Благоприятное влияние потенциально пробиотического штамма Limosilactobacillus fermentum L18 человеческого происхождения, продуцирующего ГАМК, на проницаемость кишечного барьера и микробиоту кишечника человека

Введение: Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) представляет собой непротеиновую аминокислоту с нейроингибирующими, антидиабетическими и антигипертензивными свойствами; её применяют как лекарственное средство для лечения тревоги и депрессии. Известно, что некоторые штаммы лактобацилл продуцируют ГАМК и укрепляют кишечный барьер, который играет важную роль в уменьшении повреждения, вызываемого патогенами. Пробиотические бактерии также способны изменять состав микробиоты кишечника человека, однако влияние штаммов, продуцирующих ГАМК, на проницаемость кишечного эпителия и кишечную микробиоту не изучено.

Результаты: В настоящем исследовании впервые продемонстрирована высокая продукция ГАМК потенциально пробиотической бактерией Limosilactobacillus fermentum L18. Изучение кинетики продукции ГАМК штаммом L18 показало, что её максимальный уровень в супернатанте культуральной жидкости достигался через 24 ч, тогда как при ферментации молока для этого требовалось 48 ч. Влияние L18 на восстановление проницаемости монослоя кишечных клеток Caco-2, нарушенной под действием липополисахарида (ЛПС), оценивали по восстановлению трансэпителиального электрического сопротивления (TEER). В клетках Caco-2, обработанных L18 и ЛПС, значения TEER значительно восстановились, а уровни белков межклеточных контактов окклюдина и E-кадгерина были значительно выше, чем в клетках, обработанных только ЛПС. Влияние секретирующего ГАМК штамма L18 на метатаксономический состав образцов кала здоровых людей изучали с помощью ферментера периодического действия, моделирующего условия в толстой кишке человека. Через 24 ч различий по альфа- и бета-разнообразию между образцами, обработанными L18 и не подвергавшимися обработке, не выявили. Однако в группе L18 относительная представленность семейств бактерий Lactobacillaceae и Bifidobacteriaceae увеличилась, тогда как в необработанной группе оба показателя снизились. Напротив, относительная представленность семейства Enterobacteriaceae в образцах с L18 уменьшилась, а в необработанных образцах увеличилась.

Выводы: Полученные результаты свидетельствуют о том, что L. fermentum L18 является перспективным штаммом, секретирующим ГАМК, который укрепляет кишечный эпителиальный барьер за счёт повышения концентрации белков межклеточных контактов и благоприятно изменяет состав кишечной микробиоты. Этот штамм потенциально может применяться как психобиотик или использоваться при производстве функциональных продуктов питания для лечения заболеваний, связанных с тревогой.