Особливості відбору пробіотичних культур роду lactobacillus для створення препаратів і продуктів різного призначення - Автореферат

Згідно з цими рекомендаціями, на етапі досліджень in vitro штам проходить ідентифікацію, перевірку на стійкість до факторів шлунково-кишкового тракту, дослідження антагоністичних й адгезивних властивостей. Таким чином, пошук перспективних продуцентів пробіотичних препаратів і продуктів функціонального харчування (годівлі) пробіотичного походження з використанням відомих і залученням додаткових критеріїв відбору дозволить максимально виявити потенціал продуцента та реалізувати його при створенні високоефективного препарату (продукту). Дисертація виконувалася в рамках науково-дослідних робіт кафедри промислової біотехнології факультету біотехнології і біотехніки НТУУ "КПІ": "Граніт" (програма розроблена на виконання Указу Президента України від 17 січня 1995 р. за № 53/95 "Про систему прогнозування генетичного ризику, впровадження нових технологій та забруднення навколишнього середовища"), підпрограма "Біотерапія" - "Розробка методів корекції мутагенних впливів на організм людини з використанням біотерапевтичних препаратів із генопротекторними властивостями" (2002-2003 рр.); № 4/01 "Оптимізація технології отримання субстанції для нового вітчизняного препарату Бластен" (державний реєстраційний номер 0101U006113, 2001-2003 рр.); № 8/89-01-2001 "Розробка технології нового пробіотичного препарату для отоларингології" (державний реєстраційний номер 0101U004427, 2001-2005 рр.); № М/454-2003 "Розробка технологій нових пробіотиків, імунокоректорів, адювантів" (державний реєстраційний номер 0103U007799, 2003-2005 рр.). Мета роботи - розробити критерії відбору пробіотичних культур для створення препаратів різних типів на основі зясування закономірностей прояву специфічних біологічних властивостей штамів роду Lactobacillus. За результатами досліджень закономірностей прояву специфічних біологічних властивостей культур LE і LB3 у рамках регламентованих FAO/WHO guidelines for evaluation of probiotics in food, та із залученням додаткових критеріїв відбору встановлено перспективність використання вказаних культур для створення препаратів і продуктів з пробіотичною активністю.На основі зясування закономірностей прояву специфічних біологічних властивостей перспективних продуцентів роду Lactobacillus рекомендовано додаткові критерії відбору пробіотичних культур: аналіз літичної чутливості їх клітинних стінок, стійкості до цитостатиків та врахування сезонних змін біологічної активності. Рекомендовано ефективний кріопротектор для виробництва ліофілізованих мікробних субстанцій на основі культур L. delbrueckii subsp. lactis LE і L. rhamnosus LB3, який забезпечує високі життєздатність клітин-продуцентів та антимікробну дію проти широкого кола збудників запальних захворювань. Вперше показано, що компоненти поживного середовища "Йодіс" вода і твін 80 мають комплексний штамозалежний вплив на антимікробну активність продуктів метаболізму лактобактерій, літичну чутливість до Циторецифену, імуногенність ферментолізатів клітин. Виявлено відмінності в чутливості клітинних стінок до дії літичного ферментного препарату Циторецифену між різними таксономічними підгрупами роду Lactobacillus - термо-та стрептобактеріями. Вперше показано, що культивування з цитостатиками має штамоспецифічний фізіологічний вплив на культури лактобактерій, який виявляється і після дії цитостатиків та має плейотропний ефект на ріст, кислотоутворення, імуногенність клітин.

Основний зміст роботи

На основі зясування закономірностей прояву специфічних біологічних властивостей перспективних продуцентів роду Lactobacillus рекомендовано додаткові критерії відбору пробіотичних культур: аналіз літичної чутливості їх клітинних стінок, стійкості до цитостатиків та врахування сезонних змін біологічної активності.

1. Реідентифіковано перспективні пробіотичні продуценти як L. delbrueckii subsp. lactis LE і L. rhamnosus LB3. Показано широкий спектр антимікробної активності культур, яка максимально реалізується на 48-му год культивування, до умовно-патогенних мікроорганізмів, а також до грибів роду Candida у L. rhamnosus LB3.

2. Встановлено, що вказані культури є переважно високоадгезивними до тканин ЛОР-органів та еритроцитів. Культури стійкі до більшості цефалоспоринів, аміноглікозидів, фторхінолонів (L. rhamnosus LB3 також до пеніцилінів). Ферментолізати їх клітин стимулюють фагоцитарну активність макрофагів перитонеального ексудату.

3. Рекомендовано ефективний кріопротектор для виробництва ліофілізованих мікробних субстанцій на основі культур L. delbrueckii subsp. lactis LE і L. rhamnosus LB3, який забезпечує високі життєздатність клітин-продуцентів та антимікробну дію проти широкого кола збудників запальних захворювань. Комплексна субстанція має синергічний ефект і виявляє максимальну антагоністичну активність.

4. Вперше показано, що компоненти поживного середовища "Йодіс" вода і твін 80 мають комплексний штамозалежний вплив на антимікробну активність продуктів метаболізму лактобактерій, літичну чутливість до Циторецифену, імуногенність ферментолізатів клітин. Рекомендовано використовувати ці компоненти як індуктори пробіотичної активності лактобактерій.

5. Виявлено відмінності в чутливості клітинних стінок до дії літичного ферментного препарату Циторецифену між різними таксономічними підгрупами роду Lactobacillus - термо- та стрептобактеріями. При відборі штамів для створення пробіотиків "лізатного" типу на основі імуноактивних компонентів клітинної стінки доцільно використовувати високочутливі термобактерії.

6. Вперше показано, що культивування з цитостатиками має штамоспецифічний фізіологічний вплив на культури лактобактерій, який виявляється і після дії цитостатиків та має плейотропний ефект на ріст, кислотоутворення, імуногенність клітин.

7. Встановлено, що представники роду Lactobacillus відзначаються високою фізіологічною стабільністю протягом року. За ростовою і кислотоутворюючою активністю їх можна поділити на три групи (високоактивні - L. rhamnosus, L. plantarum, середньоактивні - L. murinus, L. acidophilus, слабоактивні - L. delbrueckii). Рівень накопичення біомаси в різні сезони залежить від виду лактобактерій - для представників перших двох груп максимальні показники характерні для літньо-осіннього періоду, мінімальні - для зимово-весняного; для виду L. delbrueckii ці закономірності є індивідуальними для кожного штаму.

Пропозиції виробництву

1. Розроблено методичні рекомендації "Критерії відбору штамів роду Lactobacillus для створення пробіотиків ветеринарного призначення".

2. Запропоновано ліофілізовану біомасу штамів L. delbrueckii subsp. lactis LE та L. rhamnosus LB3 в дозі 1?1010 КУО (1:1), яка володіє високим антагоністичним та адгезивним потенціалом, застосовувати для профілактики і терапії гострих шлунково-кишкових захворювань молодняку сільськогосподарських тварин і птиці. Можливий прийом після курсів антибіотико- або хіміотерапії. Обгрунтовано застосування при виробництві біомаси середовища MRS без додавання твіну 80, кріопротектора - сахароза-10%, желатин-1%. Оптимальним для вирощування біомаси є осінній період.

3. Рекомендовано супернатантні рідини вказаних штамів, що містять не лише молочну кислоту, а й бактеріоциногенні сполуки, використовувати для оздоровлення поголівя, як пробіотики "метаболітного" типу. Умовами їх отримання є вирощування штамів на середовищі MRS з додаванням "Йодіс" води (2,5 мг/л йодиду калію), без твіну 80, протягом 48 год, супернатанти культуральних рідин обєднувати 1:1.

4. Перспективними для практичного застосування є пробіотики-імуномодулятори "лізатного" типу на основі штамів LE, LB3 з огляду на стимуляцію ферментолізатами їх клітин фагоцитарної активності перитонеальних макрофагів. Для збільшення літичної чутливості та імуногенності штаму LE запропоновано вирощувати його на середовищі MRS з "Йодіс" водою, імуногенність штаму LB3 на 49% збільшується на середовищі MRS з додаванням "Йодіс" води, без твіну 80.

1. Антагоністична активність як критерій відбору про біотичних штамів / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко, О.М. Дуган, О.І. Яловенко // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2007. - Вип. 107, Ч. 1. - С. 20-29. (Підбір і аналіз літератури, підготовка статті до друку).

2. Підбір умов культивування пробіотичних культур перспективних для застосування в онкології / К.В. Типлинська, О.В. Совєтова, Н.В. Дехтяренко, В.Ю. Горчаков // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2007. - Вип. 117. - С. 122-133. (Постановка експерименту, обробка та аналіз результатів, написання статті).

3. Дехтяренко Н.В. Особливості ідентифікації потенційних продуцентів пробіотиків роду Lactobacillus / Н.В. Дехтяренко // Аграрна наука і освіта. - 2008. - Т.9, № 5-6. - С. 29-36.

4. Azizpour K.H. Principles of selection for the probiotics of LAB for the production of drugs / K.H. Azizpour, N. Dehtyarenko, L. Shynkarenko // Агроекологічний журнал. - 2003. - № 4. - С. 82-86. (Збір і аналіз літератури, підготовка матеріалів до публікації).

5. Дехтяренко Н.В. Аналіз впливу клітин лактобактерій та їх компонентів на імунітет людини / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко, О.М. Дуган // Агроекологічний журнал. - 2007. - №2. - С. 81-87. (Підбір і аналіз літератури, написання статті).

6. Шинкаренко Л.М. Дослідження впливу цитостатиків на клітини лактобактерій / Л.М. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2004. № 1 (33). - С. 135-140. (Участь в експериментальних дослідженнях, обробка та аналіз результатів, написання статті).

7. Шинкаренко Л.М. Адгезивний потенціал лактобактерій як фактор відбору перспективних продуцентів - пробіотиків / Л.М. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2004. - № 3 (35). - С. 102-106. (Постановка експерименту, обробка та аналіз результатів, написання статті).

8. Азиспур Халиль. Особливості культивування лактобацил на поживному середовищі MRS з додаванням біологічно активного йоду та біогумусу / Халиль Азиспур, Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології : збірник наукових праць. - К., 2004. - Вип. 9 (62). - С. 21-28. (Планування і участь в експерименті, обробка та аналіз результатів, написання статті).

9. Шинкаренко Л.М. Чутливість клітинних стінок молочнокислих бактерій до дії літичних ферментів / Л.М. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко, Т.С. Тодосійчук // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2006. - № 1 (45). - С. 97-101. (Планування і участь в експерименті, обробка та аналіз результатів, написання статті).

10. Біологічні властивості супернатантів культуральних рідин лактобактерій роду Lactobacillus, отриманих на різних поживних середовищах / Л.М. Шинкаренко, Л.М. Коршун, О.П. Трохименко, .В. Дехтяренко // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2006. - № 2 (46). - С. 115-122. (Постановка експерименту, обробка та аналіз результатів, написання статті).

11. Дехтяренко Н.В. Критерії відбору пробіотичних штамів мікроорганізмів / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко, О.М. Дуган // Наукові записки НАУКМА. Біологія та екологія. - 2007. - Т. 67. - С. 30-36. (Підбір і аналіз літератури, написання статті).

12. Моніторинг та прогнозування генетичного ризику в Україні : матеріали наукових досліджень за програмою "ГРАНІТ" 2002 р. / В.Г. Сліпченко, О.О. Гагарін, В.І. Гайдаржи, О.Б. Гончарук, Д.М. Гроздинський, Г.Т. Денисенко, Н.В. Дехтяренко та ін.; за заг. ред. В.Г. Сліпченка. - К. : ІВЦ "Видавництво "Політехніка"", 2003. - 276 с. (Участь в експерименті та обробці результатів і написання літературного огляду звіту про НТР).

13. Дехтяренко Н.В. Сезонні зміни деяких фізіолого-біохімічних показників пробіотичних культур / Н.В. Дехтяренко, К.В. Типлинська, О.М. Дуган // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2007. - № 2 (52). - С. 100-108. (Планування і участь в експерименті, обробка та аналіз результатів, написання статті).

14. Показники пробіотичної активності штамів L. delbrueckii subsp. lactis LE і L .rhamnosus LB3 / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко, Д.Д. Заболотна, К.В. Типлинська, О.М. Дуган // Наукові вісті НТУУ "КПІ". - 2007. - № 3 (53). - С. 127-137. (Участь в експерименті, обробка та аналіз результатів, підготовка матеріалів до друку).

15. Дехтяренко Н.В. Залежність імуногенності ферментних гідролізатів клітин лактобактерій від умов культивування / Н.В. Дехтяренко, С.І. Шпильова // Биологический вестник. - 2007. - Т. 11, №2. - С. 3-8. (Формулювання завдання, постановка експерименту, обробка та аналіз результатів, написання статті).

16. Дехтяренко Н.В. Критерії відбору штамів роду Lactobacillus для створення пробіотиків ветеринарного призначення: Методичні рекомендації / Н.В Дехтяренко, О.М. Дуган - К. : НТУУ "КПІ", 2009. - 22 с.

17. Залежність імунологічних властивостей клітин лактобактерій від умов культивування / Н.В. Дехтяренко, Х. Азізпур, С.І. Шпильова, Л.М. Шинкаренко: Тези доповідей учасників І Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих учених ["Біотехнологія. Освіта. Наука"], (Київ, 10-11 лютого 2003 р.) / Міністерство освіти і науки України, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут". - К. : "Політехніка", 2003. - С. 76-77.

18. Effects of probiotics in stabilization the gut mucosal barrier / Kh. Azizpour, N. Dehtyarenko, S. Shpilyova, L. Shynkarenko : Тези доповідей ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції ["Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія"], (Харків, 21-23 травня 2003 р.) / Міністерство освіти і науки України, Міністерство охорони здоровя України [та ін.]. - Х. : Видавництво НФАУ, 2003. - Ч. ІІ. - С. 244.

19. Залежність біотерапевтичних властивостей клітин лактобактерій від умов культивування / Н.В. Дехтяренко, С.І. Шпильова, Х. Азізпур, Л.М. Шинкаренко: Тези доповідей ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції ["Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія"], (Харків, 21-23 травня 2003 р.) / Міністерство освіти і науки України, Міністерство охорони здоровя України [та ін.]. - Х. : Видавництво НФАУ, 2003. - Ч. ІІ. - С. 260.

20. Шинкаренко Л.М. Адгезивні властивості молочнокислих бактерій як критерій терапевтичної ефективності пробіотиків / Л.М. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко, Х. Азізпур: Матеріали міжнародної науково-практичної конференції ["Пробіотики - ХХІ століття. Біологія. Медицина. Практика"], (Тернопіль, 20-22 травня 2004 р.) / Міністерство охорони здоровя України, Національна академія наук України [та ін.]. - Тернопіль: "Укрмедкнига", 2004. - С. 187-192.

21. Шинкаренко Л.М. Чутливість клітинних стінок молочнокислих бактерій до дії літичних ферментів / Л.М. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко: Тези доповідей Х зїзду Товариства мікробіологів України, (Одеса, 15-17 вересня 2004 р.) / Національна академія наук України, Міністерство освіти і науки України [та ін.]. - Одеса: "Астропринт", 2004. - С. 19.

22. Дехтяренко Н.В. Дослідження характеру впливу цитостатиків на ріст лактобактерій / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко: Збірник тез ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції ["Біотехнологія. Освіта. Наука"], (Львів, 6-8 жовтня 2004 р.) / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка" [та ін.]. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2004. - С. 53.

23. Дехтяренко Н.В. Дослідження впливу фізико-хімічних факторів на адгезивність клітин лактобактерій / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко: Збірник тез ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції ["Біотехнологія. Освіта. Наука"], (Львів, 6-8 жовтня 2004 р.) / Міністерство освіти і науки України, Національний університет "Львівська політехніка" [та ін.]. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2004. - С. 54.

24. Дослідження характеру впливу сезонності на ріст та біологічні властивості лактобактерій / Н.В. Дехтяренко, К.С. Позднякова, Тао Цзінг, К.В. Типлинська, Л.М. Шинкаренко: Тези доповідей Першої міжнародної конференції студентів та аспірантів ["Молодь і поступ біології"], (Львів, 11-14 квітня 2005 р.) / Міністерство освіти і науки України, Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів: "Сполом", 2005. - С. 110-111.

25. Дослідження впливу цитостатиків різної природи на біологічні властивості пробіотичних культур молочнокислих бактерій / Н.В. Дехтяренко, К.С. Позднякова, Тао Цзінг, К.В. Типлинська, Л.М. Шинкаренко: Тези доповідей Першої міжнародної конференції студентів та аспірантів ["Молодь і поступ біології"], (Львів, 11-14 квітня 2005 р.) / Міністерство освіти і науки України, Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів: "Сполом", 2005. - С. 111.

26. Дехтяренко Н.В. Подходы к расширению критериев отбора промышленно-перспективных пробиотических штаммов / Н.В. Дехтяренко, Л.М. Шинкаренко: Матеріали VI Національного зїзду фармацевтів України ["Досягнення та перспективи розвитку фармацевтичної галузі України"], (Харків, 28-30 вересня 2005 р.) / Міністерство охорони здоровя України, Національний фармацевтичний університет. - Х. : Видавництво НФАУ, 2005. - С. 342-343.

27. Шинкаренко Л.Н. Проблемы биотехнологии пробиотиков / Л.Н. Шинкаренко, Н.В. Дехтяренко: Матеріали VI Національного зїзду фармацевтів України ["Досягнення та перспективи розвитку фармацевтичної галузі України"], (Харків, 28-30 вересня 2005 р.) / Міністерство охорони здоровя України, Національний фармацевтичний університет. - Х. : Видавництво НФАУ, 2005. - С. 379-380.

28. Biotechnologys problems of development of novel drugs and food supplements based on lactic acid bacteria with complex therapeutical effects / L.N. Shynkarenko, V.G. Vospyakov, N.V. Dechtyarenko, S.I. Shpyleva, D.D. Zabolotna, K.G. Seleznev : Abstracts of European conference on probiotics and their applications, (Krakow, 6-8 october 2005 y.), available at http://confer.uj.edu.pl/euprobio.

29. Відбір пробіотичних культур молочнокислих бактерій для створення препаратів супроводу при хіміотерапії шляхом оцінки дії на них цитостатичних препаратів / Н.В. Дехтяренко, К.В. Типлинська, К.С. Позднякова, О.В. Совєтова, Л.М. Шинкаренко: Тезисы VII международной конференции молодых онкологов ["Современные проблемы экспериментальной и клинической онкологии"], (Киев, 2-3 февраля 2006 г.) / Национальная академия наук Украины, институт экспериментальной патологи, онкологи и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого [и др.]. - К. : ДІА, 2006. - С. 28.

30. Відбір штамів пробіотичних культур молочнокислих бактерій для створення препаратів супроводу при проведення хіміотерапії / Н.В. Дехтяренко, К.С. Позднякова, О.В. Совєтова, К.В. Типлинська, Л.М. Шинкаренко: Збірник тез Другої міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів ["Молодь та поступ біології"], (Львів, 21-24 березня 2006 р.) / Міністерство освіти і науки України, Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів, 2006. - С. 286-287.

31. Вивчення біологічних властивостей супернатантів культуральних рідин лактобактерій роду Lactobacillus, отриманих за різних умов культивування / Л.М. Коршун, Л.М. Шинкаренко, О.П. Трохименко, Н.В. Дехтяренко: Збірник тез Другої міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів ["Молодь та поступ біології"], (Львів, 21-24 березня 2006 р.) / Міністерство освіти і науки України, Львівський національний університет імені Івана Франка. - Львів, 2006. - С. 298-299.

32. Вивчення впливу хіміотерапевтичних препаратів на клітини культур мікроорганізмів - претендентів для створення пробіотиків / Н.В. Дехтяренко, К.С. Позднякова, О.В. Совєтова, К.В. Типлинська, Л.М. Шинкаренко: Доповіді ювілейної конференції-конкурсу робіт молодих учених, присвяченої 100-річчю від Дня народження В.О. Бєліцера ["Актуальні проблеми біохімії та біотехнології-2006"], (Київ, 6-7 червня 2006 р.) / Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України // Український біохімічний журнал. - 2006. - Т. 78, №6. - С. 130.

33. Залежність критеріїв відбору продуцентів пробіотиків від терапевтичної спрямованості препарату / Н.В. Дехтяренко, О.В. Совєтова, К.В. Типлинська, Л.М. Шинкаренко: Сборник тезисов ІІІ Всеукраинской научно-практической конференции с международным участием ["Биотехнология. Образование. Наука. Практика"], (Харьков, 18-20 октября 2006 г.) / Министерство образования и науки Украины, Министерство охраны здоровья Украины [и др.]. - Харьков, 2006. - С. 106.

34. Стійкість лактобактерій до цитостатиків як критерій відбору пробіотичних штамів для створення препаратів супроводу хіміотерапії / К.В. Типлинська, О.В. Совєтова, Н.В. Дехтяренко, В.Ю. Горчаков: Тезисы VIII конференции молодых онкологов с международным участием ["Современные проблемы экспериментальной и клинической онкологи"], (Киев, 26-27 апреля 2007 г.) / Национальная академия наук Украины, Институт экспериментальной патологи, онкологи и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого [и др.]. - К. : ДІА, 2007. - С. 78.

35. Дехтяренко Н.В. Влияние цитостатиков на биологические свойства пробиотических штаммов лактобактерий / Н.В. Дехтяренко, Л.Н. Шинкаренко, А.М. Дуган: Материалы Международного конгресса ["Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания. Фундаментальные и клинические аспекты"], (Санкт-Петербург, 15-16 мая 2007 г.) // Клиническое питание. - 2007. - № 1-2. - С. А 37.

36. Дехтяренко Н.В. Закономерности проявления биологических свойств новых штаммов Lactobacillus, перспективных для создания препаратов и продуктов с пробиотической активностью / Н.В. Дехтяренко, Л.Н. Шинкаренко, А.М. Дуган

Размещено на .ru