Implementation of a Non-Invasive Bioprospecting Protocol for Isolation of Lactobacillus from Feces of Hens Under Foraging Conditions
Fecha
2018-11-23
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Descripción
In animal production, probiotics seek to replace the use of antibiotics, while diminishing mortality and morbidity rates to raise productivity. Probiotics constitute a natural alternative that, in contrast with antibiotics, neither produces pathogen resistance, nor leaves chemical residues in the final product. Several bacteria, including some belonging to the genus Lactobacillus have been described as probiotics with high potential. A non-invasive bioprospecting protocol aimed for the isolation and characterization of lactobacilli from chicken feces was established. Fecal samples were collected from the ground. These were diluted and cultured in LAB selective medium. Colonies were identified by three methods: Gram stain, MALDI-TOF MS and sequencing of 16S rRNA gene. An initial probiotic potential of lactobacilli isolates was determined via antagonism tests using five enteropathogen reference strains: Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Candida albicans, Pseudomonas spp. and Salmonella spp. 24 isolates belonging to four Lactobacillus species were identified by MALDITOF MS. BLAST of 16S rRNA gene of eight randomly selected isolates, confirmed MALDI-TOF MS identification. Five of these eight isolates inhibited the growth of at least one of the pathogenic strains used, three isolates of Lactobacillus plantarum and two of Lactobacillus salivarius. Our protocol achieved 21 lactobacilli per 100 isolates performance, greatly surpassing the normal percentage of lactobacilli in chicken gut microbiome, that so, its implementation would facilitate the isolation and identification of new probiotic strains from feces.
En la producción animal, los probióticos son una alternativa para reemplazar el uso de antibióticos, ya que disminuyen las tasas de morbilidad y mortalidad, aumentando al mismo tiempo la productividad. Así mismo, los probióticos constituyen una alternativa natural que, en contraste con los antibióticos, no generan patógenos resistentes ni dejan residuos químicos en el producto final. Una variedad de bacterias, pertenecientes al género Lactobacillus, han sido descritas como probióticos con alto potencial. Se estableció un protocolo de bioprospección no invasivo dirigido al aislamiento y caracterización de lactobacilos a partir de heces de gallinas. Las muestras fecales fueron colectadas a partir del suelo. Luego fueron diluidas y sembradas en medio selectivo para bacterias ácido lácticas MRS. Las colonias fueron identificadas por tres métodos: tinción de Gram, MALDI-TOF MS y secuenciamiento del gen ARNr 16s. Para caracterizar inicialmente el potencial probiótico de ocho de los aislados de lactobacilos obtenidos se realizaron pruebas de antagonismo usando cinco cepas referencia de patógenos: Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Candida albicans, Pseudomonas spp. y Salmonella spp. 24 aislados distribuidos en cuatro especies de Lactobacillus fueron identificadas por MALDI-TOF MS. La identificación por MALDI-TOF MS fue confirmada mediante el secuenciamiento del gen ARNr 16s de ocho aislados seleccionados aleatoriamente. Cinco aislados, tres identificados como Lactobacillus plantarum y dos como Lactobacillus salivarius, inhibieron el crecimiento de al menos uno de los patógenos seleccionados. El protocolo logró un desempeño de 21 lactobacilos por 100 aislados, superando con creces la representación normal de los lacobacilos en el microbioma gastrointestinal de las gallinas, de manera que su implementación facilitaría los esfuerzos de aislamiento e identificación de nuevas cepas probióticas a partir de heces.
En la producción animal, los probióticos son una alternativa para reemplazar el uso de antibióticos, ya que disminuyen las tasas de morbilidad y mortalidad, aumentando al mismo tiempo la productividad. Así mismo, los probióticos constituyen una alternativa natural que, en contraste con los antibióticos, no generan patógenos resistentes ni dejan residuos químicos en el producto final. Una variedad de bacterias, pertenecientes al género Lactobacillus, han sido descritas como probióticos con alto potencial. Se estableció un protocolo de bioprospección no invasivo dirigido al aislamiento y caracterización de lactobacilos a partir de heces de gallinas. Las muestras fecales fueron colectadas a partir del suelo. Luego fueron diluidas y sembradas en medio selectivo para bacterias ácido lácticas MRS. Las colonias fueron identificadas por tres métodos: tinción de Gram, MALDI-TOF MS y secuenciamiento del gen ARNr 16s. Para caracterizar inicialmente el potencial probiótico de ocho de los aislados de lactobacilos obtenidos se realizaron pruebas de antagonismo usando cinco cepas referencia de patógenos: Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Candida albicans, Pseudomonas spp. y Salmonella spp. 24 aislados distribuidos en cuatro especies de Lactobacillus fueron identificadas por MALDI-TOF MS. La identificación por MALDI-TOF MS fue confirmada mediante el secuenciamiento del gen ARNr 16s de ocho aislados seleccionados aleatoriamente. Cinco aislados, tres identificados como Lactobacillus plantarum y dos como Lactobacillus salivarius, inhibieron el crecimiento de al menos uno de los patógenos seleccionados. El protocolo logró un desempeño de 21 lactobacilos por 100 aislados, superando con creces la representación normal de los lacobacilos en el microbioma gastrointestinal de las gallinas, de manera que su implementación facilitaría los esfuerzos de aislamiento e identificación de nuevas cepas probióticas a partir de heces.