¿Cómo funcionan los probióticos esporulados?

·

c2360684

Los probióticos tradicionales, o más comunes, son los probióticos lácticos que se pueden encontrar en ciertos yogures, leches fermentadas y otros derivados lácticos. Si bien, los consumidores han escuchado sobre los beneficios que proporcionan los probióticos lácticos, éstos gozan de muchas desventajas. Entre las desventajas de los probióticos lácticos (representados por lactobacilos y bifidobacterias) se encuentran la necesidad de su conservación a bajas temperaturas (cadena de frío) para mantener vivo al probiótico y evitar que los mismos continúen desarrollando en el alimento y lo arruinen. Otra gran desventaja de los probióticos lácticos es que los mismos son muy sensibles al oxígeno del aire, muriendo rápidamente pese a la cadena de frío.
Además de los probióticos lácticos, existe otra clase de probióticos a base de esporas.

Un ejemplo de ellos es el probiótico KYOJIN que contiene a la bacteria Bacillus subtilis natto DG101 (denominada originalmente Bacillus subtilis natto RG4365) 1, 9, 16, 17, 20, 31. B. subtilis natto produce vitamina K2 (menaquinona-7 o MK-7) que en las cantidades adecuadas es una vitamina que actúa conjuntamente con la vitamina D y que es importante para la correcta distribución del Calcio en el organismo (hacia los huesos y que no se deposite en los vasos sanguíneos ni forme cálculos) que redunda en la protección de los huesos (contra fracturas y osteoporosis), el corazón y el cerebro 21. Produce nattoquinasa (proteasa perteneciente a la familia de las subtilisinas) que ayuda a prevenir la formación de trombos, colabora en el control de la presión sanguínea, disminuir el riesgo de accidentes cardiovasculares, y que (en estudios científicos en modelos in vitro) degrada al péptido β-amiloide (asociado a la enfermedad de Alzheimer) y gliadina (asociada a la enfermedad Celíaca) 10, 14, 19, 22, 28, 36, 39. B. subtilis natto produce PQQ (pirrol-quinolina-quinona) un anti-oxidante natural, que en las cantidades adecuadas ayuda a mejorar el perfil lipídico, la memoria y combatir el cansancio, el estrés y obtener un sueño reparador 3, 11, 12, 23, 24, 25, 27, 38. B. subtilis natto produce PhrC (o CSF, péptido para la comunicación intercelular) que en estudios científicos en modelos in vitro ayuda al mantenimiento de la homeostasis o equilibrio proteico contra la proteotoxicidad 8, 37, protegiendo a las neuronas 5, 6, 7. B. subtilis natto produce un biofilm beneficioso que en estudios científicos demostró ayudar a la correcta colonización (eubiosis) del intestino, aumentando la proporción de bacterias lácticas benéficas, la producción de PhrC y óxido nítrico 20, 35, 40. B. subtilis natto produce antimicrobianos naturales (lipopéptidos) que en las cantidades adecuadas son efectivos contra hongos, virus y bacterias patógenas 2, 13, 15, 26, 29, 33. 35. B. subtilis natto interfiere con la adherencia de bacterias patógenas a través de un mecanismo de exclusión competitiva 2, 35. Otros estudios científicos demostraron que B. subtilis natto: estimula la producción de anticuerpos, refuerza la inmunidad innata (sistema del complemento) y la inmunogenicidad de vacunas (efecto adyuvante) 30, 34; disminuye in vitro la formación de agregados de α-sinucleina, protege neuronas dopaminérgicas e in vitro ayuda contra la toxicidad del péptido β-amiloide (enfermedades de Parkinson y Alzheimer) 5, 6, 7, 19; estudios científicos comprobaron que B. subtilis regula la vía de señalamiento ILS de péptidos similares a la insulina brindando la posibilidad de una mayor expectativa de vida sana (efecto antienvejecimiento o prolongevidad saludable) 1, 17, 31, 40. En personas diabéticas, B. subtilis natto ayuda al control de la glicemia, la insulinemia y el sobrepeso 4, 32.

REFERENCIAS:

  1. Ayala F, Bauman C, Cogliati S, Leñini C, Bartolini M, and Grau R (2017). Microbial flora, probiotics, Bacillus subtilis and the search for a long and healthy human longevity. Microbial Cell 4(4): 133-136. Doi. 10.15698/mic2017.04.569.
  2. Ayala F, Bauman C, Bartolini M, Sabal E, Salvarrey M, and Grau R (2017). Transcriptional regulation of adhesive properties of Bacillus subtilis to extracelular matrix proteins through the fibronectin-binding protein YloA. Molecular Microbiology 104(51): 804-821. Doi: 10.1111/mmi.13666.
  3. Bauerly K, Harris C, Chowanadisai W, Graham J, Havel P, Tchaparian E, Satre M, Karliner J, and Rucker R (2011). Altering pyrroloquinoline quinone nutritional status modulates mitochondrial, lipid, and energy metabolism. PLoS ONE 6 (7): e21779. Doi: 10.1371/journal.prone.0021779.
  4. Cardinali N, Bauman C., Rodriguez Ayala F, and Grau R. (2020). Two cases of type 2 diabetes mellitus successfully treated with probiotics. Clin. Case Rep. Doi: 10.1002/ccr3.3354.
  5. Cogliati S, Clementi V, Crespo C, Argañaraz F, and Grau R (2020). Bacillus subtilis delays neurodegeneration and behavioral impairments in the Alzheimer’s disease model Caernohabditis elegans. Journal of Alzheimer disease 73(3): 1035-1052. Doi: 10.3233/JAD-190837.
  6. Crespo C, and Grau R (2021) Neuroprotective properties of probiotic Bacillus subtilis in transgenic Caenorhabditis elegans model of Parkinson Disease. Graduate Thesis. Universidad Nacional de Rosario, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.
  7. Francisco M y Grau R (2018). Probiotic Bacillus subtilis prevents alpha-synuclein aggregation and extends the healthy lifespan in Parkinson disease model Caenorhabditis elegans. Advances in Alzheimer & Parkinson therapies and AAT-AD / PD Focus Meeting. Turin – Italy, 15 – 18 March.
  8. Fujiya M, Musch M, Nakagawa Y, Hu S, Alverdy J, Kohgo Y, Schneewind O, Jabri B, Chang E. (2007) The Bacillus subtilis quorum-sensing molecule CSF contributes to intestinal homeostasis via OCTN2, a host cell membrane transporter. Cell Host & Microbe 1, 299-308.
  9. Goñi A. (2012). Propiedades de multicelularidad y probióticas de Bacillus subtilis. Tesis para optar al título de Doctor en Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario. Director: Dr. Roberto Grau.
  10. Hsu Ruei-Lin, Lee Kung-Ta, Wang Jung-Hao, Lily Y, Lee L, and Chen R (2009). Amyloid-degrading ability of nattokinase from Bacillus subtilis natto. J Agric Food Chem 57 (2): 503 – 508.
  11. Huang Y, Chen N, and Miao D (2017). Effect and mechanism of pyrroloquinoline quinone on anti-osteoporosis in Bmi-1 knockout mice-anti-oxidant effect of pyrroloquinoline quinone. Am J Transl Res 9 (10): 4361 – 4374.
  12. Itoh Y, Hina K, Miura H, Uetake T, Nakano M, Takemura N, and Sakatani K (2016). Effect of the antioxidant supplement pyrroloquinoline quinone disodium salt (BioPQQTM) on cognitive functions. In Oxygen transport to tissue XXXVII, Advances in Experimental Medicine and Biology 876. Springer Science, Elwell et al. editors. Chapter 40, pp: 319 – 325. Doi: 10.1007/978-1-4939-30240.
  13. Itokawa H, Miyashita T, Morita H, Takeya K, Hirano T, Homma M, and Oka K (1994). Structural and conformational studies of Ile7 and Leu7 surfactins from Bacillus subtilis natto. Chem Pharm Bull 42 (3): 604 – 607
  14. Ji H, Yu L, Liu K, Yu Z, Zhang Q, Zou F, and Liu B (2014). Mechanisms of nattokinase in protection of cerebral ischemia. European J Pharmacol 745: 144 – 151. Doi: 10.1016/j.ejphar.2014.10024.
  15. Jung M,LeeS, Kim H, and Kim H (2000). Recent studies on natural products as anti-HIV agents. Current Medicinal Chem 7: 649 – 661.
  16. Kamada M, Hase S, Sato K, Toyoda A, Fujiyama A, and Sakakibara Y. (2014) Whole genome complete resequencing of Bacillus subtilis natto by combining long reads with high quality short reads. PLoS ONE 9 (10): e109999. Doi: 10.1371/journal.prone.0109999.
  17. Katagiri R, Sawada N, Goto A, Yamaji T, Iwasaki M, et al. (2020). Association of soy and fermented soy product intake with total and cause specific mortality: prospective cohort study. BMJ 368: m34. Doi: 10.1136/bmj.m34. 
  18. Kim J, Gum S, Paik J, Lim H, Kim K, Ogasawara K, Inoue K, Park S, Jang Y, and Lee J (2008). Effects of nattokinase on blood pressure: a randomized, controlled trial. Hypertension Res, 31: 1583 – 1588.
  19. Kumar V, Bhatt P, Pathak S, and Panda B (2017). Attenuation of neurobehavioral and neurochemical abnormalities in animal model of cognitive deficits of Alzheimer’s disease by fermented soybean nanonutraceutical. Inflammopharmacol doi: 10.1007/s10787-017-0381-9.
  20. Lombardía E., Rovetto A, Arabolaza A, and Grau R (2006). A LuxS-dependent cell-to-cell language regulates social behavior and development in Bacillus subtilis. J. Bacteriol 188 (12): 4442. Doi: 10.1128/jb.00165.06.
  21. Mahdinia E, Demirci A, and Berenjian A (2017). Optimization of Bacillus subtilis natto growth parameters in glycerol-based medium for vitamin K (menaquinone-7) production in biofilm reactors. Bioprocess Biosyst Eng doi: 10.1007/s00449-017-1857-0
  22. Nagata C, Wada K, Tomura T, Komishi K, GotoY, Koda S, Kawachi T, Tsuji M, and Nakamura K (2017). Dietary soy and natto intake and cardiovascular disease mortality in japanese adults: The Takayama study. Am J Clin Nutr, 105: 426 – 431. Doi: 10.3945/ajcn.116.137281.
  23. Nakano M, Yamamoto T, Okamura H, Tsuda A, and Kowatari Y (2012). Effects of oral supplementation with pyrroloquinoline quinone on stress, fatigue, and sleep. Functional Foods in Health and Disease 2 (8): 307 – 324.
  24. Nakano M, Kawasaki Y, Suzuki N, and Takara T (2015). Effects of pyrroloquinoline quinone disodium salt intake on the serum cholesterol levels of healthy Japanese adults. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). Doi: 10.3177/jnsv.61.233
  25. Nunome K, Miyazaki S, Nakano M, Iguchi-Ariga S, and Ariga H (2008). Pyrroloquinoline quinone prevents oxidative stress-induced neural death probably through changes in oxidative status of DJ-1. Biol Pharm Bull 31 (7): 1321 – 1326.
  26. Oba M, Rongdou W, Saito A, Okabayashi T, Yokota T, et al. (2021). Natto extract, a Japanese fermented soybean food, directly inhibits viral infections including SARS-CoV-2 in vitro. Biochemical and Biophysical Research Communications 570: 21-25. Doi: 10.1016/j.bbrc.2021.07.034.
  27. Ohwada K, Takeda H, Yamazaki M, Isogai H, Nakano M, Shimomura M, Fukui K, and Urano S (2008). Pyrroloquinoline quinone (PQQ) prevents cognitive déficit caused by oxydative stress in rats. J Clin Biochem Nutr 42: 29 – 34.
  28. Pham P, Ham B, and Hoang B (2020). Nattospores as effective and safe functional supplements in management of stroke. J Medicinal Food 00 (0): 1 – 7. Doi 10.1089/jmf.2019.0183.
  29. Piewngam P, Zheng Y, Nguyen T, y col (2018). Pathogen elimination by probiotic Bacillus via signalling interference. Nature doi: 10.1038/s41586-018-0616-y.
  30. Reyes Díaz L. (2021). Reactividad cruzada contra proteínas, polireactividad contra polisacáridos de Neisseria y el efecto de adyuvantes mucosales. Tesis para optar al título de Doctor en Ciencias de la Salud. Universidad de Ciencia Médicas de La Habana. Director: Dr. Oliver Pérez, co-director: Dr. Roberto Grau.
  31. Rodriguez Ayala F, Francisco M, Argañaraz F, Crespo C, Clementi V, and Grau R, (2021). Healthy aging, neuroprotection and decreased risk of cardiovascular death associated with the consumption of probiotic Bacillus subtilis. Gerontology and Geritrics Studies 7(3). 696-698. Doi: 10.31031/GGS.2021.07.00062.
  32. Rodriguez Ayala F, Cardinali N, and Grau R. (2022). Efficient weight loss and type 2 diabetes mellitus control in overweight and obese patients consuming the probiotic Bacillus subtilis DG101: a randomized doublé-blind placebo-controlled study. Asploro Journal of Biomedical and Clinical Case Reports. 5(1): 51-58. Doi: 10.36502/2022/ASJBCCR.6263.
  33. Sen R (2010). Surfactin: biosynthesis, genetics and potential applications. In Biosurfactants, edited by Ramkrishna Sen, Landes Bioscience and Springer Science. Pp: 316 – 323.
  34. Tub-Chafer F, Reyes-Díaz L, Vega-garcía I,Gonzalez-Aznar E,Otero-Alfaro O, Lumpuy-Castillo J, Grau R, and Perez O (2016). Acción adyuvante de esporas de Bacillus subtilis por vía mucosal. VacciMonitor 25 (1): 19 – 29.
  35. Vidyalaxme B, Rovetto A, Grau R, and Agrawal R (2014). Synergistic effects of probiotic Leuconostoc mesenteroides and Bacillus subtilis in malti ragi 8Eleucine corocana) food for antagonistic activity against Vibrio cholera and other beneficial properties. Journal Food Science Technology 51(11). 3072-3082. Doi: 10.1007/s13197-012-0834-5.
  36. Weng Y, Yao J, Sparks S, and Wang K (2017). Nattokinase: an oral antithrombotic agent for the prevention of cardiovascular disease. Int J Mol Sci 18, 523, doi 10.3390/ijms18030523.
  37. Willians P. (2007) Bacillus subtilis: a shocking message from a probiotic. Cell Host Microbe 1, 248-249.
  38. Wu J, Huang J, Khanabdali R,Kalionis B, Xia S, andCai W (2016). Pyrroloquinoline quinone enhances the resistance to oxidative stress and extends lifespan upon DAF-16 and SKN-1 activities in C. elegans. Exp Gerontol doi: 10.1016/j.exger.2016.04.008
  39. Zhang B, Liu Y, Ji Q, Zhao M, Zeng J, Liu L, Xu X, Yan Y, and Gong A (2017). Nattokinase crude extract enhances cutaneous wound healing. Biomaterials and Tissue Engineering Vol. 7, 1 – 6. Doi: 10.1166/jbt.2017.1697.
  40. Donato V,  Rodríguez Ayala F, Cogliati S , Bauman C, Costa JG , Leñini C , and Grau.(2017). Bacillus subtilis biofilm extends Caenorhabditis elegans longevity through downregulation of the insulin-like signalling pathway. Nat Commun 30(8): 14332. Doi: 10.1038/ncomms14332.

In: