Role of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics in the Elderly: Insights Into Their Applications

Elderly people are an important part of the global population who suffer from the natural processes of senescence, which lead to changes in the gut microbiota composition. These modifications have a great impact on their quality of life, bringing a general putrefactive and inflammatory status as a consequence. Some of the most frequent conditions related to this status are constipation, undernutrition, neurodegenerative diseases, susceptibility to opportunistic pathogens, and metabolic disbalance, among others. For these reasons, there is an increasing interest in improving their quality of life by non-invasive treatments such as the consumption of probiotics, prebiotics, and synbiotics. The aim of the present mini-review is to describe the benefits of these functional supplements/food according to the most recent clinical and pre-clinical studies published during the last decade. In addition, insights into several aspects we consider relevant to improve the quality of future studies are provided.Fil: Ale, Elisa Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Binetti, Ana Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; Argentin

Ordered-disordered domain coexistence in ternary lipid monolayers activates sphingomyelinase by clearing ceramide from the active phase

We explored the action of sphingomyelinase (SMase) on ternary monolayers containing phosphatidylcholine, sphingomyelin (SM) and dihydrocholesterol, which varied along a single tie line of phase coexistence. SMase activity exhibited a higher rate and extent of hydrolysis when the film is within the liquid-expanded (LE)/liquid-ordered (LO) coexistence range, compared to monolayers in the full LO phase. Since Alexa-SMase preferably adsorbs to the LE phase and there was no direct correlation found between enzymatic activity and domain borders, we postulate that the LE phase is the active phase for ceramide (Cer) generation. The enzymatically generated Cer was organized in different ways depending on the initial LE/LO ratio. The action of SMase in Chol-poor monolayers led to the formation of Cer-enriched domains, while in Chol-rich monolayers it resulted in the incorporation of Cer in the LO phase and the formation of new Chol- and Cer-enriched domains. The following novel mechanism is proposed to provide an explanation for the favored action of SMase on interfaces that exhibit an LE-LO phase coexistence: the LO phase sequesters the product Cer causing its depletion from the more enzyme-susceptible LE phase, thus decreasing inhibition by the reaction product. Furthermore, LO domains function as a substrate reservoir by allowing a rapid exchange of the substrate from this phase to the SM-depleted LE phase.Fil: Ale, Elisa Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Maggio, Bruno. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Fanani, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentin

Impacto funcional del exopolisacárido (EPS) producido por la cepa autóctona Lactobacillus fermentum Lf2: ensayos in vivo e in vitro

L. fermentum Lf2 es una cepa autóctonacapaz de producir 2 g/L de un extracto de exopolisacáridos (EPS) bajocondiciones optimizadas, rendimiento significativamente mayor al informado paraotras bacterias lácticas. Está compuesto principalmente por unheteropolisacárido (8,8 x 10^4 Da) formado por glucosa y galactosa, y un β-glucano(1,23 x 10^6 Da) y, a través de ensayos {in vitro} e {in vivo} ha demostrado diversaspropiedades funcionales. El primerensayo {in vitro} consistió en estudiar el efecto del extracto sobre la líneacelular THP-1, utilizando 60 µg/mL del extracto de EPS crudo (0,9%de proteínas) y 12,6 µg/mL de extracto purificado (se recupera un 21% de EPSluego de la purificación). Como control positivo se incluyó LPS (0,5 µg/mL)y como negativo, células sin tratar. El extracto purificado disparó los nivelesde la citoquina TNF-α, alcanzando niveles similares al control positivo ysuperando los niveles determinados para el control negativo y el EPS crudo(p< 0,05). Con respecto a IL-6, en todos los casos los niveles fueronsignificativamente menores a los obtenidos para el control LPS. Por otro lado,ambas formas de EPS presentaron niveles significativamente más altos de lacitoquina reguladora IL10. El segundo ensayo {in vitro} consistió en estudiarel efecto del β-glucano sobre células mononucleares de sangre periférica,el cual demostró prevenir efectos proinflamatorios desencadenados por LPS, yaque aquellas células que habían sido expuestas por 24 h al β-glucano(100 µg/mL)y a las que luego se las lavó para enfrentarlas a LPS, presentaron bajosniveles de TNF-α, sugiriendo un rol inmunomodulador. Por otro lado, ensayos {invivo} (ratones BALB/c) evidenciaron diversosefectos beneficiosos, demostrándose que el extracto de EPS, cuando se adicionaa matrices lácteas (yogur o leche) es capaz de prevenir una infección por {Salmonella}serovar Typhimurium en una concentración de 600 mg/L, además de aumentar losniveles de IgA en fluido intestinal a y reducir los niveles de IL-6 enintestino delgado, en una concentración de 300 mg/L. Asimismo, este extracto(600 mg/L) en yogur fue capaz de producir un aumento significativo de ácidosgrasos de cadena corta en heces (por HPLC), específicamente de los ácidosacético y butírico, asociados a un rol prebiótico. Este efecto se viorelacionado a un aumento del {cluster} {Clostridium coccoides} productor deestos ácidos, determinado por qPCR. Cuando se combinó este extracto con la cepaprobiótica {Bifidobacterium animalis} subsp. {lactis} INL1 (5 x 10^8 UFC/mL),se observó un efecto bifidogénico durante el tratamiento que no se apreció paraaquellos ratones tratados solo con la bifidobacteria. Todos estos estudios enconjunto señalan el potencial de este EPS para otorgar diversos rolesfuncionales cuando se lo utiliza como ingrediente alimentario, enconcentraciones factibles de aplicar en la industria y posibles de obtenerteniendo en cuenta su relativamente elevado rendimiento.Fil: Rojas, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Correa Olivar, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Ale, Elisa Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Reinheimer, Jorge Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Binetti, Ana Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología (CAM 2019); V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos (V CAMA); V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos (CLAMME 2019); XIV Congreso Argentino de Microbiología General (XIV SAMIGE)CABAArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí

Exopolisacárido producido por Lactobacillus fermentum Lf2: Optimización estadística de la producción y caracterización química del compuesto obtenido

Introducción y objetivos: Algunas bacterias lácticas (BAL) son capaces de producir exopolisacáridos (EPS), moléculas que pueden mejorar las propiedades reológicas de ciertos productos lácteos y a la vez, ejercer efectos benéficos para la salud del consumidor. La cepa autóctona {L. fermentum} Lf2 es capaz de producir 1 g/L de EPS con propiedades tecnológicas y funcionales demostradas, siendo este rendimiento elevado en comparación con otras BAL. Por lo tanto, se planteó como objetivo optimizar la producción de este EPS y realizar su caracterización química y estructural a los fines de proponer su aplicación como ingrediente alimentario.Materiales y Métodos: Primeramente se realizó una selección de factores mediante modelos D-Optimal para un medio de cultivo semi-definido (SDM, Kimmel y Roberts, 1998), con el fin de determinar las concentraciones de las fuentes nitrogenadas que optimicen la producción, como así también el tipo de fuente de carbono a utilizar y el tiempo de fermentación. Luego se realizaron diversas fermentaciones variando el pH (de 5 a 7) y la concentración de sacarosa (1 a 8% m/v) aplicando un modelo central compuesto. Se utilizó 0,53% m/v bacto casitona, 0,63% m/v base nitrogenada de levadura y 0,53% m/v citrato de amonio según las proporciones obtenidas previamente. Las fermentaciones se realizaron en un biofermentador de 2 L Sartorius Biostat A plus a 30°C por 48 h, con una agitación de 6 x{g} y burbujeo de CO_2 a 0,2 L/min. Cada experiencia se realizó en un volumen final de 1 L. Se tomaron muestras de 200 mL para realizar recuentos y extraer EPS por precipitación alcohólica a partir del sobrenadante. Paralelamente, se tomaron 100 mL de cada medio de cultivo sin inocular, con el fin de descontar las interferencias de cada punto experimental. A partir del EPS purificado según Ale et al. (2016), se procedió a realizar un análisis estructural aplicand: espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) 1^H (Maeda et al., 2004). Además, se determinó el peso molecular, el tamaño de partícula y la carga superficial de la molécula por espectroscopía de dispersión estática (SLS) y dinámica (DLS) de luz.Resultados: La mayor producción del EPS se obtuvo con 6,25% m/v sacarosa y pH 6,5, logrando un rendimiento de 1,8 ± 0,2 g/L EPS crudo, duplicando el obtenido en condiciones no optimizadas. El recuento celular fue de aproximadamente 8,5 log(UFC/mL). Mediante SLS se determinó que la solución de extracto de EPS presenta un peso molecular promedio de (2,53 ± 0,03)10^3 kDa. De los resultados del DLS, el valor del índice de polidispersidad (PdI) fue cercano a 0,4, lo que sugiere una distribución del tamaño de partícula polidispersa, probablemente debido a la presencia de diferentes poblaciones de EPS con distintos tamaños de partícula. Además, se observaron picos de diversos tamaños de partículas tanto en la distribución de Intensidad como de Volumen, lo que sugiere la presencia de dos poblaciones principales de EPS con diferentes tamaños. El valor potencial obtenido fue de -18 ± 2 mV (a una concentración de EPS de 0,75 mg/mL), por lo que se puede decir que el EPS tiene una carga neta negativa en una solución de NaNO_3 0,1 M. Finalmente, se analizó el espectro unidimensional 1H NMR obtenido a 300 MHz. Se observaron 3 resonancias de protones en la región anomérica (δ 5,50-4,50 ppm). Los valores de δ (desplazamiento químico) obtenidos para las 3 señales sugieren que los protones H1 corresponden a carbonos anoméricos en configuración α. Debido a que el espectro fue obtenido a 293 K, no se pudo inferir sobre la presencia de protones en carbonos en configuración β. Conclusiones: Se ha logrado optimizar el rendimiento de EPS de la cepa {L. fermentum} Lf2, duplicando el valor obtenido en condiciones no optimizadas. Además, a partir de la caracterización química, se pudo dilucidar que el extracto está principalmente formado por dos poblaciones de distinto tamaño, presenta carga neta negativa en NaNO_3 0,1 M, un peso molecular promedio de (2,53 ± 0,03)10^3 kDa y se ha identificado la presencia de carbonos anoméricos α en su estructura.Fil: Batistela, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Correa Olivar, Gabriela Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Ale, Elisa Carmen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Ferrado, Joana Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Tecnología de los Alimentos; ArgentinaFil: Reinheimer, Jorge Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaFil: Vera Candioti, Luciana. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Binetti, Ana Griselda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Lactología Industrial. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química. Instituto de Lactología Industrial; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología (CAM 2019); V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos (V CAMA): V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos (CLAMME 2019); XIV Congreso Argentino de Microbiología General (XIV SAMIGE)ArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí