Разработано защитное покрытие для анаэробных бактерий-пробиотиков

Многие бактерии-пробиотики являются анаэробами, из-за чего их получение в больших количествах и доставка потребителям сопряжены с большими трудностями. Американские исследователи создали самособирающееся металл-полифенольное покрытие для анаэробных бактерий, таких как Bacteroides thetaiotaomicron. Это покрытие защищает клетки от воздействия неблагоприятных факторов, в том числе кислорода, на этапе производства, а также облегчает доставку жизнеспособных бактерий в кишечник человека.

Химически защитное покрытие представляет собой координационные комплексы природных фенолов и ионов металлов. На поверхности клеток покрытие закрепляется за счет нековалентных взаимодействий. В предыдущих исследованиях металл-полифенольные покрытия успешно использовали для защиты клеток млекопитающих, а авторы новой работы адаптировали метод для прокариотических клеток.

Ученые создали покрытие, которое состоит из ионов трехвалетного железа и одного из трех природных полифенолов: таниновой кислоты, галловой кислоты или эпигаллокатехингаллата. Трехвалетное железо и полифенолы признаны безопасными FDA. Оболочка собирается самостоятельно на клетках в суспензии бактерий при pH от 7 до 8 на воздухе или в атмосфере азота.

Первоначально ученые опробовали покрытие на клетках кишечной палочки Escherichia coli. Они показали, что покрытие не меняет морфологию клеток. Нанесение клеток E. coli, покрытых оболочкой, на чашки со средой LB показало, что клетки сохраняли жизнеспособность. В то же время такие бактерии делились втрое медленнее, чем непокрытые клетки, так как покрытие затрудняло поступление питательных веществ. Схожие результаты были получены и на клетках B. thetaiotaomicron: чем толще была оболочка, покрывающая клетки, тем дольше была задержка перед началом экспоненциального деления бактериальных клеток.

Дальнейшие исследования показали, что в условиях, близких к тем, в которых находится пища на пути к кишечнику, защитное покрытие разрушается, в частности, под действием соляной кислоты в желудке, поэтому в кишечнике покрытые бактерии-пробиотики уже лишены оболочки. Важно, что покрытие обеспечивает защиту бактериальных клеток во время лиофилизации — важного этапа промышленного получения пробиотиков.