RU2778569C2 - Adaptation method - Google Patents

Adaptation method Download PDF

Info

Publication number
RU2778569C2
RU2778569C2 RU2018119310A RU2018119310A RU2778569C2 RU 2778569 C2 RU2778569 C2 RU 2778569C2 RU 2018119310 A RU2018119310 A RU 2018119310A RU 2018119310 A RU2018119310 A RU 2018119310A RU 2778569 C2 RU2778569 C2 RU 2778569C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
concentration
antioxidant
strain
bacterial strains
Prior art date
Application number
RU2018119310A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018119310A (en
RU2018119310A3 (en
Inventor
Мухаммад-Танвир КХАН
Фредрик БЕКХЕД
Original Assignee
Метабоген Аб
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
Priority claimed from GBGB1519087.9A external-priority patent/GB201519087D0/en
Application filed by Метабоген Аб filed Critical Метабоген Аб
Publication of RU2018119310A publication Critical patent/RU2018119310A/en
Publication of RU2018119310A3 publication Critical patent/RU2018119310A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2778569C2 publication Critical patent/RU2778569C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: microbiology.
SUBSTANCE: invention relates to a method for adaptation of anaerobic bacterial strains in an oxidizing environment and its use in the development of new probiotics. A method for adaptation of anaerobic bacterial strains and selection of more oxygen-tolerant anaerobic bacterial strains is proposed, including stages of cultivation of the specified bacterial strains, using phase double induction of oxidative stress, using applied pressure and oxygen diffusion, and phase changing in the ratio of concentrations of antioxidant/oxidized variant for correction of a redox status. A method for the production of oxygen-adapted anaerobic bacterial strains, as well as oxygen-adapted bacterial strains used as probiotic are also proposed.
EFFECT: bacterial strains, which show an increased level of tolerance to the surrounding air compared to an initial or parent strain, which is not adapted to oxygen.
21 cl, 10 dwg, 4 tbl, 6 ex

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение, в основном, относится к выращиванию бактерий. Более конкретно, изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов к окислительной среде и его применению в разработке новых пробиотиков. Настоящее изобретение также относится к новым (адаптированным) штаммам, полученным способами по изобретению.The present invention mainly relates to the cultivation of bacteria. More specifically, the invention relates to a method for adapting anaerobic microorganisms to an oxidizing environment and its use in the development of new probiotics. The present invention also relates to new (adapted) strains obtained by the methods of the invention.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Микробиота кишечника взрослого человека состоит из до 100 триллионов микроорганизмов, что эквивалентно десяти общим количествам соматических и половых клеток организма. Совокупность геномов микроорганизмов кишечника (микробиом) может содержать более чем в 150 раз больше генов, чем собственный геном человека и наделяет людей физиологическими способностями, которые людям не приходилось развивать самостоятельно. Однако эти сообщества остаются, главным образом, неисследованными, что оставляет почти полностью неизвестным их влияние на развитие, физиологию, иммунитет, питание и здоровье человека. Микробное сообщество обладает неограниченной способностью влиять на биологию носителя и является фундаментальным для развития иммунной системы человека, способности переваривать в ином случае неперевариваемые пищевые полисахариды, в дополнение к тому, что они являются источником для образования витаминов и гормонов и т.д. Микробные сообщества в толстом кишечнике играют жизненно важную роль в регуляции состояния кишечника и патогенезе нескольких заболеваний.The adult gut microbiota consists of up to 100 trillion microorganisms, which is equivalent to ten total somatic and germ cells of the body. The genome population of gut microbes (the microbiome) can contain more than 150 times as many genes as a person's own genome and endows humans with physiological abilities that humans have not had to develop on their own. However, these communities remain largely unexplored, leaving almost completely unknown their impact on human development, physiology, immunity, nutrition, and health. The microbial community has an unlimited ability to influence host biology and is fundamental to the development of the human immune system, the ability to digest otherwise indigestible dietary polysaccharides, in addition to being a source for the formation of vitamins and hormones, etc. Microbial communities in the colon play a vital role in the regulation of gut health and the pathogenesis of several diseases.

Традиционная микробиология фокусируется на исследовании отдельных видов как изолированных единиц. Однако многие из них, если не большинство, никогда не были успешно выделены как жизнеспособные образцы для анализа, вероятно, из-за того, что их рост зависит от конкретного микроокружения, не воспроизведенного в экспериментальных условиях. Прогресс в технологиях секвенирования ДНК создал новую область исследований, названную метагеномикой, делающую возможной всестороннее исследование микробных сообществ, даже состоящих из некультивируемых организмов. Вместо исследования генома отдельного бактериального штамма, выращенного в лаборатории, метагеномный подход позволяет анализировать генетический материал, полученный из полных микробных сообществ, собранных из естественных сред.Traditional microbiology focuses on the study of individual species as isolated units. However, many, if not most, have never been successfully isolated as viable samples for analysis, probably because their growth depends on a specific microenvironment not replicated under experimental conditions. Advances in DNA sequencing technologies have created a new field of research called metagenomics, enabling the comprehensive study of microbial communities, even those composed of uncultivated organisms. Instead of studying the genome of a single bacterial strain grown in a laboratory, the metagenomic approach allows the analysis of genetic material obtained from complete microbial communities collected from natural environments.

Микробиом кишечника человека служит в качестве ресурса полезных микроорганизмов, потенциальных пробиотиков. Несмотря на профилактическую и стимулирующую роль микробиоты кишечника в таких заболеваниях, как воспалительное заболевание кишечника, сердечно-сосудистое заболевание, диабет и расстройствам аутистического спектра, ни одно из доступных лекарственных средств не содержит новые пробиотики или так называемые пробиотики следующего поколения, что описано в нескольких метагеномных исследованиях. Даже при успешном выделении, для многих микробов, выделенных из кишечника, необходимы строгие анаэробные условия выращивания, и они не могут существовать более пары минут под воздействием окружающего воздуха. Это усложняет разработку стабильных и устойчивых составов пробиотиков. Таким образом, существует потребность в более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмах, и настоящее изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов, а также новым штаммам микроорганизмов, полученных такими способами.The human gut microbiome serves as a resource for beneficial microorganisms, potential probiotics. Despite the preventive and stimulatory role of the gut microbiota in diseases such as inflammatory bowel disease, cardiovascular disease, diabetes, and autism spectrum disorders, none of the available drugs contain new probiotics or so-called next-generation probiotics, as described in several metagenomic studies. research. Even if successfully isolated, many gut-isolated microbes require strict anaerobic growth conditions and cannot survive for more than a couple of minutes when exposed to ambient air. This complicates the development of stable and sustainable probiotic formulations. Thus, there is a need for more oxygen tolerant anaerobic microorganisms, and the present invention relates to a method for adapting anaerobic microorganisms, as well as new strains of microorganisms obtained by such methods.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов к окислительной среде, таким образом, позволяющему таким организмам быть относительно более толерантными к кислороду под воздействием окружающего воздуха. Он обладает дополнительным преимуществом улучшенного культивирования и хранения микроорганизмов, например, более длительного хранения.The present invention relates to a method for adapting anaerobic microorganisms to an oxidizing environment, thus allowing such organisms to be relatively more oxygen tolerant when exposed to ambient air. It has the additional benefit of improved cultivation and storage of microorganisms, such as longer storage.

Настоящее изобретение относится к имитационной модели окисления-восстановления в кишечнике человека (SHIRM), в которой происходит поэтапная двойная индукция оксидативного стресса с помощью приложенного напряжения и диффузии кислорода и поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса.The present invention relates to a Human Intestinal Redox Simulation Model (SHIRM) in which stepwise dual induction of oxidative stress occurs with applied voltage and oxygen diffusion and stepwise alteration of the antioxidant/oxidized variant concentration ratio to correct redox status.

Кислород летален для анаэробных микроорганизмов, поэтому растворенный кислород, используемый для оксидативного стресса, (концентрация кислорода) будет повышаться, но сохраняться на уровне сублетальной концентрации при использовании пары антиоксидант/окисленный вариант для коррекции окислительно-восстановительного статуса среды. Оксидативный стресс также индуцируют с помощью приложенного напряжения. Оксидативный стресс повышает толерантность бактерий к окислительной среде и позволяет поддерживать жизнеспособность микроорганизмов в окружающем воздухе в течение относительно более длительных периодов времени.Oxygen is lethal to anaerobic microorganisms, so the dissolved oxygen used for oxidative stress (oxygen concentration) will increase but remain at sub-lethal levels when an antioxidant/oxidized variant pair is used to correct the redox status of the environment. Oxidative stress is also induced by applied voltage. Oxidative stress increases the tolerance of bacteria to an oxidizing environment and allows the viability of microorganisms in the ambient air for relatively longer periods of time.

Подходящие сублетальные концентрации кислорода (концентрации, не приводящие к гибели всех присутствующих бактерий, или, другими словами, концентрации, при которых погибают некоторые, но не все, бактерии) легко можно определять, например, таким образом, что, по меньшей мере, некоторые (но, как правило, не все) бактерии могут выживать, а затем их можно выбирать для следующей стадии способов. Затем выжившие бактерии снова выращивают, например, с повышением оксидативного стресса (например, посредством повышения концентрации растворенного кислорода), таким образом, что снова, по меньшей мере, некоторые (но, как правило, не все) бактерии могут выживать, а затем их можно выбирать для следующей стадии способов. Затем эту стадию повышения оксидативного стресса можно повторять снова столько раз, сколько необходимо или желательно для получения более толерантных к кислороду микроорганизмов.Suitable sub-lethal oxygen concentrations (concentrations that do not kill all bacteria present, or, in other words, concentrations that kill some, but not all, bacteria) can easily be determined, for example, in such a way that at least some ( but generally not all) bacteria can survive and then be selected for the next stage of the methods. The surviving bacteria are then grown again, e.g., with increasing oxidative stress (e.g., by increasing the concentration of dissolved oxygen), so that again at least some (but usually not all) bacteria can survive and then can be choose for the next stage of the methods. This step of increasing oxidative stress can then be repeated again as many times as needed or desired to produce more oxygen tolerant microorganisms.

Настоящее изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов и селекции более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмов, включающему стадии культивирования указанных микроорганизмов с поэтапной двойной индукцией оксидативного стресса с помощью приложенного напряжения и диффузии кислорода и поэтапным изменением окислительно-восстановительного статуса, где, предпочтительно, происходит поэтапное изменение окислительно-восстановительного статуса при использовании поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса.The present invention relates to a method for adaptation of anaerobic microorganisms and selection of more oxygen tolerant anaerobic microorganisms, comprising the steps of cultivating said microorganisms with stepwise dual induction of oxidative stress by applied voltage and oxygen diffusion and stepwise change in redox status, where, preferably, stepwise change redox status using a stepwise change in the ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations to correct the redox status.

Настоящее изобретение относится к способу адаптации (или тренировки) анаэробных микроорганизмов и селекции более толерантных к кислороду (например, относительно более толерантных к кислороду) анаэробных микроорганизмов, где микроорганизмы культивируют с комбинацией поэтапной двойной индукции оксидативного стресса с помощью приложенного напряжения и диффузии кислорода и поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса.The present invention relates to a method for adaptation (or training) of anaerobic microorganisms and selection of more oxygen tolerant (for example, relatively more oxygen tolerant) anaerobic microorganisms, where microorganisms are cultivated with a combination of staged double induction of oxidative stress using applied voltage and oxygen diffusion and staged change the ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations to correct the redox status.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу улучшенного получения анаэробных микроорганизмов, где микроорганизмы культивируют с комбинированием константы окислительного потенциала/приложенного напряжения, диффузии кислорода и соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта, таким образом, делая возможным селективное давление и получая высокий выход конкретных штаммов микроорганизмов. Указанная культура находится в оптимальных условиях, или, другими словами, комбинацию константы окислительного потенциала/приложенного напряжения, диффузии кислорода и соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта оптимизируют для получения анаэробных микроорганизмов.The present invention further relates to a method for improved production of anaerobic microorganisms, wherein the microorganisms are cultured by combining the oxidation potential/applied voltage constant, oxygen diffusion, and the antioxidant/oxidized variant concentration ratio, thereby enabling selective pressure and obtaining a high yield of specific strains of microorganisms. Said culture is under optimal conditions, or in other words, the combination of oxidative potential/applied voltage constant, oxygen diffusion, and antioxidant/oxidized variant concentration ratio is optimized to produce anaerobic microorganisms.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фигуре 1 показана совокупность окисления-восстановления просвета кишечника человека. Несмотря на наличие непрерывного притока кислорода при потреблении пищи и посредством диффузии из слизистой оболочки кишечника, совокупный окислительно-восстановительный потенциал кишечника остается отрицательным, приблизительно -300 мВ.The figure 1 shows the combination of oxidation-reduction of the lumen of the human intestine. Despite the presence of a continuous influx of oxygen through food intake and through diffusion from the intestinal mucosa, the cumulative redox potential of the intestine remains negative, approximately -300 mV.

На фигуре 2 показано потенциальное повреждение чувствительных к кислороду ферментов, вызванное оксидативным стрессом, и механизм восстановления. Figure 2 shows the potential damage to oxygen sensitive enzymes caused by oxidative stress and the recovery mechanism.

На фигуре 3 показан основной ферментативный путь, используемый микробиотой в кишечнике человека. Figure 3 shows the main enzymatic pathway used by the microbiota in the human gut.

Фигура 4aFigure 4a

Сделанная на заказ 3-камерная имитационная модель окисления-восстановления в кишечнике человека (SHIRM).Custom-made 3-chamber Human Gut Redox Simulator (SHIRM).

Фигура 4bFigure 4b

Схема потока электронов из бактериальных клеток к акцепторам электронов в SHIRM. Окислительно-восстановительные потенциалы (восстановительный потенциал и окислительный потенциал), измеряемые в (Eo') вольтах.Scheme of electron flow from bacterial cells to electron acceptors in SHIRM. Redox potentials (reduction potential and oxidation potential) measured in (E o ') volts.

Фигура 4cFigure 4c

Схема SHIRM промежуточных соединений, вовлеченных в перенос электронов от бактериальной клетки к акцепторам электронов, включающая окислительно-восстановительные потенциалы.SHIRM scheme of intermediates involved in the transfer of electrons from a bacterial cell to electron acceptors, including redox potentials.

Фигура 5Figure 5

Основной ход операций SHIRM.The main course of SHIRM operations.

Фигура 6Figure 6

Изображение анодной камеры SHIRM, соединенной с небольшим объемом слоя, приблизительно 100 мл, кислородного фидера.Image of a SHIRM anode chamber connected to a small bed volume, approximately 100 ml, of an oxygen feeder.

Фигура 7Figure 7

SHIRM с потреблением воздуха: прямая диффузия кислорода из воздуха в анодную камеру через боковое ответвление.SHIRM with air consumption: direct diffusion of oxygen from the air into the anode chamber via a side branch.

Фигура 8Figure 8

Ход операций SHIRM, 10 стадий.The course of SHIRM operations, 10 stages.

Фигура 9Figure 9

Селекция адаптированных штаммов.Selection of adapted strains.

Фигура 10Figure 10

Стратегия исследования профилей толерантности адаптированных штаммов к кислороду.Strategy for studying tolerance profiles of adapted strains to oxygen.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION AND PREFERRED EMBODIMENTS

ОПРЕДЕЛЕНИЯDEFINITIONS

"Адаптация" является динамическим эволюционным процессом, например, результатом естественного отбора, посредством которого организм становится более приспособленным к жизни его естественной среде. Процесс адаптации (или тренировки) микроорганизмов также, предпочтительно, можно осуществлять в ненативной/искусственной/in vitro среде, например, способами по настоящему изобретению."Adaptation" is a dynamic evolutionary process, such as the result of natural selection, whereby an organism becomes more adapted to life in its natural environment. The process of adaptation (or training) of microorganisms can also preferably be carried out in a non-native/artificial/ in vitro environment, for example, by the methods of the present invention.

"Антиоксидант" является средством, предотвращающим образование реактивных форм кислорода, азота, гидроксила и липидов посредством утилизации свободных радикалов или репарации или удаления поврежденных молекул. Антиоксиданты часто могут действовать напрямую как восстановители.An "antioxidant" is an agent that prevents the formation of reactive oxygen, nitrogen, hydroxyl, and lipid species by scavenging free radicals or repairing or removing damaged molecules. Antioxidants can often act directly as reducing agents.

"Восстановитель" является веществом, элементом или соединением, теряющим (или "отдающим") электрон другому средству в окислительно-восстановительной химической реакции. Т.к. восстановитель теряет электроны, говорят, что он окисляется.A "reductant" is a substance, element, or compound that loses (or "donates") an electron to another agent in a redox chemical reaction. Because the reducing agent loses electrons, it is said to be oxidized.

"Окисленные варианты" являются химическими веществами, вызывающими удаление электрона из других молекул. Окисленный вариант является окисленной формой антиоксиданта."Oxidized variants" are chemicals that cause the removal of an electron from other molecules. The oxidized variant is the oxidized form of the antioxidant.

"Медиаторы окисления-восстановления" или переносчики электронов являются соединениями, которые могут подвергаться обратимой реакции окисления-восстановления и способствовать переносу электронов к бактериям и от них."Redox mediators" or electron carriers are compounds that can undergo a reversible redox reaction and facilitate the transfer of electrons to and from bacteria.

Термины "приложенное напряжение", "внешнее напряжение", "окислительный потенциал", "приложенный электрический окислительный потенциал", "приложенный электродный потенциал", "напряжение" и "потенциал напряжения" можно использовать взаимозаменяемо, и они относятся к напряжению, приложенному к камерам биореактора.The terms "applied voltage", "external voltage", "oxidation potential", "applied electrical oxidation potential", "applied electrode potential", "voltage" and "voltage potential" may be used interchangeably and refer to the voltage applied to the chambers. bioreactor.

"Диффузия кислорода" является движением молекул кислорода от высокой концентрации к низкой."Oxygen diffusion" is the movement of oxygen molecules from high concentration to low concentration.

"Приток кислорода" является количеством кислорода, поступающим в камеру за единицу времени, например, анодную камеру, содержащую микроорганизмы."Oxygen influx" is the amount of oxygen entering a chamber per unit of time, such as an anode chamber containing microorganisms.

Микробиота кишечника вместе с поступающими с пищей окислительно-восстановитальными активными соединениями и донорами электронов, такими как углеводы и белки, играют роль в поддержании восстановительной среды в кишечнике. Это означает, что микробиота кишечника адаптирована к тому, чтобы справляться с притоком растворенного кислорода в просвете кишечника (фигура 1). Растворенный кислород в высоких концентрациях может быть летальным для большого количества микроорганизмов кишечника, и восстановительная среда помогает им восстанавливаться от оксидативного повреждения (фигура 2). Более подробно, на фигуре 3 показан основной ферментативный путь, используемой микробиотой в кишечнике человека. Диспропорция электронов при анаэробном росте сбалансирована ферментацией с образованием смеси органических кислот и образованием газа. Некоторые микроорганизмы отдают электроны внеклеточным акцепторам электронов, таким как нитрат, сульфат или нерастворимый комплекс металла. Кроме того, кислород может действовать в качестве непрямого акцептора электронов, т.к. некоторые из микроорганизмов кишечника могут потреблять кислород в небольших количествах. Окислительно-восстановительные активные соединения, такие как галлаты, рутин, ресвератрол, кофеин и флавины, присутствуют в обычной пище, вероятно, в форме, окисленной в пищеварительном тракте, они также могут действовать как акцепторы электронов (фигура 1). Окислительно-восстановительный статус кишечника может влиять на биодоступность конкретных лекарственных средств или метаболитов. Несмотря на наличие непрерывного притока кислорода при потреблении пищи и посредством диффузии из слизистой оболочки кишечника совокупный окислительно-восстановительный потенциал кишечника остается отрицательным, приблизительно -300 мВ. Эта восстановительная среда с недостаточностью кислорода способствует росту определенных анаэробных микроорганизмов в просвете кишечника.The gut microbiota, together with dietary redox active compounds and electron donors such as carbohydrates and proteins, play a role in maintaining the reducing environment in the gut. This means that the intestinal microbiota is adapted to cope with the influx of dissolved oxygen in the intestinal lumen (figure 1). Dissolved oxygen at high concentrations can be lethal to a large number of gut microorganisms and the reducing environment helps them recover from oxidative damage (Figure 2). In more detail, Figure 3 shows the main enzymatic pathway used by the microbiota in the human gut. The disproportion of electrons during anaerobic growth is balanced by fermentation with the formation of a mixture of organic acids and the formation of gas. Some microorganisms donate electrons to extracellular electron acceptors such as nitrate, sulfate, or an insoluble metal complex. In addition, oxygen can act as an indirect electron acceptor, as some of the intestinal micro-organisms can consume oxygen in small amounts. Redox active compounds such as gallates, rutin, resveratrol, caffeine and flavins are present in common foods, probably in a form oxidized in the digestive tract, they can also act as electron acceptors (figure 1). The redox status of the intestine may affect the bioavailability of specific drugs or metabolites. Despite the presence of a continuous influx of oxygen through food intake and through diffusion from the intestinal mucosa, the cumulative redox potential of the intestine remains negative, approximately -300 mV. This oxygen deficient reducing environment promotes the growth of certain anaerobic microorganisms in the intestinal lumen.

Высокая чувствительность к кислороду является характерным признаком многих микроорганизмов кишечника, что делает крайне затруднительным культивирование и хранение этих микроорганизмов в течение длительного периода времени. Другим препятствием при выделении и культивировании представителей микробиоты кишечника для разработки новых потенциальных пробиотиков является сложность кишечной среды в терминах различных ниш и мест обитания. Состав пробиотика должен быть стабильным в окружающем воздухе в течение нескольких месяцев, но это затруднительно, учитывая чувствительность многих микроорганизмов кишечника к кислороду. Некоторые микроорганизмы кишечника перекрестно питаются от других микроорганизмов, и для них также могут потребоваться некоторые факторы роста носителя, что затрудняет имитацию этих условий in vitro.High sensitivity to oxygen is a characteristic feature of many intestinal microorganisms, which makes it extremely difficult to cultivate and store these microorganisms for a long period of time. Another hurdle in isolating and culturing members of the gut microbiota for the development of new potential probiotics is the complexity of the gut environment in terms of different niches and habitats. The composition of the probiotic should be stable in the ambient air for several months, but this is difficult given the sensitivity of many intestinal microorganisms to oxygen. Some gut micro-organisms cross-feed from other micro-organisms and may also require some carrier growth factors, making these conditions difficult to mimic in vitro .

Faecalibacterium prausnitzii является примером потенциального пробиотика с противовоспалительными свойствами при различных метаболических заболеваниях. Они составляют более 5% бактерий в кишечнике человека, что делает их одними из наиболее многочисленных бактерий в микробиоте кишечника. F. prausnitzii продуцирует относительно большие количества бутирата, играющего важную роль в физиологии кишечника и являющегося основным метаболитом в просвете толстого кишечника. Бутират также стимулирует пролиферацию клеток и способствует секреции слизи из слизистой оболочки толстого кишечника. F. prausnitzii является крайне чувствительной к кислороду бактерией и живет всего несколько минут при воздействии окружающего воздуха. Faecalibacterium prausnitzii is an example of a potential probiotic with anti-inflammatory properties in various metabolic diseases. They make up over 5% of the bacteria in the human gut, making them one of the most abundant bacteria in the gut microbiota. F. prausnitzii produces relatively large amounts of butyrate, which plays an important role in intestinal physiology and is the main metabolite in the lumen of the large intestine. Butyrate also stimulates cell proliferation and promotes mucus secretion from the colonic mucosa. F. prausnitzii is an extremely oxygen sensitive bacterium and lives for only a few minutes when exposed to ambient air.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаруживали новый способ адаптации анаэробных микроорганизмов к кислороду и в настоящем описании описывают способ указанной адаптации к кислороду, таким образом, позволяющий таким организмам становиться относительно более толерантными к кислороду и, таким образом, стабильными и устойчивыми при хранении и применении в качестве пробиотических штаммов и в составах или композициях пробиотиков для воздействия на млекопитающих. Новый способ, в частности, сделает возможными разработку и применение F. prausnitzii в качестве пробиотического штамма с устойчивыми характеристиками так, что они будут толерантными при получении в промышленных масштабах и способными адаптироваться к среде кишечника человека в условиях кишечных нарушений, для которых основным признаком является оксидативный стресс.The present inventors have unexpectedly discovered a new way of adapting anaerobic microorganisms to oxygen, and in the present description describe a method of said adaptation to oxygen, thus allowing such organisms to become relatively more oxygen tolerant and thus stable and stable in storage and use as probiotics. strains and in probiotic formulations or compositions for exposure to mammals. The new method, in particular, will enable the development and use of F. prausnitzii as a probiotic strain with robust characteristics such that they are tolerant when produced on an industrial scale and able to adapt to the human intestinal environment under conditions of intestinal disorders, for which the main feature is oxidative stress.

Настоящее изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов и селекции относительно более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмов, где микроорганизмы культивируют с использованием комбинации поэтапной двойной индукции оксидативного стресса посредством приложенного напряжения и диффузии кислорода и поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса. Таким образом, способы по изобретению, как правило, осуществляют in vitro. The present invention relates to a method for adaptation of anaerobic microorganisms and selection of relatively more oxygen tolerant anaerobic microorganisms, where the microorganisms are cultured using a combination of stepwise dual induction of oxidative stress by applied voltage and oxygen diffusion and stepwise change in the ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations to correct the redox status . Thus, the methods of the invention are generally carried out in vitro.

Двойная индукция оксидативного стресса повышает толерантность микроорганизмов к окислительной среде, таким образом, позволяя микроорганизмам быть более, или относительно более, толерантными к кислороду (например, при воздействии окружающего воздуха). Термин "микроорганизмы, более (или относительно более) толерантные к кислороду (например, при воздействии окружающего воздуха)" может относиться к сравнению с начальными штаммами (или родительскими штаммами), используемыми в способах адаптации по изобретению.The dual induction of oxidative stress increases the tolerance of microorganisms to an oxidizing environment, thus allowing the microorganisms to be more, or relatively more, oxygen tolerant (eg, when exposed to ambient air). The term "microorganisms more (or relatively more) tolerant of oxygen (eg, when exposed to ambient air)" may refer to comparison with the initial strains (or parental strains) used in the adaptation methods of the invention.

Повышенная толерантность к кислороду позволяет сохранять жизнеспособность микроорганизмов в окружающем воздухе в течение относительно более длительных периодов времени, что очевидно является преимуществом.Increased oxygen tolerance allows the viability of microorganisms in the ambient air for relatively longer periods of time, which is clearly an advantage.

Приложенное напряжение или приложенное внешнее напряжение, как правило, прикладывают к аноду, например, аноду из графита, графитового войлока, или углеродного войлока, или углеродного волокна, например, через потенциостат, и повышают его поэтапно. Для приложения напряжения к микроорганизмам, их помещают в подходящую анодную камеру или другой сосуд, например, биореактор, к которому прикладывают напряжение. Цепь замыкают, например, соединяя катодную камеру с анодной камерой, например, с помощью одной бокового ответвления анодной камеры, предпочтительно, разделенной ионообменной мембраной (например, катион-селективной мембраной или протонообменной мембраной). Приложенное напряжение можно повышать (предпочтительно, поэтапно повышать) до максимума 0,6 В, более конкретно - 0,6 В относительно Ag/AgCl.An applied voltage or an applied external voltage is generally applied to an anode, such as a graphite, graphite felt, or carbon felt, or carbon fiber anode, for example, through a potentiostat, and increased step by step. To apply voltage to microorganisms, they are placed in a suitable anode chamber or other vessel, such as a bioreactor, to which voltage is applied. The circuit is closed, for example, by connecting the cathode chamber to the anode chamber, for example by means of one side branch of the anode chamber, preferably separated by an ion exchange membrane (eg, a cation selective membrane or a proton exchange membrane). The applied voltage can be increased (preferably increased in stages) up to a maximum of 0.6 V, more specifically 0.6 V relative to Ag/AgCl.

Как правило, способы включают использование диффузии кислорода, например, с помощью притока кислорода к микроорганизмам. Приток кислорода (например, приток кислорода через анодную камеру) можно поддерживать, продувая кислородный фидер чистым газообразным кислородом или воздухом таким образом, чтобы достигать желаемых концентраций растворенного кислорода (в частности, желаемых концентраций растворенного кислорода, контактирующего с микроорганизмами). Растворенный кислород будет диффундировать через кислородный фидер к анодной камере, таким образом, создавая диффузию кислорода (или приток кислорода) описываемыми способами. Приток (или диффузию) кислорода, например, можно контролировать любыми подходящими способами, например, соединяя кислородный фидер или другой источник кислорода с анодной камерой, например, другим боковым ответвлением анодной камеры, разделенной, например, переменной перегородкой (например, переменной мембраной, такой как полупроницаемая мембрана), имеющей другие константы диффузии кислорода. Дополнительно или альтернативно, приток кислорода можно контролировать, изменяя объем слоя кислородного фидера. Например, на фигурах представлены кислородные фидеры объемом 100 мл и 250 мл (см. фигуры 6 и 4a). Кислородный фидер также можно удалять, делая возможной прямую диффузию кислорода в анодную камеру, как показано, например, на фигуре 7. Мембрану, например, мембранную перегородку, между анодной камерой и кислородным фидером (или источником кислорода) можно дополнительно покрывать муциновым агаром, чтобы сделать возможной лучше контролируемую диффузию кислорода из кислородного фидера в анодную камеру.Typically, the methods involve the use of oxygen diffusion, for example, by supplying oxygen to the microorganisms. Oxygen supply (eg, oxygen supply through the anode chamber) can be maintained by purging the oxygen feeder with pure oxygen gas or air so as to achieve desired dissolved oxygen concentrations (in particular, desired concentrations of dissolved oxygen in contact with microorganisms). Dissolved oxygen will diffuse through the oxygen feed to the anode chamber, thus creating oxygen diffusion (or oxygen influx) in the manner described. The influx (or diffusion) of oxygen, for example, can be controlled by any suitable means, for example, by connecting an oxygen feed or other source of oxygen to the anode chamber, for example, another side branch of the anode chamber, separated, for example, by a variable partition (for example, a variable membrane, such as semi-permeable membrane) having different oxygen diffusion constants. Additionally or alternatively, the oxygen supply can be controlled by varying the volume of the oxygen feeder bed. For example, the figures show 100 ml and 250 ml oxygen feeders (see figures 6 and 4a). The oxygen feed can also be removed, allowing direct diffusion of oxygen into the anode chamber, as shown in Figure 7, for example. possible better controlled diffusion of oxygen from the oxygen feeder into the anode chamber.

Кроме того, восстановители или антиоксиданты, присутствующие в среде, будут удалять растворенный кислород и, таким образом, влиять на кинетику диффузии кислорода и, таким образом, приток кислорода. Например, в способах по настоящему изобретению антиоксиданты (в частности, количество или уровень антиоксидантов), присутствующие в среде для культивирования микроорганизмов, можно использовать для удаления кислорода и, таким образом, в качестве средств для контроля уровней, или количества, или концентрации кислорода (растворенного кислорода), присутствующего в культуре микроорганизмов. Например, низкий (или более низкий) уровень антиоксиданта в культуре микроорганизмов, как правило, означает, что доступно больше кислорода (или имеет место более высокий оксидативный стресс), в то время как высокий (или более высокий) уровень антиоксиданта, как правило, будет означать, что доступно меньше кислорода (или низкий уровень кислорода) (или имеет место более низкий оксидативный стресс).In addition, reducing agents or antioxidants present in the environment will remove dissolved oxygen and thus affect oxygen diffusion kinetics and thus oxygen influx. For example, in the methods of the present invention, antioxidants (in particular, the amount or level of antioxidants) present in the microorganism culture medium can be used to remove oxygen and thus as a means to control the levels or amount or concentration of oxygen (dissolved oxygen) present in the culture of microorganisms. For example, a low (or lower) level of an antioxidant in a microorganism culture will typically mean that more oxygen is available (or more oxidative stress is occurring), while a high (or higher) level of an antioxidant will typically mean less oxygen available (or low oxygen levels) (or lower oxidative stress).

Любой из этих способов контроля диффузии или притока кислорода, или их комбинацию, легко можно использовать для достижения желаемого количества или концентрации растворенного кислорода в среде для культивирования микроорганизмов и, таким образом, достижения поэтапного изменения (предпочтительно, поэтапного повышения) диффузии кислорода, притока кислорода или концентрации растворенного кислорода (или количества или уровня растворенного кислорода), используемых для индукции оксидативного стресса в способах по настоящему изобретению.Any of these methods of controlling diffusion or oxygen influx, or a combination thereof, can easily be used to achieve the desired amount or concentration of dissolved oxygen in the microbial culture medium and thus achieve a step change (preferably a step increase) in oxygen diffusion, oxygen influx, or dissolved oxygen concentration (or amount or level of dissolved oxygen) used to induce oxidative stress in the methods of the present invention.

Таким образом, в способах по изобретению начальные условия, предпочтительно, представляют собой низкий (или нулевой) приток кислорода (или диффузию кислорода или концентрацию кислорода), и способы включают поэтапное повышение притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислород), например, вплоть до высокого притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода). Термин "нулевой приток кислорода" (или диффузия кислорода или концентрация кислорода) относится к 0 молям кислорода, присутствующего в среде для культивирования микроорганизмов (например, в анодной камере). Пример низкого притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода) относится к до приблизительно 10 мкМ растворенного кислорода, присутствующего в среде для культивирования микроорганизмов (например, в анодной камере), например, диффундирующего в среду для культивирования микроорганизмов/анодную камеру в час. Пример высокого притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода) относится к приблизительно 50-250 мкМ растворенного кислорода, присутствующего в среде для культивирования микроорганизмов (например, в анодной камере), например, диффундирующего в среду для культивирования микроорганизмов/анодную камеру в час.Thus, in the methods of the invention, the initial conditions are preferably low (or no) oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration), and the methods include stepwise increase in oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration), for example, up to high oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration). The term "zero oxygen influx" (or oxygen diffusion or oxygen concentration) refers to 0 moles of oxygen present in the microbial culture medium (eg, an anode chamber). An example of low oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration) refers to up to about 10 μM of dissolved oxygen present in the microbial culture medium (e.g., in the anode chamber), such as diffusing into the microbial culture medium/anode chamber per hour. An example of high oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration) refers to about 50-250 μM of dissolved oxygen present in the microbial culture medium (e.g., in the anode chamber), such as diffusing into the microbial culture medium/anode chamber per hour.

Фактически, оксидативный стресс, достигаемый с помощью притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода), также зависит от наличия антиоксидантов в среде для выращивания. Например, если присутствуют сильные антиоксиданты, высокий приток кислорода будет приводить к меньшему оксидативному стрессу. Если присутствуют очень слабые антиоксиданты в среде, небольшой приток кислорода может приводить к высокому оксидативному стрессу. И снова, контроль этих условий для достижения поэтапной индукции оксидативного стресса находится в пределах навыков специалиста в этой области.In fact, oxidative stress achieved by oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration) also depends on the presence of antioxidants in the growth medium. For example, if strong antioxidants are present, a high supply of oxygen will result in less oxidative stress. If very weak antioxidants are present in the environment, a small supply of oxygen can lead to high oxidative stress. Again, controlling these conditions to achieve a stepwise induction of oxidative stress is within the skill of one skilled in the art.

Для контроля начальной концентрации растворенного кислорода (например, для снижения начальной концентрации кислорода до низкого (или нулевого) уровня) среду для выращивания можно дегазировать в отношении кислорода, например, продувая несодержащим кислород азотом.To control the initial concentration of dissolved oxygen (eg, to reduce the initial concentration of oxygen to a low (or zero) level), the growth medium can be degassed with respect to oxygen, for example, by purging with oxygen-free nitrogen.

Антиоксидант включают в среду для культивирования для защиты микроорганизмов от летальных концентраций кислорода и для имитации окислительно-восстановительной среды кишечника. Например, антиоксидант может являться цистеином, глутатионом, аскорбиновой кислотой, дитиотреитолом или галловой кислотой. Антиоксидант, например, цистеин или любой другой подходящий антиоксидант, будут использовать, чтобы влиять или корректировать окислительно-восстановительный потенциал или окислительно-восстановительный статус. Для многих бактерий необходим цистеин в качестве источника серы. Если цистеин снижен, как в некоторых из способов по данному изобретению, это будет приводить к снижению общего содержания серы в среде для выращивания. Для компенсации этого снижения добавляют окисленный вариант, например, цистин (в случае цистеина). Другими окисленными вариантами (например, в случае антиоксидантов, приведенных выше), при необходимости, могут являться окисленный глутатион, дегидроаскорбат, окисленный дитиотреитол или окисленный галловая кислота. Кроме того, в среды для культивирования также можно включать подходящие медиаторы окисления-восстановления.An antioxidant is included in the culture medium to protect the microorganisms from lethal oxygen levels and to mimic the redox environment of the intestine. For example, the antioxidant may be cysteine, glutathione, ascorbic acid, dithiothreitol, or gallic acid. An antioxidant, such as cysteine or any other suitable antioxidant, will be used to influence or correct the redox potential or redox status. Many bacteria require cysteine as a source of sulfur. If cysteine is reduced, as in some of the methods of this invention, this will result in a reduction in the total sulfur content of the growth medium. To compensate for this reduction, an oxidized variant, such as cystine (in the case of cysteine), is added. Other oxidized variants (for example, in the case of the antioxidants mentioned above), if necessary, may be oxidized glutathione, dehydroascorbate, oxidized dithiothreitol or oxidized gallic acid. In addition, suitable redox mediators may also be included in the culture media.

Поэтапное изменение окислительно-восстановительного статуса, например, поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта, осуществляют для коррекции окислительно-восстановительного статуса среды для выращивания. Окислительно-восстановительный потенциал можно вычислять с использованием уравнения Нернста (a). Его можно использовать для любого подходящего антиоксиданта и его окисленного варианта.Stepping the redox status, eg stepping the antioxidant/oxidized variant concentration ratio, is performed to correct the redox status of the growth medium. The redox potential can be calculated using the Nernst equation (a). It can be used for any suitable antioxidant and its oxidized version.

Figure 00000001
(a)
Figure 00000001
(a)

где:where:

Eh=окислительно-восстановительный потенциал (В)E h= redox potential (V)

Eo=Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары (Восстановитель/Антиоксидант)/Окисленный вариантE o = Standard redox pair (Reductor/Antioxidant)/Oxidized variant

R=Универсальная газовая постоянная=8,31451 Дж K-1 моль-1 R=Universal Gas Constant=8.31451 J K -1 mol -1

F=Постоянная Фарадея=96,485 Кл/мольF=Faraday constant=96.485 C/mol

T=Абсолютная температура (K)T=Absolute temperature (K)

n=Количество задействованных электронов.n=Number of electrons involved.

Таким образом, специалист в этой области легко может вычислять окислительно-восстановительные потенциалы любого соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта. В качестве примера, значения окислительно-восстановительного потенциала (Eh), вычисленные для различных концентраций окислительно-восстановительной пары цистеин/цистин, представлены в таблице 1.Thus, a person skilled in the art can easily calculate the redox potentials of any ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations. As an example, the values of the redox potential (E h ) calculated for various concentrations of the redox pair of cysteine/cystine are presented in table 1.

Eo для пары цистин/цистеин=0,25 В при pH 7,4, и n=2.E o for a pair of cystine/cysteine=0.25 V at pH 7.4, and n=2.

При использовании цистеина/цистина в качестве пары антиоксидант/окисленный вариант предпочтительную начальную концентрацию цистеина можно вычислять в соответствии с уравнением реакции (b).When using cysteine/cystine as the antioxidant/oxidized variant pair, the preferred initial cysteine concentration can be calculated according to reaction equation (b).

4R-SH+O2→2R-SS-R+H2O (b)4R-SH+O 2 →2R-SS-R+H 2 O (b)

В соответствии с уравнением (b), 4 моля цистеина (R-SH) реагируют с одним молем кислорода с образованием 2 молей цистина (R-SS-R).According to equation (b), 4 moles of cysteine (R-SH) react with one mole of oxygen to form 2 moles of cystine (R-SS-R).

Концентрация растворенного кислорода в воде при 25°C составляет приблизительно 200 мкМ, и, если среду для выращивания не продувают азотом перед экспериментом, приблизительно 800 мкМ цистеина будут реагировать с 200 мкМ кислорода, образуя 400 мкМ цистина.The concentration of dissolved oxygen in water at 25°C is approximately 200 μM, and if the growth medium is not purged with nitrogen before the experiment, approximately 800 μM cysteine will react with 200 μM oxygen to form 400 μM cystine.

Таким образом, в случае среды для выращивания, содержащей 8 мМ цистеина, будут наблюдать начальный окислительно-восстановительный потенциал приблизительно -223 мВ. Однако полное дегазирование кислорода в среде для выращивания с использованием несодержащего кислород азота приводит к окислительно-восстановительному потенциалу приблизительно -283 мВ, близкому к окислительно-восстановительному потенциалу в просвете кишечника (приблизительно -300 мВ). Таким образом, если в качестве пары используют цистеин/цистин, предпочтительная начальная концентрация цистеина (или другого антиоксиданта) составляет 8 мМ. Это является примером высокой концентрации антиоксиданта, когда в качестве пары используют цистеин/цистин, однако, следует понимать, что легко можно вычислять эквивалентные высокие концентрации антиоксидантов для других пар. Кроме того, предпочтительная начальная концентрация цистина (или другого окисленного варианта) составляет 0 мМ или является иной низкой концентрацией для достижения желаемого начального окислительно-восстановительного потенциала. Также предпочтительно полностью дегазировать используемую среду для выращивания от кислорода (или полностью удалять кислород из среды для выращивания). Другими словами, предпочтительные условия выбирают так, чтобы как можно больше приблизиться к окислительно-восстановительному потенциалу просвета кишечника -300 мВ в качестве начальных условий способа. При осуществлении способов предпочтительно осуществлять поэтапное снижение концентрации антиоксиданта в комбинации с поэтапным повышением концентрации окисленного варианта для общего поэтапного повышения окислительно-восстановительного потенциала. В частности, для цистеина/цистина (или другой пары антиоксидант/окисленный вариант) оно может являться поэтапным снижением концентрации цистеина на 1 мМ и повышением концентрации цистина на 1 мМ. Однако также можно использовать другие поэтапные повышения/снижения при условии, что осуществляют поэтапное изменение окислительно-восстановительного статуса.Thus, in the case of a growth medium containing 8 mM cysteine, an initial redox potential of approximately -223 mV will be observed. However, complete oxygen degassing in the growth medium using oxygen-free nitrogen results in a redox potential of approximately -283 mV, close to the intestinal lumen redox (approximately -300 mV). Thus, if a cysteine/cystine pair is used, the preferred initial concentration of cysteine (or other antioxidant) is 8 mM. This is an example of a high antioxidant concentration when a cysteine/cystine pair is used, however, it should be understood that equivalent high antioxidant concentrations for other pairs can be easily calculated. In addition, the preferred initial concentration of cystine (or other oxidized variant) is 0 mm or otherwise low concentration to achieve the desired initial redox potential. It is also preferred to completely degas the growth medium used from oxygen (or completely remove oxygen from the growth medium). In other words, the preferred conditions are chosen to approximate as closely as possible the intestinal lumen redox potential of -300 mV as the initial conditions of the method. In the implementation of the methods, it is preferable to perform a stepwise decrease in the concentration of the antioxidant in combination with a stepwise increase in the concentration of the oxidized variant for an overall stepwise increase in redox potential. In particular, for cysteine/cystine (or another antioxidant/oxidized variant pair) it may be a stepwise decrease in the concentration of cysteine by 1 mM and an increase in the concentration of cystine by 1 mM. However, other stepwise increases/decreases can also be used, provided that the stepwise change in redox status is carried out.

Этот принцип можно адаптировать к любой подходящей паре антиоксидант/окисленный вариант. При снижении концентрации антиоксиданта, ее балансируют эквивалентным количеством соответствующего окисленного варианта.This principle can be adapted to any suitable antioxidant/oxidized variant pair. When the antioxidant concentration decreases, it is balanced by an equivalent amount of the corresponding oxidized variant.

Способ, в частности, можно осуществлять в подходящем биореакторе, и, как правило, он включает несколько стадий пересева бактериальной культуры (например, в новые среды для культивирования). В некоторых предпочтительных вариантах осуществления изобретения каждая стадия поэтапного изменения или индукции, как представлено в настоящем описании, например, поэтапной двойной индукции оксидативного стресса с помощью приложенного напряжения и диффузии кислорода, и поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса, например, каждую стадию поэтапного снижения концентрации антиоксиданта в комбинации с поэтапным повышением концентрации окисленного варианта, поэтапным повышением приложенного напряжения и поэтапного повышения притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода), может включать пересев. Термин "пересев" в настоящем описании также может относиться к стадии субкультивирования или стадии культивирования.The method, in particular, can be carried out in a suitable bioreactor, and, as a rule, it includes several stages of subculture of the bacterial culture (for example, in new culture media). In some preferred embodiments of the invention, each step of stepping or inducing as described herein, such as stepping dual induction of oxidative stress with applied voltage and oxygen diffusion, and stepping the antioxidant/oxidized variant concentration ratio to correct redox status, for example, each step of stepping down the antioxidant concentration in combination with stepping up the concentration of oxidized variant, stepping up applied voltage, and stepping up oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration) may include reseeding. The term "reseeding" in the present specification may also refer to a subculturing step or a culture step.

Сначала отдельную колонию бактерий можно сеять в подходящие среды для культивирования, как известно в этой области, и позволять им расти до достижения культурой стационарной фазы. Начальные условия могут представлять собой одно или несколько, или все, из низкого притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода), предпочтительно, нулевого притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода), низкого приложенного напряжения, предпочтительно, 0,1 В, более конкретно - 0,1 В относительно Ag/AgCl, высокой концентрации антиоксиданта (см. уравнение Нернста выше), низкой концентрации или нулевой концентрации окисленного варианта (см. уравнение Нернста выше). В случае последующих пересевов можно осуществлять поэтапное снижение концентрации антиоксиданта, повышение окисленного варианта, повышение приложенного напряжения и повышение притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода).First, a single colony of bacteria can be seeded in suitable culture media, as is known in the art, and allowed to grow until the culture reaches stationary phase. The initial conditions may be one or more or all of low oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration), preferably zero oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration), low applied voltage, preferably 0.1 V, more specifically, 0.1 V relative to Ag/AgCl, high concentration of antioxidant (see Nernst equation above), low concentration or no concentration of oxidized variant (see Nernst equation above). In the case of subsequent passages, a stepwise decrease in the concentration of antioxidant, an increase in the oxidized variant, an increase in the applied voltage, and an increase in oxygen influx (or oxygen diffusion or oxygen concentration) can be carried out.

Если рост микроорганизмов значительно снижен, условия можно сохранять постоянными в достигнутых оптимизированных (или конечных) условиях, примером которых могут являться 3 мМ цистеина, 5 мМ цистеина, 0,6 В относительно Ag/AgCl и 0,2 нмоль⋅мл-1мин-1, соответственно (см. фигуры 5 и 8), чтобы позволить штаммам адаптироваться. Другими словами, когда поэтапные изменения приводят к значительному снижению роста микроорганизмов, эти поэтапные изменения прекращают и культивируют микроорганизмы в течение одной или нескольких стадий с использованием постоянных условий (или оптимизированных или конечных условий), соответствующих условиям, достигаемым к концу поэтапных изменений. Эти постоянные стадии позволяют штаммам адаптироваться. После повторных посевов при постоянных условиях, когда штамм адаптирован, в некоторых вариантах осуществления посевы можно продолжать с использованием одного или нескольких (или, предпочтительно, всех) из дополнительного поэтапного снижения концентрации антиоксиданта, повышения окисленного варианта, повышения приложенного напряжения и повышения притока кислорода (или диффузии кислорода или концентрации кислорода) (см. фигуру 5).If microbial growth is significantly reduced, conditions can be kept constant at the optimized (or end) conditions reached, exemplified by 3 mM cysteine, 5 mM cysteine, 0.6 V vs. Ag/AgCl and 0.2 nmol⋅mL-onemin-one, respectively (see figures 5 and 8) to allow the strains to adapt. In other words, when a step change results in a significant reduction in microbial growth, the step change is terminated and the microorganisms are cultured for one or more steps using constant conditions (or optimized or end conditions) corresponding to the conditions reached by the end of the step change. These constant stages allow strains to adapt. After repeated seedings under constant conditions when the strain has adapted, in some embodiments, seedings can be continued using one or more (or preferably all) of an additional incremental reduction in antioxidant concentration, increase in oxidized variant, increase in applied voltage, and increase in oxygen supply (or oxygen diffusion or oxygen concentration) (see figure 5).

Все субкультуры, полученные на каждой стадии способа, можно анализировать одновременно для селекции наиболее адаптированного штамма или субкультуру можно анализировать непосредственно после получения, чтобы решить, необходимо ли продолжать посевы или нет. Если субкультура не адаптирована, тогда следует продолжать посевы, в ином случае, если штамм адаптирован, можно выбирать этот штамм и прекращать осуществление способа (см., например, фигуру 8). Например, полученные субкультуры можно анализировать на толерантность к кислороду и, если они демонстрируют желаемый уровень толерантности к кислороду, например, повышенный (предпочтительно, значительно повышенный) уровень толерантности к кислороду по сравнению с соответствующим контрольным штаммом (например, начальным или родительским штаммами) или достаточный уровень стабильности (например, время хранения) при воздействии кислорода (например, в окружающем воздухе), то штамм адаптирован и можно его выбирать. Можно измерять толерантность к кислороду, оценивая рост микроорганизмов в аэробных условиях (например, при воздействии окружающего воздуха). Например, можно осуществлять измерение количества колониеобразующих единиц (КОЕ), если штаммы подвергают воздействию кислорода, например, в форме измерения КОЕ/мл. Примеры адаптированных (толерантных к кислороду) штаммов будут иметь по меньшей мере 1×102 или 1×103 КОЕ/мл, предпочтительно - по меньшей мере 1×104 или 1×105 КОЕ/мл, при воздействии кислорода, например, окружающего воздуха. Соответствующий способ описывают в примерах (см., например, таблицу 3). Если штамм не адаптирован, то посевы можно продолжать.All subcultures obtained at each stage of the method can be analyzed simultaneously to select the most adapted strain, or the subculture can be analyzed immediately after production to decide whether it is necessary to continue crops or not. If the subculture is not adapted, then crops should be continued, otherwise, if the strain is adapted, you can choose this strain and stop the implementation of the method (see, for example, figure 8). For example, the obtained subcultures can be analyzed for oxygen tolerance and if they exhibit the desired level of oxygen tolerance, for example, an increased (preferably significantly increased) level of oxygen tolerance compared to the corresponding control strain (for example, initial or parent strains) or sufficient level of stability (eg storage time) when exposed to oxygen (eg in ambient air), then the strain is adapted and can be selected. Oxygen tolerance can be measured by assessing the growth of microorganisms under aerobic conditions (eg, exposure to ambient air). For example, it is possible to measure the number of colony forming units (CFU) if the strains are exposed to oxygen, for example in the form of a CFU/ml measurement. Example adapted (oxygen tolerant) strains will have at least 1×10 2 or 1×10 3 cfu/ml, preferably at least 1×10 4 or 1×10 5 cfu/ml, when exposed to oxygen, e.g. ambient air. The corresponding method is described in the examples (see, for example, table 3). If the strain is not adapted, then crops can be continued.

Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения начальные условия выбирают из одного или нескольких, или всех, из: 8 мМ цистеина (или эквивалентной концентрации альтернативного антиоксиданта), 0 мМ цистина (или альтернативного окисленного варианта), приложенного напряжения 0,1 В и нулевого или низкого притока кислорода. В таких вариантах осуществления поэтапные изменения можно продолжать до достижения одного или нескольких, или всех, из: минимальной концентрации цистеина 3 мМ (или эквивалентной концентрации альтернативного антиоксиданта), максимальной концентрации цистина 5 мМ (или эквивалентной концентрации альтернативного окисленного варианта), максимального приложенного напряжения 0,6 В и высокого притока кислорода.Thus, in preferred embodiments of the invention, the initial conditions are selected from one or more, or all, of: 8 mM cysteine (or an equivalent concentration of an alternative antioxidant), 0 mM cystine (or an alternative oxidized variant), an applied voltage of 0.1 V, and zero or low oxygen supply. In such embodiments, incremental changes can be continued until one or more, or all, of: a minimum cysteine concentration of 3 mM (or an equivalent alternative antioxidant concentration), a maximum cystine concentration of 5 mM (or an equivalent concentration of an alternative oxidized variant), a maximum applied voltage of 0 .6 V and high oxygen supply.

Таким образом, в предпочтительных способах по изобретению приложенное напряжение не превышает 0,6 В, и/или концентрация цистеина составляет не менее 3 мМ, и/или концентрация цистина не превышает 5 мМ, и/или концентрацию растворенного кислорода в среде для культивирования поддерживают на уровне сублетальной концентрации.Thus, in the preferred methods of the invention, the applied voltage does not exceed 0.6 V and/or the cysteine concentration is not less than 3 mM and/or the cystine concentration does not exceed 5 mM and/or the concentration of dissolved oxygen in the culture medium is maintained at sublethal concentration.

Как видно из представленного выше описания, в некоторых вариантах осуществления изобретения после завершения поэтапных изменений способ включает одну или несколько дополнительных стадий культивирования (субкультивирования) указанных микроорганизмов в конечных (оптимизированных или постоянных) условиях приложенного напряжения, диффузии кислорода (притока кислорода или концентрации кислорода) и соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта, достигаемых после поэтапных изменений (см., например, фигуру 8).As can be seen from the above description, in some embodiments of the invention, after completion of the stepwise changes, the method includes one or more additional stages of cultivation (subculturing) of these microorganisms in the final (optimized or constant) conditions of applied voltage, oxygen diffusion (oxygen influx or oxygen concentration) and ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations achieved after incremental changes (see, for example, figure 8).

В других вариантах осуществления способ дополнительно включает последующие стадии, на которых осуществляют дальнейшие поэтапные изменения (см., например, фигуру 5).In other embodiments, the implementation of the method further includes subsequent stages, which carry out further phased changes (see, for example, figure 5).

Количество стадий поэтапных изменений, подлежащих осуществлению, может определять специалист в этой области посредством мониторинга поведения микроорганизмов или скрининга микроорганизмов (например, как представлено где-либо в настоящем описании) в то время, как они проходят адаптацию. Например, предпочтительные варианты осуществления способов по настоящему изобретению могут включать до 5 или 6 стадий поэтапных изменений, например, 3, 4, 5 или 6 стадий поэтапных изменений или по меньшей мере 5 стадий поэтапных изменений, например, до 10 стадий поэтапных изменений, например 7, 8, 9 или 10 стадий.The number of incremental steps to be implemented can be determined by one skilled in the art by monitoring the behavior of the microorganisms or screening the microorganisms (eg, as described elsewhere herein) while they are being adapted. For example, preferred embodiments of the methods of the present invention may include up to 5 or 6 steps, such as 3, 4, 5, or 6 steps, or at least 5 steps, such as up to 10 steps, such as 7 , 8, 9 or 10 stages.

Общее количество стадий, например стадий культивирования (включая стадии поэтапных изменений и стадии, подлежащие осуществлению в постоянных или оптимизированных условиях), для достижения адаптации анаэробных микроорганизмов и селекции более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмов может определять специалист в этой области посредством мониторинга поведения микроорганизмов или скрининга микроорганизмов (например, как представлено где-либо в настоящем описании) в то время, как они проходят адаптацию. Например, предпочтительные варианты осуществления способов по настоящему изобретению могут включать до 6, 7, 8, 9, 10 или 12 стадий или до 15, 20, 25, 30 или 35 стадий.The total number of steps, e.g. cultivation steps (including step change steps and steps to be carried out under constant or optimized conditions), to achieve adaptation of anaerobic microorganisms and selection of more oxygen tolerant anaerobic microorganisms can be determined by one skilled in the art by monitoring the behavior of microorganisms or screening microorganisms (for example, as presented elsewhere in the present description) while they are being adapted. For example, preferred embodiments of the methods of the present invention may include up to 6, 7, 8, 9, 10, or 12 steps, or up to 15, 20, 25, 30, or 35 steps.

В способах, включающих стадии культивирования, подлежащие осуществлению в постоянных или оптимизированных условиях, количество стадий, например, стадий культивирования, подлежащих осуществлению, может определять специалист в этой области посредством мониторинга поведения микроорганизмов или скрининга микроорганизмов (например, как представлено где-либо в настоящем описании) в то время, как они проходят адаптацию. Например, предпочтительные варианты осуществления способов по настоящему изобретению могут включать до 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 12 стадий или до 15, 20, 25, 30 или 35 стадий, осуществляемых в постоянных или оптимизированных условиях.In methods involving culture steps to be carried out under constant or optimized conditions, the number of steps, e.g., culture steps to be carried out, can be determined by one skilled in the art by monitoring the behavior of microorganisms or screening microorganisms (e.g., as described elsewhere herein). ) while they are undergoing adaptation. For example, preferred embodiments of the methods of the present invention may include up to 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or 12 steps, or up to 15, 20, 25, 30, or 35 steps, performed under constant or optimized conditions.

В некоторых вариантах осуществления адаптации анаэробных микроорганизмов и селекции более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмов можно достигать к концу этих стадий, осуществляемых в постоянных или оптимизированных условиях (или фактически иногда к концу стадий поэтапных изменений). Таким образом, специалист в этой области легко может определять количество таких стадий, подлежащих осуществлению, например, посредством мониторинга достижения значительной, или достаточной, или максимальной адаптации (толерантности к кислороду).In some embodiments, adaptation of the anaerobic microorganisms and selection of more oxygen tolerant anaerobic microorganisms can be achieved by the end of these stages performed under constant or optimized conditions (or in fact, sometimes by the end of the step change stages). Thus, a person skilled in the art can easily determine the number of such steps to be carried out, for example, by monitoring the achievement of a significant, or sufficient, or maximum adaptation (tolerance to oxygen).

Способ также можно использовать для получения адаптированного и выбранного штамма (например, для получения или выращивания микроорганизма, выбранного этим способом). В таких способах условия культивирования сохраняют постоянными в оптимальных условиях, например, оптимизированных (или постоянных) условиях, определенных описанными выше способами по изобретению, например, 3 мМ антиоксиданта, 5 мМ окисленного варианта, 0,6 В и 0,2 нмоль⋅мл-1мин-1. Это приводит к высокому выходу выбранного бактериального штамма.The method can also be used to obtain an adapted and selected strain (for example, to obtain or grow a microorganism selected by this method). In such methods, culturing conditions are kept constant under optimal conditions, for example, optimized (or constant) conditions defined by the methods of the invention described above, for example, 3 mM antioxidant, 5 mM oxidized variant, 0.6 V and 0.2 nmol⋅ml - 1 min -1 . This results in a high yield of the selected bacterial strain.

Способ, в частности, осуществляют в биореакторе под названием "Имитационная модель окисления-восстановления в кишечнике человека" (SHIRM), фигура 4a, b и c. В SHIRM двойного оксидативного стресса достигают посредством внешнего напряжения (приложенного напряжения) и диффузии кислорода (притока кислорода) и окислительно-восстановительный потенциал/окислительно-восстановительный статус системы контролируют с помощью пары антиоксидант/окисленный вариант. Т.к. кислород летален для культивируемых организмов, растворенный кислород будет повышаться, но сохраняться на уровне сублетальной концентрации, в то время как поэтапное изменение соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта используют для коррекции окислительно-восстановительного статуса среды (см., например, фигуру 5 или фигуру 8, на которых представлены примеры концентраций цистеина/цистина, которые легко можно адаптировать к другим парам антиоксидант/окисленный вариант). Оксидативный стресс посредством приложенного напряжения и диффузии кислорода повышает толерантность бактерий к окислительной среде, и клетки повторно подвергают воздействию новых оксидативных условий (например, фигура 5 или фигура 8). Адаптированные или улучшенные штаммы подвергают скринингу на толерантность к кислороду. Штаммы также можно подвергать скринингу на метаболические характеристики, такие как профиль жирных кислот (например, продукция бутирата в случае бутират-продуцирующих бактерий, таких как Faecalibacterium prausnitzii), и оценке кинетики роста для селекции наиболее адаптированного штамма. Таким образом, адаптированные или улучшенные штаммы адаптируют для лучшей толерантности (например, чем у соответствующих начальных или родительских микроорганизмов) к кислород-содержащей среде или для лучшей толерантности к стрессовым условиям, таким как воздействие окружающего воздуха (оксидативный стресс) или, например, солей желчных кислот. Таким образом, если, например, штаммы представляют собой Faecalibacterium prausnitzii, выбирают штаммы, в которых метаболические характеристики, такие как продукция бутирата или других жирных кислот, сохраняют или улучшают, но штаммы демонстрируют улучшенную толерантность к кислороду (например, по сравнению с соответствующим начальным или родительским штаммом Faecalibacterium prausnitzii).The method is particularly carried out in a bioreactor called "Human Gut Redox Simulation Model" (SHIRM), Figures 4a, b and c. In SHIRM, dual oxidative stress is achieved by external voltage (applied voltage) and oxygen diffusion (oxygen influx) and the redox potential/redox status of the system is controlled by the antioxidant/oxidized variant pair. Because oxygen is lethal to cultured organisms, dissolved oxygen will increase but remain at a sub-lethal concentration, while a stepwise change in the ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations is used to correct the redox status of the environment (see, for example, figure 5 or figure 8, which provide examples of cysteine/cystine concentrations that can easily be adapted to other antioxidant/oxidized variant pairings). Oxidative stress, through applied voltage and oxygen diffusion, increases the bacteria's tolerance to the oxidative environment, and the cells are re-exposed to new oxidative conditions (eg, figure 5 or figure 8). Adapted or improved strains are screened for oxygen tolerance. Strains can also be screened for metabolic characteristics such as fatty acid profile (e.g. butyrate production in the case of butyrate-producing bacteria such asFaecalibacterium prausnitzii), and evaluation of growth kinetics for selection of the most adapted strain. Thus, adapted or improved strains are adapted for better tolerance (e.g. than that of the respective parent or parent organisms) to an oxygen-containing environment or for better tolerance to stressful conditions such as exposure to ambient air (oxidative stress) or, for example, bile salts. acids. Thus, if, for example, the strains areFaecalibacterium prausnitzii,choose strains in which metabolic characteristics, such as production of butyrate or other fatty acids, are retained or improved, but the strains exhibit improved oxygen tolerance (e.g., compared to the corresponding initial or parental strainFaecalibacterium prausnitzii).

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу адаптации анаэробных микроорганизмов и селекции относительно более толерантных к кислороду анаэробных микроорганизмов, где микроорганизмы культивируют с использованием комбинации поэтапной двойной индукции оксидативного стресса посредством приложенного напряжения и диффузии кислорода и поэтапного изменения соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса.In a preferred embodiment, the present invention relates to a method for adaptation of anaerobic microorganisms and selection of relatively more oxygen tolerant anaerobic microorganisms, where the microorganisms are cultured using a combination of stepwise dual induction of oxidative stress by applied voltage and oxygen diffusion and stepwise change in the concentration ratio of antioxidant/oxidized variant to correct redox status.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ адаптации анаэробных микроорганизмов к кислороду осуществляют с использованием биореактора под названием "Имитационная модель окисления-восстановления в кишечнике человека" (SHIRM), и он включает, в качестве неограничивающих примеров, следующие стадии:In another preferred embodiment, the method for adapting anaerobic microorganisms to oxygen is carried out using a bioreactor called the Human Gut Redox Simulation Model (SHIRM) and includes, but is not limited to, the following steps:

a) Посев отдельной колонии бактерий в среды для культивирования (как известно в этой области), включающие подходящие медиаторы окисления-восстановления и восстановители для защиты бактериальных клеток от летальных концентраций кислорода и для имитации окислительно-восстановительной среды кишечника.a) Inoculation of a single colony of bacteria in culture media (as is known in the art) including suitable redox mediators and reducing agents to protect the bacterial cells from lethal oxygen concentrations and to mimic the redox environment of the gut.

b) Когда культура достигает поздней экспоненциальной фазы, одну часть культуры можно использовать для анализа, а другую часть можно использовать для возможного пересева в реактор SHIRM.b) When the culture reaches the late exponential phase, one part of the culture can be used for analysis and the other part can be used for possible passage to the SHIRM reactor.

c) Посев культуры в реакторе SHIRM, содержащем те же среды для культивирования, которые использовали при первичном выделении и рутинном культивировании бактериального штамма. Среда для выращивания теперь имеет название "среда для культивирования Shirm Bed" (SBCM).c) Inoculation of the culture in a SHIRM reactor containing the same culture media used in the primary isolation and routine culture of the bacterial strain. The growth medium is now called "Shirm Bed Culture Medium" (SBCM).

I. Концентрация восстановителя/антиоксиданта, в качестве неограничивающих примеров, цистеина, глутатиона, аскорбиновой кислоты, дитиотреитола и галловой кислоты, снижена и сбалансирована эквивалентным количеством соответствующего "окисленного варианта", в качестве неограничивающих примеров, цистина, окисленного глутатиона, дегидроаскорбата, окисленного дитиотреитола и окисленной галловой кислоты.I. The concentration of the reducing agent/antioxidant, as non-limiting examples, cysteine, glutathione, ascorbic acid, dithiothreitol and gallic acid, reduced and balanced by an equivalent amount of the corresponding "oxidized variant", as non-limiting examples, cystine, oxidized glutathione, dehydroascorbate, oxidized dithiothreitol and oxidized gallic acid.

II. Приложенные электрические окислительные потенциалы поддерживают посредством внешнего напряжения, например, на аноде из графита, графитового войлока, или углеродного войлока, или углеродного волокна с помощью потенциостата. Цепь замыкают, например, соединяя катодную камеру с одним боковым ответвлением анодной камеры, разделенной протонообменной мембраной.II. The applied electrical oxidation potentials are maintained by means of an external voltage, for example on an anode made of graphite, graphite felt, or carbon felt, or carbon fiber by means of a potentiostat. The circuit is closed, for example, by connecting the cathode chamber to one side branch of the anode chamber, separated by a proton exchange membrane.

III. Приток кислорода контролируют, соединяя кислородный фидер с другим боковым ответвлением анодной камеры, разделенной переменной перегородкой, имеющей разные константы диффузии кислорода. Текущий приток кислорода измеряют, например, с помощью датчика растворенного кислорода Кларка, см. фигуру 4A.III. The influx of oxygen is controlled by connecting an oxygen feeder to another side branch of an anode chamber separated by a variable baffle having different oxygen diffusion constants. The current influx of oxygen is measured, for example, using a dissolved oxygen sensor Clark, see figure 4A.

IV. Приток кислорода поддерживают, продувая кислородный фидер чистым газообразным кислородом или воздухом, и достигают желаемых концентраций растворенного кислорода, следуя закону растворимости газов Генри. Затем растворенный кислород диффундирует через кислородный фидер в анодную камеру.IV. The supply of oxygen is maintained by flushing the oxygen feeder with pure oxygen gas or air, and the desired dissolved oxygen concentrations are achieved following Henry's gas solubility law. The dissolved oxygen then diffuses through the oxygen feeder into the anode chamber.

V. Кроме того, приток кислорода контролируют, изменяя объем слоя кислородного фидера. Кислородный фидер также можно удалять, чтобы сделать возможной прямую диффузию кислорода в анодную камеру.V. In addition, the oxygen supply is controlled by changing the volume of the oxygen feeder bed. The oxygen feeder can also be removed to allow direct diffusion of oxygen into the anode chamber.

VI. Мембранную перегородку между анодной камерой и кислородным фидером можно дополнительно покрывать муциновым агаром, чтобы сделать возможной лучше контролируемую диффузию кислорода из кислородного фидера в анодную камеру.VI. The membrane wall between the anode chamber and the oxygen feeder can be further coated with mucin agar to allow better controlled diffusion of oxygen from the oxygen feeder into the anode chamber.

VII. SHIRM содержит среды для культивирования Shirm Bed (SBCM), продуваемые не содержащим кислород азотом для удаления растворенного кислорода.VII. SHIRM contains Shirm Bed Culture Media (SBCM) purged with oxygen-free nitrogen to remove dissolved oxygen.

VIII. Биореактор SHIRM включен до достижения культурой стационарной фазы.VIII. The SHIRM bioreactor is turned on until the culture reaches the stationary phase.

d) Одну часть первой субкультуры используют для посева в реактор SHIRM.d) One part of the first subculture is used for inoculation in the SHIRM reactor.

e) Начинают пересев в реактор SHIRM, имея поэтапно сниженную концентрацию антиоксиданта, повышенную концентрацию окисленного варианта и повышенное приложенное напряжение (максимум 0,6 В). Меньшее количество антиоксиданта будет удалять меньше кислорода, таким образом, будет доступно больше кислорода, и клетки испытают больше оксидативного стресса. Кислородный фидер дополнительно регулирует диффузию или приток кислорода.e) Start transferring to the SHIRM reactor having stepwise reduced antioxidant concentration, increased oxidized variant concentration, and increased applied voltage (maximum 0.6 V). Less antioxidant will remove less oxygen, so more oxygen will be available and the cells will experience more oxidative stress. The oxygen feeder additionally regulates the diffusion or influx of oxygen.

Эту стадию повторяют до снижения роста.This step is repeated until growth decreases.

f) Сохраняя все условия постоянными, повторяют пересевы и анализируют новую субкультуру на сравнительные метаболические характеристики, кинетику роста, стабильность и толерантность. Если результаты анализа являются удовлетворительными, то эту субкультуру выбирают, а если нет, то повторяют стадию f).f) Keeping all conditions constant, repeat passages and analyze the new subculture for comparative metabolic characteristics, growth kinetics, stability and tolerance. If the results of the analysis are satisfactory, then this subculture is selected, and if not, then step f) is repeated.

В таких способах каждую субкультуру можно анализировать до последующего пересева (или анализировать после каждой стадии), и прекращают осуществление способа, если штамм соответствующим образом адаптирован к кислороду. Затем выбирают этот штамм. В таких способах перед прекращением осуществления способа можно анализировать до приблизительно 30 субкультур или до приблизительно 10 субкультур (или другое количество субкультур, как представлено где-либо в настоящем описании).In such methods, each subculture can be assayed prior to subsequent subculture (or assayed after each step) and the process terminated if the strain is suitably adapted to oxygen. Then choose this strain. In such methods, up to about 30 subcultures, or up to about 10 subcultures (or other number of subcultures as described elsewhere herein), may be analyzed before terminating the method.

При необходимости, одну или несколько из указанных выше стадий можно использовать в любом из способов по изобретению, как представлено в настоящем описании.If necessary, one or more of the above stages can be used in any of the methods according to the invention, as presented in the present description.

В другом предпочтительном варианте осуществления получают приблизительно 30 субкультур (см., например, фигуру 5), или получают приблизительно 10 субкультур (см., например, фигуру 8), или получают любое количество субкультур (как представлено где-либо в настоящем описании), а затем все из них анализируют, чтобы найти наиболее подходящий штамм. Таким образом, не обязательно анализировать субкультуры после каждой стадии, вместо этого все анализы можно осуществлять одновременно, например, для оценки того, какая субкультура наиболее адаптирована или толерантна к кислороду. Способ адаптации анаэробных микроорганизмов к кислороду осуществляют с использованием биореактора под названием "Имитационная модель окисления-восстановления в кишечнике человека" (SHIRM), и он включает, в качестве неограничивающих примеров, следующие стадии:In another preferred embodiment, approximately 30 subcultures are obtained (see, for example, figure 5), or approximately 10 subcultures are obtained (see, for example, figure 8), or any number of subcultures are obtained (as presented elsewhere in the present description), and then all of them are analyzed to find the most suitable strain. Thus, it is not necessary to analyze subcultures after each stage, instead all analyzes can be carried out simultaneously, for example, to assess which subculture is most adapted or tolerant to oxygen. The method for adaptation of anaerobic microorganisms to oxygen is carried out using a bioreactor called "Human Gut Redox Simulation Model" (SHIRM), and it includes, as non-limiting examples, the following steps:

a) Посев отдельной колонии бактерий в общепринятые среды для культивирования, как известно в этой области, включающие подходящие медиаторы окисления-восстановления и восстановители для защиты бактериальных клеток от летальных концентраций кислорода и для имитации окислительно-восстановительной среды кишечника.a) Inoculation of a single colony of bacteria in conventional culture media, as known in the art, including suitable redox mediators and reducing agents to protect bacterial cells from lethal oxygen concentrations and to mimic the redox environment of the intestine.

b) Когда культура достигает поздней экспоненциальной фазы, одну часть культуры используют для посева в реактор SHIRM, а другую часть оставляют для анализа.b) When the culture reaches the late exponential phase, one part of the culture is used for inoculation in the SHIRM reactor and the other part is left for analysis.

c) Посев культуры в реактор SHIRM, содержащий те же среды для культивирования, которые использовали при первичном выделении и рутинном культивировании бактериального штамма. Среда для выращивания теперь имеет название "среда для культивирования Shirm Bed" (SBCM).c) Inoculation of the culture in a SHIRM reactor containing the same culture media used in the primary isolation and routine cultivation of the bacterial strain. The growth medium is now called "Shirm Bed Culture Medium" (SBCM).

I. Концентрация восстановителя/антиоксиданта, в качестве неограничивающих примеров, цистеина, глутатиона, аскорбиновой кислоты, дитиотреитола и галловой кислоты, снижена и сбалансирована эквивалентным количеством соответствующего "окисленного варианта", в качестве неограничивающих примеров, цистина, окисленного глутатиона, дегидроаскорбата, окисленного дитиотреитола и окисленной галловой кислоты.I. The concentration of the reducing agent/antioxidant, as non-limiting examples, cysteine, glutathione, ascorbic acid, dithiothreitol and gallic acid, reduced and balanced by an equivalent amount of the corresponding "oxidized variant", as non-limiting examples, cystine, oxidized glutathione, dehydroascorbate, oxidized dithiothreitol and oxidized gallic acid.

II. Приложенные электрические окислительные потенциалы поддерживают посредством внешнего напряжения, например, на аноде из графита, графитового войлока, или углеродного войлока, или углеродного волокна с помощью потенциостата. Цепь замыкают, например, соединяя катодную камеру с одним боковым ответвлением анодной камеры, разделенной протонообменной мембраной.II. The applied electrical oxidation potentials are maintained by means of an external voltage, for example on an anode made of graphite, graphite felt, or carbon felt, or carbon fiber by means of a potentiostat. The circuit is closed, for example, by connecting the cathode chamber to one side branch of the anode chamber, separated by a proton exchange membrane.

III. Приток кислорода контролируют, соединяя кислородный фидер с другим боковым ответвлением анодной камеры, разделенной переменной перегородкой, имеющей разные константы диффузии кислорода. Текущий приток кислорода измеряют, например, с помощью датчика растворенного кислорода Кларка, см. фигуру 4A.III. The influx of oxygen is controlled by connecting an oxygen feeder to another side branch of an anode chamber separated by a variable baffle having different oxygen diffusion constants. The current influx of oxygen is measured, for example, using a dissolved oxygen sensor Clark, see figure 4A.

IV. Приток кислорода поддерживают, продувая кислородный фидер чистым газообразным кислородом или воздухом, и достигают желаемых концентраций растворенного кислорода, следуя закону растворимости газов Генри. Затем растворенный кислород диффундирует через кислородный фидер в анодную камеру.IV. The supply of oxygen is maintained by flushing the oxygen feeder with pure oxygen gas or air, and the desired dissolved oxygen concentrations are achieved following Henry's gas solubility law. The dissolved oxygen then diffuses through the oxygen feeder into the anode chamber.

V. Кроме того, приток кислорода контролируют, изменяя объем слоя кислородного фидера. Кислородный фидер также можно удалять, чтобы сделать возможной прямую диффузию кислорода в анодную камеру.V. In addition, the oxygen supply is controlled by changing the volume of the oxygen feeder bed. The oxygen feeder can also be removed to allow direct diffusion of oxygen into the anode chamber.

VI. Мембранную перегородку между анодной камерой и кислородным фидером можно дополнительно покрывать муциновым агаром, чтобы сделать возможной лучше контролируемую диффузию кислорода из кислородного фидера в анодную камеру.VI. The membrane wall between the anode chamber and the oxygen feeder can be further coated with mucin agar to allow better controlled diffusion of oxygen from the oxygen feeder into the anode chamber.

VII. SHIRM содержит среды для культивирования Shirm Bed (SBCM), продуваемые несодержащим кислород азотом для удаления растворенного кислорода.VII. SHIRM contains Shirm Bed Culture Media (SBCM) purged with oxygen-free nitrogen to remove dissolved oxygen.

VIII. Затем SBCM, используемую для первого посева, можно обозначать как SBCM X,Y/VZ, где X относится к концентрации антиоксиданта (мМ), Y относится к концентрации окисленного варианта (мМ), и VZ относится к приложенному напряжению относительно Ag/AgCl (V). Биореактор SHIRM включен до достижения культурой стационарной фазы.VIII. The SBCM used for the first seed can then be referred to as SBCM X,Y/VZ, where X refers to the concentration of antioxidant (mM), Y refers to the concentration of the oxidized variant (mM), and VZ refers to applied voltage relative to Ag/AgCl (V). The SHIRM bioreactor is turned on until the culture reaches the stationary phase.

IX. Культуру, полученную после первой инкубации, можно обозначать как "популяция P1".IX. The culture obtained after the first incubation may be referred to as "population P1".

d) Следующий посев в реактор SHIRM начинают, имея сниженную концентрацию антиоксиданта, повышенную концентрацию окисленного варианта и повышенное приложенное напряжение. Меньшее количество антиоксиданта будет удалять меньше кислорода, таким образом, будет доступно больше кислорода, и клетки испытают больше оксидативного стресса. Кислородный фидер дополнительно регулирует диффузию или приток кислорода.d) The next seeding in the SHIRM reactor is started with a reduced antioxidant concentration, an increased oxidized variant concentration, and an increased applied voltage. Less antioxidant will remove less oxygen, so more oxygen will be available and the cells will experience more oxidative stress. The oxygen feeder additionally regulates the diffusion or influx of oxygen.

e) Пересевы продолжают до получения приблизительно 6-й субкультуры, см., например, фигуры 5 и 8 (когда комбинированный эффект антиоксидантов/медиаторов окисления-восстановления, притока кислорода и напряжения значительно влияет (снижает) на рост).e) Subcultures continue until about the 6th subculture is obtained, see for example Figures 5 and 8 (when the combined effect of antioxidants/redox mediators, oxygen supply and stress significantly affects (reduces) growth).

f) Приложенное напряжение, как правило, не будут повышать выше 0,6 В относительно Ag/AgCl из-за избытка напряжения. Более высокие потенциалы могут вызывать загрязнение электродов и, кроме того, летальное окисление цитохромов микроорганизмов, например, цитохром a3 имеет восстановительный потенциал приблизительно +0,385 В относительно SHE.f) The applied voltage will generally not be raised above 0.6 V with respect to Ag/AgCl due to excess voltage. Higher potentials can cause electrode fouling and, in addition, lethal oxidation of microbial cytochromes, for example cytochrome a3 has a reduction potential of approximately +0.385 V relative to SHE.

g) Сохраняя все условия постоянными, осуществляли повторные посевы до получения приблизительно 27-ой субкультуры (см., например, фигуру 5) или приблизительно 10-ой субкультуры (см., например, фигуру 8), более точного количества субкультур (для повышения вероятности адаптации) до адаптации штамма к условиям, при этом для каждой субкультуры использовали свежую среду.g) Keeping all conditions constant, repeated crops were made until about the 27th subculture (see, for example, figure 5) or about the 10th subculture (see, for example, figure 8), a more accurate number of subcultures (to increase the likelihood adaptation) to adaptation of the strain to the conditions, while fresh medium was used for each subculture.

h) После 27-ой субкультуры продолжали посевы до приблизительно 30-ой субкультуры, как показано на фигуре 5. Альтернативно, после 10-ой субкультуры посевы прекращали, как показано на фигуре 8.h) After the 27th subculture, seeding was continued until about the 30th subculture, as shown in figure 5. Alternatively, after the 10th subculture, the crops were stopped, as shown in figure 8.

i) При получении всех субкультур их анализируют на сравнительные метагеномные, метаболические характеристики, кинетику роста, стабильность и толерантность к оксидативному стрессу для выбора наиболее адаптированного штамма.i) Upon receipt of all subcultures, they are analyzed for comparative metagenomic, metabolic characteristics, growth kinetics, stability and tolerance to oxidative stress to select the most adapted strain.

При необходимости, одну или несколько из указанных выше стадий можно использовать в любом из способов по изобретению, как представлено в настоящем описании.If necessary, one or more of the above stages can be used in any of the methods according to the invention, as presented in the present description.

В еще одном варианте осуществления способ адаптации анаэробных микроорганизмов к кислороду осуществляют с использованием биореактора под названием "Имитационная модель окисления-восстановления в кишечнике человека" (SHIRM), и он включает, в качестве неограничивающих примеров, следующие стадии:In yet another embodiment, a method for adapting anaerobic microorganisms to oxygen is carried out using a bioreactor called the Human Gut Redox Simulation Model (SHIRM) and includes, but is not limited to, the following steps:

a) Посев отдельной колонии бактерий в общепринятые среды для культивирования, как известно в этой области. Цистеин используют для имитации окислительно-восстановительного потенциала толстого кишечника в среде для выращивания, а резазурин используют в качестве индикатора окисления-восстановления.a) Inoculation of a single colony of bacteria in conventional culture media, as is known in the art. Cysteine is used to mimic the redox potential of the colon in the growth medium, and resazurin is used as a redox indicator.

b) Когда культура достигает поздней экспоненциальной фазы, одну часть культуры используют для посева в реактор SHIRM, а другую часть оставляют для анализа.b) When the culture reaches the late exponential phase, one part of the culture is used for inoculation in the SHIRM reactor and the other part is left for analysis.

c) Посев культуры в реактор SHIRM, содержащем те же среды для культивирования, которые использовали при первичном выделении и рутинном культивировании бактериального штамма. Среда для выращивания теперь имеет название "среда для культивирования Shirm Bed" (SBCM).c) Inoculation of the culture in a SHIRM reactor containing the same culture media used in the primary isolation and routine cultivation of the bacterial strain. The growth medium is now called "Shirm Bed Culture Medium" (SBCM).

I. Концентрация восстановителя/антиоксиданта, цистеина, снижена и сбалансирована эквивалентным количеством соответствующего "окисленного варианта", цистина.I. The concentration of the reducing agent/antioxidant, cysteine, is reduced and balanced by an equivalent amount of the corresponding "oxidized variant", cystine.

II. Приложенные электрические окислительные потенциалы поддерживают посредством внешнего напряжения, например, на аноде из графита, графитового войлока, или углеродного войлока, или углеродного волокна с помощью потенциостата. Цепь замыкают, например, соединяя катодную камеру с одним боковым ответвлением анодной камеры, разделенной протонообменной мембраной.II. The applied electrical oxidation potentials are maintained by means of an external voltage, for example on an anode made of graphite, graphite felt, or carbon felt, or carbon fiber by means of a potentiostat. The circuit is closed, for example, by connecting the cathode chamber to one side branch of the anode chamber, separated by a proton exchange membrane.

III. Приток кислорода контролируют, соединяя кислородный фидер с другим боковым ответвлением анодной камеры, разделенной переменной перегородкой, имеющей разные константы диффузии кислорода. Текущий приток кислорода измеряют, например, с помощью датчика растворенного кислорода Кларка, см. фигуру 4A.III. The influx of oxygen is controlled by connecting an oxygen feeder to another side branch of an anode chamber separated by a variable baffle having different oxygen diffusion constants. The current influx of oxygen is measured, for example, using a dissolved oxygen sensor Clark, see figure 4A.

IV. Приток кислорода поддерживают, продувая кислородный фидер чистым газообразным кислородом или воздухом, и достигают желаемых концентраций растворенного кислорода, следуя закону растворимости газов Генри. Затем растворенный кислород диффундирует через кислородный фидер в анодную камеру.IV. The supply of oxygen is maintained by flushing the oxygen feeder with pure oxygen gas or air, and the desired dissolved oxygen concentrations are achieved following Henry's gas solubility law. The dissolved oxygen then diffuses through the oxygen feeder into the anode chamber.

V. Кроме того, приток кислорода контролируют, изменяя объем слоя кислородного фидера. Кислородный фидер также можно удалять, чтобы сделать возможной прямую диффузию кислорода в анодную камеру.V. In addition, the oxygen supply is controlled by changing the volume of the oxygen feeder bed. The oxygen feeder can also be removed to allow direct diffusion of oxygen into the anode chamber.

VI. Мембранную перегородку между анодной камерой и кислородным фидером можно дополнительно покрывать муциновым агаром, чтобы сделать возможной лучше контролируемую диффузию кислорода из кислородного фидера в анодную камеру.VI. The membrane wall between the anode chamber and the oxygen feeder can be further coated with mucin agar to allow better controlled diffusion of oxygen from the oxygen feeder into the anode chamber.

VII. SHIRM содержит SBCM, продуваемые не содержащим кислород азотом для удаления растворенного кислорода.VII. SHIRM contains SBCMs purged with oxygen-free nitrogen to remove dissolved oxygen.

VIII. Затем SBCM, используемую для первого посева, можно обозначать как SBCM 8,0/V0,1, где первый из показателей означает концентрацию цистеина, в то время как последний означает концентрацию цистина в мМ, и "V" означает приложенное напряжение относительно Ag/AgCl. Биореактор SHIRM включен до достижения культурой стационарной фазы при окислительном потенциале +100 мВ.VIII. The SBCM used for the first seeding can then be referred to as SBCM 8.0/V 0.1 where the former denotes the cysteine concentration while the latter denotes the cystine concentration in mM and "V" denotes the applied voltage against Ag/ AgCl. The SHIRM bioreactor is turned on until the culture reaches the stationary phase at an oxidative potential of +100 mV.

IX. Культуру, полученную после первой инкубации, можно обозначать как "популяция P1".IX. The culture obtained after the first incubation may be referred to as "population P1".

d) Следующий посев в реактор SHIRM начинают, имея сниженную концентрацию цистеина, повышенную концентрацию цистина и повышенное приложенное напряжение, см. фигуру 5 и фигуру 8. Меньшее количество антиоксиданта будет удалять меньше кислорода, таким образом, будет доступно больше кислорода, и клетки испытают больше оксидативного стресса. Кислородный фидер дополнительно регулирует диффузию или приток кислорода.d) The next seeding in the SHIRM reactor is started with a reduced cysteine concentration, an increased cystine concentration, and an increased applied voltage, see figure 5 and figure 8. Less antioxidant will remove less oxygen, thus more oxygen will be available and the cells will experience more oxidative stress. The oxygen feeder additionally regulates the diffusion or influx of oxygen.

e) Пересевы продолжают до получения приблизительно 6-ой субкультуры. На этой стадии концентрацию антиоксиданта снижают до 3 мМ, а концентрацию "окисленного варианта" повышают до 5 мМ, в то время как окислительный потенциал составляет 0,6 В (относительно Ag/AgCl). Потенциальное напряжение не будут повышать выше 0,6 В относительно Ag/AgCl из-за избытка напряжения. Более высокие потенциалы могут вызывать загрязнение электродов и, кроме того, летальное окисление цитохромов микроорганизмов, например, цитохром a3 имеет восстановительный потенциал приблизительно +0,385 В относительно SHE.e) Subcultures continue until about the 6th subculture is obtained. At this stage, the antioxidant concentration is reduced to 3 mM and the "oxidized variant" concentration is increased to 5 mM, while the oxidation potential is 0.6 V (relative to Ag/AgCl). The potential voltage will not be raised above 0.6 V with respect to Ag/AgCl due to excess voltage. Higher potentials can cause electrode fouling and, in addition, lethal oxidation of microbial cytochromes, for example cytochrome a3 has a reduction potential of approximately +0.385 V relative to SHE.

f) Сохраняя все условия постоянными, осуществляли повторные посевы до получения приблизительно 27-ой субкультуры (фигура 5) или 10-ой субкультуры (фигура 8), при этом для каждой субкультуры использовали свежую среду.f) Keeping all conditions constant, re-plating was carried out until about the 27th subculture (figure 5) or the 10th subculture (figure 8) was obtained, with fresh medium used for each subculture.

g) В ситуации, представленной на фигуре 5, после 27-ой субкультуры продолжали посевы до приблизительно 30-ой субкультуры, как показано на фигуре 5. Альтернативно, например, как показано на фигуре 8, после 10-й субкультуры посевы прекращали.g) In the situation shown in figure 5, after the 27th subculture, the crops were continued until about the 30th subculture, as shown in figure 5. Alternatively, for example, as shown in figure 8, crops were stopped after the 10th subculture.

При необходимости, одну или несколько из указанных выше стадий можно использовать в любом из способов по изобретению, как представлено в настоящем описании.If necessary, one or more of the above stages can be used in any of the methods according to the invention, as presented in the present description.

Поэтапное изменение соотношения концентраций антиоксиданта/окисленного варианта для коррекции окислительно-восстановительного статуса соответствует уравнению Нернста. Далее представлен пример для окислительно-восстановительной пары цистеин/цистин:A stepwise change in the ratio of antioxidant/oxidized variant concentrations to correct the redox status corresponds to the Nernst equation. The following is an example for a cysteine/cystine redox pair:

Eh=Eo+RT/2Fln([Цистин]/[Цистеин]2) (a)E h =E o +RT/2Fln([Cystine]/[Cysteine] 2 ) (a)

Где:Where:

Eh=окислительно-восстановительный потенциал (В)E h= redox potential (V)

Eo=Стандартный окислительно-восстановительный потенциал пары цистин/цистеин=0,25 В при pH 7,4Eo=Standard redox potential of a pair of cystine/cysteine=0.25 V at pH 7.4

R= Универсальная газовая постоянная=8,31451 Дж K-1 моль-1 R= Universal gas constant=8.31451 J K -1 mol -1

F= Постоянная Фарадея=96,485 Кл/мольF= Faraday constant=96.485 C/mol

T=Абсолютная температура (K).T=Absolute temperature (K).

Значения окислительно-восстановительного потенциала (Eh), вычисленные для различных концентраций окислительно-восстановительной пары цистеин/цистин, представлены в таблице 1.The values of the redox potential (E h ) calculated for various concentrations of the redox pair of cysteine/cystine are presented in table 1.

Таблица 1Table 1

ЦистеинCysteine Цистинcystine Eh E h мМmm мВmV 7,27.2 0,40.4 -223-223 Насыщенная кислородом средаOxygenated environment 7,9957.995 0,0050.005 -283-283 Лишенная кислорода среда для выращивания, полученная посредством продувания азотомOxygen-deprived growth medium obtained by nitrogen purge 77 1one -211-211 66 22 -198-198 55 33 -188-188 4four 4four -178-178 33 55 -168-168 22 66 -155-155 1one 77 -135-135 0,010.01 8eight -13-13

4R-SH+O2→2R-SS-R+H2O (b)4R-SH+O 2 →2R-SS-R+H 2 O (b)

В соответствии с уравнением (b), 4 моля цистеина (R-SH) реагируют с одним молем кислорода с образованием 2 молей цистина (R-SS-R).According to equation (b), 4 moles of cysteine (R-SH) react with one mole of oxygen to form 2 moles of cystine (R-SS-R).

Концентрация растворенного кислорода в воде при 25°C составляет приблизительно 200 мкМ, и, если среду для выращивания не продувают азотом перед экспериментом, приблизительно 800 мкМ цистеина будут реагировать с 200 мкМ кислорода с образованием 400 мкМ цистина. Таким образом, в случае среды для выращивания, содержащей 8 мМ цистеина, будут наблюдать начальный окислительно-восстановительный потенциал приблизительно -223 мВ. Однако полное дегазирование кислорода в среде для выращивания с использованием несодержащего кислород азота приводит к окислительно-восстановительному потенциалу приблизительно -283 мВ, близкому к окислительно-восстановительному потенциалу просвета кишечника (приблизительно -300 мВ).The concentration of dissolved oxygen in water at 25°C is approximately 200 μM, and if the growth medium is not purged with nitrogen before the experiment, approximately 800 μM cysteine will react with 200 μM oxygen to form 400 μM cystine. Thus, in the case of a growth medium containing 8 mM cysteine, an initial redox potential of approximately -223 mV will be observed. However, complete degassing of oxygen in the growth medium using oxygen-free nitrogen results in a redox potential of approximately -283 mV, close to the redox potential of the intestinal lumen (approximately -300 mV).

Настоящее изобретение дополнительно относится к примерам адаптированных микроорганизмов, полученных способами по настоящему изобретению.The present invention further relates to examples of adapted microorganisms produced by the methods of the present invention.

Таким образом, дополнительный аспект изобретения относится к микроорганизму (адаптированному микроорганизму), например, штамму микроорганизма, полученному, получаемому, идентифицированному или выбранному способами по изобретению. Такие штаммы могут являться пробиотическим микроорганизмом или бактериальным штаммом. В рамках изобретения, термин "пробиотик" относится к микроорганизмам, приносящим пользу здоровью при их потреблении. Например, Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет пробиотики как "живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью носителя". Такие микроорганизмы или штаммы могут быть выделенными штаммами или чистыми культурами и не будут соответствовать природным микроорганизмам или штаммам, т.к. они подвергнуты способам адаптации по изобретению. Предпочтительными микроорганизмами или штаммами являются F. prausnitzii. Thus, a further aspect of the invention relates to a microorganism (adapted microorganism), for example, a strain of a microorganism obtained, obtained, identified or selected by the methods of the invention. Such strains may be a probiotic microorganism or a bacterial strain. In the context of the invention, the term "probiotic" refers to microorganisms conferring health benefits when consumed. For example, the Food and Agriculture Organization of the United Nations defines probiotics as "live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host." Such microorganisms or strains may be isolated strains or pure cultures and will not match natural microorganisms or strains, as they are subjected to the adaptation methods of the invention. Preferred microorganisms or strains are F. prausnitzii.

Примерами адаптированных штаммов, полученных и т.д. способами адаптации по настоящему изобретению, являются штаммы F. prausnitzii, обозначенные в настоящем описании как TCS1, OCS-1 и OCS-2. Эти штаммы депонированы в соответствии с Будапештским договором в DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) на 12 октября 2016 года под регистрационными номерами DSM 32380, DSM 32378 и DSM 32379, соответственно.Examples of adapted strains obtained, etc. adaptation methods of the present invention are strains of F. prausnitzii, referred to in the present description as TCS1, OCS-1 and OCS-2. These strains were deposited in accordance with the Budapest Treaty with the DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) on October 12, 2016 under registration numbers DSM 32380, DSM 32378 and DSM 32379 , respectively.

Микроорганизмы или штаммы, полученные и т.д. способами по изобретению (например, один или несколько депонируемых штаммов), могут иметь форму соединения (средства) или композиции, например, фармацевтического соединения или композиции или пищевого соединения или композиции.Microorganisms or strains obtained, etc. the methods of the invention (eg, one or more deposited strains) may be in the form of a compound (agent) or composition, eg, a pharmaceutical compound or composition or a nutritional compound or composition.

Таким образом, настоящее изобретение также относится к композиции или составу, содержащим:Thus, the present invention also relates to a composition or formulation comprising:

(i) микроорганизм или штамм, полученный, получаемый, идентифицированный или выбранный способом по изобретению, или микроорганизм или штамм по изобретению, иным образом определенный в настоящем описании (например, один или несколько депонируемых штаммов); и(i) a microorganism or strain obtained, produced, identified or selected by the method of the invention, or a microorganism or strain of the invention otherwise defined herein (eg, one or more deposit strains); and

(ii) по меньшей мере один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из носителя, дилюента или эксципиента (например, фармацевтически приемлемого носителя, дилюента или эксципиента), продукта питания, или пищевой добавки, или дополнительного терапевтического или пищевого средства. Таким образом, указанные композиции можно составлять в виде фармацевтических композиций или пищевых композиций, например, пищевого продукта.(ii) at least one additional component selected from the group consisting of a carrier, diluent, or excipient (eg, a pharmaceutically acceptable carrier, diluent, or excipient), a food or nutritional supplement, or an additional therapeutic or nutritional agent. Thus, said compositions can be formulated as pharmaceutical compositions or as food compositions, for example as a food product.

Настоящее изобретение также относится к терапевтическому применению микроорганизмов, штаммов, композиций и составов по изобретению, как определено в настоящем описании (например, одного или нескольких депонируемых штаммов).The present invention also relates to the therapeutic use of microorganisms, strains, compositions and compositions according to the invention, as defined in the present description (for example, one or more deposited strains).

Подходящий способ введения и состав микроорганизмов, штаммов, композиций, составов и т.д. выбирают в зависимости от локализации заболевания. Предпочтительными способами введения являются пероральный или ректальный, однако, в равной степени могут подходить внутривенные или внутримышечные инъекции.Suitable route of administration and composition of microorganisms, strains, compositions, formulations, etc. selected depending on the location of the disease. Preferred routes of administration are oral or rectal, however, intravenous or intramuscular injections may be equally suitable.

Специалист в этой области легко может выбирать или определять подходящие дозы микроорганизмов, штаммов, композиций и составов по изобретению, как определено в настоящем описании, в зависимости от нарушения, подлежащего лечению, способа введения и рассматриваемого состава. Например, дозу и схему введения выбирают таким образом, что микроорганизмы, штаммы, композиции или составы по изобретению, вводимые индивидууму, могут приносить терапевтическую пользу или пользу здоровью. Например, можно использовать суточные дозы микроорганизмов от 104 до 1012, например, от 105 до 1010, или от 106 до 108, или от 108 до 1010 КОЕ бактерий.A person skilled in the art can readily select or determine appropriate dosages of the microorganisms, strains, compositions and formulations of the invention as defined herein, depending on the disorder being treated, the route of administration and the formulation in question. For example, the dosage and administration schedule is chosen such that the microorganisms, strains, compositions, or compositions of the invention administered to an individual can provide a therapeutic or health benefit. For example, you can use daily doses of microorganisms from 10 4 to 10 12 , for example, from 10 5 to 10 10 , or from 10 6 to 10 8 , or from 10 8 to 10 10 cfu of bacteria.

Таким образом, настоящее изобретение относится к продуктам, или композициям, или составам, или наборам, содержащим более толерантные к кислороду анаэробные микроорганизмы, полученные и т.д. способами по настоящему изобретению или иным образом определенные в настоящем описании. Преимущественно, такие продукты имеют увеличенный срок годности или более длительное время хранения.Thus, the present invention relates to products or compositions or compositions or kits containing more oxygen-tolerant anaerobic microorganisms obtained from etc. methods of the present invention or otherwise defined in the present description. Advantageously, such products have an extended shelf life or a longer shelf life.

Предпочтительные продукты или композиции содержат замороженные, лиофилизированные или высушенные бактерии (также см. примеры) и, предпочтительно, имеют формат однократной дозы, например, капсулы, таблетки или геля. Подходящие дозы (например, в форме количества бактерий или КОЕ) для применения в таких продукта, и т.д. описывают где-либо в настоящем описании и в примерах. В такие продукты также можно включать другие компоненты и т.д., например, консерванты (например, глицерин), стабилизаторы, гелеобразующие средства и/или криопротекторы. В некоторых вариантах осуществления такие дополнительные компоненты являются неприродными средствами.Preferred products or compositions contain frozen, lyophilized or dried bacteria (see also examples) and are preferably in a single dose format such as capsules, tablets or gels. Appropriate doses (eg, in the form of bacterial counts or CFUs) for use in such a product, etc. described elsewhere in the present description and in the examples. Such products may also include other ingredients, etc., such as preservatives (eg glycerol), stabilizers, gelling agents and/or cryoprotectants. In some embodiments, such additional components are non-natural agents.

Если в настоящем описании упоминают сниженные концентрации, уровни или рост, то, предпочтительно, такое снижение (и, фактически, другое снижение или отрицательные эффекты, как указано где-либо в настоящем описании) является измеряемым снижением, более предпочтительно - значительным снижением, предпочтительно - статистически значимым снижением, например, с вероятностью ≤0,05, при сравнении с соответствующим уровнем или значением.If reduced concentrations, levels, or increases are mentioned herein, then preferably, such reduction (and, in fact, other reduction or negative effects, as indicated elsewhere in the present description) is a measurable decrease, more preferably a significant decrease, preferably - a statistically significant decrease, for example, with a probability of ≤0.05, when compared with the corresponding level or value.

Если в настоящем описании упоминают повышенные концентрации, уровни, напряжение, толерантность или рост и т.д., например, поэтапное повышение, или повышение оксидативного стресса, притока кислорода (или диффузии или концентрации), или толерантности к кислороду, то, предпочтительно, такое повышение (и, фактически, другое повышение или положительные эффекты, как указано где-либо в настоящем описании), является измеряемым повышением, более предпочтительно - значительным повышением, предпочтительно - статистически значимым повышением, например, с вероятностью ≤0,05, при сравнении с соответствующим уровнем или значением.When reference is made herein to increased concentrations, levels, tension, tolerance or growth, etc., such as a stepwise increase or increase in oxidative stress, oxygen influx (or diffusion or concentration), or oxygen tolerance, then preferably such the increase (and indeed other increase or benefits as defined elsewhere herein) is a measurable increase, more preferably a significant increase, preferably a statistically significant increase, e.g. appropriate level or value.

Фактически, если в настоящем описании приведены значительные изменения, предпочтительно, чтобы такие изменения являлись статистически значимыми изменениями, например, с вероятностью ≤0,05, при сравнении с соответствующим уровнем или значением.In fact, if significant changes are given in the present description, it is preferred that such changes are statistically significant changes, for example, with a probability of ≤0.05, when compared with the corresponding level or value.

Далее следуют некоторые примеры изобретения, предназначенные не для ограничения изобретения в настоящем описании, а для подробной демонстрации практических примеров того, как можно использовать изобретение.The following are some examples of the invention, intended not to limit the invention in the present description, but to demonstrate in detail practical examples of how the invention can be used.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Адаптация анаэробного микроорганизма к окисленной средеAdaptation of anaerobic microorganism to an oxidized environment

Штамм Faecalibacterium prausnitzii выделяли из экскрементов здорового добровольца микробиологическим способом чистой культуры в строгих анаэробных условиях (5% H2, 15%CO2 и 80% N2), используя камеру от Coy, и называли его FBT-22 (DSM 32186). (FBT-22 депонирован в соответствии с Будапештским договором в DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) на 20 октября 2015 года под регистрационным номером DSM32186). Общепринятая среда для культивирования, используемая для выделения, содержит следующее (г/л); дрожжевой экстракт: 2,5; казитон: 10; глюкозу: 4,5; хлорид натрия: 0,9; гидроортофосфат калия: 0,45; дигидроортофосфат калия: 0,45; сульфат аммония: 1,32; бикарбонат натрия: 4 г; цистеин: 1, резазурин: 0,001; гемин: 0,01. Смесь витаминов содержит: 10 мкг биотина, 10 мкг кобаламина, 30 мкг p-аминобензойной кислоты, 50 мкг фолиевой кислоты и 150 мкг пиридоксамина. Конечные концентрации жирных кислот с короткой цепью (SCFA) в среде составляли 33 мМ ацетата, 9 мМ пропионата и по 1 мМ каждого из изобутирата, изовалерата и валерата. Все компоненты добавляли асептически, в то время как пробирки обрабатывали струей CO2. Термолабильные витамины стерилизовали фильтрацией с использованием фильтра 0,22 мкм и добавляли после автоклавирования среды для получения конечной концентрации 0,05 мкг⋅мл-1 тиамина и 0,05 мкг⋅мл-1 рибофлавина. Конечный pH среды доводили до 7,2±0,2 с использованием 1 Н NaOH или 1 Н HCl. Среды автоклавировали при 100 кПа, 121°C в течение 15 мин. Цистеин использовали для имитации окислительно-восстановительного потенциала толстого кишечника в среде для выращивания, и резазурин использовали в качестве индикатора окисления-восстановления. Посевной материал для биореактора SHIRM получали посредством посева отдельной колонии в 7 мл среды для культивирования. После 12-16 ч. инкубации при 37°C культура достигала поздней экспоненциальной фазы (OD600 ~0,7). Две пробирки с приблизительно 0,5 мл основной культуры хранили в 20% глицерине при -80°C и обозначали как FFR. Эти стоки FFR обозначали как FFR-M1.1 и FFR-M1.2. FFRM1.1 и напрямую высевали в 7 мл среды для культивирования без размораживания. Посевные материалы инкубировали анаэробно в течение 12-16 ч. при 37°C, когда культура достигала поздней экспоненциальной фазы (OD600 ~0,7), 2,5 мл культуры высевали в 250 мл биореактора SHIRM. Долю этой основной культуры сохраняли в двух экземплярах (как указано выше) и обозначали как FFR-M2.1 и FFR-M2.2. В случае любой контаминации или неудачи эксперимент можно продолжить с использованием соответствующих культур FFRM. Композиция среды для культивирования SHIRM Bed (SBCM) является такой же, как использовали для первичного выделения штамма FBT-22 (DSM 32186); впоследствии концентрацию цистеина снижали и сбалансировали эквивалентным количеством цистина. Приложенные электрические окислительные потенциалы поддерживали посредством внешнего напряжения на графитовом аноде (8,5 см × 0,25 см × 2,5 см) с помощью потенциостата. Цепь замыкали, соединяя катодную камеру с одним боковым ответвлением, разделенную протонообменной мембраной. Приток кислорода контролировали, соединяя кислородный фидер с анодной камерой, разделенной переменной перегородкой, имеющей разные постоянные диффузии кислорода. Текущий приток кислорода измеряли с использованием датчика растворенного кислорода Кларка. Приток кислорода контролируют, продувая кислородный фидер чистым кислородом, диффундирующим в анодную камеру через полупроницаемую мембрану. Коэффициенты диффузии (DOm) и постоянные переноса массы (KOm) кислорода для мембраны составляют 2,4×10-6 см2/с и 1,3×10-4см/с, соответственно. Кроме того, приток кислорода контролировали, изменяя объем слоя кислородного фидера, например, 250 мл или 100 мл, как показано на фигуре 6. Кислородный фидер также можно удалять, чтобы сделать возможной прямую диффузию кислорода в анодную камеру, как показано на фигуре 7. Покрытие мембранной перегородки муциновым агаром дополнительно позволяет контролировать диффузию кислорода в анодную камеру. Муциновый агар получали посредством растворения и автоклавирования следующих компонентов (г/л): агар: 2; NaCl: 8; KCl: 0,2; Na2HPO4: 1,42; KH2PO4: 0,24; муцин типа II: 5. Среды автоклавировали при 100 кПа, 121°C в течение 15 мин. SHIRM содержит SBCM, продуваемую не содержащим кислород азотом в течение 15 мин для удаления растворенного кислорода. Конечную концентрацию клеток в реакторе SHIRM доводили до приблизительно OD600 ~0,005.The Faecalibacterium prausnitzii strain was isolated from the feces of a healthy volunteer by microbiological pure culture under strict anaerobic conditions (5% H 2 , 15% CO 2 and 80% N 2 ) using a chamber from Coy and was named FBT-22 (DSM 32186). (FBT-22 was deposited in accordance with the Budapest Treaty with DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) on October 20, 2015 under registration number DSM32186). The conventional culture medium used for isolation contains the following (g/L); yeast extract: 2.5; caseton: 10; glucose: 4.5; sodium chloride: 0.9; potassium hydrogen orthophosphate: 0.45; potassium dihydrogen orthophosphate: 0.45; ammonium sulfate: 1.32; sodium bicarbonate: 4 g; cysteine: 1, resazurin: 0.001; hemin: 0.01. The Vitamin Blend contains: 10mcg biotin, 10mcg cobalamin, 30mcg p-aminobenzoic acid, 50mcg folic acid, and 150mcg pyridoxamine. The final concentrations of short chain fatty acids (SCFA) in the medium were 33 mM acetate, 9 mM propionate and 1 mM each of isobutyrate, isovalerate and valerate. All components were added aseptically while the tubes were blasted with CO 2 . Heat-labile vitamins were sterilized by filtration using a 0.22 μm filter and added after autoclaving the medium to obtain a final concentration of 0.05 μg.ml -1 thiamine and 0.05 μg.ml -1 riboflavin. The final pH of the medium was adjusted to 7.2±0.2 using 1N NaOH or 1N HCl. The media were autoclaved at 100 kPa, 121°C for 15 min. Cysteine was used to mimic the redox potential of the colon in the growth medium, and resazurin was used as a redox indicator. The inoculum for the SHIRM bioreactor was prepared by seeding a single colony in 7 ml of culture medium. After 12-16 hours of incubation at 37°C, the culture reached a late exponential phase (OD 600 ~0.7). Two tubes with approximately 0.5 ml of the main culture were stored in 20% glycerol at -80°C and were designated as FFR. These FFR stocks were referred to as FFR-M1.1 and FFR-M1.2. FFRM1.1 and directly inoculated into 7 ml culture medium without thawing. Seeds were incubated anaerobically for 12-16 hours at 37° C. when the culture reached the late exponential phase (OD 600 ~0.7), 2.5 ml of culture was seeded in a 250 ml SHIRM bioreactor. A proportion of this main culture was kept in duplicate (as above) and designated as FFR-M2.1 and FFR-M2.2. In the event of any contamination or failure, the experiment can be continued using appropriate FFRM cultures. The composition of the SHIRM Bed culture medium (SBCM) is the same as that used for the primary isolation of the FBT-22 strain (DSM 32186); subsequently, the cysteine concentration was reduced and balanced with an equivalent amount of cystine. The applied electrical oxidation potentials were maintained by means of an external voltage across the graphite anode (8.5 cm x 0.25 cm x 2.5 cm) using a potentiostat. The circuit was closed by connecting the cathode chamber to one side branch, separated by a proton exchange membrane. The oxygen supply was controlled by connecting an oxygen feeder to an anode chamber separated by a variable partition having different oxygen diffusion constants. Current oxygen influx was measured using a Clark dissolved oxygen sensor. The influx of oxygen is controlled by flushing the oxygen feeder with pure oxygen diffusing into the anode chamber through a semi-permeable membrane. The diffusion coefficients (D Om ) and mass transfer constants (K Om ) of oxygen for the membrane are 2.4×10 -6 cm 2 /s and 1.3×10 -4 cm/s, respectively. In addition, the oxygen influx was controlled by varying the volume of the oxygen feeder bed, for example, 250 ml or 100 ml, as shown in figure 6. The oxygen feeder can also be removed to allow direct diffusion of oxygen into the anode chamber, as shown in figure 7. Coating membrane septa with mucin agar additionally allows you to control the diffusion of oxygen into the anode chamber. Mucin agar was obtained by dissolving and autoclaving the following components (g/l): agar: 2; NaCl: 8; KCl: 0.2; Na 2 HPO 4 : 1.42; KH2PO4 : 0.24 ; type II mucin: 5. Media autoclaved at 100 kPa, 121°C for 15 min. SHIRM contains SBCM purged with oxygen-free nitrogen for 15 minutes to remove dissolved oxygen. The final concentration of cells in the SHIRM reactor was adjusted to approximately OD 600 ~0.005.

Затем SBCM, используемую для первого посева FFR-M2.1, обозначали как SBCM 8,0/V0,1, где первый из показателей ("8") означает концентрацию цистеина (мМ), последний ("0") - концентрацию цистина (мМ), и "V" означает приложенное напряжение относительно Ag/AgCl. Каждый эксперимент будут начинать с нулевого притока кислорода, и кислород диффундирует из кислородного фидера с заранее определенной постоянной скоростью. Биореактор SHIRM был включен в течение 24 ч при 37°C до достижения культурой стационарной фазы при окислительном потенциале +100 мВ.The SBCM used for the first seeding of FFR-M2.1 was then designated as SBCM 8.0/V 0.1 where the first of the numbers ("8") is the cysteine concentration (mM), the last ("0") is the cystine concentration (mM), and "V" means the applied voltage relative to Ag/AgCl. Each experiment will start with zero oxygen influx and oxygen diffuses out of the oxygen feeder at a predetermined constant rate. The SHIRM bioreactor was turned on for 24 hours at 37°C until the culture reached the stationary phase at an oxidative potential of +100 mV.

Культуру, полученную после первой инкубации, можно обозначать как "популяция P1", и она имеет возраст приблизительно 5 поколений. Замороженные стоки из этой партии обозначали как FFR-P1.1 и FFR-P1.2. 2,5 мл FFR-P1.1 высевали в новый реактор SHIRM, содержащий SBCM 7,1/V0,2. Пересевы продолжали до получения 6-й субкультуры FFR-P6 и соответствующую FFR-P сохраняли на стадии каждой промежуточной субкультуры. На этой стадии концентрация цистеина снижалась до 3 мМ, и концентрация цистина повышалась до 5 мМ, в то время как окислительный потенциал составлял 600 мВ относительно Ag/AgCl. На этой стадии повторные посевы осуществляли до 27-ой субкультуры, сохраняя все условия постоянными, при этом для каждой субкультуры использовали свежую среду. После 27-ой субкультуры посевы продолжали до 30-й субкультуры, как показано на фигуре 5.The culture obtained after the first incubation can be referred to as the "P1 population" and is approximately 5 generations old. Frozen effluents from this batch were designated FFR-P1.1 and FFR-P1.2. 2.5 ml FFR-P1.1 was seeded into a new SHIRM reactor containing SBCM 7.1/V 0.2 . Subculturing continued until a 6th FFR-P6 subculture was obtained and the corresponding FFR-P was maintained at the stage of each intermediate subculture. At this stage, the cysteine concentration decreased to 3 mM and the cystine concentration increased to 5 mM while the oxidation potential was 600 mV relative to Ag/AgCl. At this stage, re-plating was carried out up to the 27th subculture, keeping all conditions constant, while fresh medium was used for each subculture. After the 27th subculture, seeding continued until the 30th subculture, as shown in Figure 5.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Селекция улучшенного штамма, адаптированного к окислительной средеSelection of an improved strain adapted to an oxidizing environment

Различные FFR-P из примера 1 анализируют для селекции штамма, адаптированного к окислительной среде и кислорода, который можно использовать для дальнейшего получения.Various FFR-Ps from Example 1 were analyzed to select a strain adapted to an oxidizing environment and oxygen that could be used for further production.

Анализ основан на сравнительных метагеномных, метаболических характеристиках, кинетике роста, стабильности и толерантности.The analysis is based on comparative metagenomic, metabolic characteristics, growth kinetics, stability and tolerance.

Сравнительную метаболическую характеризацию осуществляют посредством профилирования жирных кислот, более конкретно - продукции бутирата на различных пребиотиках, таких как инулин и резистентный крахмал.Comparative metabolic characterization is carried out by fatty acid profiling, more specifically butyrate production on various prebiotics such as inulin and resistant starch.

Сравнительную характеризацию кинетики роста, включающую выходы биомассы и скорость роста, осуществляют в нормальных средах для культивирования с солями желчных кислот и пребиотиками или без них.Comparative characterization of growth kinetics, including biomass yields and growth rates, is carried out in normal culture media with or without bile salts and prebiotics.

Сравнительную характеризацию стабильности и толерантности осуществляют в присутствие имитации жидкости желудка/имитации жидкости кишечника с ферментами или без них и воздействием окружающего воздуха в течение 30 мин.Comparative characterization of stability and tolerance is carried out in the presence of simulated gastric fluid/simulated intestinal fluid with or without enzymes and exposure to ambient air for 30 minutes.

Тестовый раствор (TS) имитации жидкости желудка получают в соответствии с руководствами Фармакопеи США (USP), растворяя 2,0 г хлорида натрия и 3,2 г очищенного пепсина (полученного из слизистой оболочки желудка свиньи, с активностью от 800 до 2500 единиц на мг белка) в 7,0 мл соляной кислоты и воде объемом до 1000 мл. Этот тестовый раствор имеет pH приблизительно 1,2.Simulated gastric fluid test solution (TS) is prepared according to USP guidelines by dissolving 2.0 g sodium chloride and 3.2 g purified pepsin (derived from porcine gastric mucosa, with an activity of 800 to 2500 units per mg protein) in 7.0 ml of hydrochloric acid and water up to 1000 ml. This test solution has a pH of approximately 1.2.

Тестовый раствор (TS) имитации жидкости кишечника в соответствии с USP получают, растворяя 6,8 г дигидроортофосфата калия в 250 мл воды, а затем добавляя 77 мл 0,2 Н гидроксида натрия и 500 мл воды. Добавляют 10,0 г панкератина и полученный раствор доводят до pH 6,8±0,1 с использованием 0,2 Н гидроксида натрия или 0,2 Н соляной кислоты и, в конечном итоге, разводят до 1000 мл.The test solution (TS) of simulated intestinal fluid according to USP is prepared by dissolving 6.8 g of potassium dihydrogen orthophosphate in 250 ml of water, and then adding 77 ml of 0.2 N sodium hydroxide and 500 ml of water. 10.0 g pankeratin is added and the resulting solution is adjusted to pH 6.8 ± 0.1 using 0.2 N sodium hydroxide or 0.2 N hydrochloric acid and finally diluted to 1000 ml.

Микробную топливную батарею и флавин-зависимое восстановление 5,5'-дитиобис-2-нитробензоата использовали для оценки экспрессии цитохромов в популяциях клеток FFR-M и FFR-P, в то время как активность диафоразы тестировали с использованием соли нитросинего тетразолия.Microbial fuel cell and flavin-dependent reduction of 5,5'-dithiobis-2-nitrobenzoate were used to evaluate cytochrome expression in FFR-M and FFR-P cell populations, while diaphorase activity was tested using nitrosine tetrazolium salt.

Выбирают наиболее адаптированный штамм.Choose the most adapted strain.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Дополнительный пример адаптации анаэробного микроорганизма к окисленной средеAdditional example of adaptation of an anaerobic microorganism to an oxidized environment

Следовали всем стадиям примера 1 до стадии получения культуры после первой инкубации, обозначенной как "популяция P1", возраст которой составляет приблизительно 5 поколений. Замороженные стоки из этой партии обозначали как FFR-P1.1 и FFR-P1.2. 2,5 мл FFR-P1.1 высевали в новый реактор SHIRM, содержащий SBCM 7,1/V0,2. Пересевы продолжали до 6-ой субкультуры, получая FFR-P6, и соответствующую FFR-P сохраняли на стадии каждой промежуточной субкультуры. На этой стадии концентрация цистеина снижалась до 3 мМ, и концентрация цистина повышалась до 5 мМ, в то время как окислительный потенциал составлял 600 мВ относительно Ag/AgCl.All steps of Example 1 were followed up to the stage of obtaining a culture after the first incubation, designated as "population P1", which is approximately 5 generations old. Frozen effluents from this batch were designated FFR-P1.1 and FFR-P1.2. 2.5 ml FFR-P1.1 was seeded into a new SHIRM reactor containing SBCM 7.1/V 0.2 . Subcultures continued to the 6th subculture, obtaining FFR-P6, and the corresponding FFR-P was maintained at the stage of each intermediate subculture. At this stage, the cysteine concentration decreased to 3 mM and the cystine concentration increased to 5 mM while the oxidation potential was 600 mV relative to Ag/AgCl.

Но в этом примере 3, по сравнению с примером 1, эту стадию повторных посевов осуществляли всего до 10-ой субкультуры, сохраняя все условия постоянными, при этом для каждой субкультуры использовали свежую среду, как показано на фигуре 8.But in this example 3, compared to example 1, this re-plating step was carried out up to the 10th subculture in total, keeping all conditions constant, with fresh medium used for each subculture, as shown in figure 8.

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Селекция улучшенного штамма из примера 3Selection of improved strain from example 3

Различные FFR-P из примера 3 анализируют для селекции штамма, адаптированного к окислительной среде и кислорода, который можно использовать для дальнейшего получения.Various FFR-Ps from Example 3 were analyzed to select a strain adapted to an oxidizing environment and oxygen that could be used for further production.

Селекция адаптированного штамма основана на следующих стадиях:The selection of an adapted strain is based on the following steps:

a. На каждой стадии, представленной на фигуре 8, отбирали аликвоту 100 мкл.a. At each stage shown in figure 8, an aliquot of 100 μl was taken.

b. Образец "стадии a" серийно разводили (до 103) в насыщенном воздухом фосфатно-солевом буфере (PBS), как показано на фигуре 9, и инкубировали в воздухонепроницаемых сосудах при температуре окружающей среды.b. The "step a" sample was serially diluted (up to 10 3 ) in air-saturated phosphate-buffered saline (PBS) as shown in Figure 9 and incubated in airtight vials at ambient temperature.

c. Сосуды помещали в анаэробную камеру и аликвотой 50 мкл высевали среду YCFAG (таблица 4).c. The vessels were placed in an anaerobic chamber and a 50 μl aliquot was seeded with YCFAG medium (Table 4).

d. Планшеты инкубировали анаэробно в течение 24-72 ч.d. The plates were incubated anaerobically for 24-72 hours.

e. После инкубации визуально оценивали количество жизнеспособных клеток.e. After incubation, the number of viable cells was visually assessed.

f. В зависимости от морфологического типа колоний, любой вариант, полученный после улучшения, выбирали и очищали классическим способом чистой культуры.f. Depending on the morphological type of the colonies, any variant obtained after improvement was selected and purified by the classical pure culture method.

g. Адаптированные штаммы проверяли на чистоту с помощью окрашивания по Граму.g. Adapted strains were checked for purity by Gram staining.

h. Пять адаптированных штаммов, выбранных на стадии f, обозначали как TCS1, LTCS, STCS, OCS-1 и OCS-2.h. The five adapted strains selected in step f were designated TCS1, LTCS, STCS, OCS-1 and OCS-2.

i. Подробности о выделенных адаптированных штаммах, включающие соответствующие условия и стадии выделения, представлены в таблице 2.i. Details of the isolated adapted strains, including the relevant conditions and isolation steps, are presented in Table 2.

j. Предварительная идентификация адаптированных штаммов основана на окрашивании по Граму, метаболическом фенотипировании (профилях жирных кислот с короткой цепью) и количественной ПЦР (qPCR) с использованием специфичных для F. prausnitzii праймеров.j. Preliminary identification of adapted strains is based on Gram stain, metabolic phenotyping (short chain fatty acid profiles) and quantitative PCR (qPCR) using F. prausnitzii -specific primers.

k. Идентификацию штаммов подтверждали с помощью секвенирования рибосомальной ДНК 16S.k. Strain identification was confirmed by 16S ribosomal DNA sequencing.

l. Толерантность к кислороду и стабильность адаптированных штаммов оценивали, как показано на фигуре 10. Соответствующие адаптированные штаммы анаэробно культивировали в среде YCFAG в течение 12-14 ч. и серийно разводили до 101, 102, 103, 104 и/или 105. 100 мкл или 50 мкл серийно разведенных культур высевали на чашках со средой YCFAG в двух параллелях. Один набор чашек инкубировали в анаэробных условиях, и он служил в качестве контроля, в то время как другой набор инкубировали аэробно в течение 20 мин. В течение 20 мин воздействия окружающего воздуха кислород полностью диффундирует в чашку с агаром, изменяя ее цвет на розовый. Индикатор окисления-восстановления, краситель резазурин, являющийся бесцветным в восстановленном состоянии, становится розовым после окисления. Это обеспечивает полную диффузию кислорода в культуральную среду в чашке. После соответствующих обработок, изображенных на фигуре 10, тестовые и контрольные чашки инкубировали в анаэробных условиях в течение 48-72 ч. и визуально оценивали количество жизнеспособных клеток.l. Oxygen tolerance and stability of the adapted strains were evaluated as shown in Figure 10. The respective adapted strains were anaerobically cultured in YCFAG medium for 12-14 hours and serially diluted to 10one, ten2, ten3, tenfour and/or 105. 100 µl or 50 µl of serially diluted cultures were plated on plates with YCFAG medium in two parallels. One set of plates was incubated under anaerobic conditions and served as a control, while the other set was incubated aerobically for 20 minutes. Within 20 minutes of exposure to ambient air, oxygen completely diffuses into the agar plate, changing its color to pink. The redox indicator, resazurin dye, which is colorless in the reduced state, turns pink upon oxidation. This ensures complete diffusion of oxygen into the culture medium in the dish. After the respective treatments shown in Figure 10, the test and control cups were incubated under anaerobic conditions for 48-72 hours and the number of viable cells was visually assessed.

m. После подтверждения штамма посредством секвенирования рибосомальной ДНК 16S, выбирали адаптированные штаммы F. prausnitzii TCS1, OCS-1 и OCS-2 с учетом их толерантности к кислороду, и их депонируют в соответствии с Будапештским договором в DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures,Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) под регистрационными номерами DSM 32380, DSM 32378 и DSM 32379, соответственно.m. After strain confirmation by 16S ribosomal DNA sequencing, adapted strains of F. prausnitzii TCS1, OCS-1 and OCS-2 were selected based on their oxygen tolerance and deposited in accordance with the Budapest Treaty at the DSMZ (Leibniz Institute DSMZ - German Collection of Microorganisms and Cell Cultures, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig, Germany) under accession numbers DSM 32380, DSM 32378 and DSM 32379, respectively.

n. Толерантность к кислороду штамма типа F. prausnitzii, родительского штамма и адаптированных штаммов приведена в таблице 3.n. The oxygen tolerance of the F. prausnitzii type strain, the parental strain, and the adapted strains are shown in Table 3.

Таблица 2: Выделенные адаптированные штаммы на различных циклахTable 2: Identified adapted strains in different cycles

Код штаммаStrain Code Полное названиеFull title Условия выделенияSelection conditions 1one TCS1TCS1 Полупрозрачные однородные колонииTranslucent homogeneous colonies 6-ой цикл 3,5/V0,6 (1:100)6th cycle 3.5/V 0.6 (1:100) 22 LTCSLTCS Крупные полупрозрачные однородные колонииLarge translucent homogeneous colonies 10-ый цикл 3,5/V0,6 (1:1000)10th cycle 3.5/V 0.6 (1:1000) 33 STCSSTCS Небольшие полупрозрачные однородные колонииSmall translucent uniform colonies 10-ый цикл 3,5/V0,6 (1:1000)10th cycle 3.5/V 0.6 (1:1000) 4four OCS-1OCS-1 Непрозрачные однородные колонииOpaque homogeneous colonies 10-ый цикл 3,5/V0,6 (1:10)10th cycle 3.5/V 0.6 (1:10) 55 OCS-2OCS-2 Непрозрачные однородные колонииOpaque homogeneous colonies 10-ый цикл 3,5/V0,6 (1:10)10th cycle 3.5/V 0.6 (1:10)

Таблица 3: Профили стабильности адаптированных штаммов после воздействия воздухаTable 3: Stability profiles of adapted strains after exposure to air

ОбработкаTreatment АнаэробнаяAnaerobic АэробнаяAerobic КОЕ/млcfu/ml Faecalibacterium prausnitzii A2-165 (DSM 17677) Faecalibacterium prausnitzii A2-165 (DSM 17677) 1,0E+0,81.0E+0.8 00 Faecalibacterium prausnitzii FBT-22 (DSM 32186) Faecalibacterium prausnitzii FBT-22 (DSM 32186) 1,5E+0,71.5E+0.7 00 Faecalibacterium prausnitzii TCS1 (DSM 32380) Faecalibacterium prausnitzii TCS1 (DSM 32380) 7,0E+0,77.0E+0.7 1,0E+031.0E+03 Faecalibacterium prausnitzii OCS1 (DSM 32378) Faecalibacterium prausnitzii OCS1 (DSM 32378) 6,5E+0,76.5E+0.7 1,0E+051.0E+05 Faecalibacterium prausnitzii OCS2 (DSM 32379) Faecalibacterium prausnitzii OCS2 (DSM 32379) 7,5E+0,77.5E+0.7 7,0E+057.0E+05

Таблица 4: среда YCFAG для F. prausnitzii Table 4: YCFAG medium for F. prausnitzii

г/лg/l КазитонKaziton 10ten Совместное автоклавированиеJoint autoclaving Дрожжевой экстрактyeast extract 2,52.5 NaClNaCl 0,90.9 K2HPO4 K2HPO4 _ 0,450.45 KH2PO4 KH2PO4 _ 0,450.45 NaHCO3 NaHCO3 4four CaCl2,2H2OCaCl 2, 2H 2 O 0,120.12 MgSO4,7H2OMgSO 4, 7H 2 O 0,090.09 Глюкоза Glucose 4,54.5 Ацетат натрияsodium acetate 2,72.7 цистеинcysteine 1one Аммоний сульфатammonium sulfate 1,321.32 РезазуринResazurin 0,0010.001 ГеминGemin 0,010.01 Витаминыvitamins мкг/лµg/l Добавление после автоклавированияAddition after autoclaving Биотин (B7)Biotin (B7) 10ten Стерилизация посредством фильтрацииSterilization by filtration Кобаламин (B12)Cobalamin (B12) 10ten PABAPABA 30thirty Фолиевая кислотаFolic acid 50fifty ПиридоксаминPyridoxamine 150150 Рибофлавин (B2)Riboflavin (B2) 50fifty Тиамин (B1)Thiamine (B1) 50fifty SCFASCFA мМmm Добавление после автоклавированияAddition after autoclaving пропионатpropionate 99 Стерилизация посредством фильтрацииSterilization by filtration изобутиратisobutyrate 1one изовалератisovalerate 22 валератvalerate 33

Скорректированный конечный pH составляет приблизительно 7,2.The adjusted final pH is approximately 7.2.

ПРИМЕР 5EXAMPLE 5

Генетическая характеризация улучшенных штаммовGenetic characterization of improved strains

Улучшенные штаммы, полученные при каждом субкультивировании в примере 1, охарактеризовывают с помощью секвенирования нового поколения (NGS). FFR-M и все культуры FFR-P подвергают NGS для тщательного геномного анализа для выявления любых возможных мутаций, возникающих у потомства улучшенных/адаптированных FFR-P. Различия между штаммами FFR-M и FFR-P также исследуют на транскриптомном уровне посредством секвенирования РНК.The improved strains obtained from each subculture in Example 1 are characterized by next generation sequencing (NGS). FFR-M and all FFR-P cultures are subjected to NGS for a thorough genomic analysis to identify any possible mutations occurring in the progeny of the improved/adapted FFR-P. Differences between FFR-M and FFR-P strains are also examined at the transcriptomic level by RNA sequencing.

ПРИМЕР 6EXAMPLE 6

Повышенная продукция анаэробного микроорганизмаIncreased production of anaerobic microorganism

Условия получения будут включать оптимизированные условия, достигнутые в примере 1. Условия культивирования микроорганизмов из примера 2 будут теми же, что и в примере 1, но будут включать лишь одну стадию с фиксированными условиями окисления, включающими напряжение, пару цистеин/цистин и приток кислорода.Production conditions will include the optimized conditions achieved in Example 1. The microorganism culture conditions of Example 2 will be the same as in Example 1, but will include only one stage with fixed oxidation conditions including voltage, a cysteine/cystine couple, and oxygen influx.

Оптимизированные условия ферментации являются следующими: мембранная перегородка, имеющая коэффициент переноса массы (KOm) кислорода 1,3×10-4 см/с и скорость диффузии кислорода в анодную камеру приблизительно 0,2 нмоль⋅мл-1мин-1, приложенное напряжение 0,6 В относительно Ag/AgCl, цистеин 3 мМ, цистин 5 мМ и начальный окислительно-восстановительный потенциал среды для выращивания SBCM приблизительно -188 мВ.The optimized fermentation conditions are as follows: a membrane septum having a mass transfer coefficient (K Om ) of oxygen of 1.3×10 -4 cm/s and an oxygen diffusion rate into the anode chamber of approximately 0.2 nmol⋅ml -1 min -1 , applied voltage 0.6 V vs. Ag/AgCl, cysteine 3 mM, cystine 5 mM, and an initial redox potential of the SBCM growth medium of approximately -188 mV.

Стадию ферментации осуществляют в 150-литровом электрически изолированном сосуде, сделанном из пластикового материала на основе фторполимера, с тройной конфигурацией камер. Фигура 4c. Его высевали с использованием препарата, как в примере 2 выше.The fermentation step is carried out in a 150 liter electrically insulated vessel made of fluoropolymer based plastic material with a triple chamber configuration. Figure 4c. It was sown using the preparation as in example 2 above.

Суспензию клеток при ферментации разделяют с помощью центрифуги непрерывного действия от Alfa Laval и смешивают со стандартными криопротекторами, как известно в этой области. Стадию промывки осуществляют, чтобы избежать снижения точки замерзания при лиофилизации.The fermentation cell suspension is separated using an Alfa Laval continuous centrifuge and mixed with standard cryoprotectants as is known in the art. The washing step is carried out to avoid freezing point depression during lyophilization.

При лиофилизации суспензию клеток наливают на каждую чашку в лиофилизаторе. Суспензия клеток Faecalibacterium prausnitzii имеет содержание сухого вещества 18%, и ее лиофилизируют в течение от четырех до пяти дней.In lyophilization, the cell suspension is poured onto each dish in a lyophilizer. The Faecalibacterium prausnitzii cell suspension has a dry matter content of 18% and is lyophilized for four to five days.

В ином случае ферментацию и лиофилизацию микроорганизма осуществляют, как известно в этой области.Otherwise, the fermentation and lyophilization of the microorganism is carried out as is known in the art.

Claims (23)

1. Способ адаптации анаэробных бактериальных штаммов и селекции толерантных к кислороду анаэробных бактериальных штаммов, которые проявляют повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходными или родительскими штаммами, которые не адаптированы к кислороду, включающий стадии1. A method for adapting anaerobic bacterial strains and selecting oxygen-tolerant anaerobic bacterial strains that exhibit an increased level of tolerance to ambient air compared to parental or parental strains that are not oxygen-adapted, comprising the steps (a) культивирования указанных бактериальных штаммов с поэтапной двойной индукцией оксидативного стресса с помощью (i) приложенного напряжения и диффузии кислорода и (ii) поэтапного снижения концентрации антиоксиданта в сочетании с поэтапным увеличением концентрации окисленной формы антиоксиданта, тем самым изменяя соотношение концентраций антиоксиданта/окисленной формы антиоксиданта и корректируя окислительно-восстановительный статус для получения адаптированных анаэробных бактериальных штаммов с повышенной толерантностью к кислороду, где концентрацию растворенного кислорода поддерживают на уровне сублетальной концентрации, при которой погибают некоторые, но не все, бактериальные штаммы; и(a) cultivating said bacterial strains with stepwise dual induction of oxidative stress by (i) applied voltage and oxygen diffusion, and (ii) stepwise decrease in antioxidant concentration combined with stepwise increase in concentration of oxidized form of the antioxidant, thereby changing the ratio of antioxidant/oxidized form concentrations antioxidant and redox adjustment to obtain adapted anaerobic bacterial strains with increased oxygen tolerance, where the concentration of dissolved oxygen is maintained at a sub-lethal concentration at which some, but not all, bacterial strains die; and (b) отбор адаптированных к кислороду анаэробных бактериальных штаммов.(b) selection of oxygen-adapted anaerobic bacterial strains. 2. Способ по п.1, в котором антиоксидант/окисленная форма антиоксиданта выбраны из группы, состоящей из цистеина/цистина, глутатиона/окисленного глутатиона, аскорбиновой кислоты/дегидроаскорбата, дитиотреитола/окисленного дитиотреитола и галловой кислоты/окисленной галловой кислоты.2. The method of claim 1 wherein the antioxidant/oxidized form of the antioxidant is selected from the group consisting of cysteine/cystine, glutathione/oxidized glutathione, ascorbic acid/dehydroascorbate, dithiothreitol/oxidized dithiothreitol, and gallic acid/oxidized gallic acid. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный способ включает поэтапное снижение концентрации антиоксиданта в комбинации с поэтапным повышением концентрации окисленной формы антиоксиданта, поэтапным повышением приложенного напряжения и поэтапным повышением притока кислорода.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that said method comprises a stepwise decrease in the concentration of the antioxidant in combination with a stepwise increase in the concentration of the oxidized form of the antioxidant, a stepwise increase in the applied voltage, and a stepwise increase in oxygen supply. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором начальным условием для указанного способа является культуральная среда, содержащая (a) концентрацию кислорода от нуля до менее чем 50 мкМ, (b) приложенное напряжение, равное нулю, (c) высокую концентрацию антиоксиданта, или (d) низкую концентрацию окисленной формы антиоксиданта или любая комбинация (a)-(d), где указанные начальные условия приводят к окислительно-восстановительному потенциалу, близкому к окислительно-восстановительному потенциалу просвета кишечника.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the initial condition for said method is a culture medium containing (a) an oxygen concentration of zero to less than 50 μM, (b) an applied voltage of zero, (c) a high an antioxidant concentration, or (d) a low concentration of the oxidized form of the antioxidant, or any combination of (a)-(d), wherein said initial conditions result in a redox potential close to that of the intestinal lumen. 5. Способ по п.4, в котором начальные условия выбраны из одного или нескольких, или всех: 8 мМ цистеина, 0 мМ цистина, приложенного напряжения 0,1 В и нулевого или низкого притока кислорода.5. The method of claim 4 wherein the initial conditions are selected from one or more or all of 8 mM cysteine, 0 mM cystine, 0.1 V applied voltage, and zero or low oxygen supply. 6. Способ по п. 5, в котором поэтапное изменение продолжают до достижения одного или нескольких, или всех, из: минимальной концентрации цистеина 3 мМ, максимальной концентрации цистина 5 мМ, максимального приложенного напряжения 0,6 В и высокого притока кислорода.6. The method of claim 5, wherein the stepwise change is continued until one or more, or all, of: a minimum cysteine concentration of 3 mM, a maximum cystine concentration of 5 mM, a maximum applied voltage of 0.6 V, and a high oxygen influx are achieved. 7. Способ по любому из пп.1-5, в котором приложенное напряжение не превышает 0,6 В, и/или концентрация цистеина составляет не менее 3 мМ, и/или концентрация цистина не превышает 5 мМ, и/или концентрацию растворенного кислорода в среде для культивирования поддерживают на уровне сублетальной концентрации.7. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the applied voltage does not exceed 0.6 V and/or the cysteine concentration is at least 3 mM and/or the cystine concentration does not exceed 5 mM and/or the concentration of dissolved oxygen in the medium for cultivation is maintained at the level of sublethal concentration. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором после завершения поэтапного изменения способ включает одну или несколько дополнительных стадий культивирования указанных бактериальных штаммов в конечных условиях приложенного напряжения, диффузии кислорода и соотношения концентраций антиоксиданта/окисленной формы антиоксиданта, достигаемых после поэтапных изменений.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein, after completion of the step change, the method comprises one or more additional steps of cultivating said bacterial strains under the end conditions of applied voltage, oxygen diffusion, and the ratio of antioxidant/oxidized form of antioxidant concentrations achieved after the step changes . 9. Способ по п.8, дополнительно включающий стадии, перечисленные в п. 1, на которых осуществляют дополнительные поэтапные изменения.9. The method according to claim 8, further comprising the steps listed in claim 1, in which additional step changes are made. 10. Способ по п.1, в котором каждая стадия повышения в (a)(i) и снижения и повышения в (a)(ii) включает пересев анаэробных бактериальных штаммов в новую культуральную среду, в результате чего получают адаптированные анаэробные бактериальные штаммы.10. The method of claim 1, wherein each step of increasing in (a)(i) and decreasing and increasing in (a)(ii) comprises reseeding the anaerobic bacterial strains into a new culture medium, resulting in adapted anaerobic bacterial strains. 11. Способ по п.10, в котором указанные пересевы включают указанные поэтапные изменения условий культивирования (i) и (ii).11. The method of claim 10, wherein said passages include said incremental changes in culture conditions (i) and (ii). 12. Способ по любому из пп.1-11, в котором бактериальные штаммы являются Faecalibacterium prausnitzii.12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the bacterial strains are Faecalibacterium prausnitzii . 13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что указанный способ включает дополнительную стадию, на которой адаптированные штаммы подвергают скринингу на толерантность к кислороду, продукцию бутирата и оценке кинетики роста для селекции наиболее адаптированного штамма с поддерживаемыми метаболическими характеристиками.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that said method includes an additional step in which the adapted strains are screened for oxygen tolerance, butyrate production and growth kinetics to select the most adapted strain with maintained metabolic characteristics. 14. Способ продукции адаптированных к кислороду анаэробных бактериальных штаммов, включающий адаптацию анаэробных бактериальных штаммов и отбор более устойчивых к кислороду анаэробных бактериальных штаммов, которые проявляют повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходными или родительскими штаммами, которые не адаптированы к кислороду, способом по любому из пп.1-13 и дальнейшее культивирование бактериальных штаммов с использованием комбинации константы окислительного потенциала/приложенного напряжения, диффузии кислорода, концентрации антиоксиданта и концентрации окисленной формы антиоксиданта, которые были оптимизированы для продуцирования адаптированных к кислороду бактериальных штаммов, при этом концентрация растворенного кислорода в культуральной среде поддерживается на уровне сублетальной концентрации, таким образом, делая возможным селективное давление и получая высокий выход адаптированных к кислороду бактериальных штаммов, которые проявляют повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходными или родительскими штаммами, которые не адаптированы к кислороду.14. A method for producing oxygen-adapted anaerobic bacterial strains, comprising adapting anaerobic bacterial strains and selecting more oxygen-resistant anaerobic bacterial strains that exhibit an increased level of tolerance to ambient air compared to parental or parental strains that are not oxygen-adapted, by the method according to any of claims 1-13 and further culturing bacterial strains using a combination of oxidative potential/applied voltage constant, oxygen diffusion, antioxidant concentration, and oxidized form concentration of the antioxidant that have been optimized to produce oxygen-adapted bacterial strains, with the dissolved oxygen concentration in the culture medium is maintained at a sub-lethal concentration, thus enabling selective pressure and obtaining a high yield of oxygen-adapted bacterial strains that exhibit increased increased level of tolerance to the ambient air compared to the original or parental strains that are not adapted to oxygen. 15. Способ по п.14, в котором указанные условия культивирования включают 3 мМ цистеина, 5 мМ цистина, приложенное напряжение 0,6 В и приток кислорода 0,2 нмоль⋅мл-1мин-1.15. The method of claim 14, wherein said culture conditions include 3 mM cysteine, 5 mM cystine, an applied voltage of 0.6 V, and an oxygen influx of 0.2 nmol ml -1 min -1 . 16. Способ по п.14 или 15, в котором указанный бактериальный штамм является Faecalibacterium prausnitzii.16. The method according to claim 14 or 15, wherein said bacterial strain is Faecalibacterium prausnitzii . 17. Применение адаптированного к кислороду бактериального штамма, полученного способом по любому из пп.1-13, в качестве пробиотика, где указанный бактериальный штамм проявляет повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходным или родительским штаммом, который не адаптирован к кислороду.17. The use of an oxygen-adapted bacterial strain obtained by the method of any one of claims 1 to 13 as a probiotic, wherein said bacterial strain exhibits an increased level of tolerance to ambient air compared to the original or parental strain that is not oxygen-adapted. 18. Применение по п. 17, где указанный бактериальный штамм является штаммом Faecalibacterium prausnitzii, выбранным из группы, состоящей из DSM 32380, DSM 32378 и DSM 32379.18. Use according to claim 17, wherein said bacterial strain is a strainFaecalibacterium prausnitzii, selected from the group consisting of DSM 32380, DSM 32378 and DSM 32379. 19. Адаптированный к кислороду штамм Faecalibacterium prausnitzii, который проявляет повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходным или родительским штаммом, который не адаптирован к кислороду, для использования в качестве пробиотика, отличающийся тем, что указанный бактериальный штамм представляет собой штамм Faecalibacterium prausnitzii DSM 32380.19. Oxygen adapted strainFaecalibacterium prausnitzii, which exhibits an increased level of tolerance to ambient air compared to the original or parental strain, which is not adapted to oxygen, for use as a probiotic, characterized in that said bacterial strain is a strainFaecalibacterium prausnitzii DSM 32380. 20. Адаптированный к кислороду штамм Faecalibacterium prausnitzii, который проявляет повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходным или родительским штаммом, который не адаптирован к кислороду, для использования в качестве пробиотика, отличающийся тем, что указанный бактериальный штамм представляет собой штамм Faecalibacterium prausnitzii DSM 32378.20. Oxygen adapted strainFaecalibacterium prausnitzii, which exhibits an increased level of tolerance to ambient air compared to the original or parental strain, which is not adapted to oxygen, for use as a probiotic, characterized in that said bacterial strain is a strainFaecalibacterium prausnitzii DSM 32378. 21. Адаптированный к кислороду штамм Faecalibacterium prausnitzii, который проявляет повышенный уровень толерантности к окружающему воздуху по сравнению с исходным или родительским штаммом, который не адаптирован к кислороду, для использования в качестве пробиотика, отличающийся тем, что указанный бактериальный штамм представляет собой штамм Faecalibacterium prausnitzii DSM 32379.21. Oxygen adapted strainFaecalibacterium prausnitzii, which exhibits an increased level of tolerance to ambient air compared to the original or parental strain, which is not adapted to oxygen, for use as a probiotic, characterized in that said bacterial strain is a strainFaecalibacterium prausnitzii DSM 32379.
RU2018119310A 2015-10-28 2016-10-28 Adaptation method RU2778569C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1519087.9 2015-10-28
GBGB1519087.9A GB201519087D0 (en) 2015-10-28 2015-10-28 Method for adaption
PCT/EP2016/076064 WO2017072296A1 (en) 2015-10-28 2016-10-28 Method for adaptation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018119310A RU2018119310A (en) 2019-12-02
RU2018119310A3 RU2018119310A3 (en) 2020-03-17
RU2778569C2 true RU2778569C2 (en) 2022-08-22

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014070014A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Rijksuniversiteit Groningen Methods and compositions for stimulating beneficial bacteria in the gastrointestinal tract

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014070014A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Rijksuniversiteit Groningen Methods and compositions for stimulating beneficial bacteria in the gastrointestinal tract

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KHAN M.T. et al. Antioxidants keep the potentially probiotic but highly oxygen-sensitive human gut bacterium Faecalibacterium prausnitzii alive at ambient air. PLoS One. 2014 May 5;9(5):e96097. *
ЗУБКОВ М.Н. Современная таксономия и номенклатура облигатно-анаэробных бактерий, выделенных от человека. Клин. микробиол. антимикроб. химиотер., 2005, т. 7, N. 4, с. 316-322. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Visick et al. A lasting symbiosis: how Vibrio fischeri finds a squid partner and persists within its natural host
Bölker et al. Ustilago maydis secondary metabolism—from genomics to biochemistry
Grenier et al. How commensal microbes shape the physiology of Drosophila melanogaster
Weerakoon et al. The role of respiratory donor enzymes in Campylobacter jejuni host colonization and physiology
JP2022048204A (en) Method for adaptation
AU2020103929A4 (en) Bacillus coagulans strain BACO-17 with high germination rate in the intestines and its uses for promoting gastrointestinal health
CN108504697A (en) A kind of clostridium butyricum fermentation process significantly improving butyric acid yield
CN111088181B (en) Bifidobacterium breve strain BK55 and application thereof in inhibiting clostridium difficile
RU2778569C2 (en) Adaptation method
Hakalehto et al. Dualistic acidic and neutral glucose fermentation balance in small intestine: Simulation in vitro
JP2019517810A (en) Bacillus licheniformis NY1505 strain producing a large amount of α-glucosidase inhibitor
Raja et al. Lactobacillus as a probiotic feed for chickens
Aranda-Díaz et al. Bacterial interspecies interactions modulate pH-mediated antibiotic tolerance in a model gut microbiota
WO2023157860A1 (en) Intestinal bacterial flora replication model
Dial Identification of Conditions That Promote Biofilm Formation by Vibrio Fischeri and Elucidation of The Underlying Signal Transduction Pathway
Krieger Elucidating the Evolution and Function of sRNAs that Facilitate Bacterial Stress Tolerance
Maciorowski et al. Fermentation and growth response of a primary poultry isolate of Salmonella typhimurium grown under strict anaerobic conditions in continuous culture and amino acid-limited batch culture
Grenier Drosophila-Lactobacillus plantarum as a model of facultative nutritional mutualism
Han et al. Stenotrophomonas Nematodicola Sp. Nov., a Novel Intestinal Lifespan-Prolonging Bacterium for Caenorhabditis Elegans That Assists in Host Resistance to Bacillus Nematocida Colonization
Read Watching Bacteria Adapt: Investigating How Pathogens Evolve to Cause Disease
WO2023175124A1 (en) Drug-delivering bacteria
CN117965417A (en) Application of pentagalloylglucose in preparation of reagent for culturing enterococcus faecalis
Ülle Enrichment of gastrointestinal anaerobes by a novel technique
CZ2018101A3 (en) Microorganism strains Lactobacillus Plantarum LS/07 CCM 7766, and a product containing these strains
Jones Respiration and energy metabolism of Escherichia coli in the intestine