vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2021-1-219-232vguit-2665Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyРазработка пробиотического консорциума для людей с онкологическими заболеваниямиDevelopment of a probiotic consortium for people with cancerhttps://orcid.org/0000-0002-4552-7418ВеснинаА. Д.VesninaA. D.

аспирант, технологический институт пищевой промышленности, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

graduate student, institute of food science and technology, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

koledockop1@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5630-3196ПросековА. Ю.ProsekovA. Y.

д.т.н., профессор, кафедра бионанотехнологии, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, bionanotechnology department, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

aprosekov@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2960-0216КозловаО. В.KozlovaO. V.

д.т.н., доцент, технологический институт пищевой промышленности, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

Dr. Sci. (Engin.), associate professor, technological institute of food industry, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

ms.okvk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0563-1007КурбановаМ. Г.KurbanovaM. G.

д.т.н, кафедра технологии продуктов питания животного происхождения, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

Dr. Sci. (Engin.), technology of food of animal origin department, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

kurbanova-mg@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6708-5964КозленкоЕ. А.KozlenkoE. A.

аспирант, технологический институт пищевой промышленности, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

graduate student, institute of food science and technology, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

evgenia_09.01@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2958-4172ГолубцоваЮ. В.GolubtsovaY. V.

д.т.н., профессор, кафедра технологии и организации общественного питания, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, technology and organization of public catering department, st. Krasnaya, 6, Kemerovo, 650000, Russia

op.kemsu@mail.ruКемеровский государственный университетРоссияKemerovo State UniversityRussian FederationКемеровский государст-венный университетRussian FederationKemerovo State UniversityRussian Federation202127042021831219232Copyright © Веснина А.Д., Просеков А.Ю., Козлова О.В., Курбанова М.Г., Козленко Е.А., Голубцова Ю.В., 20212021Веснина А.Д., Просеков А.Ю., Козлова О.В., Курбанова М.Г., Козленко Е.А., Голубцова Ю.В.Vesnina A.D., Prosekov A.Y., Kozlova O.V., Kurbanova M.G., Kozlenko E.A., Golubtsova Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2665

По данным Всемирной организации здравоохранения онкологические заболевания являются распространенной причиной смертности населения, в результате чего актуальна разработка мероприятий, направленных на профилактику канцерогенеза. Данное исследование посвящено получению пробиотического консорциума, состоящего из бактерий, выделенных из желудочно-кишечного тракта здорового человека, с дальнейшей перспективой его применения в противораковой терапии в виде биологически активной добавки (БАД) в специализированных продуктах питания. Объектом исследования являлись бактерии, выделенные из фекалий здорового человека, и консорциумы на их основе. Идентификация бактерий и исследование антимикробной, антиоксидантной активности, противоопухолевых свойств, устойчивости к антибиотикам, кислой среде и желчи бактерий и консорциумов на их основе проводилось по общепринятым методикам. Результатами исследования является формирование консорциумов из выделенных и идентифицированных бактерий: №1 – B. bifidum, B. breve, L. plantarum, L. acidophilus, №2 – B. bifidum, B. breve, L. plantarum, L. fermentum, №3 – B. breve, L. fermentum, S. salivarius, №4 – B. breve, L. fermentum, S. thermophiles, проявляющих пробиотические свойства. Антимикробную активность к наибольшему количеству тест-культур проявлял консорциум №2; умеренную устойчивость к наибольшему числу антибиотиков – №1 и №2; наибольшую антиоксидантную активность – №1, наиболее выраженными противораковыми свойствами по отношению к HepG2, ЛБР2, MDA-MB-231, U87 и Panc-1 – №4, а к MCF-7 – №3; наибольшую устойчивость к средам с низкой кислотностью и желчью – №2. По результатам исследования видно, что выделенные штаммы, как и консорциумы на их основе, обладали антимикробной, антиоксидантной активностью, проявляли противоопухолевое действие, устойчивость к действию антибиотиков, желчи и кислой среды, благодаря чему, их можно использовать в качестве пробиотических средств в виде БАД и специализированных молочнокислых продуктов для профилактики канцерогенеза.

According to the World Health Organization, oncological diseases are a common cause of mortality in the population, as a result of which the development of measures aimed at the prevention of carcinogenesis is urgent. This study is devoted to obtaining a probiotic consortium consisting of bacteria isolated from the gastrointestinal tract of a healthy person, with the further prospect of its use in anticancer therapy in the form of a biologically active additive (BAA) in specialized food products. The object of the study was bacteria isolated from the feces of a healthy person, and consortia based on them. The identification of bacteria and the study of antimicrobial, antioxidant activity, antitumor properties, resistance to antibiotics, acidic medium and bile of bacteria and consortia based on them were carried out according to generally accepted methods. The results of the study are the formation of consortia of isolated and identified bacteria: № 1 – B. bifidum, B. breve, L. plantarum, L. acidophilus, № 2 – B. bifidum, B. breve, L. plantarum, L. fermentum, № 3 – B. breve, L. fermentum, S. salivarius, № 4 – B. breve, L. fermentum, S. thermophiles exhibiting probiotic properties. Consortium № 2 showed antimicrobial activity to the largest number of test cultures; moderate resistance to the largest number of antibiotics – № 1 and № 2; the highest antioxidant activity – № 1, the most pronounced anti-cancer properties in relation to HepG2, LBR2, MDA-MB-231, U87 and Panc-1 – № 4, and to MCF-7 – № 3; the greatest resistance to environments with low acidity and bile – № 2. According to the results of the study, it can be said that the isolated strains, like the consortia based on them, had antimicrobial, antioxidant activity, showed an antitumor effect, resistance to antibiotics, bile and an acidic environment, so that they can be used as probiotic agents in the form of dietary supplements and specialized lactic acid products for the prevention of carcinogenesis.

пробиотические свойстваканцерогенезмикробиота кишечникаидентификация микроорганизмовмолочнокислые бактериипротивораковые свойстваprobiotic propertiescarcinogenesisintestinal microbiotaidentification of microorganismslactic acid bacteriaanti-cancer propertiesФГБОУ ВО "Кемеровский государственный университет"ReferencesКорниенко Е.А. Микробиота кишечника как ключевой фактор формирования иммунитета и толерантности. Возможности пробиотиков // Медицинский совет. 2020. № 10. С. 92–100. doi: 10.21518/2079–701X2020–10–92–100Kornienko E.A. Intestinal microbiota as a key factor in the formation of immunity and tolerance. Possibilities of probiotics. Medical Council. 2020. no. 10. pp. 92–100. doi: 10.21518/2079–701X 2020–10–92–100 (in Russian).Badgeley A., Anwar H., Modi K., Murphy P., Lakshmikuttyamma A. Effect of probiotics and gut microbiota on anti-cancer drugs: Mechanistic perspectives // Reviews on Cancer. 2021. V. 1875. № 1. doi: 10.1016/j.bbcan.2020.188494Badgeley A., Anwar H., Modi K., Murphy P., Lakshmikuttyamma A. Effect of probiotics and gut microbiota on anti-cancer drugs: Mechanistic perspectives. Reviews on Cancer. 2021. vol. 1875. no. 1. doi: 10.1016/j.bbcan.2020.188494Mork?nas E., Skiecevi?ien? J., Kup?inskas J. The impact of modulating the gastrointestinal microbiota in cancer patients // Best Practice & Research Clinical Gastroenterology. 2020. V. 48–49. Р. 101700. doi: 10.1016/j.bpg.2020.101700Mork?nas E., Skiecevi?ien? J., Kup?inskas J. The impact of modulating the gastrointestinal microbiota in cancer patients. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology. 2020. vol. 48–49. рp. 101700. doi: 10.1016/j.bpg.2020.101700Gori S., Inno A., Belluomini L., Bocus P. et al. Gut microbiota and cancer: How gut microbiota modulates activity, efficacy and toxicity of antitumoral therapy // Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2019. V. 143. P. 139–147. doi: 10.1016/j.critrevonc.2019.09.003Gori S., Inno A., Belluomini L., Bocus P. et al. Gut microbiota and cancer: How gut microbiota modulates activity, efficacy and toxicity of antitumoral therapy. Critical Reviews in Oncology/Hematology. 2019. vol. 143. pp. 139–147. doi: 10.1016/j.critrevonc.2019.09.003Малихова О.А., Карасев И.А., Давыдкина Т.С., Верещак В.В. и др. Кишечный микробиом и колоректальный рак. Обзор литературы // Поволжский онкологический вестник. 2019. Т. 10. № 4 (41). С. 45–51.Malikhova O.A., Karasev I.A., Davydkina T.S., Vereshchak V.V. et al. Gut microbiome and colorectal cancer. Literature review. Povolzhsky oncological bulletin. 2019. vol. 10. no. 4 (41). pp. 45-51. (in Russian).Мулендеев С.В., Соловьёв И.А., Шостка К.Г., Арутюнян К.В. и др. Роль дисбиоза кишечника в этиологии и профиликтике колоректального рака // Профилактическая и клиническая медицина. 2017. № 4 (65). С. 55–60.Mulendeev S.V., Solovyov I.A., Shostka K.G., Arutyunyan K.V. et al. The role of intestinal dysbiosis in the etiology and prophylaxis of colorectal cancer. Preventive and clinical medicine. 2017. no. 4 (65). pp. 55-60. (in Russian).Mego M., Holec V., Drgona L., Hainova K. et al . Probiotic bacteria in cancer patients un-dergoing chemotherapy and radiation therapy // Complementary Therapies in Medicine. 2013. V. 21. I. 6. P. 712–723. doi: 10.1016/j.ctim.2013.08.018Mego M., Holec V., Drgona L., Hainova K. et al . Probiotic bacteria in cancer patients un-dergoing chemotherapy and radiation therapy. Complementary Therapies in Medicine. 2013. vol. 21. no. 6. pp. 712–723. doi: 10.1016/j.ctim.2013.08.018Markowiak P., ?li?ewska K. Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health // Nutrients. 2017. № 9 (9). Р. 1021. doi: 10.3390/nu9091021Markowiak P., ?li?ewska K. Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health. Nutrients. 2017. no. 9 (9). рp. 1021. doi: 10.3390/nu9091021Домотенко Л.В., Шепелин А.П. Бифидум-среда для выделения и культивирования бифидобактерий // Инфекция и иммунитет. 2014. № 4(3). С. 279–283. doi: 10.15789/2220–7619–2014–3–279–283Domotenko L.V., Shepelin A.P. Bifidum medium for isolation and cultivation of bifidobacteria. Infection and immunity. 2014. no. 4 (3). pp. 279-283. doi: 10.15789/2220–7619–2014–3–279–283 (in Russian).Домотенко Л.В., Шепелин А.П., Детушев К.В. Сравнительные испытания лактобакагара и MRS агара // Курский научно-практический вестник человек и его здоровье. 2014. № 4. С. 5–10.Domotenko L.V., Shepelin A.P., Detushev K.V. Comparative tests of lactobacillus and MRS agar. Kursk scientific and practical bulletin man and his health. 2014. no. 4. pp. 5–10. (in Russian).de Man J.C., Rogosa M., Sharpe M.E. A medium for the cultivation of lactobacilli // J Appl Bacteriol. 1960. № 23. P. 130–135.de Man J.C., Rogosa M., Sharpe M.E. A medium for the cultivation of lactobacilli. J Appl Bacteriol. 1960. no. 23. pp. 130–135.ГОСТ 10444.11–89 Продукты пищевые. Методы определения молочнокислых микроорганизмов. Продукты пищевые, консервы. Методы микробиологического анализа. М.: Стандартинформ, 2010.GOST 10444.11–89 Food products. Methods for the determination of lactic acid microorganisms. Food products, canned food. Microbiological analysis methods. Moscow, Standartinform, 2010. (in Russian).ГОСТ Р 56139–2014 Продукты пищевые специализированные и функциональные. Методы определения и подсчета пробиотических микроорганизмов (с Изменением № 1). М.: Стандартинформ, 2015. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200115455GOST R 56139–2014 Specialized and functional food products. Methods for determination and counting of probiotic microorganisms (with Amendment No. 1). Moscow, Standartinform, 2015. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200115455 (in Russian).Bergey’s manual of systematic bacteriology. Second edition. Volume three. The Firmicutes – Springer Science+Business Media. 2009. P. 1422.Bergey’s manual of systematic bacteriology. Second edition. Volume three. The Firmicutes – Springer Science+Business Media. 2009. pp. 1422.Davoodabadi A., Dallal M.M., Foroushani A.R., Douraghi M. Harati F.A. Antibacterial activity of Lactobacillus spp. isolated from the feces of healthy infants against enteropathogenic bacteria // Anaerobe. 2015. № 34. Р. 53–58. doi: 10.1016/j.anaerobe.2015.04.014.Davoodabadi A., Dallal M.M., Foroushani A.R., Douraghi M. Harati F.A. Antibacterial activity of Lactobacillus spp. isolated from the feces of healthy infants against enteropathogenic bacteria. Anaerobe. 2015. no. 34. рp. 53–58. doi: 10.1016/j.anaerobe.2015.04.014.Jomehzadeh N., Javaherizadeh H., Amin M., Saki M. et al. Isolation and identification of potential probiotic Lactobacillus species from feces of infants in southwest Iran // International Journal of Infectious Diseases. 2020. V. 96. P. 524–530. doi: 10.1016/j.ijid.2020.05.034Jomehzadeh N., Javaherizadeh H., Amin M., Saki M. et al. Isolation and identification of potential probiotic Lactobacillus species from feces of infants in southwest Iran. International Journal of Infectious Diseases. 2020. vol. 96. pp. 524–530. doi: 10.1016/j.ijid.2020.05.034Yang Y., Babich O., Sukhikh S, Zimina M. et al. Antibiotic activity and resistance of lactic acid bacteria and other antagonistic bacteriocin-producing microorganisms // Foods and Raw Materials. 2020. V. 8. № 2. P. 377–384. doi: 10.21603/2308–4057–2020–2–377–384Yang Y., Babich O., Sukhikh S, Zimina M. et al. Antibiotic activity and resistance of lactic acid bacteria and other antagonistic bacteriocin-producing microorganisms. Foods and Raw Materials. 2020. vol. 8. no. 2. pp. 377–384. doi: 10.21603/2308–4057–2020–2–377–384Hashemi S.M., Shahidi F., Mortazavi S.A., Milani E. et al. Potentially probiotic Lactobacillus strains from traditional Kurdish cheese // Probiotics Antimicrob Proteins. 2014. № 6. Р. 22–31. doi: 10.1007/s12602–014–9155–5Hashemi S.M., Shahidi F., Mortazavi S.A., Milani E. et al. Potentially probiotic Lactobacillus strains from traditional Kurdish cheese. Probiotics Antimicrob Proteins. 2014. no. 6. рp. 22–31. doi: 10.1007/s12602–014–9155–5Pyrzynska K., P?kal A. Application of free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) to estimate the antioxidant capacity of food samples (Review) // Anal. Methods. 2013. № 5. Р. 4288–4295. doi: 10.1039/C3AY40367JPyrzynska K., P?kal A. Application of free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) to estimate the antioxidant capacity of food samples (Review). Anal. Methods. 2013. no. 5. рp. 4288–4295. doi: 10.1039/C3AY40367JКарамовой Н.С., Хабибуллина Р.Э. Антирадикальные свойства Lactobacillus acidophilus n.v. Ep. 317/402 in vitro // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 23. С. 127–129. URL: https://www.elib-rary.ru/item.asp? id=20916564Karamova N.S., Khabibullina R.E. Anti-radical properties of Lactobacillus acidophilus n.v. Ep. 317/402 in vitro // Bulletin of Kazan Technological University. 2013. no. 23. pp. 127–129. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp? id = 20916564 (in Russian).Мальцева Е.М., Егорова Н.О., Егорова И.Н., Мухамадияров Р.А. Антиоксидантная и антирадикальная активность in vitro экстрактов травы Sanguisorba officinalis L., собранной в различные фазы развития // МвК. 2017. Т. 16. № 2. С. 32–37.Maltseva E.M., Egorova N.O., Egorova I.N., Mukhamadiyarov R.A. Antioxidant and antiradical activity in vitro of extracts of the herb Sanguisorba officinalis L. collected in different phases of development. MvK. 2017. vol. 16. no. 2. pp. 32–37. (in Russian).Бабич О.О., Асякина Л.К., Шишин М.В. Методика определения цитотоксических свойств микроорганизмов, выделенных из желудочно-кишечного тракта человека // Современная наука: тенденции развития. 2016. № 13. С. 146–150.Babich O.O., Asyakina L.K., Shishin M.V. Method for determining the cytotoxic properties of microorganisms isolated from the human gastrointestinal tract. Modern science: development trends. 2016. no. 13. pp. 146–150. (in Russian).Sharma A., Lavania M., Singh R., Lal B. Identification and probiotic potential of lactic acid bacteria from camel milk // Saudi Journal of Biological Sciences. 2020. doi: 10.1016/j.sjbs.2020.11.062Sharma A., Lavania M., Singh R., Lal B. Identification and probiotic potential of lactic acid bacteria from camel milk. Saudi Journal of Biological Sciences. 2020. doi: 10.1016/j.sjbs.2020.11.062Волкова Г.С., Куксова Е.В., Серба Е.М. Изучение биологических межштаммовых взаимодействий и ростовых свойств производственных штаммов молочнокислых бактерий // Актуальные вопросы молочной промышленности, межотраслевые технологии и системы управления качеством. 2020. Т. 1. № 1(1). С. 104–109.Volkova G.S., Kuksova E.V., Serba E.M. Study of biological interactions between strains and growth properties of industrial strains of lactic acid bacteria. Actual problems of the dairy industry, intersectoral technologies and quality management systems. 2020. vol. 1. no. 1 (1). pp. 104-109. (in Russian).Нетрусов, А.И., Котова, И.Б. Микробиология. М.: ИЦ «Академия», 2012. 384 с.Netrusov, A.I., Kotova, I.B. Microbiology. Moscow, ITs "Academy", 2012. 384 p. (in Russian).Пат. № 2200566, RU, A61K 35/74. Способ получения лактобактерина. Несчисляев В.А., Фадеева И.В. № 2001121098/14; Заявл. 26.07.2001; Опубл. 20.03.2003, Бюл. № 8.Neschislyaev V.A., Fadeeva I.V. Method for producing lactobacterin. Patent RF, no. 2200566, 2003.Paveenkittiporn W., Ungcharoen R., Kerdsin A. Streptococcus agalactiae infections and clinical relevance in adults, Thailand // Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 2020. V. 97. № 1. Р. 115005. doi: 10.1016/ j.diagmicrobio.2020.115005Paveenkittiporn W., Ungcharoen R., Kerdsin A. Streptococcus agalactiae infections and clinical relevance in adults, Thailand. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 2020. vol. 97. no. 1. рp. 115005. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2020.115005Fujita H., Nakamura I., Tsukimori A., Sato A. et al. Severe infective endocarditis in a healthy adult due to Streptococcus agalactiae // International Journal of Infectious Diseases. 2015. V. 38. P. 43–45. doi: 10.1016/j.ijid.2015.07.009Fujita H., Nakamura I., Tsukimori A., Sato A. et al. Severe infective endocarditis in a healthy adult due to Streptococcus agalactiae. International Journal of Infectious Diseases. 2015. vol. 38. pp. 43–45. doi: 10.1016/j.ijid.2015.07.009Информация и статистика. URL: https://www.euro.who.int/ru/health-topics/noncommunicable-diseases/ cancer/data-and-statisticsInformation and statistics. Available at: https://www.euro.who.int/ru/health-topics/noncommunicable-diseases/ cancer/data-and-statistics (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.