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Probióticos Prof. Fabricio Rochedo Conceição 22 de março de 2011 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia.

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2 Probióticos Prof. Fabricio Rochedo Conceição 22 de março de 2011 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana II

3 Probióticos: Definição Probiótico significa a favor da vida * FAO/WHO: Probióticos são Microrganismos vivos que ao serem administrados em quantidade adequada conferem benefícios à saúde do hospedeiro * Roy Fuller (1989): Um suplemento alimentar com microrganismos vivos que afetam beneficamente o hospedeiro animal por incrementar o balanço da microbiota intestinal * Alimentos funcionais, dose dependente (aproximadamente 10 8 células viáveis/dia)

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6 Histórico Metchnikoff, E The Prolongation of Life, London: William Heinemann. Sugeriu que a longevidade de camponeses búlgaros resultava do consumo de leites fermentados Bacilos fermentadores influenciam positivamente a microbiota do cólon, reduzindo atividades microbianas tóxicas Publicou uma coleção de ensaios sobre indivíduos que ingeriam leites fermentados diariamente O consumo de bactérias vivas, tais como Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, na forma de iogurte, era benéfico para a saúde do trato gastrointestinal, bem como para a saúde geral e longevidade.

7 Henry Tissier (1906) Observou que fezes de crianças com diarréia tinham menos bactérias em forma de Y (bifidobactérias) que as de crianças sadias Sugeriu que essas bactérias poderiam ser administradas a pacientes com diarréia Lilly e Stillwell (1965) Usaram pela primeira vez o termo probiótico Substâncias secretadas por um organismo que estimulam o crescimento de outro Histórico Bifidobacterium bifidum

8 Fornece evidências que fundamentam a utilização de probióticos O corpo humano tem aproximadamente 10 trilhões de células Aproximadamente 100 trilhões de bactérias residem no corpo humano Isto significa que 90% das células do nosso corpo são microrganismos que vivem simbioticamente em nosso intestino, estômago, boca, nariz, garganta, aparelho respiratório e sistema geniturinário. Mais de 400 espécies bacterianas, porém somente 30 a 40 destas espécies chegam a atingir níveis dominantes. Aproximadamente bactérias/g ; estima-se que representam 1 kg Agregado ao genoma humano temos esse genoma bacteriano suplementar, chamado microbioma, que contém cem vezes mais genes do que o nosso Microbiota do Corpo Humano

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11 Segurança para o consumo humano –Status GRAS (Generally Recognized as Safe) –Histórico de não patogenicidade Não produzir toxinas, não apresentar atividade hemolítica, não infectar imunocomprometidos –Ausência de genes de resistência à antibióticos –Ser de origem humana (preferencialmente) Resistência às condições do TGI –Baixo pH do suco gástrico, enzimas digestivas, secreções pancreática e intestinal e bile Propriedades de um probiótico

12 Capacidade de adesão à mucosa intestinal: colonizar ou persistir no intestino Ser metabolicamente ativo no intestino Capacidade de modular a microbiota endógena Capacidade de modular o sistema imune Capacidade de modular a atividade metabólica local

13 Resistência ao processamento e estabilidade Capacidade de ser manipulado e incorporado a produtos alimentícios sem perder a viabilidade e a funcionalidade Capacidade de promover propriedades sensoriais adequadas ao produto Capacidade de manter-se viável por longo tempo durante a estocagem e transporte Ter sua eficácia comprovada através de ensaios em humanos e animais

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16 Gênero Lactobacillus Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino) Resistem à acidez gástrica e aos sais biliares Capacidade de aderência ao intestino bastante variável Convertem lactose e outros açúcares a ácido lático (fermentação) Gram +, anaeróbio facultativo ou microaerófilo Crescem bem entre 35 e 40ºC São extremamente lábeis Espécies mais utilizadas: L. acidophilus, L. rhamnosus e L. casei Lactobacillus acidophilus

17 Gênero Bifidobacterium Fazem parte da microbiota humana normal (vagina e intestino grosso) Possuem uma boa resistência à acidez gástrica e aos sais biliares * Cerca de 30% alcançam o intestino delgado vivas, atingindo assim altas concentrações no cólon. As de origem humana são capazes de utilizar a galactose, lactose, frutose e glicose como fontes de carbono Gram +, anaeróbias Crescimento ótimo entre 37 e 41ºC e o pH entre 6 e 7 Extremamente lábeis Espécies mais utilizadas: B. infantis, B. longum, B. breve e B. bifidum Bifidobacterium bifidum

18 Gênero Bacillus Encontrados no solo Não fazem parte da microbiota humana normal ???? Gram +, imóveis e aeróbios A temperatura de crescimento ótimo é 37ºC Formam esporos (formas de resistência) Os esporos resistem ao processso de peletização Espécies mais utilizadas: B. cereus, B. subtilis e B. coagulans Bacillus cereus

19 Saccharomyces boulardii Gênero Saccharomyces Leveduras de origem não humana (frutas) Não fazem parte da microbiota humana normal Aeróbias Temperatura de crescimento ótimo é 30ºC Resistem à processos de dessecação (liofilização e spray drier) Não são afetadas pelo uso de antibacterianos Espécies mais utilizadas: S. cerevisiae e S. boulardii

20 *** Nem todas as cepas têm propriedades probióticas *** Diferentes cepas = diferentes efeitos

21 Mecanismos de ação 1- Exclusão competitiva - Competição por sítios de adesão - Competição por nutrientes - Produção de compostos antimicrobianos 2- Alteram metabolismo microbiano - Aumento ou diminuição da atividade enzimática 3- Incremento e modulação da imunidade do hospedeiro

22 Os probióticos são usados em medicina humana na prevenção e tratamento de doenças (bioterapêuticos), na regulação da microbiota intestinal, em distúrbios do metabolismo gastrintestinal, como imunomoduladores e na inibição da carcinogênese. Em medicina veterinária, além dessas aplicações, podem também ser usados como promotores de crescimento, constituindo-se em uma alternativa aos antibióticos, cujo uso indiscriminado pode selecionar cepas resistentes. Aplicações

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25 Probióticos na aquacultura

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29 Como selecionar microrganismos probióticos? Testes in vitro e in vivo origem (humana, animal ou ambiental) estabilidade frente ao ácido e à bile capacidade de colonizar o trato gastrintestinal capacidade de produzir compostos antimicrobianos capacidade de modular o sistema imune segurança para o consumo humano ou animal Guia para avaliação de probióticos (FAO/WHO, 2002)

30 Produção de probióticos Cultivo Conservação da cepa Scale up

31 Produção de probióticos Centrífuga Liofilizador

32 Perspectivas futuras Probióticos recombinantes

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34 Mimetismo de receptor

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36 Prebióticos são ingredientes alimentares não digeríveis (oligossacarídeos) que estimulam seletivamente o crescimento e/ou atividade de microrganismos benéficos da microbiota do cólon. Quando probióticos e prebióticos são administrados conjuntamente, eles constituem um Simbiótico

37 OBRIGADO!


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