Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Lactobacillen worden al eeuwen, al dan niet gecontroleerd, gebruikt in de fermentatie van levensmiddelen. Recent is er een vernieuwde interesse in deze groep van bacteriën voor hun mogelijk gezondheidsbevorderende, probiotische eigenschappen. Een probiotische bacterie wordt gedefinieerd als 'een levend micro-organisme dat, wanneer het wordt opgenomen in voldoende hoeveelheden, een gezondheidsvoordeel kan opleveren voor de gastheer'. Eén van de klinisch best gedocumenteerde probiotische bacteriën is Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Tot op heden hebben de meeste studies rond LGG zich vooral gericht op de beschrijving van de mogelijke gezondheidseffecten van deze bacterie. Voor een beter inzicht in de werkingsmechanismen van LGG is echter moleculaire kennis nodig over hoe deze bacterie zich aanpast aan en overleeft in de gastheer (adaptatiefactoren) en hoe deze bacterie op gerichte plaatsen in de gastheer tot gezondheidseffecten kan bijdragen (probiotische factoren). In dit doctoraatswerk werden een aantal moleculaire methoden geoptimaliseerd en geïmplementeerd, zoals de aanmaak van LGG mutanten voor specifieke genen, in vivo promoteranalyse, in vitro biofilmvorming en fluorescente in situ hybridisatie om de spatiële en temporele verdeling van bacteriën in de darm te visualiseren. Verder werd samengewerkt met andere onderzoeksgroepen om de celwandmoleculen (vnl. polysacchariden) en immunomodulatorische capaciteit van LGG in detail te bestuderen. De fenotypische analyse van een luxS knock-out mutant toonde aan dat LuxS een dubbele rol heeft in LGG, nl. de synthese van het interspecies AI-2 signaalmolecule en een centrale metabolische rol in de geactiveerde methylcyclus. Bovendien bleek dat LuxS belangrijk is voor de overleving van LGG in het maagdarmkanaal van muizen, en dit door de functie van LuxS in stressresistentie tegen ongunstige gastheerfactoren. Daarnaast werd ook de genencluster geïdentificeerd die instaat voor de biosynthese van extracellulaire polysacchariden (EPS) aan het oppervlak van LGG. Via de aanmaak van twee gerichte knock-out mutanten in EPS genen en de karakterisering van een spontane EPS mutant, werd de rol van EPS voor adhesie en biofilmvorming door LGG bestudeerd. EPS bleek de adhesiecapaciteit van LGG vooral negatief te beïnvloeden, waarschijnlijk door het afschermen van adhesiefactoren. Daarnaast bleek EPS zeer belangrijk voor overleving van LGG in het maagdarmkanaal van muizen. In vitro studies van de immunomodulatorische capaciteit van LGG tegen ontsteking veroorzaakt door de pathogeen Salmonella Typhimurium, samen met in vivo studies met een muismodel voor inflammatoire darmziekten, suggereren dat EPS van LGG mogelijk kan bijdragen tot zijn anti-ontstekingscapaciteit. De resultaten van dit onderzoek openen nieuwe perspectieven voor het beter begrijpen van de genen en moleculen van LGG die bijdragen tot de overleving in de gastheer en tot de probiotische, gezondheidsbevorderende effecten van deze bacterie. Dit moet uiteindelijk leiden tot een betere en meer gerichte toepassing van LGG en andere probiotische bacteriën. Lactobacilli have been crucial for the production of fermented products since centuries. Recently, increasing attention is given to their probiotic, health-promoting ability. A probiotic bacterium is 'a live micro-organism that, when administered in adequate amounts, confers a health benefit on the host'. One of the clinically best documented probiotics is Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Until now, studies of LGG have mainly focused on the description of a plethora of its health benefits. However, to advance the field, molecular knowledge on the survival and persistence of LGG in the host (adaptation factors) and the exertion of its beneficial effects at its 'site of action' (probiotic factors) is required to substantiate LGG's mode of action underlying its reported health-promoting effects. In this PhD work, a number of tools for the functional analysis of LGG have been optimized and implemented, including the construction of mutants in selected genes, in vivo promoter analysis, in vitro biofilm formation and fluorescent in situ hybridization to analyze the spatio-temporal organization of microbes in the host. Additionally, through various collaborations, several tools to study the macromolecules at the cell surface of LGG and to evaluate the immunomodulatory capacity of LGG were applied in the in vitro and in vivo phenotypic analysis of LGG dedicated knock-out mutants. Through construction of a luxS knock-out mutant, we showed that LuxS has a dual role in LGG, i.e. the production of the interspecies bacterial signaling molecule AI-2 and a central metabolic role in the activated methyl cycle. Furthermore, LuxS was found to be important for the optimal survival and persistence of LGG in the murine gastrointestinal tract and for the stress resistance of LGG against adverse conditions in the host. Additionally, the exopolysaccharides (EPS) gene cluster of LGG was identified and annotated, and two defined EPS mutants were constructed. Together with a spontaneous EPS mutant, these mutants were analyzed to investigate the role of EPS at the LGG cell surface. First, the EPS was biochemically characterized. Subsequently, the role of EPS in adhesion and biofilm formation by LGG was explored. EPS was shown to exert a negative effect on adhesion, most likely by shielding cell surface adhesins. Yet, EPS proved important for LGG to survive passage through the murine gastrointestinal tract. Additionally, in vitro immunomodulation assays with the pathogen Salmonella Typhimurium and in vivo experiments with a murine model for mild colitis suggest that EPS plays a role in the anti-inflammatory capacity of LGG. These findings open new perspectives for a better understanding of the role of genes and molecules of LGG that contribute to its adaptation and survival in the host and to its probiotic actions. Ultimately, this should lead to an optimized and more focused application of LGG and related probiotic strains. Een genetische kijk op probiotica Probiotica zijn levende micro-organismen die een positief effect hebben op onze gezondheid. Ze zijn ons beter bekend van de gefermenteerde zuiveldrankjes uit de supermarkt, zoals Yakult, Actimel en Activia. Volgens een recente enquête is bijna 1 consument op 2 een regelmatige gebruiker van probiotica. Ook in de medische sector worden probiotica alsmaar meer toegepast als ondersteunende therapie bij bepaalde ziektes of aandoeningen, vooral bij problemen met het spijsverteringsstelsel. Toch blijken ze niet altijd goed te helpen. Om beter te begrijpen wanneer en hoe probiotica het best worden toegediend, is het nodig om de probiotische bacteriën zelf in detail (genetisch) te bestuderen. In ons onderzoek gaan we na hoe ze zich aanpassen aan en overleven in de gastheer (adaptatiefactoren) en hoe ze tot gezondheidseffecten kunnen bijdragen (probiotische factoren). Uiteindelijk zal deze kennis bijdragen tot enerzijds een optimale productie van probiotica door de voedings- en farmaceutische industrie en anderzijds een verantwoord gebruik ervan door de consument of patiënt. LGG als een model probioticum In dit doctoraatsonderzoek onderzochten we de probiotische bacterie Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Dit is één van de klinisch best gedocumenteerde probiotica. Eerdere studies toonden reeds gunstige effecten aan bij de behandeling van verschillende vormen van diarree. Misschien wel de bekendste studie met LGG is een Finse studie die werd gepubliceerd in het toonaangevende tijdschrift The Lancet. Deze toonde aan dat LGG zuigelingen kan beschermen tegen de ontwikkeling van eczeem. In België is deze bacterie dan ook terug te vinden in babyvoeding. Tijdens dit doctoraatsonderzoek ontwikkelden we een aantal methoden ontwikkeld om dit 'model probioticum' genetisch te kunnen bestuderen, zoals het doelgericht uitschakelen van bepaalde genen, wat voordien nog niet mogelijk was. Metabolische rol van het LuxS eiwit belangrijk voor optimale werking van LGG Het eerste gen dat werd bestudeerd in LGG is het luxS gen. LuxS is een belangrijk metabolisch enzym dat ook zorgt voor de aanmaak van een signaalmolecule waarmee bacteriën met elkaar kunnen communiceren. Uitschakeling van het luxS gen toonde ondermeer aan dat de metabolische rol van LuxS nodig is voor LGG om in het maagdarmkanaal te kunnen overleven (adaptatiefactor). Dit is van belang voor de productie van LGG in allerlei voedingsmiddelen, waarbij de producent moet zorgen dat voldoende nutriënten voor LGG aanwezig zijn. Lange oppervlakte-suikerketens belangrijk voor optimale werking van LGG Daarnaast werd de rol van oppervlakte-polysacchariden van LGG bestudeerd door het uitschakelen van verschillende genen die belangrijk zijn voor de aanmaak van deze structuren. Deze lange suikers bleken een grote rol te spelen in de aanhechting en kolonisatie van het maagdarmkanaal door LGG (adaptatiefactor). De eerste studies met celkweek en diermodellen toonden ook aan dat polysacchariden van LGG kunnen bijdragen tot een ontstekingsremmende werking, wat een gunstig effect kan hebben door bepaalde ziektesymptomen te verlichten (probiotische factor). De aanmaak van deze oppervlakte-suikerketens kan ook sterk gestuurd worden door omgevingsfactoren, wat weerom nuttige informatie is voor de producent. Toekomstperspectieven Dit onderzoek heeft geleid tot belangrijke nieuwe inzichten in de functie van genen en moleculen van LGG die bijdragen tot overleving in het maagdarmkanaal en tot probiotische, gezondheidsbevorderende effecten van deze bacterie. Dit kan uiteindelijk leiden tot een meer efficiënte en meer gerichte toepassing van LGG en andere probiotische bacteriën in het belang van producent en consument of patiënt.

Academic collection --- 577.2 --- 579.864 --- 579.864 Lactobacillaceae. Lactobacillus --- Lactobacillaceae. Lactobacillus --- 577.2 Molecular bases of life. Molecular biology --- Molecular bases of life. Molecular biology --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

This is a broad reference emphasizing health aspects, for microbiologists, food technologists, nutritionists, clinicians, product development specialists, and regulatory personnel. New contributors and some totally new chapters as well as revisions of previous material distinguish the third edition from the 1998 second. The topics include classification and physiology, an update on probiotic bifidobacteria, the industrial use and production of lactic acid bacteria, their genetics, methods for analyzing gut microbiota, vegetable fermentations, intestinal drug and cholesterol metabolism, the safety of novel probiotic bacteria, and lactic acid bacteria in fish and fish farming.

579.864 --- 579.264 --- 579.8 --- Lactobacillaceae. Lactobacillus --- Antagonism. Probiotics --- Classification and systematics of microoganisms --- 579.8 Classification and systematics of microoganisms --- 579.264 Antagonism. Probiotics --- 579.864 Lactobacillaceae. Lactobacillus --- Lactic acid bacteria

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Acide lactique --- Lactic acid --- Bactérie lactique --- lactic acid bacteria --- Lactobacillus --- Stress oxydatif --- Oxidative stress --- Bifidobacterium --- Probiotique --- probiotics --- Flore microbienne --- microbial flora --- Bactériocine --- Bacteriocins --- 579.864 --- 579.264 --- 579.6 --- Lactobacillaceae. Lactobacillus --- Antagonism. Probiotics --- Applied microbiology --- 579.6 Applied microbiology --- 579.264 Antagonism. Probiotics --- 579.864 Lactobacillaceae. Lactobacillus --- Lactic acid bacteria --- Bifidobacteria --- Actinomycetaceae