Estudio del efecto de tiamina producida por bacterias lácticas en un modelo neuronal in vitro

La tiamina o vitamina B1 tiene un impacto favorable en el sistema nervioso y su deficiencia puede asociarse al desarrollo y progresión de enfermedades neurodegenerativas. Numerosos estudios muestran la reversión de los efectos de estas patologías al restaurar dicha vitamina. Algunas cepas de bacterias lácticas (BL) son capaces de sintetizar tiamina, pudiendo ser utilizadas como bio-estrategia para evitar y tratar su deficiencia. OBJETIVO. Evaluar en un modelo neuronal in vitro el efecto fisiológico ejercido por tiamina producida por BL. METODOLOGÍA. Se realizó la obtención de extractos intracelulares para Lactobacillus (L.) plantarum CRL1905 y 3 variantes derivadas (v7, v9 y v10) resistentes al amprolio, un inhibidor competitivo de tiamina; y se cuantificó el contenido de tiamina mediante un método microbiológico. In vitro, las células neuronales (Neuro 2-A), fueron expuestas a la neurotoxina 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+), en presencia y ausencia de amprolio y con tiamina o los extractos bacterianos intracelulares. La viabilidad de las células se evaluó mediante ensayo colorimétrico de MTT (3-[4,5-dymethilthiazol-2-il]-2,5-difenil-tetrazolium bromuro) y se midió la producción de IL-6 en los sobrenadantes. RESULTADOS. Se determinó que las variantes de L. plantarum produjeron mayores concentraciones de tiamina respecto a la cepa original. La presencia de amprolio disminuyó la viabilidad de las células neuronales, lo que se acentuó en presencia de MPP+ (62%) tomando el 100% de viabilidad para el control sin tratar. Este efecto se vio reducido en presencia de las muestras bacterianas obteniéndose mayores porcentajes de sobrevida neuronal (81-93%), incluso comparados al tratamiento con tiamina comercial (76%). El extracto bacteriano de v9 previno el aumento de IL-6 inducido por MPP+ en las distintas condiciones de cultivo, comparadas con sus respectivos controles sin tratar. DISCUSIÓN. Se obtuvo una variante de L. plantarum CRL1905 capaz de producir tiamina y de ejercer efecto neuroprotector en el modelo in vitro utilizado.Fil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: de Moreno, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Savoy, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Leblanc, Jean Guy Joseph. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina20º Reunión de Investigación en Ciencias de la SaludSan Miguel de TucumánArgentinaUniversidad Nacional de Tucumán. Factulta de Medicin

The defence elicitor AsES causes a rapid and transient membrane depolarization, a triphasic oxidative burst and the accumulation of nitric oxide

The newly characterized elicitor AsES obtained from Acremonium strictum induces a strong defence response in strawberry plants and confers plants resistance against the fungal pathogen Colletotricum acutatum the casual agent of anthracnose disease. Previous studies showed that AsES causes the accumulation of reactive oxygen species (ROS) that peaked 4 h post treatment (hpt), but due to the experimental approach used it was not clear whether the accumulation of ROS observed was intracellular or extracellular or took place as a single peak. By using a different experimental setup, a more complex early events associated to the activation of the innate immunity were observed. In this paper we report that strawberry plant cells treated with AsES exhibits a triphasic production of H2O2 and a rapid intracellular accumulation of NO. The first phase consists in a progressive extracellular accumulation of H2O2 that starts immediately after the treatment with AsES and is preceded by a rapid and transient cell membrane depolarization. During this phase takes place also a rapid intracellular accumulation of NO. Microscopic observations of mesophyll cells treated with AsES reveals that NO accumulates at the chloroplast. After the first extracellular H2O2 production phase, two intracellular H2O2 accumulation events occur, the first 2 hpt, and the second 7 hpt. Cells treated with AsES also show a transient increase of ion leakage, and a progressive alkalinization of the extracellular medium.Fil: Martos, Gustavo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Diaz Ricci, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentin

Thiamine-producing lactic acid bacteria and their potential use in the prevention of neurodegenerative diseases

Thiamine or vitamin B1, an essential micronutrient mainly involved in energy production, has a beneficial impact on the nervous system, and its deficiency can be associated with the development and progression of neurodegenerative diseases. The aim of this work was to select thiamine-producing lactic acid bacteria (LAB) and study their physiological effects using neuron cell cultures. In this study, 23 LAB able to produce thiamine were identified by growth in thiamine-free synthetic medium. Intra- and extracellular thiamine concentrations were determined using a microbiological method and results confirmed by HPLC techniques. A wide variation in vitamin production was found showing that this property was not only species specific but also a strain-dependent trait. Five of these strains were pre-selected for their capacity to produce higher concentrations of thiamine. Only the pre-treatment with the intracellular extract of Lactiplantibacillus (L.) plantarum CRL 1905 increased significantly neuronal survival in N2a cells’ model of neurotoxicity (MPP+ ) with thiamine deficiency conditions (amprolium). Furthermore, amprolium-resistant variants of CRL 1905 were isolated by exposition of the strain to increasing concentrations of this toxic thiamine analogue. The variant A9 was able to increase more than 2 times the intracellular thiamine production of the original strain. A9 bacterial extract significantly prevented neuronal cell death and the increase of IL-6. The amprolium-resistant strain A9 showed a modulating and neuroprotective effect in an in vitro model of neurotoxicity constituting a potential bio-strategy to counteract thiamine deficiencies and thus prevent or treat neurodegenerative diseases.Fil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: de Moreno, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Savoy, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Leblanc, Jean Guy Joseph. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentin

Efecto neuroprotector ejercido por una cepa de bacteria láctica productora de tiamina en modelos de Enfermedad de Parkinson

La tiamina o vitamina B1 ejerce un efecto beneficioso en el sistema nervioso y su deficiencia puede asociarse al desarrollo y progresión de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson (EP). La EP es un proceso neurodegenerativo que afecta la función motora y aunque diferentes factores están involucrados en su etiología, se conoce que está asociada con una importante respuesta inflamatoria. Numerosos estudios muestran la reversión de los síntomas de la EP al restaurar los niveles de tiamina. Algunas cepas de bacterias lácticas (BL) son capaces de sintetizar tiamina, pudiendo ser utilizadas como bio-estrategia para prevenir y tratar su deficiencia. El objetivo del trabajo consistió en estudiar el efecto fisiológico ejercido por una BL capaz de producir tiamina en modelos de EP. Lactobacillus (L.) plantarum CRL1905 (cepa productora de tiamina) se evaluó utilizando modelos de EP in vitro e in vivo. Las células neuronales N2a fueron expuestas a la neurotoxina 1-metil-4-fenilpiridinio (MPP+), en presencia y ausencia de amprolio (análogo estructural de la tiamina), y se estudió el efecto del extracto intracelular de L. plantarum CRL1905 en comparación con tiamina comercial. Se determinó la viabilidad celular mediante el ensayo colorimétrico de MTT (3-[4,5-dymethilthiazol-2-il]-2,5-difenil-tetrazolium bromuro) y la producción de IL-6 en los sobrenadantes de cultivo. In vivo, se administró L. plantarum CRL1905 por vía oral a ratones inyectados con 1-metil-4-fenil-1,2,3,6 tetrahidropiridina (MPTP). Se realizaron los controles correspondientes (grupos MPTP, control sano y ratones con tiamina comercial), y se evaluó la capacidad motriz y las citoquinas producidas en suero y a nivel cerebral. Los resultaron mostraron una disminución en la viabilidad de las células neuronales incubadas con amprolio, acentuándose en presencia de MPP+. Este efecto neurotóxico se vio reducido en las células cultivadas con el extracto intracelular de L. plantarum CRL1905, obteniéndose mayores porcentajes de sobrevida neuronal, incluso comparado al tratamiento con tiamina comercial. Además, el extracto bacteriano previno el aumento de IL-6 inducido por MPP+ en las distintas condiciones de cultivo. Los ratones que recibieron L. plantarum CRL1905 tuvieron mejor desempeño en la ejecución de las pruebas motrices en comparación con el grupo MPTP. El efecto de L. plantarum CRL1905 se asoció a una disminución local de IL-6, IL-10 y TNF-alfa en los cerebros de los ratones. El MPTP también produjo el aumento de estas citoquinas en el suero de los animales, lo que se vio contrarrestado en presencia de la BL. Como conclusión, la administración oral de L. plantarum CRL1905, capaz de producir tiamina, produjo disminución de las pérdidas motrices distintivas de la EP. Su efecto se asoció a la capacidad de modular citoquinas, especialmente la IL-6 tanto a nivel local como sistémico y en el modelo in vitro de neurotoxicidad. Así, L. plantarum CRL 1905 posee potencial de ser utilizada como suplemento para contrarrestar las deficiencias de tiamina y así prevenir o disminuir síntomas asociados a la EP.Fil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Pérez Visñuk, Daiana Emilce. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: de Moreno, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Savoy, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Leblanc, Jean Guy Joseph. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaIII Jornadas de microbiología: sobre temáticas específicas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiología. Filial NO

The potential use of lactic acid bacteria in neurodegenerative pathologies

Aging is a common factor that leads to the development of neurodegenerative diseases such as Parkinson´s and Alzheimer´s. Probiotics have the potential to act against some of the effects associated to aging and these diseases like the decrease of neurotransmitter levels, chronic inflammation, oxidative stress and neuronal apoptosis. They also can exert benefits against gastrointestinal disorders that accompany these pathologies such as diarrhea, constipation, deficient intake of vitamins, among others. In the present chapter, some mechanisms related to neurological disorders that can be prevented or ameliorated improved by probiotics as well as the importance of the gut-brain axis in order to understand the potential of probiotics against neurodegenerative diseases will be discussed.Fil: Pérez Visñuk, Daiana Emilce. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Savoy, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Leblanc, Jean Guy Joseph. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: de Moreno, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentin

B-Group Vitamin-Producing Lactic Acid Bacteria: A Tool to Bio-Enrich Foods and Delivery Natural Vitamins to the Host

Certain strains of lactic acid bacteria (LAB) and other human gut commensal microorganisms such as bifidobacteria are able to produce varying amounts of B-group vitamins. This microbial functionality is of great interest from a technological, nutritional, and health point of since vitamin-producing strains can be used as a tool to improve B vitamin content of foods through fermentation process; as microbial cell factories capable of releasing vitamins along the human gastrointestinal tract during digestion or to improve vitamin content in the host gut by in situ production. These strategies aim to deliver natural B vitamin content to consumers, as a consumer-friendly alternative to supplements or foods fortified with chemically synthesized vitamins, because these nutrient deficiencies still occur in underdeveloped and developed countries. This chapter will discuss the use of LAB to bio-enrich fermented foods with B vitamins (thiamine, riboflavin, and folate) produced de novo and also the use of these beneficial microorganisms as vitamin delivery microbial cells as a bio-supplement to release natural B vitamins inside the host during digestion.Fil: Alburquerque, Marcela Albuquerque Calvacanti de. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Terán, María del Milagro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; ArgentinaFil: Garutti, Luiz Henrique Groto. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Cucik, Ana Clara Candelaria. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Saad, Susana Marta Isay. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Gombossy de Melo Franco, Bernadette Dora. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Leblanc, Jean Guy Joseph. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentin