PL235912B1 - Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product - Google Patents

Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product Download PDF

Info

Publication number
PL235912B1
PL235912B1 PL406052A PL40605213A PL235912B1 PL 235912 B1 PL235912 B1 PL 235912B1 PL 406052 A PL406052 A PL 406052A PL 40605213 A PL40605213 A PL 40605213A PL 235912 B1 PL235912 B1 PL 235912B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
strains
probiotic
lactobacillus rhamnosus
mixture
bacteria
Prior art date
Application number
PL406052A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL406052A1 (en
Inventor
Piotr Heczko
Magdalena Strus
Grzegorz Stefański
Katarzyna Dechnik
Ewa Jabłońska-Mróz
Barbara Łukawska
Original Assignee
Inst Biotechnologii Surowic I Szczepionek Biomed Spolka Akcyjna
Prolab Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Biotechnologii Surowic I Szczepionek Biomed Spolka Akcyjna, Prolab Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa filed Critical Inst Biotechnologii Surowic I Szczepionek Biomed Spolka Akcyjna
Priority to PL406052A priority Critical patent/PL235912B1/en
Publication of PL406052A1 publication Critical patent/PL406052A1/en
Publication of PL235912B1 publication Critical patent/PL235912B1/en

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja probiotyczna, zastosowanie kompozycji probiotycznej i produkt farmaceutyczny mające zastosowanie w leczeniu i profilaktyce uszkodzeń przewodu pokarmowego, martwiczego zapalenia jelit i posocznicy u noworodków.The present invention relates to a probiotic composition, the use of a probiotic composition and a pharmaceutical product for the treatment and prophylaxis of gastrointestinal damage, necrotizing enteritis and sepsis in neonates.

Prawidłowy rozwój układu pokarmowego, odpornościowego i mózgu noworodka zależy od szybkiej kolonizacji jego przewodu pokarmowego takimi składnikami mikrobioty, które stanowią organizmy pionierskie, umożliwiające dalsze stopniowe rozszerzanie się składu tej mikrobioty proporcjonalnie do rozszerzania się diety. W normalnych warunkach takie składniki zdrowy noworodek nabywa podczas porodu przechodząc przez kanał rodny, czyli pochwę matki, a zatem są to przede wszystkim bakterie z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium. Natomiast nabywanie nieprawidłowych, patogennych składników jest związane zarówno z zaburzeniami rozwoju wspomnianych narządów, a w skrajnych przypadkach z groźnymi dla życia zakażeniami; to jest martwiczym zapaleniem jelit (zwanym w skrócie NEC) i zakażeniami układu krwionośnego. Nieprawidłowa kolonizacja dotyczy przede wszystkim noworodków z niską wagą urodzeniową. O wiele większą grupę stanowią noworodki z prawidłową wagą, ale urodzone przez cesarskie cięcie oraz noworodki, których matki otrzymywały w okresie okołoporodowym antybiotyki z powodu zapobiegania nosicielstwa GBS, lub przed cesarskim cięciem (albo z obu powodów). W takich sytuacjach prawidłowa mikrobiota pochwy matki ulega zniszczeniu i noworodki nie mają możliwości nabycia prawidłowych składników mikrobioty przewodu pokarmowego.The proper development of the newborn's digestive, immune systems and brain depends on the rapid colonization of the digestive tract with microbiota components that constitute pioneering organisms, enabling further gradual expansion of the composition of this microbiota in proportion to the expansion of the diet. Under normal conditions, a healthy newborn acquires such ingredients during delivery through the birth canal, i.e. the mother's vagina, and therefore they are mainly bacteria of the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. On the other hand, the acquisition of abnormal, pathogenic components is associated both with disorders of the development of these organs, and in extreme cases with life-threatening infections; this is necrotizing enteritis (NEC for short) and infections of the bloodstream. Abnormal colonization mainly affects newborns with low birth weight. A much larger group are newborns with normal weight but born by caesarean section and newborns whose mothers received antibiotics in the perinatal period for the prevention of GBS carriage or prior to cesarean section (or for both). In such situations, the normal maternal vaginal microbiota is destroyed and newborns cannot acquire the correct components of the gastrointestinal microbiota.

Martwicze zapalenie jelit jest najgroźniejszą, zapalną chorobą przewodu pokarmowego noworodków, powodującą znaczne uszkodzenie śluzówki jelita, wymagającą intensywnego leczenia, a nawet niekiedy interwencji chirurgicznej. Choroba ta występuje przede wszystkim u wcześniaków. Jako przyczynę uważa się niedotlenienie płodu, niedokrwienie lub czynniki zakaźne.Necrotizing enterocolitis is the most dangerous, inflammatory disease of the gastrointestinal tract of newborns, causing significant damage to the intestinal mucosa, requiring intensive treatment and sometimes even surgical intervention. This disease occurs primarily in premature babies. The causes include fetal hypoxia, ischemia, or infectious agents.

W publikacji wynalazku WO 01/83700 ujawniona jest kompozycja i metoda leczenia oraz zapobiegania uszkodzeniom układu pokarmowego. Kompozycja obejmuje kombinację bakterii Gram (+), w szczególności Lactobacillus i/lub Bifidobacterium i glutaminę. Metoda obejmuje doustne lub donosowe podawanie kompozycji. Kompozycja według wynalazku blokuje translokację czynników bakteryjnych, takich jak bakterie Gram (-) i innych czynników zakaźnych. Kompozycja przeznaczona jest do leczenia stanów zapalnych przewodu pokarmowo-jelitowego, martwiczego zapalenia jelit u noworodków i sepsy.WO 01/83700 discloses a composition and method for treating and preventing damage to the digestive system. The composition comprises a combination of Gram (+) bacteria, in particular Lactobacillus and / or Bifidobacterium, and glutamine. The method includes oral or nasal administration of the composition. The composition according to the invention blocks the translocation of bacterial agents such as Gram (-) bacteria and other infectious agents. The composition is intended for the treatment of inflammation of the gastrointestinal tract, necrotic enteritis in newborns and sepsis.

Znane są z amerykańskiego opisu patentowego US 6 132 710 szczepy Lactobacillus salivarius ATCC 202196 i Lactobacillus plantarum ATCC 202195 normalizujące środowisko bakteryjne w przewodzie pokarmowo-jelitowym. Szczepy Lactobacillus zapobiegają uszkodzeniom tkanek powstałym w trakcie martwiczego zapalenia jelit u wcześniaków.The strains Lactobacillus salivarius ATCC 202196 and Lactobacillus plantarum ATCC 202195 are known from the US patent description US 6,132,710 to normalize the bacterial environment in the gastrointestinal tract. Lactobacillus strains prevent tissue damage from necrotizing enteritis in premature babies.

Znane są z polskiego opisu patentowego PL 212096 nowe szczepy z gatunku Bifidobacterium infantis zdolne do przeżycia w przewodzie jelitowym i wytwarzające in vivo glutaminę i argininę. Przedmiotem wynalazku jest również środek farmaceutyczny zawierający nowe szczepy Bifidobacterium infantis i nośnik.From the Polish patent description PL 212096, new strains of the species Bifidobacterium infantis capable of surviving in the intestinal tract and producing glutamine and arginine in vivo are known. The invention also relates to a pharmaceutical composition containing new strains of Bifidobacterium infantis and a carrier.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 208422 nowy szczep Lactobacillus rhamnosus KL 53A spełniający wszystkie wymagania stawiane szczepom probiotycznym przeznaczony do uzupełniania składu fizjologicznej flory przewodu pokarmowego. Szczep ten nie może być samodzielnie stosowany do kolonizacji przewodu pokarmowego noworodków pozbawionego innych bakterii.A new strain of Lactobacillus rhamnosus KL 53A is known from the Polish patent description PL 208422, which meets all the requirements for probiotic strains and is intended to supplement the physiological composition of the gastrointestinal flora. This strain cannot be used alone to colonize the digestive tract of newborns devoid of other bacteria.

Znana jest z polskiego opisu patentowego PL 209430 kompozycja probiotyczna zawierająca szczep Lactobacillus rhamnosus KL 53A i jej zastosowanie do wytwarzania preparatu użytecznego w profilaktyce i leczeniu patologicznych stanów przewodu pokarmowego. Skuteczna dawka preparatu zawiera 1x1010 bakterii. Tak duża dawka nie jest odpowiednia do stosowana w terapii noworodków.A probiotic composition containing the Lactobacillus rhamnosus KL 53A strain and its use for the production of a preparation useful in the prevention and treatment of pathological conditions of the gastrointestinal tract is known from the Polish patent description PL 209430. The effective dose of the preparation contains 1x10 10 bacteria. Such a large dose is not suitable for the treatment of neonates.

Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji probiotycznej zawierającej szczepy o właściwościach antyoksydacyjnych, uszczelniających ścianę jelita, antagonistycznych wobec bakteryjnych czynników patogennych powodujących zapalenie jelita, adherujących do komórek nabłonka jelitowego, które dobrze przeżywają przejście przez przewód pokarmowy. Kompozycja probiotyczna powinna zawierać szczepy odpowiadające naturalnej florze bakteryjnej matki a więc zawierać bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium a jej dawka powinna być bezpieczna dla noworodków. Celem wynalazku jest również zastosowanie produktu i opracowanie skutecznego sposobu kolonizacji przewodu pokarmowego noworodków.The object of the invention is to develop a probiotic composition containing strains with antioxidant properties, sealing the gut wall, antagonist of bacterial pathogens causing inflammation of the gut, adhering to the intestinal epithelial cells that survive the gastrointestinal passage well. The probiotic composition should contain strains corresponding to the mother's natural bacterial flora, and therefore contain bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium, and its dose should be safe for newborns. The invention also aims to use the product and develop an effective method of colonizing the gastrointestinal tract of newborns.

Istotą wynalazku jest kompozycja probiotyczna zawierająca mieszaninę, zdeponowanych w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów we Wrocławiu, szczepów Bifidobacterium breve PB 04, nr depozytuThe essence of the invention is a probiotic composition containing a mixture of Bifidobacterium breve PB 04 strains, deposited in the Polish Microorganism Collection in Wrocław, deposit number

PL 235 912 B1PL 235 912 B1

B/00028 i Lactobacillus rhamnosus KL 53A, nr depozytu B/00011, w proporcji od 1:1 do 1:2 w ilości mieszczącej się w zakresie od 1x105 do 1x108 CFU.B / 00028 and Lactobacillus rhamnosus KL 53A, Deposit No. B / 00011, in the ratio of from 1: 1 to 1: 2 in an amount in the range from 1x105 to 1x10 8 CFU.

Istotą wynalazku jest również zastosowanie kompozycji probiotycznej zawierającej mieszaninę szczepów Bifidobacterium breve PB 04 i Lactobacillus rhamnosus KL 53A w proporcji od 1:1 do 1:2, w ilości mieszczącej się w zakresie od 1x105 do 1x108 CFU, do wytwarzania produktu farmaceutycznego do leczenia stanów chorobowych związanych z zaburzeniami flory bakteryjnej jelit.The invention also relates use of a composition of the probiotic containing a mixture of strains of Bifidobacterium breve PB 04 and Lactobacillus rhamnosus KL 53A in a ratio of from 1: 1 to 1: 2, in an amount ranging from 1x105 to 1x10 8 CFU for the manufacture of a pharmaceutical for the treatment of diseases associated with disturbances of the intestinal bacterial flora.

Istotą wynalazku jest również produkt farmaceutyczny, którego dawka zawiera mieszaninę szczepów Bifidobacterium breve PB 04 i Lactobacillus rhamnosus KL 53A w proporcji od 1:1 do 1:2 w ilości od 1x105 do 1x108 CFU oraz farmaceutycznie dopuszczalny nośnik zawierający maltodekstrynę i kwas askorbinowy.The invention is also a pharmaceutical product, the dose comprises a mixture of strains of Bifidobacterium breve PB 04 and Lactobacillus rhamnosus KL 53A in a ratio of from 1: 1 to 1: 2 in an amount of from 1x105 CFU to 1x10 8, and a pharmaceutically acceptable carrier comprising maltodextrin and ascorbic acid.

Istota wynalazku zasadza się na doborze dwóch unikalnych szczepów bakterii o wybitnych cechach probiotycznych, które działając synergistycznie wykazują unikalny zestaw cech szczególnie korzystnych w zakresie wygaszania stanów zapalnych jelita i hamowania rozwoju bakteryjnych czynników patogennych, mających udział w patologiach przewodu pokarmowego występujących w okresie noworodkowym, szczególnie istotnych u noworodków z niską masą urodzeniową (tzw. wcześniaków), takich jak martwicze zapalenie jelita przez podanie od jednej do dwóch dawek dziennie produktu farmaceutycznego bezpośrednio po porodzie ale nie później niż w ciągu 48 godzin, a następnie w okresie przebywania w szpitalu i po jego opuszczeniu przez okres od 2 do 6 tygodni.The essence of the invention is based on the selection of two unique bacterial strains with outstanding probiotic properties, which, acting synergistically, exhibit a unique set of features particularly beneficial in terms of extinguishing intestinal inflammation and inhibiting the development of bacterial pathogens that contribute to the pathologies of the gastrointestinal tract occurring in the neonatal period, particularly important in low birth weight newborns (so-called premature babies), such as necrotizing enterocolitis, by administering one to two doses per day of the pharmaceutical product immediately after delivery, but no later than within 48 hours, and then during and after hospital stay for a period of 2 to 6 weeks.

Kompozycja wykazuje zdolność do adherencji do komórek nabłonka jelitowego, do przeżycia w przewodzie pokarmowym, do pobudzania wytwarzania okludyny i zonuliny prowadzącego do uszczelniania ścian jelita, a ponadto posiada właściwości antyoksydacyjne oraz właściwości antagonistyczne wobec bakteryjnych czynników patogennych zapaleń jelita.The composition has the ability to adhere to intestinal epithelial cells, to survive in the gastrointestinal tract, to stimulate the production of occludin and zonulin leading to sealing of the intestinal wall, and has antioxidant and antagonistic properties against bacterial pathogens of intestinal inflammations.

Niniejszy wynalazek oparty jest na dwóch szczepach: Bifidobacterium breve PB 04 i Lactobacillus rhamnosus KL 53 A.The present invention is based on two strains: Bifidobacterium breve PB 04 and Lactobacillus rhamnosus KL 53 A.

Szczep Bifidobacterium breve PB 04 został zdeponowany zgodnie z traktatem budapeszteńskim o międzynarodowym uznawaniu depozytu drobnoustrojów dla celów postępowania patentowego w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) w Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu (53-114 Wrocław, ul. Rudolfa Weigla 12). Nowy szczep Bifidobacterium breve PB04 został zdeponowany w dniu 4.06.2009 r. i otrzymał numer B/00028. W dacie 1.03.2013 roku organ depozytowy Polska Kolekcja Mikroorganizmów wydał dokument z przeprowadzonej atestacji dotyczącej komunikatu o późniejszym wskazaniu lub zmianie opisu naukowego i/lub proponowanego oznaczenia taksonomicznego. Przeprowadzona atestacja potwierdza dane zawarte w dokumencie depozytowym szczepu Bifidobacterium breve PB 04. Unikalne właściwości tego szczepu zostały ujawnione w opisie patentowym pt. „Nowy szczep Bifidobacterium breve PB 04” P.....229020The Bifidobacterium breve PB 04 strain has been deposited in accordance with the Budapest Treaty on the international recognition of the deposit of microorganisms for the purposes of patent proceedings at the Polish Collection of Microorganisms (PCM) at the Institute of Immunology and Experimental Therapy of the Polish Academy of Sciences in Wrocław (53-114 Wrocław, ul. Rudolfa Weigla 12) . The new strain Bifidobacterium breve PB04 was deposited on 04/06/2009 and received the number B / 00028. On March 1, 2013, the depository authority, the Polish Collection of Microorganisms, issued an attestation document regarding the announcement or amendment of the scientific description and / or the proposed taxonomic designation. The attestation carried out confirms the data contained in the deposit document of the Bifidobacterium breve PB 04 strain. The unique properties of this strain were disclosed in the patent description entitled "New strain of Bifidobacterium breve PB 04" P ..... 229020

Właściwości szczepu Lactobacillus rhamnosus KL 53A zostały ujawnione w polskim opisie patentowym pt. „Nowy szczep Lactobacillus rhamnosus”, pat. 208422.The properties of the Lactobacillus rhamnosus KL 53A strain were disclosed in the Polish patent specification. "New Lactobacillus rhamnosus strain", Pat. 208422.

I. Badanie zdolności produkcji enzymów antyoksydacyjnych o charakterze przeciwzapal- nym.I. Investigation of the ability to produce antioxidant enzymes of anti-inflammatory nature.

Reaktywne formy tlenu do których należy między innymi nadtlenek wodoru są odpowiedzialne za zjawiska starzenia i procesy chorobowe. Większość bakterii kwasu mlekowego wchodzących w skład naturalnej flory przewodu pokarmowego jest w stanie zmniejszyć zagrożenie ze strony reaktywnych form tlenu, poprzez ich inaktywację. Jednak w organizmie w którym toczy się proces zapalny, może dochodzić do powstania nadwyżki reaktywnych form tlenu, w szczególności nadtlenku wodoru, który produkowany jest nie tylko przez komórki układu immunologicznego, ale również przez wybrane bakterie z rodzaju Lactobacillus, Streptococus, co może pogarszać przebieg procesu zapalnego. Z drugiej strony niektóre szczepy Lactobacillus posiadają właściwości antyoksydacyjne dzięki zdolności do rozkładu nadtlenku wodoru. Ważnym jest zatem zbadanie wybranych szczepów pod kątem produkcji i inaktywacji reaktywnych form tlenu.Reactive oxygen species, including hydrogen peroxide, are responsible for the aging phenomena and disease processes. Most of the lactic acid bacteria in the natural flora of the gastrointestinal tract are able to reduce the risk of reactive oxygen species by inactivating them. However, in the organism in which the inflammatory process takes place, a surplus of reactive oxygen species may occur, in particular hydrogen peroxide, which is produced not only by the cells of the immune system, but also by selected bacteria of the genus Lactobacillus, Streptococus, which may worsen the process. inflammatory. On the other hand, some Lactobacillus strains have antioxidant properties due to their ability to break down hydrogen peroxide. Therefore, it is important to test selected strains for the production and inactivation of reactive oxygen species.

1. Pomiar produkcji nadtlenku wodoru przez mieszaninę szczepów probiotycznych.1. Measurement of hydrogen peroxide production by the mixture of probiotic strains.

W celu dokonania pomiaru produkcji nadtlenku wodoru przez badane szczepy probiotyczne oraz ich mieszaninę wykorzystano testy paskowe firmy Merck, które zmieniały intensywność zabarwienia,In order to measure the production of hydrogen peroxide by the tested probiotic strains and their mixture, Merck test strips were used, which changed the intensity of the color,

PL235 912B1 w zależności od ilości nadtlenku wodoru uwalnianego do płynnych hodowli tych bakterii. Barwę porównywano z odpowiednią skalą kolorymetryczną pozwalającą jednocześnie na wyliczenie przybliżonej wartości wyprodukowanego nadtlenku wodoru.PL235 912B1 depending on the amount of hydrogen peroxide released into the liquid cultures of these bacteria. The color was compared with the appropriate colorimetric scale allowing at the same time to calculate the approximate value of the produced hydrogen peroxide.

Tabela nr 1. Produkcja nadtlenku wodoru (mg/l) przez szczepy probiotyczne z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium.Table No. 1. Production of hydrogen peroxide (mg / l) by probiotic strains of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium.

Badane szczepy Test strains 4 godzinach 4 hours 24 godzinach 24 hours Lactobacillus rhamnosus KL53 A Lactobacillus rhamnosus KL53 A 0 0 0 0 Bifidobacterium breve PB04 Bifidobacterium breve PB04 0 0 0 0 mieszanina Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 0 0 0 0 kontrola negatywna bulion TSB negative control TSB broth 0 0 0 0

W oparciu o powyższe wyniki można stwierdzić, iż zarówno pojedyncze szczepy jak i badana mieszanina szczepów probiotycznych nie odznaczała się pozakomórkową produkcją nadtlenku wodoru.Based on the above results, it can be concluded that both the single strains and the tested mixture of probiotic strains did not exhibit extracellular production of hydrogen peroxide.

2. Pomiar kinetyki rozkładu nadtlenku wodoru.2. Measurement of the kinetics of hydrogen peroxide decomposition.

Pomiar kinetyki rozkładu nadtlenku wodoru został przeprowadzony za pomocą dwóch metod tj. w oparciu o test paskowy firmy Merck (test kolorymetryczny zmieniający intensywność zabarwienia w zależności od ilości H2O2) oraz z wykorzystaniem testu Amplex® Red (10- acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine), który w obecności nadtlenku wodoru przechodzi w formę utlenioną. Forma utleniona barwnika pod wpływem światła fluorescencyjnego o długości 590 nm. uwalnia światło, którego intensywność jest mierzona za pomocą odpowiedniego czytnika fluorescencyjnego.The measurement of the kinetics of hydrogen peroxide decomposition was carried out using two methods, i.e. based on the Merck test strip (colorimetric test changing the intensity of the color depending on the amount of H2O2) and using the Amplex® Red test (10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine) which in the presence of hydrogen peroxide turns into an oxidized form. The form of the dye oxidized under the influence of fluorescent light with a length of 590 nm. it releases light, the intensity of which is measured with an appropriate fluorescent reader.

Tabela nr 2. Oznaczenie kinetyki rozkładu nadtlenku wodoru przez badane szczepy probiotyczne oraz ich mieszaninę w oparciu o metodę paskową.Table no. 2. Determination of the kinetics of hydrogen peroxide decomposition by the tested probiotic strains and their mixture based on the strip method.

Badane szczepy Test strains 0 min. 0 min. 30 min. thirty min. 60 min. 60 min. 90 min. 90 min. 120 min. 120 min. 150 min. 150 min. 180 min. 180 min. 210 min, 210 min, 24 godz. 24 hours Ilość nadtlenku wodoru (mg/l) Amount of hydrogen peroxide (mg / l) Lactobacillus rhamnosus KL53A Lactobacillus rhamnosus KL53A 30 thirty 10 10 10 10 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Bifidobacterum breve PB04 Bifidobacterum breve PB04 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 10 10 0 0 mieszanina Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 a mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 10 10 10 10 10 10 0 0 0 0 Kontrola MRS MRS control 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty Kontrola BL BL control 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 30 thirty 10 10 0 0

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

Tabela nr 3. Pomiar kinetyki rozkładu H2O2 przez badane szczepy probiotyczne oraz ich mieszaninę z wykorzystaniem testu Amplex Red.Table no. 3. Measurement of the kinetics of H2O2 decomposition by the tested probiotic strains and their mixture using the Amplex Red test.

Badane szczepy wyniki pomiaru fluorescencji Tested strains - results of fluorescence measurement Kinetyka rozkładu H2O2 (intensywność fluorescencji przy długości fali 590nm) Kinetics of H2O2 decomposition (fluorescence intensity at 590nm) 1 godz. 1 hour 4 godz. 4 hours 20 godz. 20 h mieszanina Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 41254 41254 45 223 45 223 39 909 39 909 Lactobacillus rhmnosus K153A Lactobacillus rhmnosus K153A 24 233 24 233 48 213 48 213 34132 34132 Bifidobacterium breve PB04 Bifidobacterium breve PB04 25 171 25 171 44 688 44 688 39 126 39 126

Na podstawie pomiarów kinetyki rozkładu nadtlenku wodoru w oparciu o test paskowy oraz z wykorzystaniem zestawu Amplex® Red Catalase Assay Kit firmy Molecular Probes, można stwierdzić, iż zdolność rozkładu H2O2 przez badaną mieszaninę szczepów probiotycznych jest porównywalna do poziomu rozkładu H2O2 przez pojedyncze szczepy.Based on the measurements of the kinetics of hydrogen peroxide decomposition based on the strip test and with the use of the Amplex® Red Catalase Assay Kit by Molecular Probes, it can be concluded that the ability to decompose H2O2 by the tested mixture of probiotic strains is comparable to the level of H2O2 decomposition by individual strains.

II. Badania wpływu na poprawę funkcji bariery jelitowej poprzez stymulację produkcji białek połączeń ścisłych (tight junctions) w szczególności okludyny oraz zonuliny (ZO-1).II. Research on the impact on the improvement of the intestinal barrier function by stimulating the production of tight junctions, in particular occludin and zonulin (ZO-1).

Białka połączeń ścisłych pełnią funkcję kontrolną w stosunku do procesu przenikania przez barierę śluzówki. Zwiększenie ilości białek połączeń ścisłych w szczególności zonuliny i okludyny powoduje uszczelnianie nabłonka.The tight junction proteins control the process of penetration through the mucosa barrier. Increasing the amount of tight junction proteins, in particular zonulin and occludin, seals the epithelium.

Materiały i metody.Materials and methods.

Do badań wybrano pojedyncze szczepy probiotyczne oraz ich mieszaninę. Jako kontrolę zastosowano Lactobacillus rhamnosus GG oraz enteropatogenny szczep Escherichia coli (dzięki uprzejmości Narodowego Instytutu Zdrowia - Państwowego Zakładu Higieny w Warszawie). W oparciu o dane literaturowe, szczególnie enteropatogenne szczepy Escherichia coli (EPEC) wykazują bardzo silne działanie uniemożliwiające tworzenie białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami, dlatego do niniejszego badania zastosowano jako kontrolę negatywną szczep EPEC.Single probiotic strains and their mixture were selected for the study. Lactobacillus rhamnosus GG and the enteropathogenic strain of Escherichia coli were used as controls (courtesy of the National Institute of Health - National Institute of Hygiene in Warsaw). Based on the literature data, especially the enteropathogenic strains of Escherichia coli (EPEC) have a very strong effect preventing the formation of tight junction proteins between cells, therefore the EPEC strain was used as a negative control for this study.

Tworząc mieszaniny szczepów probiotycznych łączono bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w stosunku objętościowym 1:1, przy zachowaniu proporcji odpowiednio 10:1, czyli średnio na 108 j.t.k. Lactobacillus przypada 107j.t.k. Bifidobacterium.By creating mixtures of probiotic strains, bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium were combined in a 1: 1 volume ratio, keeping the proportion of 10: 1, respectively, i.e. 10 7 cfu of Bifidobacterium per 10 8 cfu of Lactobacillus.

Intensywność świecenia była obserwowana w mikroskopie fluorescencyjnym przy długości fali: wzb. 494nm - emi. 520 nm., pod powiększeniem 400x, a intensywność świecenia oceniano w skali półil ości owej. Wyniki badań umieszczono w tabeli nr 4 i 5.The intensity of the illumination was observed in a fluorescence microscope at the wavelength: wzb. 494nm - emi. 520 nm., Under 400x magnification, and the intensity of light was assessed on a semi-quantitative scale. The test results are presented in Tables 4 and 5.

Tabela 4. Zestawienie wyników oddziaływania szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 na stymulację produkcji białek połączeń ścisłych okludyny i zonuliny (ZO-1) wytwarzanych pomiędzy komórkami linii tkankowych Caco-2 i HT-29.Table 4. Summary of the results of the interaction of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 strains on the stimulation of the production of occludin and zonulin tight junction proteins (ZO-1) produced between cells of the Caco-2 and HT-29 tissue lines.

Badane szczepy Test strains Tkanka Caco-2 Caco-2 tissue Tkanka HT-29 HT-29 tissue Okludyna Occludin Zonulina ZO-1 Zonulin ZO-1 Okludyna Occludin Zonulina ZO-1 Zonulin ZO-1 L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A +++ +++ ++/+++ ++ / +++ +++ +++ + + B. breve PB04 B. breve PB04 +++ +++ ++ ++ ++ ++ - - Kontrola Enteropatogenny szczep E. coli (EPEC) Control Enteropathogenic strain of E. coli (EPEC) L. rhamnosus GG L. rhamnosus GG +++ +++ +/++ + / ++ ++ ++ - -

PL235 912B1PL235 912B1

Tabela 5. Zestawienie wyników oddziaływania mieszaniny probiotycznej o gęstości 105 j.t.k. na stymulację produkcji białek połączeń ścisłych okludyny i zonuliny (ZO-1) wytwarzanych pomiędzy komórkami linii tkankowych Caco-2.Table 5. Summary of the results of the impact of a probiotic mixture with a density of 10 5 cfu on the stimulation of the production of occludin and zonulin tight junction proteins (ZO-1) produced between cells of the Caco-2 tissue line.

Badane szczepy Test strains Gęstość szczepów Strain Density Tkanka Caco-2 Caco-2 tissue Okludyna Occludin ZonulinaZO-1 ZonulinaZO-1 mieszanina Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacteńum breve PB04 a mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobactenum breve PB04 2,lxl05 2, lxl0 5 +++ +++ ++ ++ Kontrola: enteropatogenny szczep Escherichia coli (EPEC) Control: enteropathogenic strain Escherichia coli (EPEC) 2,8x105 2.8x10 5 - - Kontrola Lactobacillus rhamnosus GG Control Lactobacillus rhamnosus GG 3,2x105 3.2x105 +++ +++ ++ ++

Tabela 6. Zestawienie wyników oddziaływania mieszaniny probiotycznych o gęstości rzędu 108 j.t.k. na stymulację produkcji białek połączeń ścisłych okludyny i zonuliny (ZO-1) wytwarzanych pomiędzy komórkami linii tkankowych Caco-2.Table 6. Summary of the results of the impact of a probiotic mixture with a density of 10 8 cfu on the stimulation of the production of occludin and zonulin tight junction proteins (ZO-1) produced between cells of the Caco-2 tissue line.

Badane szczepy Test strains Gęstość szczepów Strain Density Tkanka Caco-2 Caco-2 tissue Okludyna Occludin ZonulinaZO-1 ZonulinaZO-1 mieszanina Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 a mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 3,1x10“ 3.1x10 " - - - -

- brak świecenia (brak tworzenia białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami) + słabe świecenie (niski poziom tworzenia białek połączeń ścisłych) ++ silne świecenie (wysoki poziom tworzenia białek połączeń ścisłych) +++ bardzo silne świecenie (bardzo wysoki poziom tworzenia białek połączeń ścisłych)- no light (no tight junction proteins forming between cells) + low light (low tight junction protein formation) ++ strong light (high level of tight junction protein formation) +++ very strong light (very high level of tight junction protein formation)

Wnioski • Zarówno szczepy Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacteńum breve PB04, jak i ich mieszanina posiadają szczególną zdolność do stymulacji komórek tkanek Caco-2 jak i HT-29 do produkcji okludyny.Conclusions • Both the Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacteńum breve PB04 strains, as well as their mixture, have a special ability to stimulate Caco-2 and HT-29 tissue cells to produce occludin.

• W przypadku białek połączeń ścisłych z grupy zonuliny (ZO-1) na komórkach linii Caco-2 zaobserwowano znaczne pobudzenie aktywności tworzenia tych białek po zastosowaniu Lactobacillus rhamnosus KL 53A.• In the case of close junction proteins from the zonulin group (ZO-1), a significant stimulation of the activity of forming these proteins was observed on the cells of the Caco-2 line after the application of Lactobacillus rhamnosus KL 53A.

• W przypadku zastosowania enteropatogennego szczepu Escherichia coli (EPEC) zaobserwowano bardzo silne działanie uniemożliwiające tworzenie białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami zarówno linii Caco-2 jak i HT-29.• In the case of using the enteropathogenic strain of Escherichia coli (EPEC), a very strong effect was observed, preventing the formation of tight junction proteins between cells of both the Caco-2 and HT-29 lines.

• Badana mieszanina szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacteńum breve PB 04 bardzo silnie stymulowała komórki Caco-2 do produkcji okludyny i zonuliny ZO-1 przy liczebności populacji wynoszącej około 105 j.t.k./ml.• The tested mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobactenum breve PB 04 strains strongly stimulated Caco-2 cells to produce occludin and ZO-1 zonulin with a population size of about 10 5 cfu / ml.

• Badając mieszaniny Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacteńum breve PB 04 (stosunek wagowy 1:1) zaobserwowano, iż zwiększenie sumarycznej liczebności populacji bakterii probiotycznych z 105 do 108 j.t.k./ml w istotny sposób zmniejszało zdolność komórek linii tkankowej nabłonka jelitowego do produkcji białek połączeń ścisłych tj. okludyny i zonuliny ZO-1.• When examining the mixtures of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacteńum breve PB 04 (weight ratio 1: 1), it was observed that increasing the total number of probiotic bacteria population from 10 5 to 10 8 CFU / ml significantly reduced the ability of intestinal epithelial cells to produce proteins tight connections, i.e. occludin and zonulin ZO-1.

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

III. Badania adherencji do ludzkich linii tkankowych HT-29 ΜΤΧ i Caco-2.III. Adherence studies to HT-29 ΜΤΧ and Caco-2 human tissue lines.

Badanie wykonano według metodyki podanej w pracy: Właściwości powierzchniowe szczepów Lactobacillus. II. Adherencja do powierzchni komórek hodowli tkankowych. Struś M., Kukla G., Rurańska-Smutnicka D., Przondo-Mordarska A., Heczko P. Med. Dośw. Mikrobiol. 2001;53(3):253-8.The study was carried out according to the methodology given in the work: Surface properties of Lactobacillus strains. II. Adherence to the surface of tissue culture cells. Struś M., Kukla G., Rurańska-Smutnicka D., Przondo-Mordarska A., Heczko P. Med. Exp. Microbiol. 2001; 53 (3): 253-8.

Do badań wybrano pojedyncze szczepy probiotyczne Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 oraz ich mieszaninę w stosunku wagowym 1:1. Jako kontrolę zastosowano szczepy: Lactobacillus rhamnosus GG i Bifidobacterium breve DSM 20213.Single probiotic strains of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 and their mixture in a weight ratio of 1: 1 were selected for the study. The following strains were used as controls: Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium breve DSM 20213.

Preparat był oceniany w mikroskopie świetlnym pod powiększeniem 1000x. Komórki badanych bakterii rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium, które zaadherowały do linii tkankowej były zliczane w 20 polach widzenia preparatu. Wyliczano wynik średni, któremu przyporządkowano odpowiedni stopień adherencji zgodnie z podanym poniżej zakresem.The preparation was assessed under a light microscope under magnification of 1000x. The cells of the tested bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium, which adhered to the tissue line, were counted in 20 fields of view of the preparation. The mean score was calculated and assigned the appropriate degree of adherence according to the range given below.

Stopień adherencji The degree of adherence Średnia liczba komórek bakteryjnych w polu widzenia Average number of bacterial cells in the field of view +++ +++ Powyżej 80 Over 80 ++ ++ Zakres 60-80 Range 60-80 + + Zakres 40-60 Range 40-60 - - Poniżej 40 Below 40

Tabela 7. Adherencja mieszaniny bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium do tkanki CaCo-2.Table 7. Adherence of the mixture of bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium to CaCo-2 tissue.

Badana mieszanina szczepów probiotycznych Tested mixture of probiotic strains I doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) 1st experiment (results from 20 fields of view of the preparation) II doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) II experiment (results from 20 fields of view of the preparation) WYNIK uśredniony Average result mieszanina szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB 04 a mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB 04 strains 110(+++) 110 (+++) 70(++) 70 (++) 90 (+++) 90 (+++) Kontrola 1 Lactobacillus rhamnosus GG Control 1 Lactobacillus rhamnosus GG 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) Kontrola 2 Bifidobacterium breve DSM 20213 Control 2 Bifidobacterium breve DSM 20213 58 (+) 58 (+) 54(+) 54 (+) 56(+) 56 (+)

PL235 912B1PL235 912B1

Tabela 8. Adherencja szczepów Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 do tkanki CaCo-2.Table 8. Adherence of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 strains to CaCo-2 tissue.

Badany szczep probiotyczny Test probiotic strain I doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) 1st experiment (results from 20 fields of view of the preparation) II doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) II experiment (results from 20 fields of view of the preparation) WYNIK uśredniony Average result Lactobacillus rhamnosus KL53A Lactobacillus rhamnosus KL53A 100 (+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) Bifidobacterium breve PB 04 Bifidobacterium breve PB 04 54 (+) 54 (+) 38(-) 38 (-) 46 (+) 46 (+) Kontrola 1 Lactobacillus rhamnosus GG Control 1 Lactobacillus rhamnosus GG 95(+++) 95 (+++) 100(+++) 100 (+++) 97(+++) 97 (+++) Kontrola 2 Bifidobacterium longum Control 2 Bifidobacterium longum 68 (++) 68 (++) 75(++) 75 (++) 71(++) 71 (++) DSM 20219 DSM 20219 Kontrola 3 Bifidobacterium breve DSM 20213 Control 3 Bifidobacterium breve DSM 20213 65 (++) 65 (++) 38(-) 38 (-) 51 (+) 51 (+)

Tabela 9. Adherencja mieszanin bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium do tkanki ΗΤ-29ΜΤΧ.Table 9. Adherence of mixtures of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria to tkanki-29ΜΤΧ tissue.

Badana mieszanina szczepów probiotycznych Tested mixture of probiotic strains I doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) 1st experiment (results from 20 fields of view of the preparation) II doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) II experiment (results from 20 fields of view of the preparation) WYNIK uśredniony SCORE averaged mieszanina szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB 04 a mixture of strains Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB 04 90 (+++) 90 (+++) 80 (++) 80 (++) 85 (+++) 85 (+++) Kontrola 1 Lactobacillus rhamnosus GG Control 1 Lactobacillus rhamnosus GG 100(+++) 100 (+++) 100 (+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) Kontrola 2 Bifidobacterium breve DSM 20213 Control 2 Bifidobacterium breve DSM 20213 49(+) 49 (+) 51 (+) 51 (+) 50(+) 50 (+)

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

Tabela 10. Adherencja szczepów Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 do tkanki ΗΤ-29ΜΤΧ.Table 10. Adherence of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 strains to tkanki-29ΜΤΧ tissue.

Badany szczep probiotyczny Test probiotic strain I doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) 1st experiment (results from 20 fields of view of the preparation) II doświadczenie (wyniki z 20 pól widzenia preparatu) II experiment (results from 20 fields of view of the preparation) WYNIK uśredniony Average result Lactobacillus rhamnosus KL53 A Lactobacillus rhamnosus KL53 A 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) 100 (+++) 100 (+++) Bifidobacterium breve PB 04 Bifidobacterium breve PB 04 40 (+) 40 (+) 50(+) 50 (+) 45 (+) 45 (+) Kontrolal Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG control 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) 100(+++) 100 (+++) Kontrola 2 Bifidobacterium longum DSM 20219 Control 2 Bifidobacterium longum DSM 20219 78 (++) 78 (++) 72 (++) 72 (++) 75(++) 75 (++) Kontrola 3 Bifidobacterium breve DSM 20213 Control 3 Bifidobacterium breve DSM 20213 45(+) 45 (+) 51 (+) 51 (+) 48(+) 48 (+)

Wnioski • Mieszanina szczepów probiotycznych Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 wykazuje silne właściwości adherencyjne zarówno do tkanki CaCo-2 jak i ΗΤ-29ΜΤΧ.Conclusions • The mixture of probiotic strains Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 shows strong adherence properties to both CaCo-2 and ΗΤ-29ΜΤΧ tissue.

• Mieszanina szczepów probiotycznych nie straciła swoich właściwości adherencyjnych w stosunku do adherencji pojedynczych szczepów probiotycznych.• The mixture of probiotic strains has not lost its adherence properties in relation to the adherence of individual probiotic strains.

IV. Badania właściwości antagonistycznych wobec najczęściej występujących patogenów przewodu pokarmowego za pomocą metody ilościowej.IV. Study of antagonistic properties against the most common pathogens of the gastrointestinal tract using the quantitative method.

Materiały i metody.Materials and methods.

Badanie wykonano zgodnie z metodyką podaną w pracy: Zakres antagonistycznego działania szczepów Lactobacillus na czynniki etiologiczne bakteryjnej waginozy.The study was carried out in accordance with the methodology given in the work: The scope of antagonistic effect of Lactobacillus strains on the etiological factors of bacterial vaginosis.

Struś M., Malinowska M. Med. Dośw. Mikrobiol. 1999; 51 (1-2):47-57Struś M., Malinowska M. Med. Exp. Microbiol. 1999; 51 (1-2): 47-57

Do badań wybrano pojedyncze szczepy probiotyczne Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 oraz ich mieszaninę w stosunku wagowy 1:1; (w skrócie: mieszanina KL53A+PB04). Jako kontrolę zastosowano szczep Lactobacillus rhamnosus GG. W badaniu zastosowano następujące bakteryjne czynniki etiologiczne (szczepy wskaźnikowe):Single probiotic strains of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 and their mixture in a weight ratio of 1: 1 were selected for the study; (abbreviated: KL53A + PB04 mixture). The Lactobacillus rhamnosus GG strain was used as a control. The following bacterial etiological factors (indicator strains) were used in the study:

• Escherichia coli 25922B/1 (w skrócie: E. coli), • Streptococcus agalactiae B/3 (w skrócie: S. agalactiae), • Staphylococcus epidermidis B/2 (w skrócie: S. epidermidis), • Staphylococcus aureus B/5 (w skrócie: S. aureus), • Enterococcus faecalis (w skrócie: E. faecalis), • Clostridium difficile ATCC 9689 (w skrócie: C. difficile).• Escherichia coli 25922B / 1 (in short: E. coli), • Streptococcus agalactiae B / 3 (in short: S. agalactiae), • Staphylococcus epidermidis B / 2 (in short: S. epidermidis), • Staphylococcus aureus B / 5 (abbreviated: S. aureus), • Enterococcus faecalis (abbreviated: E. faecalis), • Clostridium difficile ATCC 9689 (abbreviated: C. difficile).

Wyniki badania przedstawiono w poniższych tabelach.The results of the study are presented in the tables below.

PL235 912B1PL235 912B1

Tabela 11. Antagonistyczne działanie mieszaniny Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04 (stosunek wagowy 1:1) wobec wybranych bakterii wskaźnikowych, przy zastosowaniu metody ilościowej.Table 11. Antagonistic effect of the mixture of Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04 (weight ratio 1: 1) against selected indicator bacteria, using the quantitative method.

Mieszanina probiotyczna/szczep wskaźnikowy Probiotic mixture / indicator strain 0 godz. 0 hours po 8 godz. after 8 hours po 24 godz. after 24 hours mieszanina KL53A+PB04 mixture KL53A + PB04 4.5 xl08 4.5 xl0 8 2.0xl08 2.0xl0 8 2.0xl08 2.0xl0 8 E.coli E.coli Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 0 0 0 0 mieszanina KL53A+ PB04 mixture KL53A + PB04 5.2xl08 5.2xl0 8 4.5xl08 4.5xl0 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 S.agalactiae S.agalactiae 2.0xl07 2.0xl0 7 0 0 0 0 mieszanina KL53A+ PB04 mixture KL53A + PB04 4.4xl08 4.4xl0 8 2.5Χ108 2.5Χ10 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 S.epidermidis S.epidermidis Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 0 0 0 0 mieszanina KL53A+ PB04 mixture KL53A + PB04 2.0x10® 2.0x10® 2.0Χ108 2.0Χ10 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 S.aureus S. aureus Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 0 0 0 0 mieszanina KL53 A+ PB04 mixture KL53 A + PB04 2.2xl08 2.2xl0 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 E.faecalis E.faecalis 2.5xl08 2.5xl0 8 7.0xl06 7.0xl0 6 Ι.ΟχΙΟ2 Ι.ΟχΙΟ 2 mieszanina KL53 A+ PB04 mixture KL53 A + PB04 3.5xl08 3.5xl0 8 4.0xl08 4.0xl0 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 C.difficile C.difficile 2.0xl05 2.0xl0 5 0 0 0 0 Kontrola Control Kontrola mieszanina KL53A+ PB04 Mixture control KL53A + PB04 6.2xl08 6.2xl0 8 3.5xl08 3.5xl0 8 1.2χ108 1.2χ10 8 Kontrola E.coli E. coli control 6.0x10* 6.0x10 * 2.0x10* 2.0x10 * 1.2x10* 1.2x10 * Kontrola S.agalactiae S.agalactiae control 3.0x10* 3.0x10 * 3,2x10* 3.2x10 * 2.0x10* 2.0x10 * Kontrola S.epidermidis S.epidermidis control 5.0x10* 5.0x10 * 5.2x10* 5.2x10 * 4.0x10* 4.0x10 * Kontrola S.aureus S. aureus control 8.0x10* 8.0x10 * 1.1x10* 1.1x10 * 2.0x10* 2.0x10 * Kontrola E.faecalis Control of E.faecalis 3.3x10* 3.3x10 * 5.0x10* 5.0x10 * 1.0x10* 1.0x10 * Kontrola C.difficile C.difficile control 1.2x10* 1.2x10 * 1x10* 1x10 * 5x10* 5x10 *

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

Tabela 12. Antagonistyczne działanie szczepu Lactobacillus rhamnosus GG wobec wybranych bakterii wskaźnikowych, przy zastosowaniu metody ilościowej.Table 12. Antagonistic effect of Lactobacillus rhamnosus GG against selected indicator bacteria using the quantitative method.

Szczep probiotyczny/szczep wskaźnikowy Probiotic strain / indicator strain 0 godz. 0 hours ρο 8 godz. ρο 8 hours ρο 24 godz. ρο 24 hours Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 2.5xl08 2.5xl0 8 Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 1.2χ108 1.2χ10 8 E.coli E.coli Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 2.5xl08 2.5xl0 8 3.5χ108 3.5χ10 8 1.5χ108 1.5χ10 8 S.agalactiae S.agalactiae 1χ108 1χ10 8 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 2.5xlO8 2.5x10 8 3.5χ108 3.5χ10 8 3.0x10* 3.0x10 * S.epidermidis S.epidermidis 4.1Χ108 4.1Χ10 8 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 5.0χ108 5.0χ10 8 3.5χ108 3.5χ10 8 2.8χ108 2.8χ10 8 S.aureus S. aureus ό.ΟχΙΟ8 ό.ΟχΙΟ 8 2.0x1ο1 2.0x1ο 1 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 2.ΟΧ1Ο8 2.ΟΧ1Ο 8 2.5χ108 2.5χ10 8 1.5χ108 1.5χ10 8 E.faecalis E.faecalis 4.2χ108 4.2χ10 8 8.0Χ104 8.0Χ10 4 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 5.0χ108 5.0χ10 8 4.0χ108 4.0χ10 8 2.5χ108 2.5χ10 8 C.difficile C.difficile 3.0χ105 3.0χ10 5 0 0 0 0 Kontrola Control Kontrola Lactobacillus rhamnosus GG Control Lactobacillus rhamnosus GG 8.5.Χ1Ο8 8.5.Χ1Ο 8 Ι.ΟχΙΟ9 Ι.ΟχΙΟ 9 Ι.ΟχΙΟ9 Ι.ΟχΙΟ 9 Kontrola E.coli E. coli control 6.0x10* 6.0x10 * 2.0x10* 2.0x10 * 1.2x10* 1.2x10 * Kontrola S.agalactiae S.agalactiae control 3.0x10* 3.0x10 * 3,2x10* 3.2x10 * 2.0x10* 2.0x10 * Kontrola S.epidermidis S.epidermidis control 5.0x10* 5.0x10 * 5.2x10* 5.2x10 * 4.0x10* 4.0x10 * Kontrola S.aureus S. aureus control 8.Οχ 10κ 8.Οχ 10 κ 1.1x10* 1.1x10 * 2.0x10* 2.0x10 * Kontrola E.faecalis Control of E.faecalis 3.3x10* 3.3x10 * 5.0x10* 5.0x10 * Ι.ΟχΙΟ8 Ι.ΟχΙΟ 8 Kontrola C.difficile C.difficile control 1.2χ105 1.2χ10 5 1x105 1x10 5 5χ105 5χ10 5

PL235 912B1PL235 912B1

Tabela 13. Antagonistyczne działanie szczepu Lactobacillus rhamnosus KL53A wobec wybranych bakterii wskaźnikowych, przy zastosowaniu metody ilościowej.Table 13. Antagonistic activity of Lactobacillus rhamnosus KL53A against selected indicator bacteria, using the quantitative method.

Szczep probiotyczny /szczep wskaźnikowy Probiotic strain / indicator strain 0 godz. CFU/ml 0 hours CFU / ml po 8 godz. CFU/ml after 8 hours CFU / ml po 24 godz, CFU/ml after 24 hours, CFU / ml L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A 2,5xlOy 2.5x10 y l,2xlOy 1,2x10 y l,3xl0y 1.3xl0 y E.coli E.coli 1,1x10* 1.1x10 * 0 0 0 0 L.rhamnosus KL53A L.rhamnosus KL53A 3,4xlOy 3.4x10 y l,3xl0y 1.3xl0 y 1,5x109 1.5x10 9 S.agalactiae S.agalactiae 8,lxl0b 8, lxl0 b 0 0 0 0 L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A 2,5xlOy 2.5x10 y 9,6xl08 9.6x10 8 l,3xl0y 1.3xl0 y S.epidermidis S.epidermidis 2,0x10' 2.0x10 ' 0 0 0 0 L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A 3xlO8 3x10 8 2.5xl08 2.5xl0 8 1.8xl08 1.8xl0 8 S.aureus S. aureus Ι,ΙχΙΟ8 Ι, ΙχΙΟ 8 2xl04 2xl0 4 0 0 L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A ΙχΙΟ9 ΙχΙΟ 9 l,5xl0y 1.5x10 y Ι,ΙχΙΟ9 /lxl0y Ι, ΙχΙΟ 9 / lxl0 y E.faecalis E.faecalis 1x10' 1x10 ' 3x10* 3x10 * 0/0* 0/0 * L. rhamnosus KL53A L. rhamnosus KL53A 2,9x109 2.9x10 9 l,2xl09 l, 2xl0 9 l,2xlOy 1,2x10 y CLdifficile CLdifficile Ι,ΟχΙΟ4 Ι, ΟχΙΟ 4 0 0 0 0 Kontrola Control Kontrola L.rhamnosus KL53A Control L.rhamnosus KL53A l,8xl09 1.8xl0 9 5,0xl08 5.0x10 8 Ι,ΙχΙΟ9 Ι, ΙχΙΟ 9 Kontrola E.coli E. coli control 4,0x10' 4.0x10 ' 4,0x10' 4.0x10 ' 3,0x10* 3.0x10 * Kontrola S.agalactiae S.agalactiae control 4,0x10' 4.0x10 ' 3,2xl08 3.2x10 8 1,6x108 1.6x10 8 Kontrola S.epidermidis S.epidermidis control 5,0x10' 5.0x10 ' l,7xl08 1.7xl0 8 4,0xl08 4.0x10 8 Kontrola S.aureus S. aureus control 3,0xl08 3.0x10 8 1.1Χ108 1.1Χ10 8 2.0x108 2.0x10 8 Kontrola Ent.faecalis Ent.faecalis control 3,0x10* 3.0x10 * 4x10* 4x10 * 6xl07 6xl0 7 Kontrola CLdifficile CLdifficile control 4,0xl05 4.0x10 5 lxl0b lxl0 b 5x10° 5x10 °

LEGENDA:LEGEND:

* dodatkowy czas inkubacji 72 godziny* additional incubation time of 72 hours

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

Tabela 14. Antagonistyczne działanie szczepu Lactobacillus rhamnosus GG wobec wybranych bakterii wskaźnikowych, przy zastosowaniu metody ilościowej.Table 14. Antagonistic activity of Lactobacillus rhamnosus GG against selected indicator bacteria using the quantitative method.

Szczep probiotyczny /szczep wskaźnikowy Probiotic strain / indicator strain 0 godz. CFU/ml 0 hours CFU / ml po 8 godz. CFU/ml after 8 hours CFU / ml po 24 godz. CFU/ml after 24 hours CFU / ml Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG l,4xl08 l. 4xl0 8 8,6xl09 8.6x10 9 7,4x10* 7.4x10 * E.coli E.coli 1x10* 1x10 * 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG l,2xl0y l, 2xl0 y 9,3x10* 9.3x10 * 7x10* 7x10 * S.agalactiae S.agalactiae 1x10' 1x10 ' 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 5,2x10* 5.2x10 * l,4xl0y l. 4xl0 y 7x10* 7x10 * S.epidermidis S.epidermidis 1x10' 1x10 ' 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 5.OxlO8 5.OxlO 8 3.5xlO8 3.5x10 8 2.8xlOs 2.8x10 p S.aureus S. aureus 6.0xl08 6.0xl0 8 0 0 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG 7x10* 7x10 * lxlOy lx10 y 8xlO8 8x10 8 E.faecalis E.faecalis 2x10' 2x10 ' 2xl03 2xl0 3 0 0 Lactobacillus rhamnosus GG Lactobacillus rhamnosus GG l,2xl08 l, 2xl0 8 3,5xl08 3.5xl0 8 5x10* 5x10 * Cl.difficile Cl.difficile ΙχΙΟ3 ΙχΙΟ 3 0 0 0 0 Kontrola Control Kontrola Lactobacillus rhamnosus GG Control Lactobacillus rhamnosus GG Ι,όχΙΟ9 Ι, όχΙΟ 9 2,4xl09 2.4x10 9 lxl09 lxl0 9 Kontrola E.coli E. coli control 2x10* 2x10 * 1x10* 1x10 * 1x10* 1x10 * Kontrola S.agalactiae S.agalactiae control 2,1x10' 2.1x10 ' 5,7x10* 5.7x10 * 1,2x10* 1.2x10 * Kontrola S.epidermidis S.epidermidis control 1x10* 1x10 * 3x10* 3x10 * 1,7x108 1.7x10 8 Kontrola S.aureus S. aureus control 8.0xl08 8.0xl0 8 1.1x109 1.1x10 9 2.0xl09 2.0xl0 9 Kontrola E.faecalis Control of E.faecalis 3x10* 3x10 * 4x10* 4x10 * 6x10' 6x10 ' Kontrola Cl.difficile Cl.difficile control 4x10' 4x10 ' lx 106 lx 10 6 5xl0b 5x10 b

Wnioski • Badając antagonistyczne działanie mieszaniny Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 (stosunek wagowy 1:1) wykazano jej aktywność w wobec wytypowanych bakterii wskaźnikowych.Conclusions • By examining the antagonistic effect of the mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 (weight ratio 1: 1), its activity against the selected indicator bacteria was demonstrated.

PL 235 912 B1 • Analizując wyniki działania antagonistycznego poszczególnych szczepów probiotycznych można przypuszczać, iż redukcja populacji bakterii wskaźnikowych była spowodowana przede wszystkim działaniem metabolitów Lactobacillus rhamnosus KL53A, a w nieco mniejszym stopniu Bifidobacterium breve PB04.By analyzing the results of the antagonistic activity of individual probiotic strains, it can be assumed that the reduction of the indicator bacterial population was mainly due to the action of Lactobacillus rhamnosus KL53A metabolites, and to a slightly lesser extent Bifidobacterium breve PB04.

V. Ocena aktywności antagonistycznej wobec bakterii tego samego rodzaju.V. Evaluation of antagonistic activity against bacteria of the same kind.

Antagonistyczne działanie szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 i ich mieszaniny wobec bakterii tego samego rodzaju (Lactobacillus i Bifidobacterium) określono za pomocą półilościowej metody słupkowej (Strus M., Pakosz K., Przondo-Mordarska A., Rożynek E., Pituch H., Meisel-Mikołajczyk F., Heczko P.B. 2001. Med. Dośw. Mikrobiol. 53: 133-142).The antagonistic effect of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 strains and their mixtures against bacteria of the same type (Lactobacillus and Bifidobacterium) was determined using the semi-quantitative bar method (Strus M., Pakosz K., Przondo-Mordarska A., Rożynek E., Pituch H ., Meisel-Mikołajczyk F., Heczko PB 2001. Med. Exper. Microbiol. 53: 133-142).

WnioskiConclusions

W badaniu wykazano, iż:The study showed that:

• Szczep Bifidobacterium breve PB04 nie wykazuje antagonistycznego działania wobec żadnego z badanych szczepów wskaźnikowych z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium.• The Bifidobacterium breve PB04 strain does not show antagonistic activity against any of the tested indicator strains of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium.

• Szczep Lactobacillus rhamnosus KL53A wykazuje słabe antagonistyczne działanie wobec szczepów z rodzaju Bifidobacterium, zaś w stosunku do szczepów z gatunku Lactobacillus rhamnosus brak jest takiego działania.• Lactobacillus rhamnosus KL53A has a weak antagonistic effect against Bifidobacterium strains, and no such effect against Lactobacillus rhamnosus strains.

• W oparciu o powyższe wyniki można wnioskować, iż preparaty probiotyczne oparte na mieszaninie badanych szczepów (Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04) nie wywierają wzajemnego, antagonistycznego oddziaływania prowadzącego do redukcji populacji tych bakterii.• Based on the above results, it can be concluded that probiotic preparations based on the mixture of the tested strains (Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04) do not exert a mutual, antagonistic effect leading to the reduction of the population of these bacteria.

VI. Badanie oporności na sztuczny sok żołądkowy i sole żółci.VI. Study of resistance to artificial gastric juice and bile salts.

W celu oznaczenie stopnia oporności bakterii Lactobacillus rhamnosus K153A i Bifidobacterium breve PB04 na pH soku żołądkowego posłużono się zmodyfikowaną metodą Clarka (Clark P.A., Cotton L.N. , Martin J.H. 1993. Manuscript J-8381 of the Mississippi Agriculture and Forestry Experiment Station.; 11-14).In order to determine the degree of resistance of Lactobacillus rhamnosus K153A and Bifidobacterium breve PB04 to gastric pH, the modified Clark method was used (Clark PA, Cotton LN, Martin JH 1993. Manuscript J-8381 of the Mississippi Agriculture and Forestry Experiment Station .; 11-14 ).

Badane szczepy Lactobacillus rhamnosus K153A oraz Bifidobacterium breve PB04, a także mieszanina tych dwóch szczepów wykazały dużą oporność na niskie pH i działanie pepsyny sztucznego soku żołądkowego. Szczepy te po upływie 20 min redukowały swoją populację tylko o 1-2 log, co może świadczyć o ich doskonałym przystosowaniu do niesprzyjających warunków panującym w ludzkim przewodzie pokarmowym.The tested strains of Lactobacillus rhamnosus K153A and Bifidobacterium breve PB04, as well as a mixture of these two strains, showed high resistance to low pH and the effect of pepsin in artificial gastric juice. After 20 minutes, these strains reduced their population by only 1-2 logs, which may indicate their perfect adaptation to the unfavorable conditions in the human gastrointestinal tract.

Całkowity rozkład soli żółci w stężeniu 1,2, 5, 10, 20 g/l wykazał szczep Lactobacillus rhamnosus KL53A oraz mieszanina Lactobacillus rhamnosus K153A i Bifidobacterium breve PB04. W przypadku szczepu Bifidobacterium breve PB04 rozkład soli żółci był typowy dla rodzaju Bifidobacterium oraz gatunku Bifidobacterium breve tzn. szczep wykazał całkowity rozkład soli żółci dla stężenia równego 1 g/l (+++), zaś dla pozostałych stężeń, tj. 2, 5, 10, 20 g/l, zaobserwowano słaby rozkład soli żółci w metodzie półilościowej określony na (+).The complete decomposition of bile salts at a concentration of 1.2, 5, 10, 20 g / l was demonstrated by the Lactobacillus rhamnosus strain KL53A and the mixture of Lactobacillus rhamnosus K153A and Bifidobacterium breve PB04. In the case of the Bifidobacterium breve PB04 strain, the bile salt decomposition was typical for the genus Bifidobacterium and the species Bifidobacterium breve, i.e. the strain showed complete bile salt decomposition for a concentration of 1 g / l (+++), and for the remaining concentrations, i.e. 2, 5, 10.20 g / L, a poor bile salt degradation was observed in the semi-quantitative method defined as (+).

VII. Wynalazek zostanie opisany w przykładzie dotyczącym badania wpływu podanej doustnie mieszaniny szczepów probiotycznych na skład mikroflory jelita i na funkcje jelita myszy gnotobiotycznych (germ-free).VII. The invention will be described in an example concerning the study of the effect of an orally administered mixture of probiotic strains on the composition of the intestinal microflora and on the function of the intestine of gnotobiotic (germ-free) mice.

Model doświadczalny polegający na doustnym podawaniu badanych bakterii myszom gnotobiotycznym został wybrany dlatego, gdyż uważany jest za najbliższy sytuacji zachodzącej u noworodka z niską masą urodzeniową i niewykształconym układem odpornościowym i/lub urodzonemu drogą cesarskiego cięcia, którego przewód pokarmowy nie jest skolonizowany bakteriami od matki.The experimental model consisting in the oral administration of the test bacteria to gnotobiotic mice was chosen because it is considered the closest to the situation in a newborn with low birth weight and an undeveloped immune system and / or born via caesarean section, whose gastrointestinal tract is not colonized with bacteria from the mother.

Prace badawcze objęły m.in. badanie translokacji tj. oznaczenie obecności bakterii kwasu mlekowego w krezkowych węzłach chłonnych, krwi i wybranych narządach wewnętrznych (wątrobie, śledzionie), a także ocenę kolonizacji przewodu pokarmowego przez szczepy probiotyczne za pomocą metody hodowlanej i metody fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ. Myszy germ-free są najlepszym modelem do weryfikacji bezpieczeństwa bakterii probiotycznych.The research work included, among others translocation test, i.e. determination of the presence of lactic acid bacteria in the mesenteric lymph nodes, blood and selected internal organs (liver, spleen), as well as the assessment of gastrointestinal colonization by probiotic strains using the breeding method and the fluorescence method of in situ hybridization. Germ-free mice are the best model to verify the safety of probiotic bacteria.

PL 235 912 B1PL 235 912 B1

W badaniu na myszach germ-free udowodniono bezpieczeństwo stosowania mieszaniny szczepów probiotycznych Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04. W eksperymentalnej ocenie jakościowej i ilościowej udowodniono, iż badane szczepy probiotyczne nie mają zdolności do przekroczenia/osłabienia bariery jelitowej i wnikania do organów gospodarza. W żadnym z badanych organów nie wykryto obecności Bifidobacterium breve PB04.In a study on germ-free mice, the safety of using a mixture of probiotic strains Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 was proven. In the experimental qualitative and quantitative assessment, it was proved that the tested probiotic strains do not have the ability to exceed / weaken the intestinal barrier and penetrate into the host's organs. The presence of Bifidobacterium breve PB04 was not detected in any of the examined organs.

W badaniu na myszach germ-free udowodniono również skuteczność kolonizacji. Wykrycie obecności szczepów Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 w kale myszy, wykazało zdolność tych bakterii do efektywnej kolonizacji przewodu pokarmowego. W pierwszym dniu po kolonizacji Lactobacillus rhamnosus KL53A był dominującym szczepem w jelitach i jego koncentracja osiągała wartość do 2,7x109 CFU/g kału. W następnym dniu eksperymentu liczba ilość pałeczek kwasu mlekowego w kale nieznacznie spadła, podczas gdy stężenie Bifidobacterium breve PB04 osiągnęło poziom 1,27x1010 CFU/g kału i szczep ten pozostał dominującym w jelicie skolonizowanych myszy. Oceniono również stopień kolonizacji bakteriami probiotycznymi różnych części jelita (jelito kręte, jelito ślepe i okrężnica). Otrzymane wyniki przedstawiono na Fig 1.The effectiveness of colonization was also proven in a study on germ-free mice. The detection of the presence of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 strains in the faeces of mice showed the ability of these bacteria to effectively colonize the gastrointestinal tract. On the first day after colonization, Lactobacillus rhamnosus KL53A was the dominant strain in the intestines and its concentration reached the value of 2.7x109 CFU / g of faeces. The next day of the experiment the number of number of lactobacilli in faeces slightly decreased, while the concentration of Bifidobacterium breve PB04 reached 1,27x10 10 CFU / g of feces, and this strain remained predominant in the gut colonized mice. The degree of colonization with probiotic bacteria in various parts of the intestine (ileum, cecum and colon) was also assessed. The results obtained are shown in Fig 1.

Fig. 1. przedstawia stopień kolonizacji bakteriami probiotycznymi różnych części jelita (jelito kręte, jelito ślepe i okrężnica).Fig. 1 shows the degree of colonization with probiotic bacteria in various parts of the intestine (ileum, cecum and colon).

Sekcja zwierząt wykazała znaczne różnice w budowie jelita myszy germ-free i myszy skolonizowanych bakteriami probiotycznymi jak przestawiono na Fig. 2, gdzie (A) przedstawia jelita myszy germfree z ogromnie rozdętym jelitem ślepym, natomiast (B) przedstawia jelita myszy skolonizowanej Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 ze zmniejszonym jelitem ślepym.The animal section showed significant differences in the gut structure of germ-free mice and mice colonized with probiotic bacteria as shown in Fig. 2, where (A) shows the intestines of germfree mice with an extremely distended cecum, while (B) shows the intestines of Lactobacillus rhamnosus KL53A colonized mice and Bifidobacterium breve PB04 with reduced cecum.

Metoda fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) polegała na hybrydyzacji krótkołańcuchowych sond nukleotydowych do komplementarnego fragmentu rybosomalnego 16S rRNA. Sondy te są projektowane do takiego fragmentu 16S rRNA, który jest typowy dla odpowiedniego rodzaju bakterii. Na końcu 5‘, sondy te znakowane są odpowiednim barwnikiem fluorescencyjnym. Metoda FISH umożliwia wykrywanie poszczególnych rodzajów, a nawet gatunków bakterii bezpośrednio w zmiażdżonym materiale. Preparaty były oglądane w mikroskopie fluorescencyjnym pod powiększeniem 1000x.The method of fluorescence in situ hybridization (FISH) was based on the hybridization of short-chain nucleotide probes to the complementary fragment of the 16S rRNA ribosomal. These probes are designed for a 16S rRNA fragment that is typical of the respective type of bacteria. At the 5 'end, these probes are labeled with an appropriate fluorescent dye. The FISH method enables the detection of particular types and even species of bacteria directly in the crushed material. The slides were viewed under a fluorescence microscope at 1000x magnification.

W oparciu o zastosowaną metodę fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ potwierdzono obecność bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w treści jelitowej u wszystkich myszy gnotobiotycznych (germ-free) skolonizowanych bakteriami probiotycznymi oraz potwierdzono obecność bakterii probiotycznych w ścianie jelita u czterech z pięciu myszy otrzymujących probiotyki. Liczebność bakterii probiotycznych w przeliczeniu na 1 gram tkanki lub kału wynosiła około od 1x107 CFU do 1x108 CFU. W grupie kontrolnej (myszy germ-free, którym nie podano bakterii probiotycznych) wszystkie materiały pobrane do analizy mikrobiologicznej dały wyniki ujemne.Based on the applied fluorescent in situ hybridization method, the presence of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria in the intestinal contents was confirmed in all gnotobiotic (germ-free) mice colonized with probiotic bacteria, and the presence of probiotic bacteria in the intestinal wall was confirmed in four out of five mice receiving probiotics. The number of probiotic bacteria per gram of tissue or faeces was approximately from 1x10 7 CFU to 1x108 CFU. In the control group (germ-free mice that were not administered probiotic bacteria) all materials collected for microbiological analysis gave negative results.

Uzyskane wyniki potwierdzają skuteczność kolonizacji jelita myszy gnotobiotycznych (germ-free) po doustnym podaniu mieszaniny bakterii Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04.The obtained results confirm the effectiveness of colonization of the intestine of gnotobiotic (germ-free) mice after oral administration of a mixture of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04.

Sprawdzono również wpływ kolonizacji Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacterium breve PB04 na ekspresję białek połączeń ścisłych w jelicie. Ekspresja okludyny i zonuliny (ZO-1) była lekko podwyższona w grupie otrzymującej probiotyki w stosunku do grupy myszy germ-free (ale różnice nie były znamiennie statystyczne).The influence of Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacterium breve PB04 colonization on the expression of tight junction proteins in the intestine was also tested. The expression of occludin and zonulin (ZO-1) was slightly elevated in the group receiving probiotics compared to the group of germ-free mice (but the differences were not statistically significant).

Podsumowując wyniki badania na myszach germ-free należy stwierdzić, iż szczepy wchodzące w skład produktu badanego są bezpieczne i nie wykazują ryzyka translokacji. Otrzymane wyniki badań mikrobiologicznych wskazują również na skuteczność kolonizacji, a tym samym na potencjalne korzyści w zastosowaniu produktu w grupie noworodków z niską masą urodzeniową.Summarizing the results of the study on germ-free mice, it should be stated that the strains included in the test product are safe and do not show the risk of translocation. The obtained results of microbiological tests also indicate the effectiveness of colonization, and thus the potential benefits of using the product in the group of newborns with low birth weight.

VIII. Badania wpływu podawanych doustnie bakterii probiotycznych na funkcje bariery jelitowej noworodków szczurzych poddanych stresowi.VIII. Studies on the influence of orally administered probiotic bacteria on the intestinal barrier functions of stressed neonatal rats.

Model doświadczalny polegający na doustnym podawaniu badanych bakterii noworodkom szczurzym został wybrany z uwagi na to, że jest uważany za najbliższy sytuacji zachodzącej u noworodka z niską masą urodzeniową i niewykształconym układem odpornościowym, którego przewód pokarmowy nie jest skolonizowany bakteriami matki, a który jest poddawany stresom, np. związanym z hospitalizacją na oddziale intensywnej terapii noworodkowej.The experimental model based on the oral administration of the test bacteria to neonatal rats was chosen because it is considered the closest to the situation in a low birth weight newborn with an undeveloped immune system, whose gastrointestinal tract is not colonized with mother's bacteria and who is stressed, e.g. related to hospitalization in the neonatal intensive care unit.

Badanie przeprowadzono na 30 noworodkach szczurzych rasy Wistar. Procedury badawcze rozpoczęto w drugim dniu życia młodych i przeprowadzono w trzech grupach badawczych:The study was carried out on 30 newborn Wistar rats. The research procedures started on the second day of life of the young and were carried out in three research groups:

• Grupa kontrolna H - Handled (Kontrola)• Control group H - Handled (Control)

PL235 912B1PL235 912B1

Noworodki szczurze karmione mlekiem matki. Nie podlegały suplementacji probiotykiem i nie były poddawane odstawieniu. Samica nie otrzymywała probiotyku.Newborn rats fed on their mother's milk. They were not supplemented with probiotics and were not discontinued. The female did not receive the probiotic.

• Grupa badawcza SH - Stres, Handled (Stres)• SH research group - Stress, Handled (Stress)

Noworodki szczurze poddawane stresowi odstawienia od matki przez 180 minut dziennie, przez 13 dni. W tym czasie umieszczano je w cieplarce z płaszczem wodnym w temp. 32°C (+/- 0,5°C). Poza naturalnym pokarmem samicy, noworodki otrzymywały jałową wodę podawaną 1 x dziennie w ilości 100 μΙ. Samica nie otrzymywała probiotyku.Neonatal rats subjected to weaning stress for 180 minutes a day for 13 days. At that time, they were placed in an incubator with a water jacket at 32 ° C (+/- 0.5 ° C). Apart from the natural food of the female, the newborns received sterile water administered once a day in the amount of 100 μΙ. The female did not receive the probiotic.

• Grupa badawcza SP - Stres, Probiotyk (Probiotyk)• SP research group - Stress, Probiotic (Probiotic)

Noworodki szczurze poddawane stresowi odstawienia od matki przez 180 minut dziennie, przez 13 dni. W tym czasie umieszczano je w cieplarce z płaszczem wodnym w temp. 32°C (+/- 0,5°C). Poza naturalnym pokarmem samicy, noworodki podlegały suplementacji probiotykiem doustnym, podawanym 1 x dziennie, rozpuszczonym w 100 μΙ wody. Samica również otrzymywała probiotyk.Neonatal rats subjected to weaning stress for 180 minutes a day for 13 days. At that time, they were placed in an incubator with a water jacket at 32 ° C (+/- 0.5 ° C). Apart from the natural food of the female, the newborns were supplemented with an oral probiotic, administered once a day, dissolved in 100 μΙ of water. The female also received a probiotic.

W 15 dniu życia noworodki z każdej z grup zostały uśmiercone przez dekapitację po uśpieniu. Następnie w warunkach jałowych wypreparowano jelita, wątrobę i śledzionę, a pobrane materiały poddano analizie mikrobiologicznej, immunohistochemicznej oraz histopatologicznej.At 15 days of age, newborns from each group were sacrificed by decapitation after anesthesia. Then, the intestines, liver and spleen were dissected under sterile conditions, and the collected materials were subjected to microbiological, immunohistochemical and histopathological analysis.

1. Badania mikrobiologiczne ściany i treści jelita.1. Microbiological examination of the intestinal wall and contents.

Badania te przeprowadzono metodą hodowlaną. Ze wszystkich próbek biologicznych wykonano jakościową oraz ilościową analizę mikrobiologiczną bakterii tlenowych i beztlenowych ze szczególnym uwzględnieniem bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium.These studies were carried out by the breeding method. A qualitative and quantitative microbiological analysis of aerobic and anaerobic bacteria was performed from all biological samples, with particular emphasis on Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria.

Uzyskano następujące wyniki:The following results were obtained:

• Badania mikrobiologiczne materiałów pobranych z fragmentów wątroby i śledziony zwierząt laboratoryjnych dały wyniki ujemne w grupie SP (stres + probiotyk) oraz w grupie SH (stres). Wskazuje to na fakt, iż nie doszło do zjawiska translokacji tych bakterii ze światła jelita przy dużej ich suplementacji drogą doustną, nawet przy równoległym działaniu silnego czynnika stresującego.• Microbiological tests of materials collected from liver and spleen fragments of laboratory animals gave negative results in the SP group (stress + probiotic) and in the SH group (stress). This indicates that there was no translocation of these bacteria from the intestinal lumen with their extensive oral supplementation, even with the simultaneous effect of a strong stress factor.

• Analizując średnie liczebności populacji bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium występujące w 1 gramie treści jelita zaobserwowano brak różnic pomiędzy grupami. Wyniosły one około 109 CFU/gram kału dla wszystkich badanych grup.• When analyzing the mean population numbers of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria per 1 gram of intestinal contents, no differences between the groups were observed. They amounted to about 10 9 CFU / gram of feces for all treatment groups.

• Natomiast średnia liczebność bakterii probiotycznych w przeliczeniu na 1 gram tkanki jelita grubego w grupie SP (stres + probiotyk) uległa podwyższeniu aż o 3 logarytmy w stosunku do dwóch pozostałych grup szczurów. Tak duże zwiększenie średniej liczebności populacji bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w grupie SP w przeliczeniu na 1 gram tkanki jelita grubego może świadczyć o dużej adherencji zastosowanych szczepów probiotycznych do powierzchni nabłonka jelita grubego.• On the other hand, the average number of probiotic bacteria per 1 gram of colon tissue in the SP group (stress + probiotic) increased by 3 logarithms in relation to the other two groups of rats. Such a large increase in the average number of bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium in the SP group per 1 gram of colon tissue may indicate a high adherence of the probiotic strains used to the surface of the colon epithelium.

Tabela 15. Średnia liczba bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w poszczególnych grupach zwierząt (j.t.k/gram; CFU/gram) obliczona w oparciu o metodę hodowlaną.Table 15. The average number of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria in individual groups of animals (c / gram; CFU / gram) calculated on the basis of the breeding method.

Badane grupy szczurów Study groups of rats Średnia liczba bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w poszczególnych grupach [CFU/gram] Average number of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria in individual groups [CFU / gram] lC3ł lC3ł Jelito grube Large intestine H- bez stresu (kontrola) H- no stress (control) 1.2x109 1.2x10 9 1.5xl05 1.5xl0 5 SH- stres SH- stress 2.9x10’ 2.9x10 ' 1.6x106 1.6x10 6 SP - stres + probiotyk SP - stress + probiotic 4.0x10’ 4.0x10 ' 8.2x108 8.2x10 8

2. Badania z wykorzystaniem fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH).2. Research using fluorescence in situ hybridization (FISH).

Metoda fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) polegała na hybrydyzacji krótkołańcuchowych sond nukleotydowych do komplementarnego fragmentu rybosomalnego 16S rRNA. Sondy te są projektowane do takiego fragmentu 16S rRNA, który jest typowy dla odpowiedniego rodzaju bakterii. NaThe method of fluorescence in situ hybridization (FISH) was based on the hybridization of short-chain nucleotide probes to the complementary fragment of the 16S rRNA ribosomal. These probes are designed for a 16S rRNA fragment that is typical of the respective type of bacteria. On

PL 235 912 Β1 końcu 5‘, sondy te znakowane są odpowiednim barwnikiem fluorescencyjnym. Metoda FISH umożliwia wykrywanie poszczególnych rodzajów, a nawet gatunków bakterii bezpośrednio w zmiażdżonym materiale. Preparaty były oglądane w mikroskopie fluorescencyjnym pod powiększeniem 1000x.PL 235 912 '1' 5 'end, these probes are labeled with a suitable fluorescent dye. The FISH method enables the detection of particular types and even species of bacteria directly in the crushed material. The slides were viewed under a fluorescence microscope at 1000x magnification.

Wnioski • Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (technika FISH) zastosowana do ilościowej oceny flory bakteryjnej z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium zawartej w treści jelitowej potwierdziła podobne populacje tych bakterii we wszystkich trzech grupach badanych noworodków szczurzych.Conclusions • Fluorescence in situ hybridization (FISH technique) used to quantify the bacterial flora of the genus Lactobacillus and Bifidobacterium contained in the intestinal contents confirmed similar populations of these bacteria in all three groups of tested neonatal rats.

• W przypadku tkanek jelita grubego zaobserwowano podobną tendencję jak w metodzie hodowlanej, tzn. największą średnią wartość populacji Lactobacillus i Bifidobacterium zaobserwowano w grupie SP (stres + probiotyk), a najmniejszą średnia wartość populacji Lactobacillus i Bifidobacterium w grupie kontrolnej H.• In the case of colon tissues, a similar tendency was observed as in the breeding method, i.e. the highest mean value of the Lactobacillus and Bifidobacterium populations was observed in the SP group (stress + probiotic), and the lowest mean value of the Lactobacillus and Bifidobacterium populations in the control group H.

Tabela 16. Całkowita liczba bakterii oraz całkowita liczba bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium w poszczególnych grupach badanych obliczona przy pomocy fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH).Table 16. Total number of bacteria and total number of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria in individual test groups, calculated by fluorescent in situ hybridization (FISH).

Badana grupa szczurów/numer kolejnego szczura Study group of rats / number of consecutive rat Całkowita liczba bakterii [CFU] Total Bacterial Count [CFU] Całkowita liczba bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium [CFU] Total number of Lactobacillus and Bifidobacterium [CFU] Wynik średni dla Grupy H Average result for Group H Treść jelita -lxl07 Intestine content -lxl0 7 Treść jelita- 1χ10ϋ Intestine content - 1χ10 ϋ Ściana j elita-1 χ 104 Wall j elite-1 χ 10 4 Ściana jelita- lxlOL Intestinal wall - 1x10 L Wynik średni dla Grupy SP Average result for the SP Group Treść jelita -lxlOz The content of the intestine -lx10 z Treść jelita- ΙχΙΟ6 Intestine content- ΙχΙΟ 6 Ściana jelita-lxlO4 Intestinal wall-1x10 4 f ' J Ściana jelita- 1x10 f 'J Intestinal wall - 1x10 Wynik średni dla Grupy SH Average result for the SH Group Treść jelita -lxlOB Intestine content -lx10 B Treść jelita- lxlO6 Intestine content - 1x10 6 Ściana jelita-lxlO4 Intestinal wall-1x10 4 Ściana jelita- 1x10 Intestinal wall - 1x10

3. Badanie integralności jelita grubego.3. Examination of the integrity of the large intestine.

W celu zbadania integralności jelita grubego wykrywano metodą fluorescencyjną obecność białek połączeń ścisłych (okludyny i zonuliny ZO-1). Analizę przeprowadzono na skrawkach parafinowych wykonanych z pociętych fragmentów jelita grubego. Obserwowano intensywność świecenia połączeń w mikroskopie fluorescencyjnym OLYMPUS (ΒΧ51) przy długości fali: wzb. 494 nm - emi.520 nm, pod powiększeniem 400x, a intensywność świecenia oceniano w skali półil ości owej.In order to examine the integrity of the large intestine, the presence of tight junction proteins (occludin and zonulin ZO-1) was detected by the fluorescence method. The analysis was performed on paraffin sections made of cut fragments of the large intestine. The intensity of illumination of the connections was observed in the OLYMPUS fluorescence microscope (ΒΧ51) at the wavelength: wzb. 494 nm - emi 520 nm, at 400x magnification, and the intensity of the light was assessed on the semi-quantitative scale.

Intensywność świecenia według skali półil ości owej:Luminous intensity according to the half-quantity scale:

- brak świecenia (brak tworzenia białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami) + słabe świecenie (niski poziom tworzenia białek połączeń ścisłych) ++ silne świecenie (wysoki poziom tworzenia białek połączeń ścisłych) +++ bardzo silne świecenie (bardzo wysoki poziom tworzenia białek połączeń ścisłych)- no light (no tight junction proteins forming between cells) + low light (low tight junction protein formation) ++ strong light (high level of tight junction protein formation) +++ very strong light (very high level of tight junction protein formation)

Stwierdzono, iż:It was found that:

• Najsilniejszy sygnał (świadczący o obecności białek połączeń ścisłych) zaobserwowano na skrawkach pobranych od noworodków szczurzych z grupy kontrolnej H. W grupie SP (stres + probiotyk) intensywność świecenia była nieco słabsza.• The strongest signal (indicating the presence of tight junction proteins) was observed on sections collected from neonatal rats from the control group H. In the SP group (stress + probiotic), the intensity of light was slightly weaker.

• W przypadku grupy SH (stres) we fragmentach tkanek pobranych z nabłonka jelita grubego nie zaobserwowano żadnego sygnału świadczącego o obecności okludyny i zonuliny ZO-1. Brak sygnału w tej grupie może świadczyć o silnym wpływie zastosowanego czynnika stresowego na ograniczenie tworzenia białek połączeń ścisłych pomiędzy komórkami nabłonka jelitowego.• In the case of the SH (stress) group, no signal of occludin and zonulin ZO-1 was observed in the tissue fragments taken from the colon epithelium. The lack of a signal in this group may indicate a strong influence of the applied stress factor on limiting the formation of tight junction proteins between intestinal epithelial cells.

• Porównując grupy SP (stres + probiotyk) i SH (stres) stwierdzono, iż intensywność tworzenia białek połączeń ścisłych może być w pewnym stopniu modyfikowana suplementacją bakteriami• Comparing the SP (stress + probiotic) and SH (stress) groups, it was found that the intensity of tight junction proteins formation may be modified to some extent by bacterial supplementation

PL235 912B1 probiotycznymi, gdyż w grupie której podawano probiotyki, znacznie więcej noworodków szczurzych wykazywało się obecnością okludyny i zonuliny ZO-1 w pobranych skrawkach jelita grubego.PL235 912B1 was probiotic, because in the group which was administered probiotics, many more newborn rats showed the presence of occludin and zonulin ZO-1 in the collected sections of the large intestine.

Uzyskane wyniki potwierdzają skuteczność kolonizacji jelit noworodków szczurzych po doustnym podaniu mieszaniny bakterii probiotycznych z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacteńum tj. Lactobacillus rhamnosus KL53A i Bifidobacteńum breve PB04.The obtained results confirm the effectiveness of colonization of the intestines of newborn rats after oral administration of a mixture of probiotic bacteria of the genus Lactobacillus and Bifidobacteńum, ie Lactobacillus rhamnosus KL53A and Bifidobacteńum breve PB04.

4. Analiza histopatologiczna.4. Histopathological analysis.

Wykonano pomiary:Measurements were taken:

• długości kosmków jelitowych, • wysokości komórek nabłonka jelitowego, • wysokości kropel śluzu w komórkach kubkowych.• length of intestinal villi, • height of intestinal epithelial cells, • height of mucus droplets in goblet cells.

Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą programu Statistica 10 (StatSoft corp., USA). Do porównania różnic między grupami posłużono się testem Kruskal-Willis ANOVA wraz z testami dla porównań wielokrotnych. Przyjęto poziom istotności 0.05.Statistical analysis was performed using the Statistica 10 program (StatSoft corp., USA). The Kruskal-Willis ANOVA test along with tests for multiple comparisons were used to compare the differences between the groups. A significance level of 0.05 was adopted.

a) Wysokość kropli śluzua) Mucus drop height

Tab. 17 Wysokość kropli śluzu - test ANOVATab. 17 Mucus drop height - ANOVA test

ANOVA rang Kruskala-Wallisa; wysokość kropli śluzu Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H (2, N= 363) =36,57480 p =,0000 Kruskal-Wallis rank ANOVA; mucus drop height Independent (grouping) variable: Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 363) = 36.57480 p = .0000 Kod Code N - ważnych N - important Suma - Rang Sum - Rank Średnia - Ranga Average - Rank kontrola control 1 1 108 108 25080,50 25,080.50 232,2269 232.2269 stres stress 2 2 75 75 12942,00 12,942.00 172,5600 172.5600 probiotyk probiotic 3 3 180 180 28043,50 28 043.50 155,7972 155.7972

Tab. 18 Wysokość kropli śluzu - wartości pTab. 18 Mucus drop height - p values

Wartość p dla porównań wielokrotnych (dwustronych); wysokość kropli śluzu Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H (2, N= 363) =36,57480 p =,0000 P-value for multiple (two-tailed) comparisons; mucus drop height Independent (grouping) variable: Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 363) = 36.57480 p = .0000 kontrola - R:232,23 control - R: 232.23 stres-R: 172,56 stress-R: 172.56 probiotyk - R: 155,80 probiotic - R: 155.80 kontrola control 0,000465 0.000465 0,000000 0.000000 stres stress 0,000465 0.000465 0,735304 0.735304 probiotyk probiotic 0,000000 0.000000 0,735304 0.735304

Rozmiar kropli śluzu jest największy w grupie niepoddanej stresowi. W wypadku grupy poddanej stresowi zwraca uwagę mniejsza zmienność wyników. Podanie probiotyku nie prowadzi do normalizacji średnich wartości, natomiast zwiększa rozrzut. Różnice pomiędzy grupami są istotne statystycznie (Tab. 1); w teście post-hoc (Tab. 2) okazuje się, że istotna statystycznie jest różnica pomiędzy grupą kontrolną a grupą poddaną stresowi i grupą u której stosowano probiotyk, natomiast różnica pomiędzy grupą „stres” a grupą „probiotyk” nie jest istotna statystycznie. Porównanie wyników ilustruje Fig. 3.The size of the mucus droplets is greatest in the unstressed group. In the case of the stressed group, less variability in results is noticeable. The administration of a probiotic does not normalize the mean values, but increases the spread. The differences between the groups are statistically significant (Tab. 1); in the post-hoc test (Tab. 2) it turns out that the difference between the control group and the stressed group and the group in which the probiotic was used is statistically significant, while the difference between the "stress" group and the "probiotic" group is not statistically significant. The comparison of the results is illustrated in Fig. 3.

PL 235 912 Β1PL 235 912 Β1

b) Długość kosmka jelitowegob) The length of the intestinal villi

Tabela 19 Długość kosmka - test ANOVATable 19 Villus length - ANOVA test

ANOVA rang Kruskala-Wallisa; długość kosmka Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H (2, N= 331) =46,12594 p =,0000 Kruskal-Wallis rank ANOVA; villi length Independent (grouping) variable: Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 331) = 46.12594 p = .0000 Kod Code N - ważnych N - important Suma - Rang Sum - Rank Średnia - Ranga Average - Rank kontrola control 1 1 114 114 14100,50 14,100.50 123,6886 123.6886 stres stress 2 2 80 80 17427,00 17427.00 217,8375 217.8375 probiotyk probiotic 3 3 137 137 23418,50 23,418.50 170,9380 170.9380

Tabela 20 Długość kosmka - wartości pTable 20 Villus length - p values

Wartość p dla porównań wielokrotnych (dwustronych); długość kosmka Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H ( 2, N= 331) =46,12594 p =,0000 P-value for multiple (two-tailed) comparisons; villi length Independent variable (grouping): Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 331) = 46.12594 p = .0000 kontrola-R: 123,69 R-control: 123.69 stres - R:217,84 stress - R: 217.84 probiotyk - R: 170,94 probiotic - R: 170.94 kontrola control 0,000000 0.000000 0,000295 0.000295 stres stress 0,000000 0.000000 0,001488 0.001488 probiotyk probiotic 0,000295 0.000295 0,001488 0.001488

Długość kosmka w grupie poddanej stresowi rośnie; podanie probiotyku prowadzi do częściowej normalizacji tego parametru. Różnice pomiędzy grupami są istotne statystycznie (Tab. 3); w teście posthoc (Tab. 4) okazuje się, że różnice pomiędzy wszystkimi trzema grupami są statystycznie istotne. Wyniki przedstawiono na Fig. 4.The villi length in the stressed group increases; administration of a probiotic leads to a partial normalization of this parameter. The differences between the groups are statistically significant (Tab. 3); in the post-hoc test (Tab. 4) it turns out that the differences between all three groups are statistically significant. The results are shown in Fig. 4.

c) Wysokość komórek nabłonkac) Height of epithelial cells

Tabela 21 Wysokość komórek nabłonka - test ANOVATable 21 Height of epithelial cells - ANOVA test

ANOVA rang Kruskala-Wallisa; wysokość komórek nabłonka Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H ( 2, N= 390) =9,741693 p =,0077 Kruskal-Wallis rank ANOVA; epithelial cell height Independent variable (grouping): Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 390) = 9.741693 p = .0077 Kod Code N - ważnych N - important Suma - Rang Sum - Rank Średnia - Ranga Average - Rank kontrola control 1 1 119 119 20814,00 20,814.00 174,9076 174, 9076 stres stress 2 2 80 80 18062,00 18,062.00 225,7750 225.7750 probiotyk probiotic 3 3 191 191 37369,00 37,369.00 195,6492 195.6492

PL235 912B1PL235 912B1

Tabela 22 Wysokość komórek nabłonka - wartości pTable 22 Height of epithelial cells - p values

Wartość p dla porównań wielokrotnych (dwustronnych); wysokość komórek nabłonka Zmienna niezależna (grupująca): grupa Test Kruskala-Wallisa: H ( 2, N= 390) =9,741693 p =,0077 P-value for multiple (two-tailed) comparisons; epithelial cell height Independent variable (grouping): Kruskal-Wallis test group: H (2, N = 390) = 9.741693 p = .0077 kontrola-R: 174,91 R-control: 174.91 stres - R: 225,78 stress - R: 225.78 probiotyk -R: 195,65 probiotic -R: 195.65 kontrola control 0,005406 0.005406 0,345413 0.345413 stres stress 0,005406 0.005406 0,134341 0.134341 probiotyk probiotic 0,345413 0.345413 0,134341 0.134341

Wysokość komórek nabłonka w grupie poddanej stresowi rośnie; podanie probiotyku prowadzi do częściowej normalizacji tego parametru. Różnice pomiędzy grupami są istotne statystycznie (Tab. 5); w teście post-hoc (Tab. 6) okazuje się, że jedynie różnica pomiędzy grupą kontrolną i grupą „stres” jest istotna statystycznie. Wyniki przedstawiono na Fig. 5.The height of the epithelial cells in the stressed group increases; administration of a probiotic leads to a partial normalization of this parameter. The differences between the groups are statistically significant (Tab. 5); in the post-hoc test (Tab. 6) it turns out that only the difference between the control group and the "stress" group is statistically significant. The results are shown in Fig. 5.

5. Wnioski.5. Conclusions.

W podsumowaniu analizy histopatologicznej można stwierdzić, iż w wyniku stresu dochodzi do wzrostu rozmiaru komórek nabłonka jelitowego, wzrostu długości kosmków i zmniejszenia rozmiaru kropel śluzu. Podanie probiotyku prowadzi do normalizacji tych parametrów, przy czym normalizacja ta jest najwyraźniej widoczna w przypadku wielkości komórek nabłonka, natomiast jest niewielka w wypadku wielkości kropel śluzu.In the summary of the histopathological analysis, it can be stated that stress causes an increase in the size of intestinal epithelial cells, an increase in the length of the villi and a decrease in the size of mucus droplets. The administration of a probiotic leads to the normalization of these parameters, the normalization being most clearly visible in the case of the size of epithelial cells, while it is small in the case of the size of the mucus droplets.

W doświadczeniach wykazano, że żaden z wymienionych szczepów, którymi skarmiano myszy nie przemieszczał się do ich krwi, węzłów chłonnych, śledziony i wątroby. Natomiast podawane bakterie namnażały się w wysokich liczbach w jelicie cienkim i grubym (liczebności powyżej 109 j.t.k.[CFU]/gram dla szczepu Lactobacillus rhamnosus KL 53A i powyżej 1O10 j.t.k.[CFU]/gram dla szczepu Bifidobacterium breve PB 04), co wskazuje na skuteczną kolonizację przewodu pokarmowego. Ponadto mieszanina badanych szczepów stymulowała syntezę białek połączeń ścisłych w nabłonku jelita badanych zwierząt, co wskazuje na ich właściwości ochronne, polegające na uszczelnieniu jelita i zapobieganiu translokacji bakteryjnej prowadzącej do zakażenia uogólnionego.The experiments showed that none of the strains mentioned that were fed to the mice migrated into their blood, lymph nodes, spleen and liver. On the other hand, the administered bacteria multiplied in high numbers in the small and large intestines (numbers above 10 9 cfu [CFU] / gram for the Lactobacillus rhamnosus KL 53A strain and above 1O 10 cfu [CFU] / gram for the Bifidobacterium breve PB 04 strain), which is indicated by for effective colonization of the digestive tract. Moreover, the mixture of the tested strains stimulated the synthesis of tight junction proteins in the intestinal epithelium of the tested animals, which indicates their protective properties, consisting in sealing the intestine and preventing bacterial translocation leading to systemic infection.

Przeprowadzone badania wykazały brak inwazyjności in vivo, a zatem bezpieczeństwo badanej mieszaniny szczepów, a ponadto ich właściwości protekcyjne wyrażające się ich wpływem na szczelność ściany jelita. Badania nad zdolnością ocenianych szczepów bakterii do zasiedlania (kolonizacji) jelita myszy gnotobiotycznych wykonane klasycznymi metodami hodowlanymi a ponadto molekularną metodą fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) wykazały, że oba szczepy namnażały się na ścianie jelita w wysokich liczbach, zatem skutecznie kolonizowały przewód pokarmowy.The conducted studies showed the lack of invasiveness in vivo, and therefore the safety of the tested mixture of strains, as well as their protective properties, expressed by their influence on the tightness of the intestinal wall. Studies on the ability of the assessed bacterial strains to colonize (colonize) the intestines of gnotobiotic mice, carried out by classical breeding methods and, moreover, by the molecular method of fluorescent in situ hybridization (FISH), showed that both strains multiplied on the intestinal wall in high numbers, therefore they effectively colonized the gastrointestinal tract.

Wyniki przeprowadzonych badań in vitro dowodzą, że szczepy zawarte w kompozycji przeżywają przejście przez przewód pokarmowy i go kolonizują.The results of the conducted in vitro tests prove that the strains contained in the composition survive the passage through the gastrointestinal tract and colonize it.

Badania przeprowadzone na odpowiednio dobranych modelach zwierzęcych szczurach dowodzą, że sposób zapobiegania chorobom polegający na podaniu kompozycji może być stosowany w stanach zapalnych przewodu pokarmowo-jelitowego, szczególnie u noworodków z niską masą urodzeniową.Studies carried out on appropriately selected animal models of rats show that the method of preventing disease by administering the composition can be used in inflammation of the gastrointestinal tract, especially in low birth weight newborns.

Przykład wykonania produktu farmaceutycznego.An embodiment of a pharmaceutical product.

Szczepy Lactobacillus rhamnosus KL 53A i Bifidobacterium breve PB 04) przechowywane są w postaci zliofilizowanej w ampułkach próżniowych jako pula macierzysta (master seed lot). Z puli tej sporządzane są kolejne pule produkcyjne (working seed lot). System ten pozwala na zachowanie określonej liczby pasaży dla każdej serii produktu.Lactobacillus rhamnosus KL 53A and Bifidobacterium breve PB 04) strains are stored in a freeze-dried form in vacuum ampoules as a master seed lot. Next production pools are drawn up from this pool (working seed lot). This system allows for a certain number of passages for each product series.

Proces produkcji oparty jest na namnażaniu i liofilizacji odpowiednio przygotowanych zawiesin bakteryjnych. Hodowla bakterii probiotycznych prowadzona jest metodą stacjonarną na podłożu płynnym (Lactobacillus rhamnosus KL 53A na podłożu octanowym, Bifidobacterium breve PB 04 na podłożu cysternowym. Podczas wirowania następuje separacja i płukanie biomasy. Uzyskany osad komórek bakteryjnych zawieszany jest w nośniku o składzie: maltodekstryna, kwas askorbinowy i poddawany procesowi liofilizacji. Cykl liofilizacji prowadzony jest w taki sposób aby zachować wszystkie funkcjeThe production process is based on the multiplication and lyophilization of properly prepared bacterial suspensions. The cultivation of probiotic bacteria is carried out using a stationary method on a liquid medium (Lactobacillus rhamnosus KL 53A on an acetate medium, Bifidobacterium breve PB 04 on a cistern medium. During centrifugation, the biomass is separated and washed. The obtained bacterial cell pellet is suspended in a medium composed of: maltodextrin, ascorbic acid. and subjected to a freeze-drying process The freeze-drying cycle is conducted in such a way as to maintain all functions

PL 235 912 B1 fizjologiczne bakterii charakterystyczne dla szczepów probiotycznych. Liofilizat jest rozdrabniany do określonej wielkości ziaren.Physiological bacteria characteristic of probiotic strains. The lyophilisate is ground to a specific grain size.

Liofilizaty zawiesin obu szczepów naważa się, a następnie łączy i miesza do uzyskania jednolitej mieszaniny. Wymagania dla mieszaniny to nie mniej niż 1 x 108 CFU w 100 mg. 1 porcja produktu zawiera: 1 mld bakterii kwasu mlekowego w następujących proporcjach: 50% Bifidobacterium breve PB 04, 50% Lactobacillus rhamnosus KL 53 A oraz substancje pomocnicze: maltodekstryna substancja wypełniająca, kwas askorbinowy - przeciwutleniacz.The lyophilisates of the suspensions of both strains are weighed, then combined and mixed until a homogeneous mixture is obtained. The requirements for the mixture are not less than 1 x 10 8 CFU in 100 mg. 1 portion of the product contains: 1 billion lactic acid bacteria in the following proportions: 50% Bifidobacterium breve PB 04, 50% Lactobacillus rhamnosus KL 53 A and auxiliary substances: maltodextrin filler, ascorbic acid - antioxidant.

Mieszanina liofilizatów i substancja pomocnicza - maltodekstryna wchodząca w skład produktu są naważane zgodnie z recepturą, łączone i mieszane w celu uzyskania jednorodnego proszku.The mixture of lyophilisates and the excipient - maltodextrin contained in the product are weighed according to the recipe, combined and mixed to obtain a homogeneous powder.

Następnie produkt dozowany jest do kapsułek/fiolek/saszetek.Then the product is dispensed into capsules / vials / sachets.

Wymagania dla produktu to nie mniej niż 1,0 x 106 CFU/ dawkę.Product requirements are not less than 1.0 x 106 CFU / dose.

DawkowanieDosage

Preparat farmaceutyczny podaje się w ilości 1 do 2 dawek dziennie przez cały okres pobytu w szpitalu i po jego opuszczeniu od 2 do 6 tygodni.The pharmaceutical preparation is administered in the amount of 1 to 2 doses per day throughout the stay in the hospital and after leaving the hospital for 2 to 6 weeks.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Kompozycja probiotyczna zawierająca bakterie kwasu mlekowego, znamienna tym, że zawiera mieszaninę, zdeponowanych w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów we Wrocławiu, szczepów Bifidobacterium breve PB 04, nr depozytu B/00028, i Lactobacillus rhamnosus KL 53A, nr depozytu B/00011, w proporcji od 1:1 do 1:2 w ilości mieszczącej się w zakresie od 1x105 do 1x108 CFU.1. Probiotic composition containing lactic acid bacteria, characterized in that it contains a mixture of the Bifidobacterium breve PB 04 strains, deposit No. B / 00028, and Lactobacillus rhamnosus KL 53A, deposit No. B / 00011, deposited in the Polish Microbiological Collection in Wrocław, in the proportion 1: 1 to 1: 2 in an amount ranging from 1x10 5 to 1x10 8 CFU. 2. Kompozycja probiotyczna zawierająca mieszaninę szczepów Bifidobacterium breve PB 04 i Lactobacillus rhamnosus KL 53A w proporcji od 1:1 do 1:2 w ilości mieszczącej się w zakresie od 1x105 do 1x108 CFU, do zastosowania wytwarzania produktu farmaceutycznego do leczenia stanów chorobowych związanych z zaburzeniami flory bakteryjnej jelit.2. Probiotic composition containing a mixture of Bifidobacterium breve PB 04 strains and Lactobacillus rhamnosus KL 53A in a ratio of 1: 1 to 1: 2 in an amount ranging from 1x10 5 to 1x10 8 CFU, for the use of the preparation of a pharmaceutical product for the treatment of related diseases with disturbances of the intestinal bacterial flora. 3. Produkt farmaceutyczny zawierający kompozycję bakterii kwasu mlekowego, znamienny tym, że dawka produktu farmaceutycznego zawiera mieszaninę szczepów Bifidobacterium breve PB 04 i Lactobacillus rhamnosus KL 53A w proporcji od 1:1 do 1:2 w ilości od 1x105 do 1x108 CFU oraz farmaceutycznie dopuszczalny nośnik zawierający maltodekstrynę i kwas askorbinowy.3. Pharmaceutical product containing a composition of lactic acid bacteria, characterized in that the dose of the pharmaceutical product contains a mixture of Bifidobacterium breve PB 04 and Lactobacillus rhamnosus KL 53A strains in a ratio of 1: 1 to 1: 2 in an amount of 1x10 5 to 1x10 8 CFU and pharmaceutically an acceptable carrier containing maltodextrin and ascorbic acid.
PL406052A 2013-11-13 2013-11-13 Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product PL235912B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406052A PL235912B1 (en) 2013-11-13 2013-11-13 Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL406052A PL235912B1 (en) 2013-11-13 2013-11-13 Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL406052A1 PL406052A1 (en) 2015-05-25
PL235912B1 true PL235912B1 (en) 2020-11-16

Family

ID=53175997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL406052A PL235912B1 (en) 2013-11-13 2013-11-13 Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235912B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL406052A1 (en) 2015-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2324532T3 (en) PROBIOTIC BACTERIA: LACTOBACILLUS FERMENTUM.
US10155015B2 (en) Probiotic compositions for use in the treatment of bowel diseases
EP2000530B1 (en) Composition of lactobacillus strains and the application of the composition of lactobacillus strains
ES2311718T3 (en) LACTOBACILLUS CEPAS.
EP3412766B1 (en) Lactobacillus salivarius strain, composition comprising the same, and uses thereof
EP2485743B1 (en) Lactobacillus plantarum strains as hypocholesterolemic agents.
US11376289B2 (en) Composition and uses thereof
Gionchetti et al. Probiotics for the treatment of postoperative complications following intestinal surgery
US11274275B2 (en) Lactobacillus paracasei ET-22 and use thereof
JP2001526690A (en) Oxalate-degrading microorganisms or oxalate-degrading enzymes for preventing oxalate-related diseases
US20220305063A1 (en) Probiotic compositions and methods of use
PL235912B1 (en) Probiotic composition, applications of probiotic composition and the pharmaceutical product
CN114196599A (en) Microbial composition for intestinal flora blending and preparation method thereof
ES2615808T3 (en) Microorganisms and compositions that comprise them for use in the treatment or prevention of mastitis
CN112546074A (en) Bifidobacterium breve capable of inhibiting release of IL-23 and Th17 axis-related inflammatory factors and application thereof
US6899872B1 (en) Absorbable dietary composition for improving the biological balance of intestinal tract flora
US20240024376A1 (en) Microorganisms synthesizing anti-inflammatory molecules
WO2024026339A2 (en) Probiotic blend supplement with micronutrients for infant and children's health
JP2021511822A (en) Compositions containing a novel Lactobacillus salivarius strain, and prophylaxis / treatment for otitis media and upper respiratory tract infections
KR20230053941A (en) A Composition for improving function of sperm and its use
Triantafillidis et al. The role of pre-and probiotics in the treatment of Inflammatory Bowel Disease
Flora et al. Multi-Probiotic Formula™