Psychobiotyczny potencjał Lactobacillus w projektowaniu terapeutycznych strategii żywieniowych

Krótki opis projektu: (Cel projektu, zadania, grupy docelowe, efekty projektu)

Projekt ma na celu ocenę psychobiotycznego potencjału bakterii fermentacji mlekowej z rodzaju Lactobacillus izolowanych z naturalnych, rodzimych ekosystemów Polski zdolnych do produkcji neurotransmiterów bakteryjnych, w tym produkcji kwasu γ -aminomasłowego (GABA), w celu ich zastosowania jako kultur dodatkowych do opracowania produktu na bazie jogurtu o podwyższonej wartości funkcjonalnej, przeznaczonej dla szerokiej grupy konsumentów i terapeutycznej dla osób pozostających pod wpływem stresu i łagodnych zaburzeń lękowo-depresyjnych.

Konsumenci od dłuższego czasu poszukują żywności, która oprócz funkcji odżywczej będzie także spełniała rolę prozdrowotną. Szczególnie istotne jest to w obliczu coraz częściej pojawiających się chorób cywilizacyjnych, związanych nie tylko ze zdrowiem fizycznym, ale także psychicznym. Stany lękowe i depresyjne coraz częściej dotykają ludzi w każdym wieku. Ma na to wpływ szereg czynników takich jak przewlekły stres oraz nieodpowiednia dieta złożona z produktów wysoko przetworzonych. Czynniki te mogą prowadzić do  zaburzenia równowagi mikrobioty jelitowej, co przyczynia się do szeregu chorób układu pokarmowego, w tym chorób zapalnych jelit. Chroniczne stany zapalne będące skutkiem zaburzenia ciągłości nabłonka jelit uważa się za jedną z przyczyn schorzeń układu nerwowego, co powiązane jest z faktem istnienia osi mikrobiota-jelito-mózg. Jedną z kluczowych funkcji mikrobioty jelitowej jest zdolność wytwarza szerokiej gamy biofunkcyjnych metabolitów o właściwościach zarówno bioaktywnych i neuroaktywnych (GABA, serotoniny (5-HT), dopaminy (DA), krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA)) działających bezpośrednio w jelitach, jak i wpływających pośrednio na modulację osi jelito-mózg, w konsekwencji na aktywność mózgu. Silna korelacja pomiędzy dysbiozą jelitową a funkcjonowaniem osi jelitowo-mózgowej wskazuje, że modyfikacja mikroflory jelitowej poprzez wykorzystanie psychobiotycznych szczepów z rodzaju Lactobacillus, ukierunkowanych na wytwarzanie biofunkcyjnych metabolitów, może stanowić obiecującą strategię prewencyjną i terapeutyczną w dolegliwościach emocjonalnych i zaburzeniach psychicznych. 

Nadrzędnym celem projektu w odniesieniu do przedmiotu programu jest opracowanie innowacyjnego produktu na bazie jogurtu otrzymanego z dodatkiem wytypowanych rodzimych szczepów bakterii z rodzaju Lactobacillus o potwierdzonym potencjale psychobiotycznym. 

Implementacja psychobiotycznych szczepów do fermentowanych przetworów mlecznych, tj. jogurt, może wspierać homeostazę mikrobioty jelitowej, co z kolei korzystnie oddziałuje na oś mózgowo-jelitową i funkcjonowanie układu nerwowego.  

 W celu określenia potencjału psychobiotycznego, w ramach projektu zostaną przebadane szczepy zdeponowane w Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych, IBPR-PIB. Stosując  zarówno metody mikrobiologiczne, biochemiczne, genomiczne, molekularne, transkryptomiczne i instrumentalne określona zostanie ich zdolność in vitro i w matrycach mleka do produkcji biofunkcyjnych neuroprzekaźników (GABA, HT). Efekt probiotyczny i psychobiotyczny zostanie oceniony in vitro z wykorzystaniem modeli endokrynnych linii nabłonka jelita. W celu oceny skuteczności terapeutycznego jogurtu, na grupie pacjentów z zespołem jelita drażliwego (IBS) ze współistniejącymi łagodnymi objawami zaburzeń nastroju i zaburzeń lękowo-depresyjnych, przeprowadzone zostaną badania pilotażowe in vivo. Oszacowane zostaną nie tylko zmiany metagenomiczne i metabolomiczne mikrobiomu pacjentów, ale także zostanie poddany ocenie wpływ  jogurtu na parametry stanu psychicznego pacjentów (ankiety, wywiad psychodietetyka, profil biomarkerów stresu i stanu zapalnego).

Projekt łączy interdyscyplinarne podejście do rozwiązania problemu zarówno naukowego jak i społecznego. Zaproponowany cel projektu ściśle związany jest z potrzebami i oczekiwaniami współczesnego społeczeństwa, wpisując się w obszar „Doskonałość naukowa” oraz „Nauka dla Innowacyjności”.   

Kontakt:
dr hab. Edyta Juszczuk-Kubiak, prof. IBPRS-PIB
Zakład Biotechnologii
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego – Państwowy Instytut Badawczy
Tel. +48 604 460 342, +48 603 507 330
e-mail: edyta.juszczuk-kubiak@ibprs.pl

 dr inż. Katarzyna Kycia
Międzyzakładowa Grupa Problemowa ds. Mleczarstwa
Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego – Państwowy Instytut Badawczy
Tel. +48 22 606 37 86
e-mail: katarzyna.kycia@ibprs.pl