Abstract The objective of this study was to evaluate growth ability, antimicrobial activity and susceptibility to antimicrobials of two strains of Pediococcus pentosaceus (LB-12 and LB-25), candidates to probiotic. Four trials were performed with randomized designs and three repetitions. Strain growth in a MRS medium at 37 ºC had a similar performance, and from 6h of culture, they reached the stationary stage. Their growth speeds were around 0.5 h-1 and duplication times were 1.3 h. Both were able to grow and decrease pH of a medium were fructans of Agave fourcroydes were used as energy source, although its concentration decreased regarding the MRS medium. In addition, strains inhibited the growth of evaluated pathogenic bacteria, with a high antimicrobial action of LB-25 against Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium ATCC 14028 and Listeria monocytogenes ATCC 1531. Candidates to probiotic were sensitive to G penicillin, florfenicol, chloramphenicol, amoxicillin clavulanic acid and doxycycline. At the same time, were resistant to trimethoprine-sulfamethoxazole, cephalexin, tetracycline, vancomycin, nalidixic acid, oxalinic acid, enrofloxacin and flumequine, streptomycin, kanamycin and gentamicin. It can be concluded that P. pentosaceus LB-12 and LB-25, in vitro, have an antimicrobial activity against pathogens, are susceptible to antimicrobials and have a proper growth ability in a MRS medium, and when fructans are used as energy source, which favors their inclusion in symbiotic and probiotic formulations for animal production.

Resumen El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de crecimiento, actividad antimicrobiana y susceptibilidad a antimicrobianos de dos cepas de Pediococcus pentosaceus (LB-12 y LB-25) candidatas a probiótico. Se realizaron cuatro ensayos con diseños aleatorizados y tres repeticiones. El crecimiento de las cepas en caldo MRS a 37 ºC tuvo un comportamiento similar y a partir de las 6 h de cultivo alcanzaron la fase estacionaria. Sus velocidades de crecimiento fueron aproximadamente de 0.5 h-1 y los tiempos de duplicación de 1,3 h. Ambas fueron capaces de crecer y disminuir el pH de un medio de cultivo donde se empleó fructanos de Agave fourcroydes como fuente energética, aunque su concentración disminuyó con respecto al medio MRS. También, las cepas inhibieron el crecimiento de las bacterias patógenas evaluadas, con mayor acción antimicrobiana de LB-25 frente Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium ATCC 14028 y Listeria monocytogenes ATCC 1531. Las candidatas a probiótico fueron sensibles a penicilina G, florfenicol, cloranfenicol, amoxicilina ácido clavulánico y doxiciclina. A su vez, fueron resistentes al trimetoprina-sulfametoxazol, cefalexina, tetraciclina, vancomicina, ácido nalidíxico, ácido oxalínico, enrofloxacina y flumequine, estreptomicina, kanamicina y gentamicina. Se concluye que P. pentosaceus LB-12 y LB-25, in vitro, ejercen actividad antimicrobiana contra patógenos, son susceptibles a antimicrobianos y poseen adecuada capacidad de crecimiento en medio MRS y cuando se emplean fructanos como fuente energética, lo que posibilitaría su inclusión en formulaciones probióticas y simbióticas para la producción animal.

Probióticos são definidos como microrganismos (bactérias e leveduras) que exercem um efeito benéfico na saúde do hospedeiro quando ingeridos em quantidades adequadas. A seleção desses agentes bioterapêuticos normalmente é feita por testes in vitro simulando o ambiente gastrointestinal que determina a capacidade de sobrevivência no trato digestivo. Neste trabalho, a possibilidade de extrapolação dos dados obtidos nos testes in vitro para as condições in vivo foi estudada utilizando cinco linhagens de Saccharomyces cerevisiae isoladas da floresta Atlântica brasileira. O conteúdo de trealose e a sobrevivência após a exposição a diversos estresses fisiológicos geralmente encontrados no trato gastrointestinal de humanos foram determinados para as cinco linhagens e os resultados comparados com a Saccharomyces boulardii, um probiótico conhecido. Esses resultados foram completados com a capacidade de colonização do trato gastrointestinal de camundongos gnotobióticos pelas leveduras. Pelos resultados obtidos, concluimos que os testes in vitro não são confirmados pelos ensaios in vivo, indicando que essa extrapolação não pode sempre ser feita.

Probiotics are viable defined microorganisms (bacteria or yeasts) that exert a beneficial effect on the health of the host when ingested in adequate amounts. Screening for such biotherapeutic agents is commonly performed by in vitro assays simulating gastrointestinal environment to determine the ability to survive in the digestive tract. In the present study, the possibility of extrapolation of data obtained in in vitro assays to in vivo conditions was studied using five Saccharomyces cerevisiae strains isolated from Brazilian Atlantic rain forest. Trehalose contents and survival after exposure to a combination of physiological stresses generally found in the gastrointestinal tract of humans were determined for the five yeasts and compared to the behavior of Saccharomyces boulardii, a well-known probiotic. The results were completed with the colonization capacity of the gastrointestinal tract of gnotobiotic mice by these yeast strains. Some results obtained by in vitro assays are not confirmed by in vivo experiments, indicating that the extrapolation cannot be always done.

A capacidade de Lactobacillus acidophilus UFV-H2B20 de antagonizar Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium, e de reduzir as conseqüências patológicas para o hospedeiro foram determinadas em animais convencionais e gnotobióticos. Camundongos NIH convencionais receberam diariamente, por via oral, 0,1 ml de uma suspensão contendo em torno de 10(8) ufc de L. acidophilus UFV-H2B20 e os animais sem germes receberam uma única dose de 0,1 ml. Os grupos gnotobióticos e convencionais foram desafiados oralmente com, respectivamente, 10² e 10(5) ufc de S. Typhimurium 7 dias após o início do tratamento. Os grupos controles foram tratados com salina estéril em vez do Lactobacillus. Dados de sobrevida mostraram um efeito protetor contra a bactéria patogênica em ambos os grupos convencional e gnotobiótico tratados com o Lactobacillus. L. acidophilus UFV-H2B20 colonizou o trato digestivo dos camundongos gnotobióticos e o número de células víaveis flutuou entre 10(9) e 10(10) ufc/g de fezes. Em ambos os grupos experimental e controle, S. Typhimurium se estabeleceu rapidamente numa faixa de 10(8) a 10(10) ufc/g de fezes e se manteve em níveis elevados até os animais morreram ou serem sacrificados. Em conclusão, o tratamento prévio de camundongos com L. acidophilus UFV-H2B20 protege os animais contra a infecção experimental com S. Typhimurium mas essa proteção não se deve à uma redução das populações patogênicas nos intestinos.

The ability of Lactobacillus acidophilus UFV-H2B20 to antagonize Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium and to reduce the pathological consequences for the host was determining using conventional and gnotobiotic animals. Conventional NIH mice received daily by gavage a 0.1 ml suspension containing about 10(8) cfu L. acidophilus UFV-H2B20 and germfree animals received a single 0.1 ml dose. The gnotobiotic and conventional groups were infected orally with 10² and 10(5) cfu of S. Typhimurium, respectively, 7 days after the beginning of treatment. Control groups were treated with sterile saline instead of Lactobacillus. Survival data showed a protective effect against the pathogenic bacteria in both conventional and gnotobiotic Lactobacillus-treated mice. L. acidophilus UFV-H2B20 colonized the digestive tract of gnotobiotic mice and the number of viable cells ranged from 10(9) to 10(10) cfu/g of faeces. In both experimental and control gnotobiotic animals, S. Typhimurium became rapidly established at a level ranging from 10(8) to 10(10) cfu/g of faeces and remained at high levels until the animals died or were sacrificed. In conclusion, the previous treatment of mice with L. acidophilus UFV-H2B20 protects the animals against the experimental infection with S. Typhimurium but this protection was not due to the reduction of the pathogenic populations in the intestines.

Camundongos isentos de germes (GF) e convencionais (CV) foram alimentados com rações contendo 4,4, 13,2 ou 26,4% de proteína (peso/peso). Os camundongos CV alimentados com ração baixa em proteína não ganharam peso durante quatro semanas, enquanto a ração deficiente em proteína não afetou o crescimento dos camundongos GF. Após quatro semanas nessas rações, os camundongos foram inoculados com 5x103 tripomastigotos de Trypanosoma cruzi. A deficiência em proteína afetou menos os camundongos GF do que os CV, segundo os seguintes parâmetros: ganho em peso, hemoglobina, níveis em proteína e albumina no plasma e conteúdos em água e proteína na carcassa. A infecção com T. cruzi produziu um decréscimo significante nos níveis em hemoglobina, na contagem de células vermelhas sanguíneas e nos conteúdos em água e proteína na carcassa. Este descréscimo foi mais acentuado nos camundongos GF. Histopatologicamente, não houve diferença entre os tratamentos nos animais com o mesmo estatuto microbiológico (GF ou CV). Contudo, a doença foi mais grave nos camundongos GF do que nos CV.

Germfree (GF) and conventional (CV) mice were fed on diets containing 4.4, 13.2 or 26.4% of protein (weight/weight). CV mice fed on low protein diet did not gain weight during four weeks, whereas the protein deficient diet did not affect the growth of GF mice. After four weeks on these diets, the mice were inoculated with 5x103 trypomastigotes of Trypanosoma cruzi. The protein deficiency affected less the GF than the CV mice, according to the following parameters: weight gain, hemoglobin, plasma protein and albumin levels and water and protein contents of the carcass. Infection with T. cruzi produced a significant decrease in hemoglobin levels, red blood cell count, and water and protein contents in the carcass. This decrease was more pronounced in the GF mice. Histopathologically, there was no difference between the treatments in animals with the same microbiological status (GF or CV). However, the disease was more severe in the GF than in the CV mice.

Camundongos CFW (LOB) e ratos Wistar e Sprague-Dawley isentos de germes (GF) e convencionais (CV) foram infectados com Trypanosoma cruzi. A doença foi mais grave nos animais GF do que nos CV, o que foi demonstrado por: (1) uma parasitemia mais precoce e mais intensa: (2) uma mortalidade mais precoce: (3) baço duas vezes maior; (4) um parasitismo celular e tissular mais intenso; (5) sinais viscerais de insuficiência cardíaca.

Germfree (GF) and conventional (CV) CFW (LOB) mice and Wistar and Sprague-Dawley rats were infected with Trypanosoma cruzi. The disease was more severe in the GF than in the CV animals as revealed by: (1) an earlier and more intense parasitemia; (2) a more precocious mortality; (3) a twice enlarged spleen: (4) a more intense cell and tissue parasitism; (5) visceral signs of cardiac failure.