Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6994
Tipo do documento: Tese
Título: Análise genômica e caracterização funcional de Limosilactobacillus fermentum JAC 231 como candidato a probiótico
Título(s) alternativo(s): Genomic analysis and functional characterization of Limosilactobacillus fermentum JAC 231 as a probiotic candidate
Autor: CAMPOS, Carmem Duarte Lima 
Primeiro orientador: MONTEIRO-NETO, Valerio
Primeiro membro da banca: MONTEIRO-NETO, Valério
Segundo membro da banca: ABREU JÚNIOR, Afonso Gomes
Terceiro membro da banca: MONTEIRO, Cristina de Andrade
Quarto membro da banca: CARVALHO, Rafael Cardoso
Quinto membro da banca: SILVA, Mayara Cristina Pinto da
Resumo: O gênero Lactobacillus é constituído por bactérias Gram-positivas catalase-negativas, tolerantes a ácidos, não formadoras de esporos e fermentadores de carboidratos. Uma recente reclassificação desse gênero levou a uma mudança de nomenclatura, gerando novos 23 gêneros. A espécie Lactobacillus fermentum foi renomeada de Limosilactobacillus fermentum. Linhagens de L. fermentum ocupam diversos nichos, e em humanos é considerada um indicador de uma microbiota normal e saudável. Muitas linhagens têm sido investigadas por atuarem na manutenção da função da barreira epitelial, exclusão competitiva, atividade imunomoduladora e síntese de substancias antimicrobianas (ácido lático, H2O2 e bacteriocinas) com atividade ampla contra microrganismos patogênicos, motivando seu uso como probiótico. A caracterização da atividade próbiotica e as tecnologias de sequenciamento do genoma têm sido ferramentas importantes para obter informações sobre os aspectos metabólicos e de segurança de cada linhagem direcionando pesquisas para seu o uso biotecnológico e terapêutico. Este estudo teve por objetivo sequenciar o genoma completo do isolado vaginal, L. fermentum JAC 231, analisando aspectos gerais e de segurança da linhagem, investigando as bases genotípicas e fenotípicas para seu potencial probiótico, como tolerância a condições gastrointestinais (sais biliares, adesão a mucina, adesão a células eucarióticas e pH), presença de genes de resistência e virulência. Aqui expandimos a caracterização da atividade antimicrobiana e anti-adesão dessa linhagem, avaliando o seu efeito sobre Klebisiella pneumoneae ATCC 700603, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Salmonella enteritidis ATCC 13076, Enterococcus faecalis ATCC 29212 e Escherichia coli enteropatogênica O127:H6 E2348/69-EPEC. A partir da análise de bioinformática identificamos que o genoma continha 2.064.918 pb, com conteúdo de GC de 51,4%, apresentando 1.993 sequências codificadoras de proteínas relacionadas, principalmente, ao metabolismo de proteínas, carboidratos e aminoácidos. A análise comparativa revelou, que L. fermentum JAC 231, compartilha 2.204 agrupamentos ortólogos com a outras cinco linhagens probióticas de L. fermentum (MCC 2760, AGR 1485, ATCC 23271, CECT 5716, e IFO 3956). A investigação do genoma demonstrou que L. fermentum JAC 231, possui genes que codificam para uma bacteriocina (Enterolisina A), genes de tolerância ao estresse, síntese de vitaminas e sobrevivência às condições gastrointestinais. Além disso, observamos a ausência de genes que codificam para fatores de virulência e a presença de genes de resistência intrínseca à vancomicina. Fenotipicamente, L. fermentum JAC 231 apresentou sensibilidade a maioria dos antibióticos testados, exceto vancomicina, como já visualizado na análise do genoma. Capacidade de tolerar o pH ácido (com crescimento de 107,7% no pH 2 e 75,29% no pH 4), assim como aos sais biliares nas concentrações de 0,5% (87,34) e 1% (84,76%). Demonstrou, ainda, capacidade de adesão a mucina e às células HeLa, apresentando crescimento logaritmo de 5.9 e 5.7, respectivamente. Adicionalmente apresentou atividade antagonista no teste de overlay inibindo o crescimento de todas as bactérias utilizadas com zonas de inibição que variaram de 16.6 ± 2.08 a 28.3 ± 2.88 mm, além do potencial anti-adesão observado, principalmente, nos ensaios de deslocamento e exclusão. Dessa forma, nosso estudo confirma as características e o perfil de segurança de L. fermentum JAC 231 como uma linhagem probiótica. A análise do genoma demonstrou ser eficaz para avaliar as propriedades benéficas dessa linhagem, mostrando correlação com os dados obtidos in vitro. Além disso, verificamos atividade antagonista e anti-adesão exibida por L. fermentum JAC 231. Estudos posteriores são necessários para elucidar os mecanismos pelos quais essa linhagem promissora exerce seus efeitos antimicrobianos de amplo espectro.
Abstract: The genus Lactobacillus is composed of Gram-positive, catalase-negative, acid-tolerant, non- spore-forming, carbohydrate-fermenting bacteria. A recent reclassification of this genus led to a change in nomenclature, generating 23 new genera. The species Lactobacillus fermentum was renamed Limosilactobacillus fermentum. L. fermentum strains of occupy various niches, and in humans it is considered an indicator of a normal and healthy microbiota. Many strains have been investigated for their role in maintaining the epithelial barrier function, competitive exclusion, immunomodulatory activity and synthesis of antimicrobial substances (lactic acid, H2O2 and bacteriocins) with broad activity against pathogenic microorganisms, motivating their use as probiotics. In this sense, the characterization of probiotic activity and genome sequencing technologies have been important tools to obtain information about the metabolic and safety aspects of each strain, directing research towards its biotechnological and therapeutic use. This study aimed to sequence the complete genome of the vaginal isolate, L. fermentum JAC 231, analyzing general and safety aspects of the strain, investigating the genotypic and phenotypic bases for its probiotic potential, such as tolerance to diverse gastrointestinal conditions (bile salts, adhesion to mucin, adhesion to eukaryotic cells and pH), presence of resistance and virulence genes. Here we expand the characterization of the antimicrobial and anti-adhesion activity of this strain, evaluating its effect on Klebisiella pneumoneae ATCC 700603, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Salmonella enteritidis ATCC 13076, Enterococcus faecalis ATCC 29212 and enteropathogenic Escherichia coli O127:H6 E2348/69-EPEC. From the bioinformatics analysis, we identified that the genome contained 2.064.918 bp, with a GC content of 51.4%, presenting 1.993 protein-coding sequences related mainly to the metabolism of proteins, carbohydrates and amino acids. Comparative analysis revealed that L. fermentum JAC 231 shares 2.204 orthologous clusters with the other five probiotic strains of L. fermentum (MCC 2760, AGR 1485, ATCC 23271, CECT 5716, e IFO 3956). Genome investigation demonstrated that L. fermentum JAC 231 has genes encoding a bacteriocin (Enterolysin A), stress tolerance genes, vitamin synthesis, and survival under gastrointestinal conditions. Furthermore, we observed the absence of genes for virulence factors and the presence of genes for intrinsic resistance to vancomycin. Phenotypically, L. fermentum JAC 231, was susceptibility to most of the antibiotics tested, except vancomycin, as already visualized in the genome analysis. It was able to tolerate acid pH (with growth of 107.7% at pH 2 and 75.29% at pH 4), as well as bile salts at concentrations of 0.5% (87.34) and 1% (84.76%). It also demonstrated adhesion capacity to mucin and HeLa cells, presenting logarithmic growth of 5.9 and 5.7, respectively. Additionally, it presented antagonistic activity in the overlay test, inhibiting the growth of all bacteria used, with inhibition zones ranging from 16.6 ± 2.08 to 28.3 ± 2.88 mm, in addition to the anti-adhesion potential observed, mainly, in the displacement and exclusion tests. In this way, our study confirms the characteristics and safety profile of L. fermentum JAC 231 as a probiotic strain. Genome analysis proved to be effective in evaluating the beneficial properties of this strain, showing correlation with the data obtained in vitro. In addition, we verified the antagonistic and anti-adhesive activity displayed by L. fermentum JAC 231. Further studies are needed to elucidate the mechanisms by which this promising strain exerts its broad-spectrum antimicrobial effects.
Palavras-chave: Limosilactobacillus fermentum;
caracterização genômica;
probióticos;
antimicrobiano.
Limosilactobacillus fermentum;
genomic characterization;
probiotics;
antimicrobial
Área(s) do CNPq: Microbiologia
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE MEDICINA I/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE/CCBS
Citação: CAMPOS, Carmem Duarte Lima. Análise genômica e caracterização funcional de Limosilactobacillus fermentum JAC 231 como candidato a probiótico. 2025. 81 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6994
Data de defesa: 2-Dez-2025
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
CARMEM_CAMPOS.pdfTese de Doutorado6,11 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.