Tradycyjne i nowe kierunki wykorzystania probiotyków

• Autorzy: Malczewska Kinga , Kopczyńska Julia , Kostiuchenko Olha , Żylińska-Urban Joanna , Kowalczyk Magdalena

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2023.5.6

Warianty tytułu

EN

Traditional and new directions of using

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gwałtowny rozwój badań nad probiotykami w ostatnich latach wynika z rosnącej wiedzy na temat znaczenia mikrobioty jelitowej człowieka oraz konsekwencji zachwiania równowagi mikroorganizmów jelitowych – tzw. Dysbiozy jelitowej. Badania te doprowadziły do poznania wielu mechanizmów działania probiotyków zaangażowanych w modulację mikrobioty oraz systemowej odpowiedzi metabolicznej gospodarza, w kształtowanie układu odpornościowego, wzmacnianie bariery jelitowej, regulację układu nerwowego czy też posiadających aktywność przeciwnowotworową. Zarówno probiotyki tradycyjne, jak i nowej generacji, obejmujące szczepy komensalne izolowane z przewodów pokarmowych i identyfikowane na podstawie porównawczych analiz mikrobiomu, ukierunkowane są na przywracanie równowagi ekosystemu jelitowego. Selekcjonowanie nowych, często bardzo wrażliwych na tlen mikroorganizmów probiotycznych oraz rozwój probiotyków terapeutycznych przyczynia się do optymalizacji produkcji probiotyków.

EN

The rapid development of research on probiotic in recent years has resulted from the increasing knowledge about the importance of the human gut microbiota and the consequences of imbalances of intestinal microorganisms – so-called gut dysbiosis. The multitude of studies have revealed the beneficial effects of probiotics, which include modulation of the gut microbiota, the host’s systemic metabolic response, immune system, intestinal barrier, nervous system and cancer development. In order to restore intestinal homeostasis, comparative microbiome analyses identify new strains, including commensal strains isolated from the gastrointestinal tract, to be used as traditional or next-generation probiotics. The selection of new, often oxygen-sensitive probiotic microorganisms, and the development of therapeutic probiotics contribute to the optimization of probiotic production.

Słowa kluczowe

PL

probiotyki tradycyjne; probiotyki nowej generacji; zdrowie; mechanizm działania probiotyków

EN

traditional probiotics; next-generation probiotics; health; probiotic mechanisms of action

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 77, nr 5
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz.

Twórcy

autor

Malczewska Kinga

• Pracownia Biotechnologii Bakterii Mlekowych, Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa
• Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Kopczyńska Julia

• Pracownia Biotechnologii Bakterii Mlekowych, Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-9844-4061

autor

Kostiuchenko Olha

• Zakład Cytologii, Instytut Fizjologii im. Bohomolca Narodowej Akademii Nauk Ukrainy, Kijów, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0002-5379-4233

autor

Żylińska-Urban Joanna

• Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-1565-0615

autor

Kowalczyk Magdalena

• Pracownia Biotechnologii Bakterii Mlekowych, Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0001-8070-2368

Bibliografia

• [1] Artym J., M. Zimecki. 2020. „Korzystne działanie laktoferyny na mikrobiotę przewodu pokarmowego”. Postępy Mikrobiologii 59 (3) : 277-290.
• [2] Begum J., B. Buyamayum, M.C. Lingaraju, K. Dev, A. Biswas. 2021. „Probiotics: Role in immunomodulation and consequent effects”. Letters in Animal Biology 1 (1) : 01-06.
• [3] Castellazzi A.M., C. Valsecchi, S. Caimmi, A. Licari, A. Marseglia, M.C. Leoni, D. Caimmi, M. Miraglia del Giudice, S. Leonardi, M. La Rosa, G.L. Marseglia. 2013. „Probiotics and food allergy”. Italian Journal of Pediatrics 39 (1) : 47. DOI: 10.1186/1824-7288-39-47.
• [4] Cheng H-L., G-C. Yen, S-C. Huang, S-C. Chen, C-L. Hsu. 2022. „The next generation beneficial actions of novel probiotics as potential therapeutic targets and prediction tool for metabolic diseases”. Journal of Food and Drug Analysis 30 (1) : 1-10. DOI: 10.38212/2224-6614.3396.
• [5] Cristofori F., V.N. Dargenio, C. Dargenio, V.L. Miniello, M. Barone, R. Francavilla. 2021. „Anti-inflammatory and immunomodulatory effects of probiotics in gut inflammation: A door to the body”. Frontiers in Immunology 12 : 578386. DOI: 10.3389/fimmu.2021.578386.
• [6] Donohoe D.R., L.B. Collins, A. Wali, R. Bigler, W. Sun, S.J. Bultman. 2012. „The Warburg effect dictates the mechanism of butyrate-mediated histone acetylation and cell proliferation”. Molecular Cell 48 (4) : 612-26. DOI: 10.1016/j.molcel.2012.08.033.
• [7] Fiedurek J. 2014. Mikrobiom a zdrowie człowieka. Wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej.
• [8] Furrie E. 2005. „Probiotics and allergy”. Proceedings of the Nutrition Society 64 (4) : 465-469. DOI: 10.1079/pns2005466.
• [9] Gomez Quintero D.F., C.R. Kok, R. Hutkins. 2022. „The future of synbiotics: Rational formulation and design”. Frontiers in Microbiology 13 : 919725. DOI: 10.3389/fmicb.2022.919725.
• [10] Gorreja F., W.A. Walker. 2022. „The potential role of adherence factors in probiotic function in the gastrointestinal tract of adults and pediatrics: a narrative review of experimental and human studies”. Gut Microbes 14 (1) : 2149214. DOI: 10.1080/19490976.2022.2149214.
• [11] Gou H.Z., Y.L. Zhang, L.F. Ren, Z.J. Li, L. Zhang. 2022. „How do intestinal probiotics restore the intestinal barrier?” Frontiers in Microbiology 13 : 929346. DOI: 10.3389/fmicb.2022.929346.
• [12] Hersoug L.G., P. Moller, S. Loft. 2018. „Role of microbiota-derived lipopolysaccharide in adipose tissue inflammation, adipocyte size and pyroptosis during obesity”. Nutrition Research Reviews 31 (2) : 153-163. DOI: 10.1017/S0954422417000269.
• [13] Hill C., F. Guarner, G. Reid, G. Gibson, D. Merenstein, B. Pot, L. Morelli, R. Canani, H. Flint, S. Salminen, P. Calder, M. Sanders. 2014. „The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic”. Nature reviews gastroenterology and hepatology 11 (8) : 506-514. DOI: 10.1038/nrgastro.2014.66.
• [14] Isolauri E. 2017. „Microbiota and Obesity”. Nestlé Nutrition Institute Workshop Series 88: 95-105. DOI: 10.1159/000455217.
• [15] Kiepś J., R. Dembczyński. 2022. „Current trends in the production of probiotic formulations”. Foods 11 (15) : 2330. DOI 10.3390/foods11152330.
• [16] Kumar M., V. Kissoon-Singh, A.L. Coria, F. Moreau, K. Chadee. 2017. „Probiotic mixture VSL#3 reduces colonic inflammation and improves intestinal barrier function in Muc2 mucin-deficient mice”. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology 312 (1) : G34-G45. DOI: 10.1152/ajpgi. 00298.2016.
• [17] Langella P., F. Guarner, R. Martin. 2019. „Editorial: Next-Generation Probiotics: from commensal bacteria to novel drugs and food supplements”. Frontiers in Microbiology 10 : 1973. DOI 10.3389/fmicb.2019.01973.
• [18] Lin K., L. Zhu, L. Yang. 2022. „Gut and obesity/metabolic disease: Focus on microbiota metabolites”. MedComm 3 (3) : e171. DOI: 10.1002/mco2.171.
• [19] Liu Z., C. Xu, R. Tian, W. Wang, J. Ma, L. Gu, F. Liu, Z. Jiang, J. Hou. 2021. „Screening beneficial bacteriostatic lactic acid bacteria in the intestine and studies of bacteriostatic substances”. Journal of Zhejiang University-SCIENCE B (Biomedicine & Biotechnology) 22 (7) : 533-547. DOI: 10.1631/jzus.B2000602.
• [20] Martin R., P. Langella. 2019. „Emerging health concepts in the probiotics field: streamlining the definitions”. Frontiers in Microbiology 10 : 1047. DOI: 10.3389/fmicb.2019.01047.
• [21] Morkl S., M.I. Butler, A. Holl, J.F. Cryan, T.G. Dinan. 2020. „Probiotics and the microbiota-gut-brain axis: Focus on psychiatry”. Current Nutrition Reports 9 (3) : 171-182. DOI: 10.1007/s13668-020-00313-5.
• [22] Nowak A., K. Śliżewska, Z. Libudzisz. 2010. „Probiotyki – historia i mechanizmy działania”. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 4 (71) : 5-19.
• [23] Paone P., P.D. Cani. 2020. „Mucus barrier, mucins and gut microbiota: The expected slimy partners?” Gut 69 (12) : 2232-2243. DOI: 10.1136/gutjnl-2020-322260.
• [24] Pogačić T., M-B. Maillard, A. Leclerc, C. Herve, V. Chuat, A.L. Yee, F. Valence, A. Thierry. 2015. „A methodological approach to screen diverse cheese-related bacteria for their ability to produce aroma compounds”. Food Microbiology 46: 145-153. DOI: 10.1016/j.fm.2014.07.018.
• [25] Reis S.A.D., L.L. da Conceicao, M.D.C.G. Peluzio. 2019. „Intestinal microbiota and colorectal cancer: changes in the intestinal microenvironment and their relation to the disease”. Journal of Medical Microbiology 68 (10) : 1391-1407. DOI: 10.1099/jmm.0.001049.
• [26] Shi L., J. Sheng, M. Wang, H. Luo, J. Zhu, B. Zhang, Z. Liu, X. Yang. 2019. „Combination therapy of TGF-β blockade and commensal-derived probiotics provides enhanced antitumor immune response and tumor suppression”. Theranostics 9 (14) : 4115-4129. DOI: 10.7150/thno.35131.
• [27] Singh V.P. 2018. „Recent approaches in food bio-preservation-a review”. Open Veterinary Journal 8 (1) : 104-111. DOI: 10.4314/ovj.v8i1.16.
• [28] Soccol C.R., L. Porto de Souza Vandenberghe, M. Rigon Spier, A. Bianchi Pedroni Medeiros, C. Tiemi Yamaguishi, J. De Dea Lindner, A. Pandey, V. Thomaz-Soccol. 2010. „The Potential of Probiotics”. Food Technology and Biotechnology 48 (4) : 413-434.
• [29] Śliżewska K., P. Markowiak-Kopeć, W. Śliżewska. 2021. „The role of probiotics in cancer prevention”. Cancers 13 (1) : 20. DOI: 10.3390/cancers13010020.
• [30] Tiptiri-Kourpeti A., K. Spyridopoulou, V. Santarmaki, G. Aindelis, E. Tompoulidou, E.E. Lamprianidou, G. Saxami, P. Ypsilantis, E.S. Lampri, C. Simopoulos, I. Kotsianidis, A. Galanis, Y. Kourkoutas, D. Dimitrellou, K. Chlichlia. 2016. „Lactobacillus casei exerts anti-proliferative effects accompanied by apoptotic cel death and up-regulation of TRAIL in colon carcinoma cells”. PLOS ONE 11 (2) : e0147960. DOI: 10.1371/journal.pone.0147960.
• [31] Yao S., F. Bourdichon, M. Kowalczyk, G. Knudsen, S. Bassett, U. von Ah, A. Dubois-Lozier, J. Dekker, B. Gerten, M. Muto. 2021. „Identification of probiotics at strain level – Guidance document – Update of the Bulletin of the IDF N°462/2013”. Bulletin of the IDF 513/2021.
• [32] Yuan X., Y. Kang, C. Zhuo, X-F. Huang, X. Song. 2019. „The gut microbiota promotes the pathogenesis of schizophrenia via multiple pathways”.Biochemical and Biophysical Research Communications 512 (2) : 373-80. DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.152.
• [33] Zheng J., S. Wittouck, E. Salvetti, C.M.A.P. Franz, H.M.B. Harris, P. Mattarelli, P.W. O’Toole, B. Pot, P. Vandamme, J. Walter, K. Watanabe, S. Wuyts, G.E. Felis, M.G. Ganzle, S. Lebeer. 2020. „A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae”. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 70 (4) : 2782-2858. DOI: 10.1099/ijsem.0.004107.
• [34] Zhou J., M. Li, Q. Chen, X. Li, L. Chen, Z. Dong, W. Zhu, Y. Yang, Z. Liu, Q. Chen. 2022. Programmable probiotics modulate inflammation and gut microbiota for inflammatory bowel disease treatment after effective oral delivery”. Nature Communications 13 : 3432. DOI: 10.1038/s41467-022-31171-0.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).