Probiotiku un antioksidantu antigenotoksisko īpašību un to modificēšanas iespēju pētījumi.

Abstract

Darba mērķis bija noskaidrot, vai izvēlētajām probiotiku kultūrām un antioksidantiem ir antigenotoksiskas īpašības, un pētīt references genotoksīna 4-nitrohinolīn-1-oksīda (4-NQO) modifikācijas. Darba gaitā ir analizēti un apkopoti literatūras avoti par antioksidantiem, probiotikām un genotoksiskajiem faktoriem, kā arī aplūkotas metodes, ar kuru palīdzību bija iespējams īstenot izvirzītos uzdevumus. Darbā izmantotās metodes – šūnu kultūru izolēšana no komerciālajiem preparātiem, E. coli SOS hromotests genotoksīnu un antigenotoksīnu noteikšanai, UV-redzamās gaismas spektrofotometrija, fluorimetrija un infrasarkano staru spektrofotometrija. Pētījumā izmantotās mikroorganismu kultūras – piecu dažādu sistemātisko grupu (Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, Escerichia, Saccharomyces) probiotiku kultūras. Pētījumos tika pierādīts, ka izvēlētās probiotiku (prokariotu un eikariotu) kultūras, dabīgie un sintētiskie antioksidanti uzrāda antigenotoksiskas īpašības. Visaugstākā antigenotoksicitāte konstatēta Saccharomyces boulardii (88,6 %) un Escherichia coli Nissle 1917 (85,8 %), bet viszemākā – Streptococcus thermophilus (30,1 %). Eksperimentāli tika pierādīts, ka 4-NQO absorbcijas spektra maksimums, pēc tā koinkubācijas ar probiotikām, nobīdās uz īsviļņu pusi, savukārt antioksidanti neietekmē 4-NQO absorbcijas spektru. Probiotiku antigenotoksiskā aktivitāte pret genotoksīnu korelē ar 4-NQO absorbcijas spektra maksimuma nobīdi. Antigenotoksiskais efekts piemīt tikai dzīvām probiotiku šūnām, termiski inaktivētas šūnas 4-NQO genotoksiskumu neietekmē. Darbs tika izstrādāts LU Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūtā laika posmā no 2007. gada septembra līdz 2009. gada maijam. Atslēgas vārdi: antioksidanti, probiotikas, 4-NQO, genotoksicitāte, antigenotoksicitāte, SOS hromotests.

The aim of this study was to provide information about the potential antigenotoxicity of different probiotics and antioxidants and to study the modifications of reference genotoxin 4-nitro-quinoline-1-oxide (4-NQO). The information about antioxidants, probiotics, genotoxic factors and methods used for investigation was colleceted and summarized. The study was carried out using E.coli SOS chromotest for detecting genotoxins and antigenotoxins, UV-spectrophotomery, fluorimetry and infrared spectrophotometry (FT-IR). Prokaryotic and eukariotic probiotic cultures belonging to five genera (Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, Escherichia and Saccharomyces) were used in the studies. An experimental procedure was established for all the cultures of probiotics as well as natural and synthetic antioxidants which possess antigenotoxic properties. The highest antigenotoxicity against 4-NQO was detected for Saccharomyces boulardii and Escherichia coli Nissle 1917, but the lowest for Streptococcus thermophilus strains - 88,6%, 85,8 % and 30,1 %, respectively. The antigenotoxic activity against 4-NQO was always associated with structural modifications of the UV-visible characteristics. In all cases the modification of 4-NQO spectroscopic characteristics could be observed by a shift of the maximum absorbance peak to a lower wavelength. Only live probiotic cells possess antigenotoxicity against 4-NQO since it was completely inhibited when cultures were heated before their co-incubation with genotoxin. The investigation was carried out at the Institute of Microbiology and Biotechnology, University of Latvia during the time period from September 2007 till May 2009. Key words: antioxidants, probiotics, 4-NQO, genotoxicity, antigenotoxicity, SOS chromotest.