoculated with 10 mL of fresh medium: the FA tube was incubated under anaerobic conditions and the FO tube was incubated at 37°C in a standard oven (therefore in the presence of air and oxygen). After 24 hours of incubation, the viable cells were counted, using the corresponding media, incubating the plates under anaerobic conditions for at least 3 days.
Para llevar a cabo los “cultivos tras la congelación” (C) se utilizaron 24 mL del cultivo de partida que se lavaron con PBS y se resuspendieron en 2,4 mL (factor concentración x10) del medio correspondiente con 30% de glicerol como agente crioprotector procediéndose a su congelación a -80oC (congelador New Brunswick U500) durante 24 horas. Tras este periodo, los tubos se descongelaron a temperatura ambiente; por un lado, se procedió a la siembra directa tras la congelación y, por otro, se procedió a inocular (1%) 2 tubos con 10 mL de medio freso: el tubo CA se incubó en condiciones de anaerobiosis y el tubo CO se incubó a 37°C en una estufa estándar. Tras 24 horas de incubación se procedió al recuento de los viables, utilizando los medios correspondientes, incubándose las placas en condiciones de anaerobiosis durante al menos 3 días.To carry out the "cultures after freezing" (C), 24 mL of the starting culture were used, washed with PBS and resuspended in 2.4 mL (concentration factor x10) of the corresponding medium with 30% glycerol as agent. cryoprotectant, freezing it at -80oC (New Brunswick U500 freezer) for 24 hours. After this period, the tubes were thawed at room temperature; On the one hand, direct seeding was carried out after freezing and, on the other hand, 2 tubes were inoculated (1%) with 10 mL of fresh medium: the CA tube was incubated under anaerobic conditions and the CO tube was incubated at 37°C in a standard oven. After 24 hours of incubation, the viable cells were counted, using the corresponding media, incubating the plates under anaerobic conditions for at least 3 days.
Para llevar a cabo los “cultivos tras la liofilización” (L) se utilizaron los 24 mL restantes del cultivo de partida que se lavaron con PBS y se resuspendieron en 2,4 mL (factor concentración x10) de leche (BD skim-milk, Difeo, reconstituida al 11% y tindalizada) como agente crioprotector procediéndose a su congelación a -80oC durante 24 horas. Tras este periodo, los tubos se liofilizaron en un liofilizador (Freezemobile 12EL, Virtis) durante 24 horas adicionales. Posteriormente, los liófilos se resuspendieron en el mismo volumen de partida (2,4 mL) de PBS; por un lado, se procedió a la siembra directa tras la liofilización y, por otro, se procedió a inocular (1%) 2 tubos con 10 mL de medio fresco: el tubo LA se incubó en condiciones de anaerobiosis y el tubo LO se incubó a 37°C en una estufa estándar. Tras 24 horas de incubación se procedió al recuento de los viables, utilizando los medios correspondientes, incubándose las placas en condiciones de anaerobiosis durante al menos 3 días. To carry out the "cultures after lyophilization" (L), the remaining 24 mL of the starting culture were used, washed with PBS and resuspended in 2.4 mL (concentration factor x10) of milk (BD skim-milk, Difeo, reconstituted at 11% and tindalized) as a cryoprotective agent, freezing it at -80oC for 24 hours. After this period, the tubes were lyophilized in a lyophilizer (Freezemobile 12EL, Virtis) for an additional 24 hours. Subsequently, the lyophiles were resuspended in the same starting volume (2.4 mL) of PBS; on the one hand, direct seeding was carried out after lyophilization and, on the other hand, 2 tubes were inoculated (1%) with 10 mL of fresh medium: the LA tube was incubated under anaerobic conditions and the LO tube was incubated at 37°C in a standard oven. After 24 hours of incubation, the viable cells were counted, using the corresponding media, incubating the plates under anaerobic conditions for at least 3 days.
En todos los casos, se procedió a realizar los recuentos de los pre-cultivos (= muestra “inicial”), así como de los cultivos directos tras las condiciones de estrés (= muestra “tras x tratamiento”) o tras ser incubados 24 horas en presencia de oxígeno (= muestra “cultivo-02”) o en ausencia de oxígeno (= muestra “cultivo -ANA), como se describió anteriormente.In all cases, the pre-cultures (= “initial” sample) were counted, as well as the direct cultures after stress conditions (= sample “after x treatment”) or after being incubated for 24 hours. in the presence of oxygen (=sample “culture-02”) or in the absence of oxygen (=sample “culture-ANA), as described above.
1.3. Fermentación láctea1.3. dairy fermentation
Se utilizó leche esterilizada semidesnatada de vaca comercial (Alimerka S.A., Lugo de Llanera, Asturias) para evaluar la capacidad de fermentación y supervivencia en el producto fermentado de las 3 cepas en estudio. Para ello, los pre-cultivos de las bacterias crecidos durante una noche se utilizaron para inocular (2%) 100 mL de MRSc fresco que se incubó durante 19±1 horas. Los cultivos se lavaron con 50 mL de PBS estéril y se resuspendieron en 10 mL de leche (factor de concentración del cultivo inicial x10) con los cuales se inocularon 100 mL de leche comercial. Tras su correcta homogenización por agitación, se repartieron en 10x10 tubos Falcon de 10 mL, 9 de los cuales se incubaron en un baño a 37°C durante 22 ± 2 horas (el tubo número 10 se utilizó como muestra tiempo inicio fermentación = IF). Trascurrido ese tiempo, tras comprobar si se había formado un coágulo, se paró la fermentación dejando enfriar a temperatura ambiente durante 2 horas antes de introducir 8 tubos en una cámara refrigerada a 80C (el tubo número 9 se utilizó como muestra tiempo final fermentación = FF). Para el seguimiento de la vida útil de las leches fermentadas se utilizó un tubo por semana durante aproximadamente 1 mes (muestras d4, d8, d11, d15, d18, d21, d24 y d27).Sterilized semi-skimmed commercial cow's milk (Alimerka S.A., Lugo de Llanera, Asturias) was used to evaluate the fermentation capacity and survival in the fermented product of the 3 strains under study. For this, the pre-cultures of the bacteria grown overnight were used to inoculate (2%) 100 mL of fresh MRSc that was incubated for 19±1 hours. The cultures were washed with 50 mL of sterile PBS and resuspended in 10 mL of milk (initial culture concentration factor x10) with which 100 mL of commercial milk was inoculated. After correct homogenization by shaking, they were divided into 10x10 10 mL Falcon tubes, 9 of which were incubated in a bath at 37°C for 22 ± 2 hours (tube number 10 was used as a sample fermentation start time = IF) . After this time, after checking if a coagulum had formed, the fermentation was stopped, allowing it to cool at room temperature for 2 hours before placing 8 tubes in a refrigerated chamber at 80C (tube number 9 was used as a sample, final fermentation time = FF ). To monitor the shelf life of the fermented milks, one tube per week was used for approximately 1 month (samples d4, d8, d11, d15, d18, d21, d24 and d27).
Para el análisis de las muestras recogidas en los 10 puntos de muestreo indicados anteriormente, se separó 1 mL en un tubo eppendorf estéril para proceder a los recuentos y el resto para medir el pH utilizando un pH-metro (Crison basic 20). Para los recuentos se realizaron diluciones seriadas en Ringer % (Merck) las cuales se sembraron en la superficie de agar-MRSc (cepas LMG11041 e CECT30105) o en agar-BHIc (cepa CECT30106) y se incubaron durante al menos 3 días en las condiciones de anaerobiosis descritas anteriormente. Finalmente, tras realizar los recuentos de las placas de cada punto de muestreo, se picaron de forma aleatoria colonias de algunas de las placas y de los puntos de muestreo para confirmar la identidad de las cepas. Para ello se extrajo ADN directamente de las colonias, siguiendo métodos estandarizados en el grupo utilizando el kit comercial GenElute Bacterial Genomic DNA (Sigma, St. Louis, MO), y se procedió a la amplificación del gen del ARN ribosomal 16S utilizando los cebadores universales 27F (5-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’ [SEQ ID NO: 4]) y 1492R (5'-CTACGGCTACCTTGTTACGA-3' [SEQ ID NO: 5]). Se realizó la PCR en las siguientes condiciones: paso inicial a 950C durante 5 minutos; seguido de 30 ciclos de 94°C durante 30 s, 55°C durante 45 s, y 72°C durante 1 minuto; y una extensión final a 72°C por 10 minutos y 4°C para mantenimiento. Finalmente, los productos de amplificación se secuenciaron en Macrogen y las secuencias obtenidas se compararon con las depositadas en la base de datos Genbank utilizado la herramienta Blastn (NCBI, National Center of Biotechnology Information). For the analysis of the samples collected at the 10 sampling points indicated above, 1 mL was separated in a sterile eppendorf tube to proceed with the counts and the rest to measure the pH using a pH-meter (Crison basic 20). For the counts, serial dilutions were made in % Ringer (Merck) which were seeded on the surface of MRSc-agar (strains LMG11041 and CECT30105) or on BHIc-agar (strain CECT30106) and incubated for at least 3 days under the conditions of anaerobiosis described above. Finally, after counting the plates from each sampling point, colonies were randomly picked from some of the plates and from the sampling points to confirm the identity of the strains. For this, DNA was extracted directly from the colonies, following standardized methods in the group using the commercial GenElute Bacterial Genomic DNA kit (Sigma, St. Louis, MO), and the 16S ribosomal RNA gene was amplified. using the universal primers 27F (5-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3' [SEQ ID NO: 4]) and 1492R (5'-CTACGGCTACCTTGTTACGA-3' [SEQ ID NO: 5]). The PCR was performed under the following conditions: initial step at 95°C for 5 minutes; followed by 30 cycles of 94°C for 30 s, 55°C for 45 s, and 72°C for 1 minute; and a final extension at 72°C for 10 minutes and 4°C for maintenance. Finally, the amplification products were sequenced in Macrogen and the sequences obtained were compared with those deposited in the Genbank database using the Blastn tool (NCBI, National Center of Biotechnology Information).
2. RESULTADOS2. RESULTS
2.1. Supervivencia a la congelación y liofilización2.1. Survival to freezing and lyophilization
En la Figura 5 se muestra el número de viables (Log CFU/ml) recuperados en cada una de las condiciones experimentales descritas en el apartado 1.2 anterior.Figure 5 shows the number of viable cells (Log CFU/ml) recovered in each of the experimental conditions described in section 1.2 above.
Los “cultivos frescos”, es decir realizados a partir de un pre-cultivo estandarizado activo, muestran que únicamente la cepa CECT30106 adaptada en el laboratorio a O2 es capaz de crecer en condiciones de aerobiosis dado que no se han detectado viables para las otras dos cepas (nivel de detección <100 CFU/mL).The "fresh cultures", that is, made from an active standardized pre-culture, show that only the strain CECT30106 adapted in the laboratory to O 2 is capable of growing under aerobic conditions, since no viable strains have been detected for the other strains. two strains (detection level <100 CFU/mL).
El estudio de viabilidad de las tres cepas tras la congelación muestra similares resultados respecto al cultivo inicial de referencia dado que no se detectaron variaciones en el recuento de los viables obtenidos de las cepas (stock concentrado x10) antes de liofilizar (8,67±0,32, 7,86±0,82 y 7,92±0,80 Log CFU/mL, para CECT30106, CECT30105 y LMG11041, respectivamente) respecto a los obtenidos tras la siembra directa de los stocks tras su descongelación (8,57±0,37, 7,95±0,74 y 8,09±0,86 Log CFU/mL, respectivamente). Cuando estos stocks congelados se utilizaron para inocular nuevo medio fresco, se observó que en condiciones de anaerobiosis alcanzaron recuentos similares (7,65±0,80, 7,14±0,38 y 6,86±0,60 Log CFU/mL, respectivamente) a los del cultivo frescos de referencia (8,19±0,31, 7,10±0,02 y 7,51±0,14 Log CFU/mL, respectivamente). De nuevo cuando los cultivos generados a partir del inoculo congelado se incubaron en presencia de oxígeno, la única cepa capaz de crecer y conseguir un número similar de viables (7,48±0,99 Log CFU/mL) al del incubado en anaerobiosis fue la CECT30106. The viability study of the three strains after freezing shows similar results with respect to the initial reference culture, since no variations were detected in the count of viable cells obtained from the strains (concentrated stock x10) before freeze-drying (8.67±0 .32, 7.86±0.82 and 7.92±0.80 Log CFU/mL, for CECT30106, CECT30105 and LMG11041, respectively) compared to those obtained after direct seeding of the stocks after thawing (8.57 ±0.37, 7.95±0.74 and 8.09±0.86 Log CFU/mL, respectively). When these frozen stocks were used to inoculate new fresh medium, it was observed that under anaerobic conditions they reached similar counts (7.65±0.80, 7.14±0.38 and 6.86±0.60 Log CFU/mL , respectively) to those of the fresh reference culture (8.19±0.31, 7.10±0.02 and 7.51±0.14 Log CFU/mL, respectively). Again, when the cultures generated from the frozen inoculum were incubated in the presence of oxygen, the only strain capable of growing and achieving a similar number of viable cells (7.48±0.99 Log CFU/mL) to that incubated in anaerobiosis was the CECT30106.
Finalmente, el estudio de supervivencia a la liofilización y capacidad de crecimiento posterior en presencia y ausencia de oxígeno mostró resultados similares a los de la congelación para las cepas CECT30106 y CECT30105 (viables stock concentrado x10 antes de liofilizar 8,46±0,18 y 7,67±0,82; viables tras siembra directa de los liófilos 8,22±0,41 y 7,54±0,82; viables tras cultivo después de liofilizar e incubación en anaerobiosis 7,46±0,19 y 7,05±0,61) siendo la adaptada a O2 la única capaz de crecer en presencia del mismo (7,20±0,27). En el caso de la cepa LMG11041 no se han conseguido resultados reproducibles con respecto a los viables tras la liofilización (en dos replicados biológicos los recuentos estuvieron por debajo del límite de detección (2 Log CFU/mL) y en otro se obtuvieron 8.27 Log CFU/mL). Sin embargo, los 3 liófilos de esta cepa sí fueron capaces de crecer tras ser inoculados en medio fresco e incubados en anaerobiosis mientras que, concordando con los resultados obtenidos en los otros procedimientos experimentales, no fue capaz de crecer en presencia de oxígeno.Finally, the study of survival to lyophilization and subsequent growth capacity in the presence and absence of oxygen showed similar results to those of freezing for strains CECT30106 and CECT30105 (viable concentrated stock x10 before lyophilization 8.46±0.18 and 7.67±0.82, viable after direct seeding of lyophiles 8.22±0.41 and 7.54±0.82, viable after culture after lyophilization and anaerobic incubation 7.46±0.19 and 7 0.05±0.61) being the one adapted to O 2 the only one able to grow in its presence (7.20±0.27). In the case of the LMG11041 strain, no reproducible results have been achieved with respect to the viable ones after lyophilization (in two biological replicates the counts were below the detection limit (2 Log CFU/mL) and in another 8.27 Log CFU were obtained). /mL). However, the 3 lyophiles of this strain were able to grow after being inoculated in fresh medium and incubated in anaerobiosis while, in agreement with the results obtained in the other experimental procedures, it was not able to grow in the presence of oxygen.
En resumen, las cepas CECT30106 y CECT30105 son capaces de sobrevivir a los procesos de congelación y liofilización utilizados en este estudio, y únicamente la cepa que ha sido adaptada en el laboratorio a oxígeno, CECT30106, es capaz de crecer en presencia de éste tras haber sido sometida a procesos de congelación y liofilización. La cepa de colección LMG11041 resiste bien la congelación, pero no se obtuvieron datos concluyentes sobre la liofilización, y en ningún caso es capaz de crecer en presencia de oxígeno.In summary, the strains CECT30106 and CECT30105 are capable of surviving the freezing and lyophilization processes used in this study, and only the strain that has been adapted in the laboratory to oxygen, CECT30106, is capable of growing in the presence of oxygen after having subjected to freezing and lyophilization processes. Collection strain LMG11041 resists freezing well, but no conclusive data was obtained on lyophilization, and in no case is it able to grow in the presence of oxygen.
2.2. Fermentaciones lácteas2.2. dairy fermentations
En la Figura 6 se muestran los valores medios (de triplicados) del pH, recuentos y supervivencia tras finalizar el periodo de estudio de vida útil (27 días) en refrigeración de las leches fermentadas con las tres cepas de B. bifidum en estudio.Figure 6 shows the mean values (of triplicates) of pH, counts and survival after the end of the shelf life study period (27 days) under refrigeration of the fermented milks with the three strains of B. bifidum under study.
Respecto a la capacidad de acidificación de las cepas en leche, cabe destacar que las cepas CECT30106 (adaptada a 02) y CECT30105 (parental wt) alcanzaron valores de pH más bajos al final de la fermentación que la cepa de colección LMG11041 (4,45±0,01, 4,56±0,17 y 5,04±0,20, respectivamente), la cual mantuvo los valores de pH más altos durante todo el periodo de conservación en refrigeración (Figura 6). Los 10 tubos con la leche esterilizada control (no inoculada) mantuvieron sus valores de pH estables (6,62±0,01) durante todo el periodo de estudio y no se detectaron recuentos de microorganismos en MRSc (límite de detección 10 CFU/mL) en ninguno de los puntos de muestreo. Regarding the acidification capacity of the strains in milk, it should be noted that the strains CECT30106 (adapted to 02) and CECT30105 (parental wt) reached lower pH values at the end of fermentation than the collection strain LMG11041 (4.45 ±0.01, 4.56±0.17 and 5.04±0.20, respectively), which maintained the highest pH values throughout the refrigerated storage period (Figure 6). The 10 tubes with the control sterilized milk (not inoculated) maintained their stable pH values (6.62±0.01) throughout the study period and no counts of microorganisms were detected in MRSc (detection limit 10 CFU/mL ) at any of the sampling points.
Respecto los recuentos obtenidos durante la fermentación (Figura 6), la cepa adaptada a O2 (CECT30106) fue capaz de incrementar cerca de una unidad logarítmica (FF - IF : 0,832 Log CFU/mL) los recuentos tras su inoculo en leche, mientras que su cepa parental (CECT30105 que es capaz de crecer en microaerofilia) lo hizo ligeramente (0,232 Log CFU/mL) y la cepa de colección (anaerobia estricta) no fue capaz de incrementar el número de viables respecto a los inoculados (-0,031 Log CFU/mL), a pesar de partir con unos recuentos en la leche recién inoculada ligeramente mayores (IF: 7,71±0,35 Log CFU/mL) respecto a las cepas obtenidas en el IPLA (IF: 7,26±0,24 y 7,10±0,18 Log CFU/mL para CECT30106 y CECT30105, respectivamente).Regarding the counts obtained during fermentation (Figure 6), the O 2 -adapted strain (CECT30106) was able to increase by about one logarithmic unit (FF - IF : 0.832 Log CFU/mL) the counts after its inoculum in milk, while that its parent strain (CECT30105, which is capable of growing microaerophilically) did so slightly (0.232 Log CFU/mL) and the collection strain (strictly anaerobic) was not able to increase the number of viable cells compared to those inoculated (-0.031 Log CFU/mL), despite starting with slightly higher counts in freshly inoculated milk (IF: 7.71±0.35 Log CFU/mL) compared to the strains obtained in the IPLA (IF: 7.26±0 0.24 and 7.10±0.18 Log CFU/mL for CECT30106 and CECT30105, respectively).
La evolución de las leches fermentadas almacenadas en refrigeración durante 27 días muestra, como cabía esperar, un descenso continuado en el recuento de los viables en los productos fermentados. Sin embargo, a pesar de la mayor acidez de las leches fermentadas con las cepas CECT30106 y CECT30105, lo que supone una condición de estrés adicional para las mismas, el descenso en el número de viables sigue la misma tendencia que la cepa de colección LMG11041. El recuento (Log CFU/mL) final de las células que sobrevivieron tras 27 días de almacenamiento en frío fueron: 3,87± 0,19, 2,16±0,45 y 3,05±0,01 para CECT30106, CECT30105 y LMG11041, respectivamente. Teniendo en cuenta el número inicial de células del que se partía tras la fermentación, estos datos muestran que el porcentaje de supervivencia de la cepa CECT30106 fue superior al de las otras dos cepas en estudio (Figura 6).The evolution of the fermented milks stored in refrigeration for 27 days shows, as expected, a continuous decrease in the viable count in the fermented products. However, despite the higher acidity of milk fermented with the CECT30106 and CECT30105 strains, which represents an additional stress condition for them, the decrease in the number of viable cells follows the same trend as that of the LMG11041 collection strain. The final count (Log CFU/mL) of the cells that survived after 27 days of cold storage were: 3.87±0.19, 2.16±0.45 and 3.05±0.01 for CECT30106, CECT30105 and LMG11041, respectively. Taking into account the initial number of cells starting after fermentation, these data show that the survival percentage of the CECT30106 strain was higher than that of the other two strains under study (Figure 6).
En general, los datos obtenidos en este estudio muestran que las cepas de B. bifidum obtenidas en el IPLA son capaces de crecer y fermentar la leche, consiguiendo la coagulación de la misma al generar un valor de pH igual o inferior al punto isoeléctrico de la caseína. Por ello, las leches fermentadas con estas dos cepas presentaron una consistencia semi-sólida, mientras que las inoculadas con la cepa de colección eran líquidas. Esta cepa (LMG11041) no fue capaz de crecer en leche, aunque la bajada de pH indica que muestra cierta actividad metabólica para mantener su viabilidad en estas condiciones. Finalmente, las tres cepas fueron capaces de mantener el número de viables por encima de la dosis de mínima recomendada (7 Log CFU/mL o g) por algunos autores para cepas probióticas durante al menos 4 días en refrigeración tras la fermentación: 7,93±0,62, 7,61±1,22 y 7,43±1,06 para CECT30106, CECT30105 y LMG11041, respectivamente. In general, the data obtained in this study show that the strains of B. bifidum obtained at the IPLA are capable of growing and fermenting milk, achieving its coagulation by generating a pH value equal to or lower than the isoelectric point of the milk. casein. Therefore, the milks fermented with these two strains presented a semi-solid consistency, while those inoculated with the collection strain were liquid. This strain (LMG11041) was not able to grow in milk, although the drop in pH indicates that it shows some metabolic activity to maintain its viability under these conditions. Finally, the three strains were able to maintain the number of viable cells above the minimum recommended dose (7 Log CFU/mL og) by some authors for probiotic strains for at least 4 days in refrigeration after fermentation: 7.93± 0.62, 7.61±1.22 and 7.43±1.06 for CECT30106, CECT30105 and LMG11041, respectively.
Finalmente, para comprobar que los microorganismos que recuperamos viables de las leches fermentadas recogidas en los distintos puntos de muestreo se correspondían con la especie B. bifidum, se recogieron al azar 17 colonias (Tabla 3) de las cuales se aisló ADN para llevar a cabo la secuenciación del gen del ARN ribosomal 16S.Finally, to verify that the viable microorganisms that we recovered from the fermented milk collected at the different sampling points corresponded to the species B. bifidum, 17 colonies were randomly collected (Table 3) from which DNA was isolated to carry out 16S ribosomal RNA gene sequencing.
Tabla 3. Colonias aisladas de las placas de recuentos de las leches fermentadas en distintos puntos de muestreo (final de fermentación = FF y día 27) los cuales se muestranentreparéntesis.Table 3. Colonies isolated from the count plates of the fermented milks at different sampling points (end of fermentation = FF and day 27), which are shown in parentheses.
Tras la secuenciación de los productos de PCR se confirmó que todas las cepas pertenecieron a la especie B. bifidum mostrando un 100% de cobertura (coverage) y 100% de identidad con las secuencias de cepas depositadas en la base de datos Genbank (NCIB) y con la de las cepas originales. After sequencing of the PCR products, it was confirmed that all the strains belonged to the species B. bifidum , showing 100% coverage and 100% identity with the sequences of the strains deposited in the Genbank database (NCIB). and with that of the original strains.
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES202031081A ES2908480A1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
PCT/ES2021/070743 WO2022090595A1 (en) | 2020-10-28 | 2021-10-13 | Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES202031081A ES2908480A1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2908480A1 true ES2908480A1 (en) | 2022-04-29 |
Family
ID=81306042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES202031081A Pending ES2908480A1 (en) | 2020-10-28 | 2020-10-28 | Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2908480A1 (en) |
WO (1) | WO2022090595A1 (en) |
-
2020
- 2020-10-28 ES ES202031081A patent/ES2908480A1/en active Pending
-
2021
- 2021-10-13 WO PCT/ES2021/070743 patent/WO2022090595A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
RUIZ L ET AL. "Molecular clues to understand the aerotolerance phenotype of Bifidobacterium animalis subsp. lactis". Applied and Environmental Microbiology February 2012 American Society for Microbiology usa. , 31/01/2012, Vol. 78, Páginas 644 - 650 [en línea][recuperado el 22/07/2021]. ISSN 0099-2240 (print) ISSN 1098-5336 (electronic), (DOI: doi:10.1128/AEM.05455-11) todo el documento. * |
SIMPSON P J ET AL. "INTRINSIC TOLERANCE OF BIFIDOBACTERIUM SPECIES TO HEAT AND OXYGEN AND SURVIVAL FOLLOWING SPRAY DRYING AND STORAGE". Journal of Applied Microbiology, 20050101 Wiley-Blackwell Publishing Ltd, GB. , 01/01/2005, Vol. 99, Páginas 493 - 501 [en línea][recuperado el 03/08/2021]. ISSN 1364-5072, (DOI: doi:10.1111/j.1365-2672.2005.02648.x) (ver Tabla 1) * |
VICTOR LADERO AND BORJA SANCHEZ. "Molecular and technological insights into the aerotolerance of anaerobic probiotics: examples from bifidobacteria". Current Opinion in Food Science, 27/03/2017, Vol. 14, Páginas 110-115 [en línea][recuperado el 22/07/2021]. (DOI: dx.doi.org/10.1016/j.cofs.2017.03.002) todo el documento. * |
XIAO MAN ET AL. "Oxidative stress-related responses of Bifidobacterium longum subsp longum BBMN68 at the proteomic level after exposure to oxygen". Microbiology (Reading) JUN 2011. , 31/05/2011, Vol. 157, Páginas 1573-1588 [en línea][recuperado el 02/08/2021]. ISSN 1350-0872(print) ISSN 1465-2080(electronic), (DOI: doi:10.1099/mic.0.044297-0) todo el documento. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022090595A1 (en) | 2022-05-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10967010B2 (en) | Compositions comprising bacterial strains | |
US20220257667A1 (en) | Compositions comprising bacterial strains | |
US11752178B2 (en) | Methods for the isolation of microbes with enhanced persistance and compositions with such microbes | |
WO2022090595A1 (en) | Aerobic microorganism of the genus bifidobacterium spp. | |
Dasdemir et al. | In vitro evaluation of probiotic and antioxidant potential of Lacticaseibacillus paracasei ED25 | |
Liu | Differential response of probiotics in perturbed pH and osmolality are correlated with genomic feature abundance | |
OA19092A (en) | Compositions comprising bacterial strains. | |
Xu et al. | Research Article Intake of Blueberry Fermented by Lactobacillus plantarum Affects the Gut Microbiota of L-NAME Treated Rats |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2908480 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20220429 |
|
FC2A | Grant refused |
Effective date: 20230317 |