Charakterizace potenciálních probiotik s ochranným efektem proti salmonelovým infekcím

Veronika Vanková

Bachelor's thesis

Characterization of potential probiotics with a protective effect against salmonella infections

Anotácia:

V gastrointestinálním traktu (GIT) se nachází rozsáhlá populace mikroorganismů, která vytváří komplexní ekosystém. Tento ekosystém je známý jako střevní mikrobiota, která je ovlivněna širokou škálou faktorů, včetně stravovacích návyků, životního stylu, genetiky a užívání léků. Tyto faktory mohou narušit rovnováhu bakterií v těle a tím zásadně ovlivnit zdraví jedince, což může vést k různým zdravotním problémům včetně střevních onemocnění, metabolických poruch nebo syndromu dráždivého tračníku. Využití probiotických bakterií poskytuje rozsáhlé perspektivy k obnově rovnováhy střevních mikroorganismů, která může být narušena mnoha vlivy, jako je užívání antibiotik nebo špatné stravovací návyky. Probiotika mohou dále zlepšit imunitní funkce, podpořit trávení a slouží jako ochrana hostitele před škodlivými patogeny. Cílem praktické části této práce bylo stanovení vlastností probiotických kmenů. Celkem bylo identifikováno 284 různých bakteriálních kmenů. Každý izolát byl podroben kontrole čistoty a morfologické analýze pod fázovým mikroskopem. Identifikovali jsme izoláty zahrnující 47 druhů bakterií patřících do 11 různých rodů pomocí hmotnostní spektrometrie MALDI-TOF (MALDI-TOF MS). Následně byla provedena mikrobiologická analýza vybraných 30 kmenů z tlustého střeva a stolic divokých i domácích prasat a selat. Vybrané supernatanty ukázaly schopnost potlačit růst bakterií Salmonella s průměrnou velikostí inhibiční zóny 9,23 ± 1,29 mm. Nejúčinnější supernatanty pocházely z rodů Lactobacillaceae, Bifidobacterium, Enterococcus a Clostridium, přičemž nejúčinnější byl proti Salmonelle Typhimurium LT2 Lactobacillus amylovorus s inhibiční zónou 10,33 ± 0,58 mm a proti Salmonelle STM kmen Bifidobacterium thermophilium s inhibiční zónou 13,33 ± 0,58 mm. Testované bakterie nevykazovaly rezistenci vůči testovaným antibiotikům. Nejvyšší hodnoty a rychlost auto – agregace po 24 hodinách byly zaznamenávány u kmenů Bifidobacterium spp. a Lactobacillaceae, s rozsahem výskytu mezi 21,83 % a 78,00 %. Pro ověření ochranného účinku bakterií v reálném prostředí je nezbytné provést pokusy se selaty, která jsou chována buď ve sterilním prostředí, nebo za normálních podmínek.

Abstract:

The gastrointestinal tract (GIT) contains a large population of microorganisms that form a complex ekosystém. This ekosystém is known as the gut microbiota, with is infuenced by a wide range of factors including diet, lifestyle, genetics and medication use. These factosr can disrupt the balance of bacteria in the body and thus fundamentally affect an individual’s health, which can lead to a variety of health problems including intestinal diseases, metabolic disorders or irritable bowel syndrome. The use of probiotic bacteria provides extensive perspectives to resttore the balance of intestinal microorganisms, which can be disturbed by many influences such as the use of antibiotics or poor dietary habits. Furhermore, probiotics can improve immune function, support digestion and serve as host protection against harmful pathogenes. The aim of the practical part of this work was to determine the characteristics of probiotis strains. A total of 284 different bacterial were identified. Each isolate was subjected to purity control and morphological analysis under a phase microscope. We identified isolates comprising 47 bacterial species belonging to 11 different genera by MALDI-TOF mass spektrometry (MALDI-TOF MS). Subsequently, microbiological analysis of selected 30 strains from the colon and faeces of wild and domestic pigs and piglets was performed. The selected supernatants showed the ability to inhibit the growth of Salmonella bacteria with an average inhibition zone size of 9,23 ± 1,29 mm. The most effective supernatants were frome the genera Lactobacillaceae, Bifidobacterium, Enterococcus and Clostridium, with the most effective against Salmonella Typhimurium LT2 was Lactobacillus amylovorus with an inhibition zone of 10,33 ± 0,58 mm and against Salmonella STM was the strain Bifidobacterium thermophilium with an inhibition zone of 13,33 ± 0,58 mm. The tested bacteria did not show resistence to the tested antibiotics. The highest values and auto-aggregation rates after 24 hours were recorded for Bifidobacterium spp. and Lactobacillaceae strains, with a range of occurrence between 21,83 % and 78,00 %. To verify the protective effect of bacteria in a reak environment, it is necessary to perform experiments with piglets reared either in a sterile environment or under normal coonditions.

Kľúčové slová

střevní patogeny, Salmonella, probiotické vlastnosti, Střevní mikrobiota, bakterie

Keywords

intestinal pathogens, Salmonella, probiotic properties, Gut microbiota, bacteria

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 5. 2024
• Vedúci: Ing. Kristýna Horváthová
• Oponent: Mariana Vadroňová, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Food and Nutrition