Bakteriocyny to peptydy przeciwdrobnoustrojowe wytwarzane przez szeroką gamę gatunków bakterii1,2. Związki te i ich producenci, zwłaszcza LAB, są badane i eksploatowane na całym świecie od dziesięcioleci pod kątem ich potencjalnych zastosowań w konserwacji żywności i medycynie3. Wiadomo, że kilka bakteriocyn zabija ważne patogeny, w tym gatunki Listeria, Enterococcus, Staphylococcus i Bacillus. Niektóre bakteriocyny mają nawet zdolność modulowania odpowiedzi immunologicznej4. Wiele bakteriocyn ma stosunkowo wąskie widma, co jest bardzo cenione w niektórych zastosowaniach. Na przykład niektóre bakteriocyny o wąskim spektrum działania mogą być stosowane do kierowania specyficznej aktywności przeciwko wybranym grupom problematycznych bakterii, bez większych zakłóceń dla komensalnej lub korzystnej flory dzielącej tę samą niszę; Jest to szczególnie istotne w środowisku jelitowym, gdzie wiele pożytecznych mikroorganizmów rozwija się w interaktywny i dynamiczny sposób5. Bakteriocyny są również bardzo atrakcyjne do stosowania profilaktycznego lub probiotycznego, ponieważ mogą hamować (out)growth patogenów, patobiontów lub bakterii oportunistycznych, które mogą zaburzyć równowagę homeostazy jelit6,7.
Pod względem ich natury i właściwości fizykochemicznych, bakteriocyny są bardzo różnorodne, ponieważ mają różne struktury, specyfikę docelową, sposoby działania itp. Większość bakteriocyn została szczegółowo przebadana w warunkach in vitro, ale bardzo niewiele zostało przetestowanych w matrycach żywności8,9 lub in vivo, takich jak w zwierzęcym jelitie6, 10. Właściwości in vitro mogą się znacznie różnić podczas oceny in vivo ze względu na złożoność środowiska jelitowego, a także przypuszczalny niezamierzony wpływ na pożyteczne bakterie. Większość probiotyków to LAB. Wytwarzają one szereg innych metabolitów, w tym krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, o których wiadomo, że wpływają na fizjologię gospodarza, a także wykazują właściwości przeciwdrobnoustrojowe w stosunku do niektórych bakterii. Dlatego w przypadku szczepów probiotycznych, które wytwarzają bakteriocyny, najlepiej jest ustalić realistyczne testy, takie jak zdrowe zwierzęta z prawidłową mikrobiotą.
W niniejszym badaniu przedstawiamy strategię, która pozwala ocenić wpływ różnych szczepów wytwarzających bakteriocynę, których bakteriocyny mają różne widma hamujące, na zdrowe myszy. Nasza strategia obejmuje karmienie myszy izogenicznymi mutantami niebakteriocyny, co umożliwia różnicowanie efektów za pośrednictwem bakteriocyny od efektów niezwiązanych z bakteriocyną. Sekwencjonowanie 16S rDNA pozwala na śledzenie dynamicznych zmian zachodzących w populacji bakterii w jelitach. Dalsza analiza statystyczna rozszyfrowuje korelacje między gatunkami bakterii, a także między gatunkami bakterii a mierzonymi parametrami fizjologicznymi (np. masą ciała, parametrami biochemicznymi surowicy itp.). Uważamy, że protokół przedstawiony w tym badaniu ma również zastosowanie do innych zastosowań probiotycznych lub prebiotycznych poza badaniem bakteriocyn u żywych zwierząt.