[go: up one dir, main page]

RU2823233C2 - Use of microbial communities for treating humans and animals - Google Patents

Use of microbial communities for treating humans and animals Download PDF

Info

Publication number
RU2823233C2
RU2823233C2 RU2021130638A RU2021130638A RU2823233C2 RU 2823233 C2 RU2823233 C2 RU 2823233C2 RU 2021130638 A RU2021130638 A RU 2021130638A RU 2021130638 A RU2021130638 A RU 2021130638A RU 2823233 C2 RU2823233 C2 RU 2823233C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
scfa
bacteria
species
bacterial species
Prior art date
Application number
RU2021130638A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021130638A (en
Inventor
Сэм ПОССЕМЬЕ
Массимо МАРЗОРАТИ
Том ВАН ДЕ ВИЛЕ
Илсе СХЕЙРЛИНК
Питер ВАН ДЕН АБЕЛЕ
Селин БОЛКА
Давид ГОТТАРДИ
Original Assignee
Университейт Гент
Майкробиал Рисорс Менеджмент Хелт Нв
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Университейт Гент, Майкробиал Рисорс Менеджмент Хелт Нв filed Critical Университейт Гент
Publication of RU2021130638A publication Critical patent/RU2021130638A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2823233C2 publication Critical patent/RU2823233C2/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions refers to medicine, namely to compositions for preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder. Disclosed is a composition for preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder, comprising bacterial species that are purified, and wherein the bacterial species include at least one short-chain fatty acid (SCFA) producing bacterial species, and at least one SCFA-metabolising bacterial species, where when the composition is cultured in an acidic medium at pH 6–8 and conditions with low oxygen content of up to 8 g/l, at least one SCFA-producing bacterial species is present in an amount, sufficient to provide an amount of SCFA sufficient to maintain the growth of at least one SCFA-metabolizing bacteria. Composition for preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder, containing types of bacteria, which are purified and are in suspension, is characterized by the above composition. Composition for preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder differs from the above in that it is in powder form.
EFFECT: said group of inventions is suitable for preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder.
26 cl, 12 dwg, 2 tbl, 3 ex

Description

Область, к которой относится изобретениеField to which the invention relates

Настоящее изобретение относится к смеси бактерий, принадлежащих по меньшей мере к 6 или 7 различным и специфическим видам бактерий, предпочтительно, для применения в целях профилактики или лечения желудочно-кишечных расстройств. Более предпочтительно, указанную смесь бактерий культивируют в ферментере перед введением указанной смеси индивидууму для профилактики или лечения указанного расстройства.The present invention relates to a mixture of bacteria belonging to at least 6 or 7 different and specific bacterial species, preferably for use in the prevention or treatment of gastrointestinal disorders. More preferably, said mixture of bacteria is cultured in a fermenter before administering said mixture to an individual for the prevention or treatment of said disorder.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Экосистема кишечника человека и животного состоит из множества различных сред обитания и метаболических ниш, которые колонизуются так называемыми микробиотами, содержащими более, чем 1011 микроорганизмов на грамм сырой массы содержимого, преимущественно анаэробов (Macfarlane & Macfarlane, 1997). В настоящее время хорошо известно, что микробиом кишечника человека или животного играет важную роль в сохранении здоровья и самочувствия человека благодаря выделению энергии, модуляции иммунной системы и вырабатыванию резистентности к колонизации условно-патогенных микроорганизмов (Fuller & Gibson, 1997; Cummings & Macfarlane, 1997). Существуют доказательства того, что взаимодействие бактерий и их метаболитов со слоем слизистой и/или со стенкой кишечника является важным фактором (Barnett et al., 2012). Несмотря на то, микробиом кишечника, как правило, остается стабильным в течение длительного периода времени, однако, его состав меняется в зависимости от внешних условий, таких как изменение режима питания, прием антибиотиков, ужесточение санитарных мер и стресс. Это приводит к несбалансированным состояниям желудочно-кишечного тракта, называемым дисбактериозом (Clemente et al., 2012). Дисбактериоз характеризуются умеренными или тяжелыми нарушениями состава нормального микробиома кишечника, что приводит к исчезновению ключевых видов микроорганизмов, к утрате специфических микробных функций и, как следствие, к нарушению модуляции активности стенки кишечника. Это может приводить к колонизации патогенных микроорганизмов и вызывать диарею или некрозирующий энтерит (Sekirov et al., 2008). Одной из тяжелых форм такого патогенеза является CDAD (диарея, ассоциированная с Clostridium difficile), лечение которой методами классической терапии антибиотиками все чаще и чаще не дает нужного результата. Другими последствиями микробного дисбактериоза может быть нарушение иммунного ответа, приводящее к хроническому воспалению (Willing et al., 2009) или к пищевым аллергиям, или увеличение проницаемости кишечника, питательная мальабсорбция или даже бактериемия. Побочные эффекты дисбактериоза в отношении микробной функциональности и физиологии стенки кишечника могут, таким образом, подорвать здоровье человека. На самом деле, запор, СРК, ВЗК, резервуарный илеит, метаболический синдром, ожирение, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, психические состояния, нарушение когнитивной функции, нейродегенеративные заболевания, различные виды рака (например, рак толстой кишки), воспаление женских половых органов, CDAD, ревматизм или ревматоидный артрит ассоциируются с изменениями активности/состава микробиоты кишечника. Поэтому совершенно очевидно, что дисбактериоз необходимо предупреждать или устранять при его появлении.The human and animal gut ecosystem consists of many different habitats and metabolic niches that are colonized by so-called microbiotas containing more than 10 11 microorganisms per gram wet weight of the contents, predominantly anaerobes (Macfarlane & Macfarlane, 1997). It is now well established that the human or animal gut microbiome plays an important role in maintaining human health and well-being through the release of energy, modulation of the immune system and development of resistance to colonization by opportunistic pathogens (Fuller & Gibson, 1997; Cummings & Macfarlane, 1997) . There is evidence that the interaction of bacteria and their metabolites with the mucosal layer and/or the intestinal wall is an important factor (Barnett et al., 2012). Although the gut microbiome generally remains stable over long periods of time, its composition changes depending on external conditions such as changes in diet, antibiotic use, increased sanitation and stress. This leads to unbalanced gastrointestinal conditions called dysbiosis (Clemente et al., 2012). Dysbiosis is characterized by moderate or severe disturbances in the composition of the normal intestinal microbiome, which leads to the disappearance of key types of microorganisms, the loss of specific microbial functions and, as a consequence, disruption of the modulation of intestinal wall activity. This can lead to the colonization of pathogenic microorganisms and cause diarrhea or necrosing enteritis (Sekirov et al., 2008). One of the severe forms of this pathogenesis is CDAD ( Clostridium difficile associated diarrhea), the treatment of which with classical antibiotic therapy increasingly does not give the desired result. Other consequences of microbial dysbiosis may be an impaired immune response leading to chronic inflammation (Willing et al., 2009) or food allergies, or increased intestinal permeability, nutritional malabsorption or even bacteremia. The adverse effects of dysbiosis on microbial functionality and intestinal wall physiology can thus undermine human health. In fact, constipation, IBS, IBD, pouchitis, metabolic syndrome, obesity, diabetes, cardiovascular disease, psychiatric conditions, cognitive impairment, neurodegenerative diseases, various types of cancer (eg, colon cancer), inflammation of the female genital tract , CDAD, rheumatism or rheumatoid arthritis are associated with changes in the activity/composition of the gut microbiota. Therefore, it is quite obvious that dysbiosis must be prevented or eliminated when it appears.

Если дисбактериоз связан с присутствием патогенов, то очевидной стратегией, используемой для удаления опасных для здоровья микроорганизмов, является применение антибиотиков. Однако, в последние десятилетие широко распространенное и неправильное использование антибиотиков широкого спектра привело к резкому повышению резистентности к антибиотикам (Brandl et al., 2008). Кроме того, антибиотики также уничтожают природные кишечные микроорганизмы, многие из которых выполняют важные функции и приносят пользу для здоровья, то есть, препятствуют развитию дисбактериоза. В результате, за последние 2 десятилетия было проведено огромное количество исследований по поису полезных пищевых продуктов, а в частности, по разработке пребиотиков и пробиотиков. Хотя концепция получения пребиотиков является привлекательной, поскольку она относится к пищевой модуляции природных кишечных микроорганизмов, которые уже адаптировались к хозяину (Van Loo et al., 1999), однако, такая концепция используется, главным образом, в профилактических целях. Для терапевтического применения, в случае существенного нарушения кишечного микробиома было бы больше пользы от внедрения ключевых видов микробов, а не от получения субстратов, которые оказывают благоприятное воздействие на полезные для здоровья виды, но которые реже встречаются или даже отсутствуют у больного человека. Возможным решением этой проблемы является введение жизнеспособных, содействующих укреплению здоровья микроорганизмов, называемых пробиотиками (Lannitti & Palmieri, 2010). Пробиотические продукты, в основном, состоят из 1 или двух не связанных между собой штаммов микроорганизмов (в основном бактерий, продуцирующих молочную кислоту) со специфической функциональностью. Однако, выживание пробиотических штаммов в жестких условиях верхнего отдела пищеварительного тракта является проблематичным, и конкуренция с огромным природным микробиомом почти отсутствует. Тем не менее, концепция введения новых видов микроорганизмов в кишечник с ослабленной экосистемой набирает обороты в последние годы за счет применения фекальных микробных трансплантатов (FMT) (Khoruts et al., 2010). Это способствует передаче фекальной микробной суспензии от здорового донора к больному реципиенту. Эта форма бактериотерапии применяется, главным образом, для лечения резистентных к антибиотикам инфекций и дает положительный эффект в 90% и более случаях. FMT в настоящее время применяется для лечения многих других патологий, которые вызываются желудочно-кишечным дисбактериозом (болезнь Крона, ожирение, синдром раздраженного кишечника). Считается, что FMT может эффективно работать в том случае, когда наблюдается серьезный недостаток одиночных пробиотических штаммов. Тем не менее, недостаточно охарактеризованная природа фекальных трансплантатов ассоциируется с риском передачи инфекционных заболеваний, и в настоящее время возникают вопросы по поводу их широкого применения при менее острых и опасных для жизни патологий (De Vrieze 2013).If dysbiosis is associated with the presence of pathogens, then the obvious strategy used to remove harmful microorganisms is the use of antibiotics. However, in the last decade, widespread and misuse of broad-spectrum antibiotics has led to a dramatic increase in antibiotic resistance (Brandl et al., 2008). In addition, antibiotics also destroy natural intestinal microorganisms, many of which perform important functions and provide health benefits, that is, they prevent the development of dysbiosis. As a result, over the past 2 decades, a huge amount of research has been carried out on the search for beneficial foods, and in particular on the development of prebiotics and probiotics. Although the concept of prebiotics is attractive because it refers to nutritional modulation of natural intestinal microorganisms that have already adapted to the host (Van Loo et al., 1999), however, such a concept is used mainly for preventive purposes. For therapeutic applications, in the event of significant disruption of the gut microbiome, there would be greater benefit from introducing key microbial species rather than obtaining substrates that have beneficial effects on health-promoting species but which are less common or even absent in the affected individual. A possible solution to this problem is the introduction of viable, health-promoting microorganisms called probiotics (Lannitti & Palmieri, 2010). Probiotic products generally consist of 1 or 2 unrelated strains of microorganisms (mainly lactic acid-producing bacteria) with specific functionality. However, the survival of probiotic strains in the harsh conditions of the upper digestive tract is problematic, and there is little competition with the vast natural microbiome. However, the concept of introducing new species of microorganisms into the gut with a weakened ecosystem has been gaining momentum in recent years through the use of fecal microbial transplants (FMT) (Khoruts et al., 2010). This facilitates the transfer of fecal microbial suspension from a healthy donor to a sick recipient. This form of bacteriotherapy is used primarily to treat antibiotic-resistant infections and is effective in 90% or more of cases. FMT is currently used to treat many other pathologies that are caused by gastrointestinal dysbiosis (Crohn's disease, obesity, irritable bowel syndrome). It is believed that FMT can work effectively when there is a serious deficiency of single probiotic strains. However, the poorly characterized nature of fecal transplants has been associated with a risk of infectious disease transmission, and questions are currently being raised about their widespread use for less acute and life-threatening conditions (De Vrieze 2013).

В начале 2013, альтернатива использованию трансплантатов фекальных микроорганизмов появилась в публикации научной статьи (Petrof et al., 2013) и в патентной заявке WO2013037068: «Method for treatment of disorders of the gastrointestinal system» - («Метод лечения расстройств желудочно-кишечного тракта»), где описано использование синтетической смеси микробов, которые были выделены у человека, исходя из их культуральных свойств и использованы в качестве терапевтического средства для лечения CDAD. Такой продукт также состоит из известной серии микроорганизмов, которые позволили бы решить проблемы, связанные с передачей заболеваний от фекальных трансплантатов, при соблюдении критериев QPS. Однако, смешивание микроорганизмов друг с другом не гарантирует их взаимодействие между собой и заполнение ими функциональных ниш, которым требуются микробные сети. Следовательно, стабильность продукта, стандартизация и выполнение важных функций не могут быть гарантированы.In early 2013, an alternative to the use of fecal microbial transplants appeared in the publication of a scientific article (Petrof et al., 2013) and in the patent application WO2013037068: “Method for treatment of disorders of the gastrointestinal system” - (“Method for the treatment of disorders of the gastrointestinal tract” ), which describes the use of a synthetic mixture of microbes that have been isolated from humans based on their cultural properties and used as a therapeutic agent for the treatment of CDAD. Such a product also consists of a known series of microorganisms that would address problems associated with disease transmission from fecal transplants while meeting QPS criteria. However, mixing microorganisms with each other does not guarantee their interaction with each other and their filling of functional niches that require microbial networks. Therefore, product stability, standardization and performance of critical functions cannot be guaranteed.

В патентной заявке WO2014145958A2 (Network-based microbial compositions and methods) (Микробные композиции и методы на основе микробных сетей) предлагается введение млекопитающему, нуждающемуся в эффективном количестве терапевтической бактериальной композиции, множества выделенных бактерий или очищенного бактериального препарата. Множество выделенных бактерий или очищенный бактериальный препарат способны образовывать так называемую экологическую сеть. Для этого препарата, бактерии выбирают на основе геномной информации и вводят млекопитающему в виде набора штаммов, принадлежащих к отдельным сообществам.Patent application WO2014145958A2 (Network-based microbial compositions and methods) proposes administering to a mammal in need of an effective amount of a therapeutic bacterial composition a plurality of isolated bacteria or a purified bacterial preparation. Many isolated bacteria or a purified bacterial preparation are capable of forming a so-called ecological network. For this drug, bacteria are selected based on genomic information and administered to the mammal as a set of strains belonging to distinct communities.

В публикации Becker et al. (2011) описано сообщество, состоящее из 8 различных штаммов: Anaerostipes caccae, Bacteroides thetaiotaomicron, Bifidobacterium longum, Blautia producta, Clostridium butyricum, Clostridium ramosum, Escherichia coli, Lactobacillus plantarum. Это сообщество обозначается SIHUMIx (Упрощенная расширенная человеческая микробиота). Это искусственное сообщество микроорганизмов было протестировано в исследованиях на крысах путем сравнения микроорганизмов у крыс, инокулированных SIHUMIx, с микроорганизми, присутствующими у обычного человека и у неинфицированных крыс. Авторы утверждают, что такое сообщество является репрезентативным для микробиоты, присутствующей в толстой кишке человека, с точки зрения состава и функциональности. Эти сообщества микроорганизмов развивались в зависимости от возраста крыс, но с течением времени, их состав становился стабильным.Becker et al. (2011) described a community consisting of 8 different strains: Anaerostipes caccae, Bacteroides thetaiotaomicron, Bifidobacterium longum, Blautia producta, Clostridium butyricum, Clostridium ramosum, Escherichia coli, Lactobacillus plantarum . This community is designated SIHUMIx (Simplified Human Microbiota Extended). This artificial community of microorganisms was tested in rat studies by comparing microorganisms in rats inoculated with SIHUMIx with microorganisms present in normal humans and uninfected rats. The authors argue that such a community is representative of the microbiota present in the human colon in terms of composition and functionality. These microbial communities evolved depending on the age of the rats, but over time, their composition became stable.

Van den Abbeele et al. (2013) предположили возможность создания сообществ, разлагающих гликаны, с использованием обычных ферментеров in vitro, которые могут быть инокулированы соответствующими ключевыми видами и смесью микроорганизмов, обнаруживающих симбиотический рост на минимальной среде. После инокуляции и стабилизации может быть достигнуто такое отдельное сообщество микробных сетей, несущих конкретные функции и продуцируемых в больших масштабах.Van den Abbeele et al. (2013) suggested the possibility of generating glycan-degrading communities using conventional in vitro fermenters, which can be inoculated with appropriate key species and a mixture of microorganisms exhibiting symbiotic growth on minimal media. Once inoculated and stabilized, such a distinct community of microbial networks can be achieved that carry specific functions and are produced on a large scale.

И наконец, Newton et al. (1998) использовали анаэробные хемостаты для создания воспроизводимых определенных бактериальных сообществ, включающих 14 различных сахаролитических видов и видов, сбраживающих аминокислоты (то есть, Bifidobacterium longum, Bif. adolescentis, Bif. pseudolongum, Bif. infantis, Bacteroides thetaiotaomicron, Bact. vulgatus, Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecalis, Ent. faecium, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Cl. butyricum, Cl. innocuum, Cl. Bifermentans) для исследования влияния сульфат-восстанавливающей бактерии (SRB) Desulfovibrio desulfuricans на другие кишечные микроорганизмы.Finally, Newton et al. (1998) used anaerobic chemostats to generate reproducibly defined bacterial communities including 14 different saccharolytic and amino acid-fermenting species (i.e., Bifidobacterium longum, Bif. adolescentis, Bif. pseudolongum, Bif. infantis, Bacteroides thetaiotaomicron, Bact. vulgatus, Lactobacillus acidophilus, Enterococcus faecium, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Cl. butyricum, Cl. innocuum, Cl. bifermentans) to study the effect of sulfovibrio desulfuricans on other intestinal microorganisms.

Однако, все еще существует необходимость в разработке альтернативных и специфических смесей бактериальных видов, которые могут быть эффективно использованы для профилактики или лечения желудочно-кишечных расстройств. Более того, абсолютно неизвестно, будут ли предварительно адаптированные смеси при их введении обладать такими же терапевтическими свойствами, как и отдельные сообщества и предварительно неадаптированные смеси одних и тех же видов бактерий, или они будут обладать худшими или лучшими свойствами.However, there is still a need to develop alternative and specific mixtures of bacterial species that can be effectively used for the prevention or treatment of gastrointestinal disorders. Moreover, it is completely unknown whether pre-adapted mixtures, when administered, will have the same therapeutic properties as individual communities and pre-adapted mixtures of the same bacterial species, or whether they will have worse or better properties.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фигура 1: Схематическое изображение системы SHIME®, которая состоит из желудка, тонкого кишечника и трех различных областей толстой кишки. Жидкая питательная среда SHIME® и соматические клетки поджелудочной железы входят в сосуды, которые имитируют желудок и тонкую кишку, соответственно. После определенного времени пребывания в этих стерильных сосудах, суспензия занимает три последовательно расположенных отсека толстой кишки, то есть, отсеков восходящей, поперечной и нисходящей толстой кишки, каждый из которых характеризуется различными рН и временем пребывания. Эти сосуды засевают фекальной микробиотой человека. Все сосуды хранятся в анаэробных условиях, создаваемых путем продувки зоны «хэдспейса» N2, с непрерывным перемешиванием и выдерживанием при 37°C.Figure 1: Schematic representation of the SHIME® system, which consists of the stomach, small intestine and three different areas of the colon. SHIME® liquid culture medium and pancreatic somatic cells enter vessels that simulate the stomach and small intestine, respectively. After a certain residence time in these sterile vessels, the suspension occupies three successive compartments of the colon, that is, the ascending, transverse and descending colon, each characterized by a different pH and residence time. These vessels are seeded with human fecal microbiota. All vessels are stored under anaerobic conditions, created by purging the headspace zone with N 2 , with continuous stirring and holding at 37°C.

Фигура 2: Продуцирование бутирата 23 различными композициями после 24-часового инкубирования (верхняя панель) и его влияние на трансэпителиальное электрическое сопротивление (TEER) клеток Сасо-2, культивируемых в присутствии клеток THP1 (нижняя панель). В последнем случае, образцы, собранные после 24-часового инкубирования 23 композиций, были стерильно отфильтрованы и добавлены (1:5 об/об) в течение 24 часов в апикальный компартмент клеток Сасо-2, культивированных в течение 14 дней на полупроницаемых вставках и размещенных на верхней части РМА-стимулированных макрофагов, происходящих от THP1 (совместные культуры). В качестве контроля использовали только одну культуральную среду (DMEM). Клетки THP1, культивируемые в присутствии РМА в течение 48 часов, вызывают повреждение клеток Сасо-2, как было определено по уменьшению TEER в DMEM-контроле. Величины TEER были нормализованы по величинам, измеренным до совместного культивирования (0 ч.) и выражены в процентах от исходной величины. Различным композициям были присвоены следующие коды: MX-Y, где X=число изолятов, присутствующих в композиции, а Y=уникальная композиция A, B, C и т.п. с изолятами X.Figure 2: Butyrate production by 23 different formulations after 24-hour incubation (top panel) and its effect on transepithelial electrical resistance (TEER) of Caco-2 cells cultured in the presence of THP1 cells (bottom panel). In the latter case, samples collected after a 24-hour incubation of 23 formulations were sterile filtered and added (1:5 v/v) for 24 hours to the apical compartment of Caco-2 cells cultured for 14 days on semi-permeable inserts and placed on the top of PMA-stimulated THP1-derived macrophages (co-cultures). Only one culture medium (DMEM) was used as a control. THP1 cells cultured in the presence of PMA for 48 hours caused damage to Caco-2 cells, as determined by a decrease in TEER in the DMEM control. TEER values were normalized to those measured before coculture (0 h) and expressed as a percentage of the original value. The various compositions were assigned the following codes: MX-Y, where X=number of isolates present in the composition and Y=unique composition A, B, C, etc. with isolates of X.

Фигура 3: Продуцирование бутирата после 24-часового и 48-часового инкубирования в кондиционированной питательной среде SHIME® полной композицией из 7 видов или композициями из 6 видов, из которых каждый раз исключался один из 7 исходных видов. Результаты представлены как процент продуцирования бутирата, детектируемого при каждом инкубировании с композицией из 6 видов, в отличие от композиции, состоящей из всех 7 видов. Эти композиции были обозначены как «Полная» (из всех 7 видов) или «полная - X», где Х являются видом, исключенным из полной композиции. * р <0,05 по сравнению с «Полной композицией» через 24 ч.; # р <0,05 по сравнению с «Полной композицией» через 48 ч.Figure 3: Butyrate production after 24-hour and 48-hour incubation in SHIME® conditioned culture medium with the complete 7-species composition or 6-species compositions, from which one of the 7 original species was excluded each time. Results are presented as the percentage of butyrate production detected in each incubation with the 6-species composition as opposed to the composition consisting of all 7 species. These compositions were designated as “Complete” (from all 7 species) or “complete - X”, where X is the species excluded from the complete composition. * p <0.05 compared to “Full composition” after 24 hours; # p <0.05 compared to “Full composition” after 48 hours.

Фигура 4: Уровни (мМ) бутирата, пропионата и ацетата, продуцированных композицией в течение 5-дневного анаэробного инкубирования в кондиционированной питательной среде SHIME®. Композицию получали либо с использованием стратегии «микросообществ» (левая панель), либо с использованием стратегии «коллаборомов» (правая панель).Figure 4: Levels (mM) of butyrate, propionate and acetate produced by the composition during a 5-day anaerobic incubation in SHIME® conditioned culture medium. The composition was obtained using either a “microcommunity” strategy (left panel) or a “collaborome” strategy (right panel).

Фигура 5: Изменение уровней (мМ) пропионата (левая панель) и бутирата (правая панель) в течение 14 дней в 3 независимых циклах продуцирования композиции с использованием стратегии «коллаборомов». После предварительного культивирования в соответствующей культуральной среде, штаммы композиции смешивали, высевали и культивировали в течение 14 дней в трех экземплярах в системе SHIME®, состоящей из одной области толстой кишки при рН 6,15-6,4.Figure 5: Change in levels (mM) of propionate (left panel) and butyrate (right panel) over 14 days in 3 independent formulation cycles using a “collaborome” strategy. After pre-cultivation in an appropriate culture medium, the strains of the composition were mixed, seeded and cultured for 14 days in triplicate in the SHIME® system, consisting of one area of the colon at pH 6.15-6.4.

Фигура 6: Изменение уровней SCFA, выраженное как моль % ацетата, пропионата и бутирата в течение определенного времени после продуцирования композиции с использованием альтернативной стратегии «коллаборомов». После предварительного культивирования в соответствующей культуральной среде, штаммы композиции смешивали, высевали и культивировали в течение 8 дней в трех экземплярах в отдельных ферментерах, работающих в режиме культивирования периодической культуры с подпиткой. Через определенные интервалы времени в течение 16 часов, 40% (по объему) культуральной среды заменяли кондиционированной питательной средой SHIME®.Figure 6: Change in SCFA levels expressed as mol% acetate, propionate and butyrate over time after production of the composition using an alternative "colaborome" strategy. After pre-cultivation in an appropriate culture medium, the strains of the composition were mixed, seeded and cultivated for 8 days in triplicate in separate fermenters operating in fed-batch culture mode. At specified intervals over a period of 16 hours, 40% (by volume) of the culture medium was replaced with SHIME® conditioned growth medium.

Фигура 7: Продуцирование (мМ) ацетата, пропионата, бутирата и общих жирных кислот с короткой цепью (SCFA) после 24-часового инкубирования (i) cо стерильной базальной средой (верхняя панель) или со стерильной средой, подаваемой (ii) с микробиотами, полученными из области толстой кишки SHIME (средняя панель), или (iii) с фекальной микробиотой (нижняя панель). Различные обработки композицией, продуцируемой с использованием стратегии «коллаборомов», были проведены в пределах от 0% до 4% и 20% от общего объема инкубирования.Figure 7: Production (mM) of acetate, propionate, butyrate and total short chain fatty acids (SCFA) after 24 hours incubation with (i) sterile basal medium (top panel) or sterile medium supplied (ii) with microbiota, derived from the SHIME colon region (middle panel), or (iii) with fecal microbiota (bottom panel). Various treatments of the composition produced using the "collaborome" strategy were carried out ranging from 0% to 4% and 20% of the total incubation volume.

Фигура 8: Изменение уровней (мМ) ацетата (верхняя панель), пропионата (средняя панель) и бутирата (нижняя панель) в эксперименте по введению антибиотиков в M-SHIME®. После индуцирования дисбактериоза микробиоты толстой кишки в системе SHIME® путем введения коктейля из антибиотиков (40/40/10 мг/л амоксициллина/ципрофлоксацина/тетрациклина, соответственно), микробиоту, подвергнутую дисбактериозу, обрабатывали в течение 5 дней композицией, полученной либо с использованием стратегии «микросообществ», либо с использованием стратегии «коллаборомов» (день 1=начало введения композиции). Результаты выражены в виде дельты уровней SCFA в SHIME в каждый период времени по сравнению с величинами до введения антибиотиков.Figure 8: Change in levels (mM) of acetate (top panel), propionate (middle panel) and butyrate (bottom panel) in the M-SHIME® antibiotic loading experiment. After inducing dysbiosis of the colon microbiota in the SHIME® system by administering a cocktail of antibiotics (40/40/10 mg/L amoxicillin/ciprofloxacin/tetracycline, respectively), the dysbiosis microbiota was treated for 5 days with a composition obtained using either strategy “microcommunities”, or using the “collaborations” strategy (day 1=beginning of the introduction of the composition). Results are expressed as delta SCFA levels in SHIME at each time point compared to pre-antibiotic values.

Фигура 9: Уровни (мМ) ацетата (верхняя панель), пропионата (средняя панель) и бутирата (нижняя панель) в эксперименте по устранению ВЗК-ассоциированного дисбактериоза в М-SHIME®. Три независимых сосуда SHIME® с толстой кишкой инокулировали фекальным материалом, взятым у пациента с язвенным колитом. Одновременно, в соответствующий сосуд SHIME с толстой кишкой вводили одну дозу композиции, полученной либо с использованием стратегии «микросообществ», либо с использованием стратегии «коллаборомов». Третий эксперимент проводили параллельно в качестве контроля без введения композиции. Продуцирование ацетата, пропионата и бутирата наблюдалось через 1 и 2 дня после введения композиции.Figure 9: Levels (mM) of acetate (top panel), propionate (middle panel) and butyrate (bottom panel) in the IBD-associated dysbiosis reversal experiment in M-SHIME®. Three independent SHIME® colonic vials were inoculated with fecal material collected from a patient with ulcerative colitis. At the same time, a single dose of the composition obtained using either the “microcommunity” strategy or the “collaborome” strategy was administered into the corresponding SHIME colon vessel. The third experiment was carried out in parallel as a control without the introduction of the composition. The production of acetate, propionate and butyrate was observed 1 and 2 days after administration of the composition.

Фигура 10: Изменение уровней (мол. %) ацетата, пропионата и бутирата в эксперименте по введению антибиотиков мышам С57/BL6. После контрольного периода, в течение которого мышам давали стандартный корм, дисбактериоз микробиоты кишечника индуцировали добавлением клиндамицина (250 мг/л) в питьевую воду в течение 5 дней. После этого, мышам (n=10/группу) в течение 5 дней вводили перорально через желудочный зонд либо физиологический раствор (в качестве контроля - без бактерий; левая панель), либо композицию, полученную с использованием стратегии «коллаборомов» (средняя панель), либо композицию с расширенным составом, полученную с использованием стратегии «коллаборомов» (правая панель). Образцы фекалий мышей, взятые у одной и той же экспериментальной группы, объединяли и количественно оценивали уровни ацетата, пропионата и бутирата.Figure 10: Changes in the levels (mol %) of acetate, propionate and butyrate in the experiment on the administration of antibiotics to C57/BL6 mice. After a control period during which mice were fed standard chow, gut microbiota dysbiosis was induced by adding clindamycin (250 mg/L) to drinking water for 5 days. Thereafter, mice (n=10/group) were administered orally by gavage for 5 days with either saline (no bacteria control; left panel) or a formulation prepared using the collaboration strategy (middle panel). or a composition with an expanded composition obtained using the “collaborative” strategy (right panel). Mice fecal samples collected from the same experimental group were pooled and levels of acetate, propionate and butyrate were quantified.

Фигура 11: Изменение индекса тяжести заболевания (DAI) и изменение массы в эксперименте с TNBS-индуцированным колитом у мышей С57/BL6. После 1-недельного периода акклиматизации, в котором мышам давали стандартный корм, начинали эксперимент. Животных каждой группы (n=9/группу) обрабатывали в течение 5 дней подряд с помощью перорального зонда. При всех обработках, профилактическую дозу вводили за 1 день до ректального введения 2 мг TNBS/50% EtOH, и эксперимент завершали через 4 дня после введения TNBS, а затем мышей умерщвляли. При этом были проведены следующие обработки: TNBS+физиологический раствор (контрольный TNBS в качестве носителя); TNBS+композиция, полученная с использованием стратегии «микросообществ», и TNBS+композиция, полученная с использованием стратегии «коллаборомов». В качестве контроля-носителя была включена обычная группа (без TNBS-обработки, но с обработкой физиологическим раствором).Figure 11: Change in disease severity index (DAI) and weight change in the TNBS-induced colitis experiment in C57/BL6 mice. After a 1-week acclimatization period, in which the mice were given standard food, the experiment began. Animals in each group (n=9/group) were treated for 5 consecutive days using an oral gavage. For all treatments, a prophylactic dose was administered 1 day before rectal administration of 2 mg TNBS/50% EtOH, and the experiment was completed 4 days after TNBS administration, and then the mice were sacrificed. The following treatments were carried out: TNBS+saline (control TNBS as a carrier); TNBS+composition obtained using the “microcommunities” strategy, and TNBS+composition obtained using the “collaborome” strategy. The normal group (without TNBS treatment but with saline treatment) was included as a vehicle control.

Фигура 12: Изменение индекса тяжести заболевания (DAI) наблюдали в эксперименте с DSS-индуцированным колитом у мышей С57/BL6. После 1-недельного периода акклиматизации, в котором мышам давали стандартный корм, начинали эксперимент. Животных каждой группы (n=10/группу) обрабатывали 3 раза в неделю в течение 8 дней подряд с помощью перорального зонда. При всех обработках, профилактическую дозу вводили за 1 неделю до проведения первого DSS-цикла. Первый DSS-цикл начинали со 2-й недели, и этот цикл включал введение DSS один раз в неделю (0,25% в питьевой воде) с последующим перерывом в две недели. После первого цикла проводили идентичный второй DSS-цикл. Третий DSS-цикл состоял из введения DSS один раз в неделю с последующим перерывом на одну неделю, после чего животных умерщвляли. При этом были проведены следующие обработки: DSS+физиологический раствор (контрольный DSS в качестве носителя); DSS+композиция, полученная с использованием стратегии «микросообществ». В качестве контроля-носителя была включена обычная группа (без DSS-обработки, но с обработкой физиологическим раствором).Figure 12: Changes in disease severity index (DAI) were observed in the DSS-induced colitis experiment in C57/BL6 mice. After a 1-week acclimatization period, in which the mice were given standard food, the experiment began. Animals in each group (n=10/group) were treated 3 times a week for 8 consecutive days using an oral gavage. For all treatments, the prophylactic dose was administered 1 week before the first DSS cycle. The first DSS cycle started from week 2, and this cycle included the administration of DSS once a week (0.25% in drinking water) followed by a break of two weeks. After the first cycle, an identical second DSS cycle was performed. The third DSS cycle consisted of DSS administration once a week followed by a one-week break, after which the animals were sacrificed. In this case, the following treatments were carried out: DSS + saline (control DSS as a carrier); DSS+composition obtained using the “micro-community” strategy. The normal group (without DSS treatment but with saline treatment) was included as a vehicle control.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Настоящее изобретение относится, в первую очередь, к композиции, состоящей, по существу, из бактерий, принадлежащих к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae, предпочтительно используемых для профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством.The present invention relates primarily to a composition consisting essentially of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae, preferably used for the prevention or treatment of symptoms associated with gastrointestinal distress.

Другими словами, настоящее изобретение относится к способу профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством у индивидуума, нуждающегося в этом, где указанный способ включает введение терапевтически эффективного количества композиции, по существу, состоящей из бактерий, принадлежащих к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.In other words, the present invention relates to a method of preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder in an individual in need thereof, wherein said method comprises administering a therapeutically effective amount of a composition substantially consisting of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанным желудочно-кишечным расстройством является нарушение барьерной функции кишечника, диарея, запор, синдром раздраженного кишечника, воспалительное заболевание кишечника, болезнь Крона, язвенный колит, глютеновая болезнь, резервуарный илеит, воспаление слизистой оболочки, инфекция кишечника, дисбактериоз микробиоты кишечника или любая их комбинация.The present invention also relates to the composition described above, wherein said gastrointestinal disorder is intestinal barrier dysfunction, diarrhea, constipation, irritable bowel syndrome, inflammatory bowel disease, Crohn's disease, ulcerative colitis, celiac disease, pouchitis, mucositis, infection intestines, dysbiosis of the intestinal microbiota, or any combination thereof.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанное желудочно-кишечное расстройство подвергают профилактике или лечению посредством: а) стимуляции роста и/или активности одной или ограниченного числа полезных бактерий в кишечном тракте, b) ингибирования роста и/или активности одной или ограниченного числа патогенных бактерий в кишечном тракте, c) относительного увеличения уровня связывания непатогенных бактерий со слизистой оболочкой желудочно-кишечной поверхности, d) снижения неконтролируемого поглощения антигенов, провоспалительных агентов, бактерий или бактериальных продуктов кишечником, e) обеспечения противовоспалительной активности на поверхности кишечника, f) улучшения функционирования кишечного барьера, g) получения бактериальных метаболитов или h) любой комбинации а)-g).The present invention also relates to the composition described above, wherein said gastrointestinal disorder is prevented or treated by: a) stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of beneficial bacteria in the intestinal tract, b) inhibiting the growth and/or activity of one or a limited number of beneficial bacteria the number of pathogenic bacteria in the intestinal tract, c) a relative increase in the level of binding of non-pathogenic bacteria to the mucous membrane of the gastrointestinal surface, d) a decrease in the uncontrolled absorption of antigens, pro-inflammatory agents, bacteria or bacterial products by the intestine, e) providing anti-inflammatory activity at the intestinal surface, f) improving the functioning of the intestinal barrier, g) obtaining bacterial metabolites or h) any combination of a)-g).

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где бактерия, принадлежащая к виду Roseburia hominis, была удалена из указанной композиции.The present invention also relates to the composition described above, wherein a bacterium belonging to the species Roseburia hominis has been removed from the composition.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где бактерия, принадлежащая к виду Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron и Bacteroides vulgatus, была дополнительно добавлена к указанной композиции.The present invention also relates to the composition described above, wherein a bacterium belonging to the species Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron and Bacteroides vulgatus has been further added to the said composition.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, которая также содержит один или более пребиотиков.The present invention also relates to the composition described above, which also contains one or more prebiotics.

В своем предпочтительном варианте, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, где указанные бактерии предварительно адаптируют путем их совместного культивирования в ферментере перед введением указанной композиции для профилактики или лечения указанных желудочно-кишечных расстройств.In its preferred embodiment, the present invention relates to the composition described above, wherein said bacteria are pre-adapted by co-cultivating them in a fermenter before administering said composition for the prevention or treatment of said gastrointestinal disorders.

В соответствии с этим, настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанный ферментер представляет собой динамический имитатор желудочно-кишечного тракта.Accordingly, the present invention also relates to the composition described above, wherein said fermenter is a dynamic gastrointestinal tract simulator.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, где указанные бактерии выбраны из списка следующих штаммов: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Faecalibacterium prausnitzii DSMZ 17677, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Butyricicoccus pullicaecorum LMG24109, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia inulinivorans DSMZ 16841, Roseburia hominis LMG P-29364, Roseburia hominis DSMZ 16839, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Akkermansia muciniphila DSMZ 22959, Lactobacillus plantarum LMG P-29366, Lactobacillus plantarum ZJ31 6, Anaerostipes caccae LMG P-29359, Anaerostipes caccae DSMZ 14662 и/или штаммов, последовательности которых по меньшей мере на 97% идентичны последовательностям рРНК 16S по меньшей мере одного из указанных штаммов.More specifically, the present invention relates to the composition described above, where the said bacteria are selected from the list of the following strains: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Faecalibacterium prausnitzii DSMZ 17677, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Butyricicoccus pullicaecorum LMG24109, Roseburia inulinivorans LMG 65, Roseburia inulinivorans DSMZ 16841, Roseburia hominis LMG P-29364, Roseburia hominis DSMZ 16839, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Akkermansia muciniphila DSMZ 22959, Lactobacillus plantarum LMG P-29366, Lactobacillus plantarum ZJ31 6, Anaerostipes caccae LMG P-29359, Anaerostipes caccae DSMZ 14662 and/or strains whose sequences are at least 97% identical to the 16S rRNA sequences of at least one of these strains.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанной композицией является фармацевтическая композиция, приготовленная в виде лекарственной формы для ректального введения или в виде лекарственной формы для перорального введения.The present invention also relates to the composition described above, wherein said composition is a pharmaceutical composition formulated as a dosage form for rectal administration or as a dosage form for oral administration.

В соответствии с этим, настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанной пероральной лекарственной формой является капсула, микрокапсула, таблетка, гранула, порошок, пастилка, пилюля, суспензия или сироп.Accordingly, the present invention also relates to the composition described above, wherein said oral dosage form is a capsule, microcapsule, tablet, granule, powder, lozenge, pill, suspension or syrup.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, которая включена в продукты питания, напитки, пищевые добавки или натуральные препараты.The present invention also relates to the composition described above which is included in foods, beverages, dietary supplements or natural preparations.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, где указанная композиция содержит от 105 до 1011 колониеобразующих единиц бактерий.More specifically, the present invention relates to the composition described above, wherein the composition contains from 10 5 to 10 11 colony forming units of bacteria.

Описание изобретенияDescription of the invention

Кишечный микробиом содержит сотни видов микроорганизмов, которые сосуществуют у различных индивидуумов, и которые взаимодействуют друг с другом и с хозяином. В настоящее время, обычно считается, что кишечная микробиота играет ключевую роль в сохранении здоровья человека и профилактике заболеваний, благодаря регуляции метаболических функции и иммунного гомеостаза (Cenit et al., 2014). Было проведено несколько исследований по изучению комплексных микробных сообществ кишечника в попытке определить «базовый микробиом», подразумевая при этом, что каждый человек имеет общее ключевое число основных видов или штаммов, которые определяют функциональные возможности микробиома здорового кишечника (Kinross et al., 2011). На основе этой концепции (то есть, что все люди заселяются базовым микробиомом) существует обширная литература, в которой описаны композиции и функции микробиоты кишечника (например, ключевые виды бактерий, микробиота слизистой и просветов, бактерии проксимального и дистального отдела толстой кмшки и т.п.) и функциональный анализ генома, и в которой можно найти целый список микробов-кандидатов, охватывающий основные функциональные свойства комплексного микробиома человеческого кишечника.The gut microbiome contains hundreds of species of microorganisms that coexist in different individuals and that interact with each other and with the host. Currently, it is generally believed that the gut microbiota plays a key role in human health and disease prevention through the regulation of metabolic functions and immune homeostasis (Cenit et al., 2014). Several studies have been conducted to examine complex gut microbial communities in an attempt to define a “core microbiome,” meaning that each individual shares a key number of core species or strains that determine the functionality of a healthy gut microbiome (Kinross et al., 2011). Based on this concept (i.e., that all humans are inhabited by a core microbiome), there is an extensive literature describing the composition and function of the gut microbiota (e.g., key bacterial species, mucosal and luminal microbiota, proximal and distal colonic bacteria, etc. .) and functional genome analysis, and which provides a comprehensive list of candidate microbes covering the core functional properties of the complex human gut microbiome.

Настоящее изобретение относится, в первую очередь, к конкретному выбору подгруппы видов бактерий микробиома человеческого кишечника, который дает особый и неожиданный эффект. Более конкретно, настоящее изобретение относится к композиции, состоящей, по существу, из бактерий, принадлежащих к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae, которые предпочтительно использовать для профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством. Термин «состоящий по существу из» указывает на то, что данная композиция может включать другие виды бактерий и/или другие компоненты при условии, что они не будут оказывать негативного влияния на эффект (то есть, на профилактику или лечение симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством) указанной композиции. В одном из вариантов осуществления изобретения, композиция согласно изобретению включает бактерии, принадлежащие к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.The present invention relates primarily to a specific selection of a subset of bacterial species in the human gut microbiome that produces a specific and unexpected effect. More specifically, the present invention relates to a composition consisting essentially of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae , which are preferably used for the prevention or treatment of symptoms, associated with gastrointestinal distress. The term "consisting essentially of" indicates that the composition may include other species of bacteria and/or other components, provided that they do not adversely affect the effect (i.e., the prevention or treatment of symptoms associated with gastrointestinal tract). intestinal disorder) of the said composition. In one embodiment of the invention, the composition according to the invention includes bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

В другом варианте осуществления изобретения, композиция согласно изобретению состоит из бактерий, принадлежащих к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.In another embodiment of the invention, the composition according to the invention consists of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

Бактерии вида Faecalibacterium prausnitzii (Duncan et al., 2002), Butyricicoccus pullicaecorum (Eeckhaut et al., 2008), Roseburia inulinivorans (Duncan et al., 2006), Roseburia hominis (Duncan et al., 2006), Akkermansia muciniphila (Derrien et al., 2004), Lactobacillus plantarum (Walter, 2008) и Anaerostipes caccae (Schwiertz et al., 2002) представляют собой бактерии, хорошо известные специалистам. Термин «симптомы, ассоциированные с желудочно-кишечным расстройством» означает проблемы со здоровьем у людей и животных. Применение композиции согласно изобретению позволяет, в частности, осуществлять профилактику/лечение дисбактериоза, и тем самым способствует позитивной модуляции взаимодействий между бактериями и поверхностью кишечника. В результате наблюдается улучшенное функционирование поверхности кишечника, например, улучшение барьерной, гормональной и иммунной функций. Воздействие на поверхность кишечника происходит быстрее в том случае, когда вводят дозу «предварительно адаптированной композиции» по сравнению с дозой серии одних и тех штаммов по отдельности (см. далее). Используемый здесь термин «модуляция или улучшение барьерной, гормональной и иммунной функций поверхности кишечника» означает модификацию любого параметра, который влияет на нормальный гомеостаз поверхности кишечника, а в частности, на его роль в защите первой линии от инвазии патогенов, антигенов или других вредных веществ, и на его роль в продуцировании веществ (например, иммунных молекул, гормонов), которые оказывают системное влияние на хозяина. Указанные параметры включают, но не ограничиваются ими:Bacteria of the species Faecalibacterium prausnitzii (Duncan et al., 2002), Butyricicoccus pullicaecorum (Eeckhaut et al., 2008), Roseburia inulinivorans (Duncan et al., 2006), Roseburia hominis (Duncan et al., 2006), Akkermansia muciniphila (Derrien et al., 2004), Lactobacillus plantarum (Walter, 2008) and Anaerostipes caccae (Schwiertz et al., 2002) are bacteria well known to those skilled in the art. The term "symptoms associated with gastrointestinal distress" refers to health problems in humans and animals. The use of the composition according to the invention allows, in particular, the prevention/treatment of dysbiosis, and thereby contributes to the positive modulation of interactions between bacteria and the intestinal surface. The result is improved intestinal surface functioning, such as improved barrier, hormonal and immune function. The effect on the intestinal surface occurs more quickly when a dose of a “pre-adapted composition” is administered compared to a dose of a series of the same strains separately (see below). As used herein, the term "modulation or improvement of the barrier, hormonal and immune functions of the intestinal surface" means the modification of any parameter that affects the normal homeostasis of the intestinal surface, and in particular, its role in the first line defense against invasion of pathogens, antigens or other harmful substances, and its role in the production of substances (eg, immune molecules, hormones) that have systemic effects on the host. These options include, but are not limited to:

- стимуляцию роста и/или активности одной или ограниченного числа полезных бактерий в желудочно-кишечном тракте (например, лактобактерий, бифидобактерий, бутират- или пропионат-продуцирующих бактерий и т.п.);- stimulation of the growth and/or activity of one or a limited number of beneficial bacteria in the gastrointestinal tract (for example, lactobacilli, bifidobacteria, butyrate- or propionate-producing bacteria, etc.);

- ингибирование роста и/или активности одной или ряда патогенных бактерий в кишечном тракте;- inhibition of the growth and/or activity of one or a number of pathogenic bacteria in the intestinal tract;

- относительное увеличение прикрепления непатогенных бактерий к слизистой оболочке поверхности кишечника;- a relative increase in the attachment of non-pathogenic bacteria to the mucous membrane of the intestinal surface;

- уменьшение неконтролируемого поглощения антигенов, провоспалительных молекул, бактерий или бактериальных продуктов кишечником;- reducing the uncontrolled absorption of antigens, pro-inflammatory molecules, bacteria or bacterial products by the intestines;

- модуляцию лимфоидной ткани кишечника (GALT) и иммунной системы хозяина;- modulation of intestinal lymphoid tissue (GALT) and the host immune system;

- продуцирование специфических бактериальных метаболитов (например, пропионата, бутирата); и модуляцию продуцирования некоторых кишечных сигнальных молекул, которые прямо или опосредованно модулируют метаболический гомеостаз (например, проглюкагона, GLP-1, GLP-2, FIAF).- production of specific bacterial metabolites (for example, propionate, butyrate); and modulation of the production of certain intestinal signaling molecules that directly or indirectly modulate metabolic homeostasis (eg, proglucagon, GLP-1, GLP-2, FIAF).

Таким образом, настоящее изобретение относится к композиции, описанной выше, где указанное желудочно-кишечное расстройство подвергают профилактике или лечению посредством: а) стимуляции роста и/или активности одной или ограниченного числа полезных бактерий в кишечном тракте, b) ингибирования роста и/или активности одной или ограниченного числа патогенных бактерий в кишечном тракте, c) относительного увеличения уровня связывания непатогенных бактерий со слизистой оболочкой желудочно-кишечной поверхности, d) снижения неконтролируемого поглощения антигенов, провоспалительных агентов, бактерий или бактериальных продуктов кишечником, e) обеспечения противовоспалительной активности на поверхности кишечника, f) улучшения функционирования кишечного барьера, g) получения бактериальных метаболитов или h) любой комбинации а)-g).Thus, the present invention relates to a composition as described above, wherein said gastrointestinal disorder is prevented or treated by: a) stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of beneficial bacteria in the intestinal tract, b) inhibiting the growth and/or activity one or a limited number of pathogenic bacteria in the intestinal tract, c) a relative increase in the level of binding of non-pathogenic bacteria to the mucosal surface of the gastrointestinal surface, d) a decrease in the uncontrolled absorption of antigens, pro-inflammatory agents, bacteria or bacterial products by the intestine, e) providing anti-inflammatory activity at the intestinal surface , f) improving the functioning of the intestinal barrier, g) obtaining bacterial metabolites, or h) any combination of a)-g).

Патологическими состояниями, которые могут быть ассоциированы с общими желудочно-кишечными расстройствами, являются, но не ограничиваются ими, запор, синдром раздраженного кишечника (СРК), воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), дисбактериоз микробиоты кишечника, воспаление слизистой оболочки, метаболический синдром, ожирение, диабет, сердечно-сосудистое заболевание, синдром хронической усталости, психическое заболевание, нарушение когнитивной функции, нейродегенеративное заболевание, рак в любой форме, аутоиммунное заболевание, нарушение функционирования иммунной системы, ревматизм, ревматоидный артрит, воспаление женских репродуктивных органов, инфицирование патогенами (бактериями, вирусами и грибами). Примерами нейродегенеративных заболеваний являются, но не ограничиваются ими, АБС, деменция, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и болезнь Гентингтона. Примерами рака различных типов являются, но не ограничиваются ими, рак легких, рак молочной железы, рак предстательной железы, рак поджелудочной железы, а в частности, рак прямой и ободочной кишки. Примерами аутоиммунных заболеваний являются, но не ограничиваются ими, рассеянный склероз, атопический дерматит, глютеновая болезнь, псориаз и волчанка.Conditions that may be associated with common gastrointestinal disorders include, but are not limited to, constipation, irritable bowel syndrome (IBS), inflammatory bowel disease (IBD), gut microbiota dysbiosis, mucosal inflammation, metabolic syndrome, obesity, diabetes, cardiovascular disease, chronic fatigue syndrome, mental illness, cognitive impairment, neurodegenerative disease, cancer of any form, autoimmune disease, immune system dysfunction, rheumatism, rheumatoid arthritis, inflammation of the female reproductive organs, infection by pathogens (bacteria, viruses and mushrooms). Examples of neurodegenerative diseases include, but are not limited to, ABS, dementia, Alzheimer's disease, Parkinson's disease and Huntington's disease. Examples of various types of cancer include, but are not limited to, lung cancer, breast cancer, prostate cancer, pancreatic cancer, and in particular, colorectal cancer. Examples of autoimmune diseases include, but are not limited to, multiple sclerosis, atopic dermatitis, celiac disease, psoriasis, and lupus.

Исходя из наблюдений того, что композиции согласно изобретению усиливают взаимодействие и/или активность непатогенных бактерий на слизистой оболочке желудочно-кишечного эпителия, предполагается, что указанные препараты являются особенно подходящими для улучшения барьерной функции поверхности кишечника, такой как, например, предупреждение или уменьшение неконтролируемого поглощения антигенов, провоспалительных молекул, патогенных бактерий или бактериальных продуктов кишечником. Одним из таких признаков нарушения барьерной функции слизистой является воспалительное заболевание кишечника. Поскольку обычно считается, что при воспалительных заболеваниях кишечника, повреждение слизистой оболочки с нарушением восстановления после такого повреждения является одним из ключевых факторов, вызывающих такие хронические заболевания, то композиции согласно изобретению должны оказывать благоприятное воздействие при таком состоянии. В соответствии с этим, целью настоящего изобретения является применение композиций согласно изобретению для профилактики и лечения состояний, ассоциированных с нарушением барьерной функции и характеризующихся неконтролируемым поглощением антигенов, провоспалительных молекул, патогенных бактерий или бактериальных продуктов кишечником.Based on the observation that the compositions of the invention enhance the interaction and/or activity of non-pathogenic bacteria on the mucosal lining of the gastrointestinal epithelium, it is believed that these preparations are particularly suitable for improving the barrier function of the intestinal surface, such as, for example, preventing or reducing uncontrolled absorption antigens, pro-inflammatory molecules, pathogenic bacteria or bacterial products of the intestine. One such sign of impaired mucosal barrier function is inflammatory bowel disease. Since it is generally believed that in inflammatory bowel diseases, damage to the mucosa with impaired recovery from such damage is one of the key factors causing such chronic diseases, the compositions of the invention should have a beneficial effect on this condition. Accordingly, it is an object of the present invention to use the compositions of the invention for the prevention and treatment of conditions associated with impaired barrier function and characterized by uncontrolled uptake of antigens, proinflammatory molecules, pathogenic bacteria or bacterial products by the intestine.

Используемый здесь термин «воспалительные заболевания кишечника» также упоминаются как «хронические кишечные заболевания», и этот термин включает любое состояние, характеризующееся стойким воспалением слизистой оболочки на различных уровнях желудочно-кишечного тракта, такое как, например, синдром воспаленного кишечника, воспаление слизистой оболочки, язва желудка, болезнь Крона, язвенный колит, рак прямой и ободочной кишки и резервуарный илеит.As used herein, the term "inflammatory bowel diseases" is also referred to as "chronic intestinal diseases", and this term includes any condition characterized by persistent inflammation of the mucous membrane at various levels of the gastrointestinal tract, such as, for example, inflammatory bowel syndrome, mucosal inflammation, stomach ulcers, Crohn's disease, ulcerative colitis, rectal and colon cancer and pouchitis.

Поскольку хорошо известно, что воспаление слизистой оболочки, в основном, характеризуется воспалением выстилки поверхности слизистой оболочки ротовой полости и желудочно-кишечного тракта, которое обычно является побочным эффектом при химиотерапии и лучевой терапии или трансплантации стволовых клеток, то также следует отметить, что применение композиций согласно изобретению будет оказывать благоприятное воздействие при таких состояниях. В соответствии с этим, целью настоящего изобретения является применение композиций согласно изобретению для профилактики и лечения состояний, ассоциированных с воспалением слизистой оболочки. Воспаление слизистой оболочки может возникать в любом участке по всему желудочно-кишечному тракту. В случае ротовой полости, он обычно называется воспалением слизистой оболочки полости рта.Since it is well known that mucosal inflammation is mainly characterized by inflammation of the surface lining of the oral mucosa and gastrointestinal tract, which is usually a side effect of chemotherapy and radiation therapy or stem cell transplantation, it should also be noted that the use of the compositions according to the invention will have a beneficial effect in such conditions. Accordingly, it is an object of the present invention to use the compositions according to the invention for the prevention and treatment of conditions associated with inflammation of the mucous membrane. Inflammation of the mucous membrane can occur in any area throughout the gastrointestinal tract. In the case of the oral cavity, it is usually called inflammation of the oral mucosa.

Следует также отметить, что применение композиций согласно изобретению обеспечивает защиту от инвазии антигенов, которые вызывают аллергические реакции, поскольку такие аллергены могут содержаться в определенных пищевых продуктах, химических веществах и других молекулах. Таким образом, в другом своем варианте, настоящее изобретение относится к применению композиций для профилактики и лечения состояний, ассоциированных с инвазией антигенов, которые вызывают аллергические реакции (например, пищевые аллергии, астму, экзему).It should also be noted that the use of the compositions according to the invention provides protection against the invasion of antigens that cause allergic reactions, since such allergens may be contained in certain foods, chemicals and other molecules. Thus, in another embodiment, the present invention relates to the use of compositions for the prevention and treatment of conditions associated with invasion of antigens that cause allergic reactions (eg, food allergies, asthma, eczema).

Кроме того, следует отметить, что применение этих композиций влияет на лимфоидную ткань кишечника (GALT), а также на иммунную систему. Помимо других эффектов, это может приводить к снижению уровня экспрессии провоспалительных цитокинов и увеличению продуцирования иммунорегуляторных факторов, а также к повышению активности лимфоцитов. Следовательно, предполагается, что указанные композиции являются особенно подходящими для улучшения развития и функционирования иммунной системы хозяина.In addition, it should be noted that the use of these compositions affects the intestinal lymphoid tissue (GALT) as well as the immune system. Among other effects, this may lead to decreased expression of proinflammatory cytokines and increased production of immunoregulatory factors, as well as increased lymphocyte activity. Therefore, it is believed that these compositions are particularly suitable for improving the development and functioning of the host immune system.

В другом аспекте изобретения, исходя из наблюдения того, что композиции согласно изобретению модулируют эпителиальный барьер, и следовательно уменьшают хроническое воспаление, предполагаются, что указанные композиции являются особенно подходящими для регуляции и улучшения метаболического гомеостаза. Неограничивающими эффектами влияния указанных препаратов на метаболический гомеостаз являются регуляция усвояемости пищи и метаболизма жира и глюкозы, повышение секреции инсулина и чувствительности к инсулину и регуляция синтеза холестерина и метаболизма. В соответствии с этим, целью настоящего изобретения является применение композиций согласно изобретению для регуляции усвояемости пищи, стимуляции ощущения сытости, регуляции массы тела, профилактики и лечения состояний, ассоциированных с нарушением метаболического гомеостаза, таких как ожирение и диабет типа 2.In another aspect of the invention, based on the observation that the compositions of the invention modulate the epithelial barrier, and therefore reduce chronic inflammation, it is believed that the compositions are particularly suitable for regulating and improving metabolic homeostasis. Non-limiting effects of these drugs on metabolic homeostasis include regulation of food digestibility and metabolism of fat and glucose, increased insulin secretion and insulin sensitivity, and regulation of cholesterol synthesis and metabolism. Accordingly, the purpose of the present invention is the use of the compositions according to the invention for regulating food digestibility, stimulating the feeling of satiety, regulating body weight, preventing and treating conditions associated with disturbances of metabolic homeostasis, such as obesity and type 2 diabetes.

Основываясь на наблюдении того, что композиция согласно изобретению снижает некоторые установленные причинные факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), предполагается, что в другом аспекте изобретения, указанные композиции особенно подходящими для профилактики ССЗ. Фактически, ССЗ относится к любому заболеванию, которое влияет на сердечно-сосудистую систему, но, обычно, этот термин относится к заболеванию, ассоциированному с атеросклерозом. Атеросклероз представляет собой синдром поражения артериальных кровеносных сосудов и хронические воспалительные реакции в стенках артерий, что в значительной степени обусловлено накоплением макрофагов, лейкоцитов и липопротеинов низкой плотности. Развитие ССЗ зависит от множества механизмов, и при этом был также идентифицирован ряд явных причинных факторов риска. Эти факторы включают, но не ограничиваются ими, повышенной уровень холестерина ЛНП, повышенный уровень триглицеридов в плазме, метаболические заболевания (ожирение, сахарный диабет и т.п.), хроническое воспаление и окислительный стресс. Особенно важное значение имеют два последних фактора. Атеросклероз развивается в результате окисления ЛНП (LDL-ox) свободными радикалами, а в частности, свободными радикалами кислорода в случае окислительного стресса. Избыточная реакция иммунной системы, в случае хронического воспаления, приводит к повреждению, вызываемому окислением ЛНП, которое также способствует повышению тяжести заболевания. Поэтому, целью настоящего изобретения является применение композиций согласно изобретению для профилактики или лечения ССЗ.Based on the observation that the composition of the invention reduces certain established causative risk factors for the development of cardiovascular disease (CVD), it is believed that in another aspect of the invention, these compositions are particularly suitable for the prevention of CVD. In fact, CVD refers to any disease that affects the cardiovascular system, but usually the term refers to disease associated with atherosclerosis. Atherosclerosis is a syndrome of arterial blood vessel disease and chronic inflammatory reactions in the artery walls, which is largely caused by the accumulation of macrophages, white blood cells and low-density lipoproteins. The development of CVD depends on multiple mechanisms, and a number of clear causative risk factors have also been identified. These factors include, but are not limited to, elevated LDL cholesterol, elevated plasma triglycerides, metabolic diseases (obesity, diabetes, etc.), chronic inflammation and oxidative stress. The last two factors are especially important. Atherosclerosis develops as a result of the oxidation of LDL (LDL-ox) by free radicals, and in particular by oxygen free radicals in the case of oxidative stress. An overreaction of the immune system, in the case of chronic inflammation, leads to damage caused by LDL oxidation, which also contributes to increased disease severity. Therefore, the purpose of the present invention is the use of the compositions according to the invention for the prevention or treatment of CVD.

В другом аспекте изобретения, учитывая благоприятное влияние композиций согласно изобретению в отношении адгезии нормальной микробиоты на слой слизистой оболочки, было высказано предположение, что применение композиций будет обеспечивать защиту от адгезии на слизистой оболочке и инвазии патогенов. Примерами патогенов являются, но не ограничиваются ими, Bacillus anthracis; Bacillus cereus; Bordetella pertussis; Borrelia burgdorferi; Brucella abortus; Brucella canis; Brucella melitensis; Brucella suis; Campylobacter jejuni; Chlamydia pneumonia; Chlamydia trachomatis; Chlamydophila psittaci; Clostridium botulinum; Clostridium difficile; Clostridium perfringens; Clostridium tetani; Corynebacterium diphtheria; энтеротоксигенная Escherichia coli (ETEC); энтеропатогенная E. coli; E. coli 0157.Ή7; Francisella tularensis; Haemophilus influenza; Helicobacter pylori; Legionella pneumophila; Leptospira interrogans; Listeria monocytogenes; Mycobacterium leprae; Mycobacterium tuberculosis; Mycoplasma pneumonia; Neisseria gonorrhoeae; Neisseria meningitides; Pseudomonas aeruginosa; Rickettsia rickettsia; Salmonella typhi; Salmonella typhimurium; Shigella sonnei; Staphylococcus aureus; Staphylococcus epidermidis; Staphylococcus saprophyticus; Streptococcus agalactiae; Streptococcus pneumonia; Streptococcus pyogenes; Treponema pallidum; Vibrio cholera; Yersinia pestis; Candida spp.; норовирус (вирус Норуолк); вирус гепатита A; вирусы, вызывающие оспу, грипп, паротит, корь, куриную оспу; вирус Эбола и вирус коревой краснухи. Таким образом, в другом своем варианте, настоящее изобретение относится к применению композиций согласно изобретению для профилактики и лечения состояний, ассоциированных с адгезией на слизистой оболочке и инвазией патогенов, а в частности, для лечения и профилактики приобретенной диареи и диареи путешественников.In another aspect of the invention, given the beneficial effect of the compositions of the invention on the adhesion of normal microbiota to the mucosal layer, it was hypothesized that the use of the compositions would provide protection against mucosal adhesion and pathogen invasion. Examples of pathogens include, but are not limited to, Bacillus anthracis; Bacillus cereus; Bordetella pertussis; Borrelia burgdorferi; Brucella abortus; Brucella canis; Brucella melitensis; Brucella suis; Campylobacter jejuni; Chlamydia pneumonia; Chlamydia trachomatis; Chlamydophila psittaci; Clostridium botulinum; Clostridium difficile; Clostridium perfringens; Clostridium tetani; Corynebacterium diphtheria; enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC); enteropathogenic E. coli; E. coli 0157.Ή7; Francisella tularensis; Haemophilus influenza; Helicobacter pylori; Legionella pneumophila; Leptospira interrogans; Listeria monocytogenes; Mycobacterium leprae; Mycobacterium tuberculosis; Mycoplasma pneumonia; Neisseria gonorrhoeae; Neisseria meningitides; Pseudomonas aeruginosa; Rickettsia rickettsia; Salmonella typhi; Salmonella typhimurium; Shigella sonnei; Staphylococcus aureus; Staphylococcus epidermidis; Staphylococcus saprophyticus; Streptococcus agalactiae; Streptococcus pneumonia; Streptococcus pyogenes; Treponema pallidum; Vibrio cholera; Yersinia pestis; Candida spp.; norovirus (Norwalk virus); hepatitis A virus; viruses that cause smallpox, influenza, mumps, measles, chicken pox; Ebola virus and rubella measles virus. Thus, in another embodiment, the present invention relates to the use of the compositions according to the invention for the prevention and treatment of conditions associated with mucosal adhesion and invasion of pathogens, and in particular for the treatment and prevention of acquired diarrhea and traveler's diarrhea.

Настоящее изобретение также относится к способу профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством у индивидуума, нуждающегося в этом, где указанный способ включает введение терапевтически эффективного количества композиции, состоящей, в основном, из бактерий, принадлежащих к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.The present invention also relates to a method of preventing or treating symptoms associated with a gastrointestinal disorder in an individual in need thereof, wherein said method comprises administering a therapeutically effective amount of a composition consisting primarily of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum , Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

Термин «индивидуум, нуждающийся в лечении» относится к человеку или животному, не являющемуся человеком, имеющим желудочно-кишечное расстройство, описанное выше.The term “individual in need of treatment” refers to a person or non-human animal having a gastrointestinal disorder as described above.

Термин «терапевтически эффективное количество» означает минимальное объединенное общее количество бактерий 7 видов, которые способны оказывать профилактическое или терапевтическое действие. Эти 7 видов бактерий перечислены ниже: Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.The term "therapeutically effective amount" means the minimum combined total amount of bacteria of 7 species that are capable of producing a prophylactic or therapeutic effect. These 7 bacterial species are listed below: Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

Однако, термин «терапевтически эффективное количество» может также означать минимальное объединенное общее количество бактерий 6 видов, перечисленных ниже: Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.However, the term "therapeutically effective amount" may also mean the minimum combined total number of bacteria of the 6 species listed below: Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

В зависимости от цели применения, указанное комбинированное общее количество может быть суммой равных количеств каждой из 7 видов бактерий или неравных количеств каждой из 7 видов бактерий, где каждый один вид из 7 видов бактерий имеет минимальный избыток в 0,0001% от совокупного общего количества, более предпочтительно, минимальный избыток в 0,001% от совокупного общего количества, а наиболее предпочтительно, минимальный избыток в 0,01% от совокупного общего количества. Таким образом, если, например, 6 видов бактерий имеют избыток 10,00% от совокупного общего количества, то 7-й вид имеет избыток 40,00% от совокупного общего количества. В зависимости от цели применения, указанное совокупное общее количество составляет в пределах суточной дозы от 102 до 1014 бактериальных клеток, предпочтительно в пределах суточной дозы от 103 до 1013 бактериальных клеток, более предпочтительно в пределах суточной дозы от 104 до 1012 бактериальных клеток, а наиболее предпочтительно, в пределах суточной дозы от 105 до 1011 бактериальных клеток.Depending on the purpose of use, the specified combined total amount may be the sum of equal amounts of each of the 7 bacterial species or unequal amounts of each of the 7 bacterial species, where each one of the 7 bacterial species has a minimum excess of 0.0001% of the combined total, more preferably, a minimum excess of 0.001% of the combined total, and most preferably, a minimum excess of 0.01% of the combined total. Thus, if, for example, 6 species of bacteria have an excess of 10.00% of the combined total, then the 7th species has an excess of 40.00% of the combined total. Depending on the purpose of use, said aggregate total amount is within a daily dosage range of 10 2 to 10 14 bacterial cells, preferably within a daily dosage range of 10 3 to 10 13 bacterial cells, more preferably within a daily dosage range of 10 4 to 10 12 bacterial cells, and most preferably within a daily dose of 10 5 to 10 11 bacterial cells.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, из которой исключены бактерии, принадлежащие к виду Roseburia hominis. Термин «исключенный» относится, в частности, к получению композиции из 6 видов бактерий, как указано ниже в разделе «Примеры», без добавления или удаления бактерий вида Roseburia hominis как бактерии 7-го вида.The present invention also relates to the composition described above, from which bacteria belonging to the species Roseburia hominis are excluded. The term "excluded" refers specifically to the preparation of a composition of 6 species of bacteria, as described below in the Examples section, without adding or removing Roseburia hominis bacteria as a 7th species bacteria.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, в которую были добавлены бактерии, принадлежащие к видам Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron и Bacteroides vulgatus.The present invention also relates to the composition described above to which bacteria belonging to the species Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron and Bacteroides vulgatus have been added.

Бактерии видов Escherichia coli (Rath et al. 1999), Enterococcus faecium (Schleifer et al. 1984), Lactobacillus mucosae (Roos et al. 2000), Bifidobacterium adolescentis (Scharek et al. 2000), Bifidobacterium longum (Bahaka et al. 1993), Bacteroides thetaiotaomicron (Scharek et al. 2000) и Bacteroides vulgatus (Rath et al. 1999) хорошо известны специалистам в данной области. Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, которая также содержит один или более пребиотиков.Bacteria species Escherichia coli (Rath et al. 1999), Enterococcus faecium (Schleifer et al. 1984), Lactobacillus mucosae (Roos et al. 2000), Bifidobacterium adolescentis (Scharek et al. 2000), Bifidobacterium longum (Bahaka et al. 1993 ), Bacteroides thetaiotaomicron (Scharek et al. 2000) and Bacteroides vulgatus (Rath et al. 1999) are well known to those skilled in the art. The present invention also relates to the composition described above, which also contains one or more prebiotics.

Термин «пребиотик» означает любое химическое вещество, которое индуцирует рост или активность микроорганизмов (например, бактерий), оказывающих благоприятный эффект на хозяина. Следовательно, пребиотики могут влиять или изменять состав микроорганизмов в микробиоме кишечника. Однако, в принципе, этот термин имеет более общее значение, который может также относиться и к другим участкам тела. Типичными, но не ограничивающими пребиотиками являются не разлагающие волокна соединения, которые по меньшей мере частично проходят через верхнюю часть желудочно-кишечного тракта в негидролизованном виде и стимулируют рост или активность полезных бактерий, которые колонизируют толстую кишку благодаря их действию в качестве субстрата.The term "prebiotic" means any chemical substance that induces the growth or activity of microorganisms (eg, bacteria) that have a beneficial effect on the host. Therefore, prebiotics can influence or change the composition of microorganisms in the gut microbiome. However, in principle, the term has a more general meaning that can also apply to other areas of the body. Exemplary, but not limiting, prebiotics are non-fiber-degrading compounds that at least partially pass through the upper gastrointestinal tract in an unhydrolyzed form and stimulate the growth or activity of beneficial bacteria that colonize the colon through their substrate action.

В своем предпочтительном варианте, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, где указанные бактерии культивируют вместе в ферментере, а затем указанную композицию вводят для профилактики или лечения указанных желудочно-кишечных расстройств. Эти композиции также называются (см. далее) как композиции «стратегии коллаборомов» или «альтернативной стратегии коллаборомов». В противоположность этому, композиция, где указанные бактерии не культивируют вместе в ферментере до их введения, называется композицией (см. далее), полученной с использованием «стратегии микросообществ».In its preferred embodiment, the present invention relates to the composition described above, wherein said bacteria are cultured together in a fermenter, and then said composition is administered for the prevention or treatment of said gastrointestinal disorders. These compositions are also referred to (see below) as "collaborom strategy" or "alternative collaborom strategy" compositions. In contrast, a composition where said bacteria are not cultured together in a fermenter prior to their introduction is called a composition (see below) obtained using a “micro-community strategy”.

В соответствии с этим, настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанный ферментер представляет собой динамический имитатор желудочно-кишечного тракта. В данном конкретном случае, последние композиции также называются (см. далее) как «стратегия коллаборомов».Accordingly, the present invention also relates to the composition described above, wherein said fermenter is a dynamic gastrointestinal tract simulator. In this particular case, the latest compositions are also called (see below) as a “collaboration strategy”.

SHIME® (Имитатор микробной экосистемы человека) представляет собой динамическую in vitro модель человеческого желудочно-кишечного тракта, которая состоит из пяти сосудов с двойной рубашкой, имитирущих желудок, тонкую кишку, а также три области толстой кишки (восходящеую, поперечную и нисходящую толстую кишку), с общим временем удерживания 72 часа (рис. 1). В сосуды-имитаторы желудка и тонкого кишечника, три раза в день добавляли 140 мл питательной среды SHIME® и 60 мл сока поджелудочной железы, соответственно (Van den Abbeele et al., 2010). После первоначального 2-недельного периода стабилизации, который позволяет микробиоте адаптироваться к созданным условиям in vitro, была начата процедура выделения. Таким образом, отобранные микробные штаммы согласно изобретению могут быть инокулированы в одностадийные реакторы (альтернативная стратегия коллаборомов) или в многостадийные реакторы или в динамические имитаторы желудочно-кишечного тракта (например, SHIME® или M-SHIME®, стратегия коллаборомов) в стандартных условиях, которые являются репрезентативными для ЖКТ. В соответствии с этим, настоящее изобретение относится к реактору, содержащему композицию, включающую, состоящую из, или, в основном, состоящую из них, бактерии, принадлежащие к 6 или 7-14 видам, определенным в настоящей заявке и перечисленным ниже, где указанный реактор:SHIME® (Simulator of the Human Microbial Ecosystem) is a dynamic in vitro model of the human gastrointestinal tract that consists of five double-jacketed vessels simulating the stomach, small intestine, and three regions of the colon (ascending, transverse, and descending colon) , with a total retention time of 72 hours (Fig. 1). 140 ml of SHIME® nutrient medium and 60 ml of pancreatic juice were added to mock stomach and small intestinal vessels three times a day, respectively (Van den Abbeele et al., 2010). After an initial 2-week stabilization period, which allows the microbiota to adapt to the established in vitro conditions, the isolation procedure was started. Thus, selected microbial strains according to the invention can be inoculated into single-stage reactors (alternative collaboration strategy) or into multi-stage reactors or dynamic gastrointestinal simulators (e.g. SHIME® or M-SHIME®, collaboration strategy) under standard conditions that are representative of the gastrointestinal tract. Accordingly, the present invention relates to a reactor containing a composition comprising, consisting of, or essentially consisting of bacteria belonging to the 6 or 7 to 14 species defined herein and listed below, wherein said reactor :

- включает композицию, содержащую, состоящую из них или, по существу, состоящую из них, бактерии, принадлежащие к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae, или- includes a composition containing, consisting of or essentially consisting of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae , or

- включает композицию, содержащую, состоящую из них или, по существу, состоящую из них, бактерии, принадлежащие к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae или- includes a composition containing, consisting of or essentially consisting of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae or

- включает композицию, содержащую, состоящую из них или, по существу, состоящую из них, бактерии, принадлежащие к виду Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron и Bacteroides vulgatus.- includes a composition containing, consisting of or essentially consisting of bacteria belonging to the species Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron and Bacteroides vulgatus .

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, этот реактор, содержащий указанную композицию, работает в стандартизированных условиях, репрезентативных для желудочно-кишечного тракта, как определено ниже.In a preferred embodiment of the invention, this reactor containing said composition is operated under standardized conditions representative of the gastrointestinal tract, as defined below.

Параметрами, характеризующими стандартизированные условия, являются, но не ограничиваются ими: рН (в пределах от 1,5 до 8); наличие источников углерода (углеводов или белков или их комбинаций); время удерживания в конкретном реакторе (в пределах от 10 минут до 200 часов); доступность кислорода (в пределах от 0 до 8 г/л); наличие микроэлементов; присутствие/отсутствие антибиотиков; концентрация солей желчных кислот (в пределах от 0 до 20 мМ); наличие тяжелых металлов; наличие факторов, таких как молекулы иммунной системы хозяина. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, параметры, характеризующие стандартизированные условия, включают рН, время удерживания в конкретном реакторе и концентрацию солей желчных кислот, которые определены выше. В зависимости от сложности коллаборомов, для получения функционально стабильного коллаборомов требуется период времени от 1 до 15 дней. В среднем, для создания коллаборомов, состоящего из 7-14 членов, время, достаточное для получения функционально стабильного коллаборомов, составляет от 3 до 10 дней (в зависимости от условий окружающей среды). Следовательно, определенную здесь композицию можно получить после «формирования» или культивирования бактерий в течение периода времени от 3 до 10 дней в условиях, где рН, время удерживания в конкретном реакторе и концентрация солей желчных кислот были определены в настоящей заявке. Такой способ позволяет получать композицию или коллабором, которые являются функционально стабильными.Parameters characterizing standardized conditions include, but are not limited to: pH (ranging from 1.5 to 8); presence of carbon sources (carbohydrates or proteins or combinations thereof); retention time in a particular reactor (ranging from 10 minutes to 200 hours); oxygen availability (ranging from 0 to 8 g/l); presence of microelements; presence/absence of antibiotics; concentration of bile salts (ranging from 0 to 20 mM); presence of heavy metals; the presence of factors such as host immune system molecules. In a preferred embodiment of the invention, parameters characterizing the standardized conditions include pH, retention time in a particular reactor, and concentration of bile salts, as defined above. Depending on the complexity of the collaborome, a period of time ranging from 1 to 15 days is required to obtain a functionally stable collaborome. On average, for collaboromes consisting of 7-14 members, the time required to obtain a functionally stable collaborome ranges from 3 to 10 days (depending on environmental conditions). Therefore, the composition as defined herein can be prepared after "forming" or culturing the bacteria for a period of time from 3 to 10 days under conditions where the pH, retention time in a particular reactor, and concentration of bile salts have been determined herein. This method makes it possible to obtain a composition or collaboration that is functionally stable.

В контексте настоящего изобретения, термин «функционально стабильный коллабором» означает определенную здесь композицию, содержащую разное начальное количество видов бактерий после культивирования по меньшей мере в течение 3 или 5 или 10 дней.In the context of the present invention, the term “functionally stable collaborom” means a composition as defined herein containing a different initial number of bacterial species after cultivation for at least 3 or 5 or 10 days.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к реактору, работающему в стандартизированных условиях, репрезентативных для желудочно-кишечного тракта, где указанный реактор имеет следующие параметры: рН в пределах от 1,5 до 8; наличие источников углерода; время удерживания от 10 минут до 200 часов; доступность кислорода в пределах от 0 до 8 г/л; наличие микроэлементов; присутствие/отсутствие антибиотиков; концентрация солей желчных кислот в пределах от 0 до 20 мМ; наличие тяжелых металлов; наличие факторов, таких как молекулы иммунной системы хозяина. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный реактор имеет параметры, характеризующие стандартизированные условия, включая рН, время удерживания в конкретном реакторе и концентрацию солей желчных кислот, которые определены в предыдущем параграфе. В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный реактор содержит композицию из 5-20 бактерий различных видов или 6-14 бактерий различных видов или 5-15 бактерий различных видов. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, время удерживания такой композиции в реакторе составляет от 3 до 14 дней или от 3 до 10 дней, что позволяет получить функционально стабильный коллабором.In another aspect, the present invention relates to a reactor operating under standardized conditions representative of the gastrointestinal tract, wherein said reactor has the following parameters: pH ranging from 1.5 to 8; availability of carbon sources; retention time from 10 minutes to 200 hours; oxygen availability ranging from 0 to 8 g/l; presence of microelements; presence/absence of antibiotics; concentration of bile salts ranging from 0 to 20 mM; presence of heavy metals; the presence of factors such as host immune system molecules. In one embodiment of the invention, the specified reactor has parameters characterizing standardized conditions, including pH, retention time in a particular reactor and concentration of bile salts, which are defined in the previous paragraph. In one embodiment of the invention, said reactor contains a composition of 5-20 bacteria of different species, or 6-14 bacteria of different species, or 5-15 bacteria of different species. In a preferred embodiment of the invention, the retention time of such a composition in the reactor is from 3 to 14 days or from 3 to 10 days, which allows to obtain a functionally stable collaborom.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к композиции и к применению набора микробных штаммов, имеющих специфические функциональные свойства и предварительно адаптированных для их совместного функционирования, в целях профилактики или лечения заболеваний человека и животных и достижения более быстрого биотерапевтического действия и более высокой эффективности по сравнению с теми же самыми штаммами в минимальных сообществах («стратегия микросообществ»). Такой набор микроорганизмов, предварительно адаптированных для их совместного функционирования, называется «стратегией коллаборомов» или «альтернативной стратегией коллаборомов».More specifically, the present invention relates to the composition and use of a set of microbial strains having specific functional properties and previously adapted to function together, for the purpose of preventing or treating diseases in humans and animals and achieving faster biotherapeutic action and higher efficiency compared to those the same strains in minimal communities (“microcommunity strategy”). Such a set of microorganisms, previously adapted for their joint functioning, is called a “collaborome strategy” or “alternative collaborome strategy.”

Другими словами, настоящее изобретение относится к предварительно адаптированным композициям, состоящим из серий микробных штаммов, предпочтительно используемых в целях значительного сокращения времени до начала биотерапевтического эффекта и/или значительного повышения эффективности лечения дисбактериоза по сравнению с теми же самыми микробными штаммами в минимальных сообществах.In other words, the present invention relates to pre-adapted compositions consisting of a series of microbial strains, preferably used for the purpose of significantly reducing the time to onset of biotherapeutic effect and/or significantly increasing the effectiveness of treating dysbiosis compared to the same microbial strains in minimal communities.

Термин «значительное сокращение времени до начала биотерапевтического эффекта» означает, что серия микроорганизмов, после их предварительной адаптации, может функционировать по меньшей мере на 5% быстрее (по временной шкале), предпочтительно, по меньшей мере на 10% быстрее, более предпочтительно по меньшей на 20% быстрее, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 30% быстрее по сравнению с набором тех же самых штаммов в минимальных сообществах. Любое значение ниже 5% считается физиологически незначимым.The term "significant reduction in time to onset of biotherapeutic effect" means that a series of microorganisms, after their preliminary adaptation, can function at least 5% faster (on a time scale), preferably at least 10% faster, more preferably less 20% faster, and most preferably at least 30% faster, compared to recruiting the same strains in minimal communities. Any value below 5% is considered physiologically insignificant.

Термины «значительное повышение эффективности лечения» означает, что серия микроорганизмов после их предварительной адаптации, может функционировать по меньшей мере на 5% более эффективно, предпочтительно, по меньшей мере на 10% более эффективно, более предпочтительно по меньшей на 20% более эффективно, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере на 30% более эффективно. Эффективность зависит от конечной цели применения серии микроорганизмов. Возможными функциональными параметрами являются, но не ограничиваются ими, продуцирование короткоцепочечных жирных кислот (SCFA); улучшение барьерной проницаемости кишечника; уменьшение/увеличение уровня провоспалительных цитокинов; увеличение уровня противовоспалительных цитокинов; снижение концентрации патогенов (по меньшей мере на 0,5 log); снижение выделения газа; стимуляция специфических рецепторов стенки кишечника; и т.п. Любое значение ниже 5% считается физиологически незначимым.The terms "significantly improved treatment effectiveness" means that the series of microorganisms, after being previously adapted, can function at least 5% more effectively, preferably at least 10% more effectively, more preferably at least 20% more effectively, and most preferably at least 30% more effective. The effectiveness depends on the ultimate purpose of using the series of microorganisms. Possible functional parameters include, but are not limited to, production of short chain fatty acids (SCFA); improving intestinal barrier permeability; decrease/increase in the level of pro-inflammatory cytokines; increased levels of anti-inflammatory cytokines; reduction in pathogen concentrations (at least 0.5 log); reduction of gas emission; stimulation of specific receptors of the intestinal wall; and so on. Any value below 5% is considered physiologically insignificant.

Следовательно, более конкретно, настоящее изобретение относится к способу профилактики или лечения дисбактериоза у человека и животных, нуждающихся в этом, где указанный способ включает введение терапевтического количества предварительно адаптированной композиции из серии микробных штаммов указанному человеку или животному, где указанное лечение позволяет значительно сократить время до начала биотерапевтического эффекта и/или значительно повысить эффективность лечения по сравнению с введением серии тех же самых микробных штаммов в минимальных сообществах.Therefore, more specifically, the present invention relates to a method for preventing or treating dysbiosis in humans and animals in need thereof, wherein said method comprises administering a therapeutic amount of a pre-adapted composition of a series of microbial strains to said human or animal, wherein said treatment significantly reduces the time to onset of biotherapeutic effect and/or significantly increase the effectiveness of treatment compared to the introduction of a series of the same microbial strains in minimal communities.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, в которой указанные бактерии выбраны из списка следующих штаммов: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Faecalibacterium prausnitzii DSMZ 17677, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Butyricicoccus pullicaecorum LMG24109, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia inulinivorans DSMZ 16841, Roseburia hominis LMG P-29364, Roseburia hominis DSMZ 16839, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Akkermansia muciniphila DSMZ 22959, Lactobacillus plantarum LMG P-29366, Lactobacillus plantarum ZJ31 6, Anaerostipes caccae LMG P-29359, Anaerostipes caccae DSMZ 14662 и/или штаммов, последовательности которых по меньшей мере на 97% идентичны последовательностям рРНК 16S по меньшей мере одного из указанных штаммов.More specifically, the present invention relates to the composition described above, in which the specified bacteria are selected from the list of the following strains: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Faecalibacterium prausnitzii DSMZ 17677, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Butyricicoccus pullicaecorum LMG24109, Roseburia inulinivorans LMG 365 , Roseburia inulinivorans DSMZ 16841, Roseburia hominis LMG P-29364, Roseburia hominis DSMZ 16839, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Akkermansia muciniphila DSMZ 22959, Lactobacillus plantarum LMG P-29366, Lactobacillus plantarum ZJ31 6, Anaerostipes caccae LMG P-29359, Anaerostipes caccae DSMZ 14662 and/or strains whose sequences are at least 97% identical to the 16S rRNA sequences of at least one of these strains.

Указанные выше штаммы, имеющие регистрационные номера LMG Р-29362, LMG Р-29360, LMG Р-29365, LMG Р-29364, LMG Р-29361, LMG Р-29366 и LMG Р-29359, были депонированы в лаборатории BCCM/LMG Laboratorium voor Microbiologie, Universiteit Gent (UGent), K. L. Ledeganckstraat 35, B-9000 Гент, Бельгия.The above strains, having registration numbers LMG P-29362, LMG P-29360, LMG P-29365, LMG P-29364, LMG P-29361, LMG P-29366 and LMG P-29359, were deposited in the BCCM/LMG Laboratorium voor Microbiologie, Universiteit Gent (UGent), K. L. Ledeganckstraat 35, B-9000 Ghent, Belgium.

Указанные выше штаммы, имеющие регистрационные номера DSMZ 17677, LMG24109, DSMZ 1 6841, DSMZ 16839, DSMZ 22959, ZJ316 и DSMZ 14662, были подробно описаны и депонированы в общедоступных коллекциях и являются доступными для квалифицированных специалистов всего мира.The above strains, with registration numbers DSMZ 17677, LMG24109, DSMZ 1 6841, DSMZ 16839, DSMZ 22959, ZJ316 and DSMZ 14662, have been described in detail and deposited in public collections and are available to qualified specialists around the world.

Также совершенно очевидно, что варианты каждого из указанных штаммов, которые имеют последовательность, по меньшей мере на 97% (то есть, на 97, 98, 99%) гомологичную последовательности рРНК 16S каждого из указанных соответствующих штаммов, также являются частью настоящего изобретения. Так, например, определение «гомологии» такой последовательности приводится, например, Eeckhaut et al. (2008). Используемый здесь термин «рРНК 16S» относится к последовательности нуклеиновой кислоты приблизительно из 1542 нуклеотидов, которая является компонентом небольшой прокариотической рибосомной субъединицы (30S). Известно, что рРНК 16S действует как каркас, определяющий положения рибосомных белков. Последовательность рРНК 16S обычно используется для филогенетических исследований, поскольку известно, что она является в высокой степени консервативной. Сравнительный анализ последовательностей рРНК 16S тысяч микроорганизмов указывал на присутствие сигнатурных олигонуклеотидных последовательностей. Используемый здесь термин «гомология» означает сходство последовательностей нуклеиновых кислот. Так, например, в общем случае, если две нуклеиновые кислоты имеют идентичные последовательности, то это означает, что они имеют 100% гомологию. Изменение нуклеотидной последовательности одной из нуклеиновых кислот приводит к снижению процента гомологии. Вообще говоря, процент гомологии количественно определяет степень идентичности между двумя последовательностями нуклеиновых кислот.It is also clear that variants of each of these strains that have a sequence that is at least 97% (ie, 97, 98, 99%) homologous to the 16S rRNA sequence of each of these respective strains are also part of the present invention. For example, the definition of “homology” of such a sequence is given, for example, by Eeckhaut et al. (2008). As used herein, the term “16S rRNA” refers to a nucleic acid sequence of approximately 1542 nucleotides that is a component of the small prokaryotic ribosomal subunit (30S). It is known that 16S rRNA acts as a scaffold that determines the positions of ribosomal proteins. The 16S rRNA sequence is commonly used for phylogenetic studies because it is known to be highly conserved. Comparative analysis of 16S rRNA sequences from thousands of microorganisms indicated the presence of signature oligonucleotide sequences. As used herein, the term “homology” means similarity of nucleic acid sequences. So, for example, in general, if two nucleic acids have identical sequences, this means that they have 100% homology. A change in the nucleotide sequence of one of the nucleic acids leads to a decrease in the percentage of homology. Generally speaking, percent homology quantifies the degree of identity between two nucleic acid sequences.

Идентичность последовательностей или гомология последовательностей определяется здесь как отношение между двумя или более аминокислотными (полипептидными или белковыми) последовательностями или двумя или более последовательностями нуклеиновой кислоты (полинуклеотидными последовательностями), как было определено путем сравнения последовательностей. Обычно, идентичность или сходство последовательностей определяют по всей длине сравниваемых последовательностей. В литературе, термин «идентичность» также определяется как степень родства аминокислотных последовательностей или последовательностей нуклеиновых кислот, и в зависимости от ситуации, она может быть определена по сходству фрагментов таких последовательностей. «Сходство» между двумя аминокислотными последовательностями определяют путем сравнения аминокислотной последовательности и ее консервативных аминокислотных замен в одном полипептиде с последовательностью второго полипептида. «Идентичность» и «сходство» можно легко вычислить различными способами, известными специалистам в данной области. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, идентичность последовательностей определяют путем сравнения последовательностей по всей их длине, как это определено в настоящей заявке.Sequence identity or sequence homology is defined herein as the relationship between two or more amino acid (polypeptide or protein) sequences or two or more nucleic acid sequences (polynucleotide sequences) as determined by sequence comparison. Typically, sequence identity or similarity is determined over the entire length of the sequences being compared. In the literature, the term "identity" is also defined as the degree of relatedness of amino acid sequences or nucleic acid sequences, and depending on the situation, it can be determined by the similarity of fragments of such sequences. "Similarity" between two amino acid sequences is determined by comparing the amino acid sequence and its conserved amino acid substitutions in one polypeptide with the sequence of a second polypeptide. “Identity” and “similarity” can be easily calculated in various ways known to those skilled in the art. In a preferred embodiment of the invention, sequence identity is determined by comparing the sequences along their entire length, as defined herein.

Для определения наибольшего соответствия между тестируемыми последовательностями были разработаны предпочтительные методы определения идентичности. Методы определения идентичности и сходства были представлены кодами в общедоступных компьютерных программах. Предпочтительными компьютерными программами для определения идентичности и сходства двух последовательностей являются, например, BestFit, BLASTP, BLASTN, и FASTA (Altschul, S. F. et al., J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990), и эти программы имеются в общедоступной базе данных NCBI и в других источниках (BLAST Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, MD 20894). Наиболее предпочтительным используемым алгоритмом является EMBOSS (httpi//www.ebi.ac.uk/emboss/aliqn). Предпочтительными параметрами для сравнения аминокислотных последовательностей с использованием EMBOSS являются пробел на пропуск 10,0, пробел на удлинение 0,5, матрица Blosum 62. Предпочтительными параметрами для сравнения последовательностей нуклеиновых кислот с использованием EMBOSS являются пробел на пропуск 10,0, пробел на удлинение 0,5, матрица полноразмерной ДНК (матрица для определения идентичности ДНК).Preferred identity determination methods have been developed to determine the best match between test sequences. Methods for determining identity and similarity were represented by codes in publicly available computer programs. Preferred computer programs for determining the identity and similarity of two sequences are, for example, BestFit, BLASTP, BLASTN, and FASTA (Altschul, S. F. et al., J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990), and these programs are available in the NCBI public database and other sources (BLAST Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, MD 20894) The most preferred algorithm used is EMBOSS (httpi//www.ebi.ac.uk/emboss/). aliqn). The preferred parameters for comparing amino acid sequences using EMBOSS are gap-to-gap 10.0, gap-to-extend 0.5, Blosum matrix 62. The preferred parameters to compare nucleic acid sequences using EMBOSS are gap-to-gap 10.0, space. elongation 0.5, full-length DNA template (matrix for determining DNA identity).

При определении степени подобия аминокислотных последовательностей, специалист в данной области может также учитывать, но необязательно, так называемые «консервативные» замены аминокислот, которые будут очевидны специалистам. Консервативные аминокислотные замены означают взаимозаменяемые остатки, имеющие сходные боковые цепи. Так, например, в группу аминокислот с алифатическими боковыми цепями входят глицин, аланин, валин, лейцин и изолейцин; в группу аминокислот, имеющих алифатические гидроксильные боковые цепи, входят серин и треонин; в группу аминокислот, имеющих амид-содержащие боковые цепи, входят аспарагин и глутамин; в группу аминокислот, имеющих ароматические боковые цепи, входят фенилаланин, тирозин и триптофан; в группу аминокислот, имеющих основные боковые цепи, входят лизин, аргинин и гистидин; а в группу аминокислот, имеющих серусодержащие боковые цепи, входят цистеин и метионин. Предпочтительными консервативными группами аминокислотных замен являются: валин-лейцин-изолейцин, фенилаланин-тирозин, лизин-аргинин, аланин-валин и аспарагин-глутамин. Вариантами описанных здесь аминокислотных последовательностей с заменами являются последовательности, в которых по меньшей мере один остаток в описанных последовательностях был удален, а на его место был введен другой остаток. Предпочтительно, чтобы аминокислотная замена была консервативной. Предпочтительными консервативными заменами для каждой из встречающихся в природе аминокислот являются замены: Ala на Ser; Arg на Lys; Asn на Gln или His; Asp на Glu; Cys на Ser или Ala; Gln на Asn; Glu на Asp; Gly на Pro; His на Asn или Gln; Ile на Leu или Val; Leu на Ile или Val; Lys на Arg, Gln или Glu; Met на Leu или Ile; Phe на Met, Leu или Tyr; Ser на Thr; Thr на Ser; Trp на Tyr; Tyr на Trp или Phe; и Val на Ile или Leu.When determining the degree of similarity of amino acid sequences, one skilled in the art may also, but not necessarily, consider so-called “conservative” amino acid substitutions that would be obvious to those skilled in the art. Conservative amino acid substitutions mean interchangeable residues that have similar side chains. For example, the group of amino acids with aliphatic side chains includes glycine, alanine, valine, leucine and isoleucine; the group of amino acids having aliphatic hydroxyl side chains includes serine and threonine; the group of amino acids having amide-containing side chains includes asparagine and glutamine; the group of amino acids with aromatic side chains includes phenylalanine, tyrosine and tryptophan; the group of amino acids with main side chains includes lysine, arginine and histidine; and the group of amino acids that have sulfur-containing side chains includes cysteine and methionine. Preferred conservative groups of amino acid substitutions are: valine-leucine-isoleucine, phenylalanine-tyrosine, lysine-arginine, alanine-valine and asparagine-glutamine. Variants of the amino acid sequences described herein with substitutions are sequences in which at least one residue in the described sequences has been deleted and another residue has been introduced in its place. Preferably, the amino acid substitution is conservative. The preferred conservative substitutions for each naturally occurring amino acid are: Ala to Ser; Arg to Lys; Asn to Gln or His; Asp to Glu; Cys to Ser or Ala; Gln to Asn; Glu to Asp; Gly on Pro; His to Asn or Gln; Ile to Leu or Val; Leu on Ile or Val; Lys to Arg, Gln or Glu; Met on Leu or Ile; Phe to Met, Leu or Tyr; Ser to Thr; Thr to Ser; Trp to Tyr; Tyr to Trp or Phe; and Val on Ile or Leu.

Cпециалистам в данной области хорошо известно, что последовательности рРНК 16s могут быть депонированы онлайн, например, в GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/), и что они могут быть получены по их уникальному регистрационному номеру для использования в качестве эталонной последовательности рРНК 16s при оценке гомологии последовательностей, как описано, например, Eeckhaut et al. (2008). Регистрационные номера GenBank для последовательностей рРНК 16s композиции из 7 видов бактерий перечислены ниже. Для получения соответствующих последовательностей рРНК 16s, эти регистрационные номера могут быть взяты из сайта http//www.ncbi.nlm.nih.gov/qenbank/ для оценки гомологии последовательностей.Those skilled in the art are well aware that 16s rRNA sequences can be deposited online, for example in GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/), and that they can be retrieved by their unique accession number for use as a reference 16s rRNA sequence when assessing sequence homology, as described, for example, by Eeckhaut et al. (2008). GenBank accession numbers for 16s rRNA sequences of compositions from 7 bacterial species are listed below. To obtain the corresponding 16s rRNA sequences, these accession numbers can be taken from http//www.ncbi.nlm.nih.gov/qenbank/ to assess sequence homology.

ВидView ШтаммStrain GenBank регистрационный номер
(http//www.ncbi.nlm.nih.gov/qenbank/)
GenBank registration number
(http//www.ncbi.nlm.nih.gov/qenbank/)
Roseburia hominisRoseburia hominis DSMZ 16839DSMZ 16839 AJ270482.2 (SEQ ID NО:1)AJ270482.2 (SEQ ID NO:1) Roseburia inulinivoransRoseburia inulinivorans DSMZ 16841DSMZ 16841 AJ270473.3 (SEQ ID NО:2)AJ270473.3 (SEQ ID NO:2) Akkermansia muciniphilaAkkermansia muciniphila DSMZ 22959DSMZ 22959 AY271254.1 (SEQ ID NО:3)AY271254.1 (SEQ ID NO:3) Anaerostipes caccaeAnaerostipes caccae DSMZ 14662DSMZ 14662 AJ270487.2 (SEQ ID NО:4)AJ270487.2 (SEQ ID NO:4) Faecalibacterium prausnitziiFaecalibacterium prausnitzii DSMZ 17677DSMZ 17677 AJ270469.2 (SEQ ID NО:5)AJ270469.2 (SEQ ID NO:5) Lactobacillus plantarumLactobacillus plantarum ZJ316ZJ316 JN126052.2 (SEQ ID NО:6)JN126052.2 (SEQ ID NO:6) Butyricicoccus pullicaecorumButyricicoccus pullicaecorum LMG 24109LMG 24109 HH793440.1 (SEQ ID NО:7)HH793440.1 (SEQ ID NO:7)

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанная композиция представляет собой фармацевтическую композицию, приготовленную либо в виде лекарственной формы для ректального введения, либо для перорального введения.The present invention also relates to the composition described above, wherein said composition is a pharmaceutical composition prepared either as a dosage form for rectal administration or for oral administration.

В соответствии с этим, настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, где указанная пероральная лекарственная форма представляет собой капсулу, микрокапсулу, таблетку, гранулу, порошок, пастилку, пилюлю, суспензию или сироп.Accordingly, the present invention also relates to the composition described above, wherein said oral dosage form is a capsule, microcapsule, tablet, granule, powder, lozenge, pill, suspension or syrup.

Настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, которая включена в продукты питания, напитки, пищевые добавки или натуральные препараты.The present invention also relates to the composition described above which is included in foods, beverages, dietary supplements or natural preparations.

Таким образом, настоящее изобретение также относится к описанной выше композиции, которая используется в качестве пищевого продукта, пищевой добавки или лекарственного препарата для лечения человека, домашних животных, животных, выращиваемых на фермах или водных животных. Таким образом, композиция может быть введена в пищевой продукт, функциональные пищевые продукты, пищевые добавки, косметические средства, натуральные препараты, в пробиотическую композицию или фармацевтический препарат. Пищевой продукт обычно представляет собой съедобный продукт, состоящий, главным образом, из одного или более белков, углеводов и жиров, содержащих макроэлементы. Пищевой продукт может также содержать один или более микроэлементов, таких как витамины или минералы.Thus, the present invention also relates to the composition described above, which is used as a food product, dietary supplement or drug for the treatment of humans, domestic animals, farmed animals or aquatic animals. Thus, the composition can be incorporated into a food product, functional foods, dietary supplements, cosmetics, natural preparations, probiotic composition or pharmaceutical preparation. The food product is typically an edible product consisting primarily of one or more proteins, carbohydrates and fats containing macronutrients. The food product may also contain one or more micronutrients such as vitamins or minerals.

Используемый здесь термин «пищевой продукт» также охватывает напитки. Примерами пищевых продуктов, в которые может быть включена такая композиция, являются пирожки-снэки, крупы, булочки, сдобы, печенье, пирожные, кондитерские изделия, обработанные овощи, сладости, пробиотические препараты, в том числе йогурты, напитки, жидкости на основе растительных масел, жидкости на основе животного жира, замороженные кондитерские изделия и сыры. Предпочтительными пищевыми продуктами являются йогурты, сыры и другие молочные продукты. Примерами напитков являются безалкогольные напитки, сиропы, сквош (сок с мякотью), сухие смеси для напитков и питательные напитки. Натуральным препаратом являются пищевой ингредиент, пищевая добавка или пищевой продукт, которые, как считается, являются полезными для здоровья, в том числе для профилактики и лечения заболевания. Функциональный пищевой продукт представляет собой пищевой продукт, который обычно продается как полезный беспримесный пищевой продукт для употребления после приема пищи.As used herein, the term "food product" also includes beverages. Examples of food products in which such a composition may be included are snack pies, cereals, buns, muffins, cookies, cakes, confectionery products, processed vegetables, sweets, probiotic preparations, including yoghurts, drinks, liquids based on vegetable oils , liquids based on animal fat, frozen confectionery and cheeses. Preferred foods are yoghurts, cheeses and other dairy products. Examples of beverages include soft drinks, syrups, squash (juice with pulp), powdered drink mixes, and nutritional drinks. A natural product is a food ingredient, food additive or food product that is believed to provide health benefits, including the prevention and treatment of disease. A functional food is a food product that is typically marketed as a wholesome, neat food product for post-meal consumption.

Настоящее изобретение также относится к пробиотику, содержащему обсуждаемую здесь композицию. Пробиотик обычно представляет собой «живую» добавку, которая может улучшать микробиоту кишечника. Такие пробиотики могут быть, в частности, приготовлены для человека, а также для сельскохозяйственных и домашних животных и для водных животных. Пробиотик может дополнительно содержать один или более приемлемых наполнителей или отдушек, подходящих для приема вовнутрь человеком или животным.The present invention also relates to a probiotic containing the composition discussed herein. A probiotic is usually a “live” supplement that can improve the gut microbiota. Such probiotics can in particular be formulated for humans, but also for agricultural, domestic and aquatic animals. The probiotic may further contain one or more suitable excipients or flavoring agents suitable for oral administration to humans or animals.

Композиция согласно изобретению может быть использована для получения фармацевтических композиций. Таким образом, настоящее изобретение также относится к фармацевтической композиции, содержащей композицию согласно изобретению и фармацевтически приемлемый наполнитель или носитель.The composition according to the invention can be used for the preparation of pharmaceutical compositions. Thus, the present invention also relates to a pharmaceutical composition containing a composition according to the invention and a pharmaceutically acceptable excipient or carrier.

Композиции, содержащие соединения согласно изобретению, могут быть приготовлены в различных формах, например, в форме таблетки, капсулы или порошка. Примерами наполнителей, которые могут присутствовать в таких композициях, являются разбавители (например, крахмал, производные целлюлозы или производные сахара), стабилизатор (например, гигроскопичные наполнители, такие как диоксид кремния или мальтодекстрин), лубрикант (например, стеарат магния), буфер (например, фосфатный буфер), связующее вещество, материал для покрытия, консервант или суспендирующий агент. Подходящие наполнители хорошо известны специалистам в данной области.Compositions containing the compounds of the invention can be prepared in various forms, for example, in the form of a tablet, capsule or powder. Examples of excipients that may be present in such compositions are diluents (eg, starch, cellulose derivatives or sugar derivatives), stabilizer (eg, hygroscopic fillers such as silica or maltodextrin), lubricant (eg, magnesium stearate), buffer (eg , phosphate buffer), binder, coating material, preservative or suspending agent. Suitable fillers are well known to those skilled in the art.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к описанной выше композиции, где указанная композиция содержит всего 105-1011 колониеобразующих единиц бактерий согласно изобретению.More specifically, the present invention relates to the composition described above, wherein said composition contains a total of 10 5 -10 11 colony forming units of bacteria according to the invention.

В этом документе и в формуле изобретения, глагол «включать» и его грамматические формы используется в своем неограничивающем смысле, и означает, что включены элементы, следующие после этого глагола, но, при этом не исключены элементы, не указанные конкретно. Кроме того, глагол «состоять» может быть заменен на «состоять, по существу из», и это означает, что определенная здесь композиция, помимо конкретно указанных компонентов, может содержать дополнительный(е) компонент(ы), который(е) не изменяет(ют) уникальные свойства изобретения. Кроме того, если приводится ссылка на элемент, перед которым стоит неопределенный артикль «а» или «аn», то это не исключает возможности того, что присутствует более чем один элемент, если в контексте описания точно не указано, что должен присутствовать один и только один элемент. Таким образом, неопределенный артикль «а» или «аn» обычно означает «по меньшей мере один».In this document and in the claims, the verb “to include” and its grammatical forms are used in their non-limiting sense to mean that the elements following the verb are included, but not those not specifically stated are excluded. Additionally, the verb “consist of” may be replaced by “consist substantially of,” which means that the composition as defined herein, in addition to the components specifically stated, may contain additional component(s) that do not change (have) the unique properties of the invention. In addition, if a reference is made to an element preceded by the indefinite article "a" or "an", this does not exclude the possibility that more than one element is present, unless the context of the description specifically states that one and only one must be present. one element. Thus, the indefinite article "a" or "an" usually means "at least one."

Все патенты и ввылки на литературу, цитируемые в настоящем описании, во всей своей полноте вводятся в настоящее описание посредством ссылки. Нижеследующие примеры представлены лишь в иллюстративных целях и никоим образом не должны рассматриваться как ограничение объема настоящего изобретения.All patents and literature references cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety. The following examples are presented for illustrative purposes only and should in no way be construed as limiting the scope of the present invention.

ПримерыExamples

Пример 1. Получение композиции согласно изобретениюExample 1. Preparation of a composition according to the invention

1.1. Выделение бактерий для композиции1.1. Isolation of bacteria for composition

Для инокуляции модели SHIME® был выбран молодой, здоровый донор, который ранее не проходил терапию антибиотиками. Путем регуляции нескольких рабочих параметров модели SHIME® (фиг. 1, Van den Abbeele et al., 2010) можно обогатить и отобрать сети микробиоты кишечника, которые оказывают благоприятное воздействие на здоровье человека, такие как микробиоты, участвующие в ферментации пищевых волокон, в метаболизме желчных кислот, в расщеплении лактозы и т.п. Система SHIME® была использована для выделения бактериальных штаммов с различными функциональными свойствами, таких как штаммы, разлагающие волокна (например, Bifidobacteria, Bacteroides), ферментирующие штаммы (например, Escherichia coli) или продуценты лактата (например, Lactobacilli, Pediococci и Enterococci), продуценты бутирата (например, Anaerostipes caccae, Butyricicoccus pullicaecorum, Faecalibacteruim prausnitzii, Roseburia hominis, Roseburia inulinivorans, Clostridium butyricum) и продуценты пропионата (например, Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides vulgatus, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila). Для этих целей могут быть отобраны селективные среды, такие как LAMVAB (Lactobacilli; Hartemink et al., 1997), RB (Bifidobacteria; Hartemink et al. 1996), среда с энтерококками (Enterococci; Possemiers et al., 2004), TBX {Escherichia coli; Le Bon et al., 2010), BBE (группа Bacteroides fragilis; Livingston et al., 1978), среда с минимальным содержанием муцина (Akkermansia; Derrien et al., 2004), M2GSC (продуценты бутирата; Barcenilla et al. 2000) или лактат-содержащая минимальная среда SHIME (продуценты бутирата), минимальная среда SHIME, содержащая сукцинат и фукозу (продуценты пропионата), обогащенная сульфатом минимальная среда (восстановители сульфата), минимальная среда SHIME, содержащая арабиноксилан и планшеты с кровяным агаром (Prevotella). Помимо SHIME, бактерии также выделяли непосредственно из свежего образца фекалий здорового донора с использованием той же самой стратегии.A young, healthy donor who had not previously received antibiotic therapy was selected to inoculate the SHIME® model. By regulating several operating parameters of the SHIME® model (Figure 1, Van den Abbeele et al., 2010), it is possible to enrich and select gut microbiota networks that have beneficial effects on human health, such as microbiotas involved in dietary fiber fermentation, metabolism bile acids, in the breakdown of lactose, etc. The SHIME® system has been used to isolate bacterial strains with different functional properties, such as fiber-degrading strains (e.g. Bifidobacteria, Bacteroides ), fermenting strains (e.g. Escherichia coli ) or lactate-producing strains (e.g. Lactobacilli, Pediococci and Enterococci ). butyrate (e.g. Anaerostipes caccae, Butyricicoccus pullicaecorum, Faecalibacteruim prausnitzii, Roseburia hominis, Roseburia inulinivorans, Clostridium butyricum ) and propionate producers (e.g. Bacteroides thetaiotaomicron, Bacteroides vulgatus, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila ). Selective media can be selected for these purposes, such as LAMVAB ( Lactobacilli ; Hartemink et al., 1997), RB ( Bifidobacteria ; Hartemink et al. 1996), enterococci media ( Enterococci ; Possemiers et al., 2004), TBX { Escherichia coli ; Le Bon et al., 2010), BBE ( Bacteroides fragilis group; Livingston et al., 1978), minimal mucin medium ( Akkermansia ; Derrien et al., 2004), M2GSC (butyrate producers; Barcenilla et al. 2000) or lactate-containing SHIME minimal medium (butyrate producers), SHIME minimal medium containing succinate and fucose (propionate producers), sulfate-rich minimal medium (sulfate reducers), SHIME minimal medium containing arabinoxylan and blood agar plates (Prevotella). In addition to SHIME, bacteria were also isolated directly from a fresh fecal sample from a healthy donor using the same strategy.

На практике были получены 10-кратные разведения образцов, собранных из компартментов толстой кишки SHIME, или гомогенизированные образцы фекалий, и эти образцы были распределены по агаровым планшетам, содержащим среду конкретного состава, описанную выше. Планшеты инкубировали при 37°C в соответствующих условиях культивирования бактерий различных групп. После инкубирования было собрано приблизительно 30 колоний на бактериальную группу, и эти колонии инкубировали в соответствующей жидкой культуральной среде в соответствующих условиях. Концентрации короткоцепочечных жирных кислот в ночных культурах были проанализированы с помощью газовой хроматографии, как описано Possemiers et al. (2004). Кроме того, образец жидких культур использовали для филогенетического анализа. ДНК экстрагировали, как описано Possemiers et al., 2004, и почти все последовательности рРНК 16S амплифицировали для каждого изолята с использованием универсальных праймеров эубактерий fD1 и rD1 (Weisburg et al., 1991). После очистки, образцы ДНК отдавали для секвенирования. Полученные последовательности выравнивали с имеющимися последовательностями для идентификации каждого изолята с помощью пакета программ BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cqi).In practice, 10-fold dilutions of samples collected from SHIME colonic compartments or homogenized fecal samples were obtained and these samples were spread on agar plates containing the specific media described above. The plates were incubated at 37°C under appropriate conditions for cultivating bacteria of various groups. After incubation, approximately 30 colonies per bacterial group were collected, and these colonies were incubated in the appropriate liquid culture medium under appropriate conditions. SCFA concentrations in overnight cultures were analyzed by gas chromatography as described by Possemiers et al. (2004). In addition, a sample of liquid cultures was used for phylogenetic analysis. DNA was extracted as described by Possemiers et al., 2004, and nearly all 16S rRNA sequences were amplified for each isolate using the universal eubacterial primers fD1 and rD1 (Weisburg et al., 1991). After purification, DNA samples were submitted for sequencing. The obtained sequences were aligned with the available sequences to identify each isolate using the BLAST software package ( http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cqi ).

1.2. Получение композиции согласно изобретению1.2. Preparation of a composition according to the invention

Для объединения различных бактериальных штаммов в фактически реальные функциональные микробные сети были использованы чистые культуры, выделенные из реактора SHIME® и фекалий (как описано в Примере 1.1). Кроме того, чистые культуры были получены из коллекций культур, таких как BCCM/LMG (http://bccm.belspo.be) и DSMZ (www.dsmz.de).Pure cultures isolated from the SHIME® reactor and feces (as described in Example 1.1) were used to combine different bacterial strains into actual functional microbial networks. In addition, pure cultures were obtained from culture collections such as BCCM/LMG ( http://bccm.belspo.be ) and DSMZ ( www.dsmz.de ).

Жирные кислоты с короткой цепью (SCFA) являются конечными продуктами ферментации пищевых волокон в кишечных микробиотах и, как известно, оказывают некоторое благоприятное воздействие на здоровье хозяина. Основными продуцируемыми SCFA являются ацетат, бутират и пропионат в приблизительном молярном соотношении 60:20:20. Ацетат может всасываться кишечником и используется хозяином в качестве энергетического субстрата, а бутират является основным источником энергии для кишечного эпителия, и было доказано, что он обладает протективным действием против воспаления и рака толстой кишки. Пропионат имеет такую же локальную активность в кишечнике, как и бутират, но, при этом он также транспортируется в печень, где, как было показано, он обладает положительным холестерин-снижающим эффектом и регулирует уровень глюкозы в крови.Short chain fatty acids (SCFAs) are the end products of dietary fiber fermentation in gut microbiota and are known to have several beneficial effects on host health. The main SCFAs produced are acetate, butyrate and propionate in an approximate molar ratio of 60:20:20. Acetate can be absorbed by the intestine and is used by the host as an energy substrate, and butyrate is a major source of energy for the intestinal epithelium and has been shown to have protective effects against inflammation and colon cancer. Propionate has the same local activity in the intestine as butyrate, but it is also transported to the liver, where it has been shown to have positive cholesterol-lowering effects and regulate blood glucose levels.

Учитывая важные и разнообразные физиологические роли SCFA, можно сказать, что нарушение этой кишечной микробной функции (например, при желудочно-кишечных расстройствах) может оказывать существенное влияние на здоровье хозяина. Следовательно, в этом примере проводили скрининг для получения композиции, которая может индуцировать самый высокий уровень продуцирования общих SCFA и в наиболее предпочтительных соотношениях. В последнем случае, бутират рассматривается как самый интересный из всех различных продуцируемых SCFA. Кроме того, влияние различных композиций на целостность кишечного барьера оценивали путем совместного культивирования эпителиальных и иммунных клеток.Given the important and diverse physiological roles of SCFA, disruption of this intestinal microbial function (eg, in gastrointestinal disorders) can have a significant impact on the health of the host. Therefore, in this example, screening was performed to obtain a composition that can induce the highest level of total SCFA production and in the most preferred ratios. In the latter case, butyrate is considered to be the most interesting of all the various SCFAs produced. In addition, the effects of different formulations on the integrity of the intestinal barrier were assessed by co-culturing epithelial and immune cells.

На практике, из глицериновых маточных растворов было получено всего 20 изолятов (именуемых «изолятами-X») с наиболее интересными профилями ферментации, после проведения раунда выделения и отбора, как описано в 1.1, или они были заказаны из коллекций культур, после чего эти изоляты культивировали в соответствующих оптимальных условиях культивирования для получения гомогенных суспензий бактериальных штаммов.In practice, a total of 20 isolates (referred to as “isolates-X”) with the most interesting fermentation profiles were obtained from glycerol stock solutions, after a round of isolation and selection as described in 1.1, or they were ordered from culture collections, after which these isolates cultured under appropriate optimal culture conditions to obtain homogeneous suspensions of bacterial strains.

No. ВидView ШтаммStrain No. ВидView ШтаммStrain 11 Lactobacillus plantarumLactobacillus plantarum Изолят-1Isolate-1 11eleven Faecalibacterium prausnitziiFaecalibacterium prausnitzii Изолят-11Isolate-11 22 Clostridium bolteaeClostridium bolteae Изолят-2Isolate-2 1212 Roseburia inulinivoransRoseburia inulinivorans Изолят-12Isolate-12 33 Desulfovibrio desulfuricansDesulfovibrio desulfuricans Изолят-3Isolate-3 1313 Ruminococcus spp.Ruminococcus spp. Изолят-13Isolate-13 44 Akkermansia muciniphilaAkkermansia muciniphila Изолят-4Isolate-4 1414 Lacobacillus acidophilusLacobacillus acidophilus Изолят-14Isolate-14 55 Coprococcus spp.Coprococcus spp. Изолят-5Isolate-5 1515 Enterococcus faeciumEnterococcus faecium Изолят-15Isolate-15 66 Roseburia hominisRoseburia hominis Изолят-6Isolate-6 1616 Butyrivibrio fibrisolvensButyrivibrio fibrisolvens Изолят-16Isolate-16 77 Bacteroides thetaiotaomicronBacteroides thetaiotaomicron Изолят-7Izolyat-7 1717 Eubacterium limosumEubacterium limosum DSM20543 NissleDSM20543 Nissle 88 Clostridium butyricumClostridium butyricum Изолят-8Isolate-8 1818 Escherichia coliEscherichia coli 19171917 99 Anaerostipes caccaeAnaerostipes caccae Изолят-9Isolate-9 1919 Eubacterium rectale Eubacterium rectale DSM17629DSM17629 1010 Bifidobacterium adolescentisBifidobacterium adolescentis Изолят-10Isolate-10 2020 Butyricicoccus pullicaecorumButyricicoccus pullicaecorum Изолят-17Isolate-17

Изоляты были объединены в количествах от 2 до 10 в серии 98 отдельных первоначальных экспериментов скрининга. Для каждого эксперимента, ферментацию начинали в стерильных бутылях для инкубирования, содержащих стерилизованную питательную среду SHIME®, доведенную до рН 6,8 с помощью КН2PO4/K2HPO4, и продували азотом. Затем стерилизованную среду инокулировали 10% (об/об) смешанным инокулятом, состоящим из равных объемов выбранных видов. Бутыли для инкубирования продували азотом для гарантии создания анаэробных условий и инкубировали при 37°C (90 оборотов в минуту). Образцы анализировали через 24 часа на продуцирование SCFA. Затем отбирали композиции с самым высоким уровнем продуцирования бутирата, после чего их использовали в конечном эксперименте с 23 различными сериями бактерий (именуемыми MX-Y, где Х=число изолятов, присутствующих в композиции, а Y=уникальная композиция А, В, C и т.п. с изолятами Х).Isolates were pooled in numbers ranging from 2 to 10 in a series of 98 separate initial screening experiments. For each experiment, fermentation was started in sterile incubation bottles containing sterilized SHIME® culture medium adjusted to pH 6.8 with KH 2 PO 4 /K 2 HPO 4 and purged with nitrogen. The sterilized medium was then inoculated with a 10% (v/v) mixed inoculum consisting of equal volumes of the selected species. Incubation bottles were purged with nitrogen to ensure anaerobic conditions and incubated at 37°C (90 rpm). Samples were analyzed after 24 hours for SCFA production. Compositions with the highest levels of butyrate production were then selected and used in a final experiment with 23 different batches of bacteria (referred to as MX-Y, where X=number of isolates present in the composition and Y=unique composition A, B, C, etc. .p. with isolates X).

Эти 23 комбинации снова инкубировали, как описано выше. Через 24 часа брали образцы для анализа на SCFA и на комбинацию с моделью совместной культуры клеток Сасо-2 и THP1, как описано Possemiers et al. (2013). Конечной точкой последнего эксперимента является измерение транс-эпителиального электрического сопротивления (TEER) в качестве меры для оценки защитных эффектов в отношении функции кишечного барьера.These 23 combinations were again incubated as described above. After 24 hours, samples were taken for SCFA analysis and combination with the Caco-2 and THP1 cell coculture model as described by Possemiers et al. (2013). The endpoint of the latter experiment is the measurement of trans-epithelial electrical resistance (TEER) as a measure to assess protective effects on intestinal barrier function.

На фиг. 2 представлены уровни бутирата, полученные после 24-часового инкубирования 23 различных композиций, а также их влияние на величины TEER. Сильное изменение наблюдалось в отношении уровней бутирата и влияния на функционирование кишечного барьера, причем, комбинации с самыми высокими уровнями бутирата необязательно индуцировали самое высокое протективное действие в отношении уровней TEER, как показали различные оценочные рейтинги. Удивительно то, что одна композиция из 7 различных изолятов (называемая M7-B на фиг. 2) заняла первое место по уровням бутирата через 24 часа, а особенно, по протективному действию в отношении функции кишечного барьера. Эта композиция содержала 6 изолятов SHIME и одну культуру, полученную из образца человеческих фекалий. Секвенирование гена рРНК 16S и сравнение его последовательности с последовательностью базы данных NCBI BLAST показали, что М7-B состоит из новых изолятов SHIME Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae и нового фекального изолята Butyricicoccus pullicaecorum. Интересно отметить, что все новые изоляты присутствовали по меньшей мере в одной из других композиций, показанных на фиг. 2, но ни одна из других композиций не обнаруживала такой же эффективности в отношении продуцирования бутирата и протективного эффекта в отношении величин TEER. Это указывает на то, что наблюдаемый эффект не связан ни с одним из конкретных видов, присутствующих в композиции, и только конкретная комбинация из этих 7 бактерий неожиданно давала положительные результаты.In fig. Figure 2 shows the butyrate levels obtained after 24 hours of incubation for 23 different formulations and their effect on TEER values. A strong change was observed in butyrate levels and the effect on intestinal barrier function, with combinations with the highest butyrate levels not necessarily inducing the highest protective effect on TEER levels as shown by the various evaluation ratings. Surprisingly, one composition of 7 different isolates (called M7-B in Figure 2) ranked first for butyrate levels at 24 hours, and especially for protective effects on intestinal barrier function. This composition contained 6 SHIME isolates and one culture obtained from a human fecal sample. Sequencing of the 16S rRNA gene and comparison of its sequence with the NCBI BLAST database sequence revealed that M7-B consists of new SHIME isolates of Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae and a new fecal isolate of Butyricicoccus pullicaecorum . It is interesting to note that all of the new isolates were present in at least one of the other compositions shown in FIG. 2, but none of the other compositions showed the same effectiveness on butyrate production and protective effect on TEER values. This indicates that the observed effect is not due to any of the specific species present in the composition, and only a specific combination of these 7 bacteria unexpectedly produced positive results.

7 новых изолятов были депонированы в коллекции бактерий BCCM/LMG (Гент, Бельгия) с регистрационными номерами: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia hominis LMG P-29364, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Lactobacillus plantarum LMG P-29366 и Anaerostipes caccae LMG P-29359.7 new isolates were deposited in the bacterial collection BCCM/LMG (Ghent, Belgium) with registration numbers: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia hominis LMG P-29364, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Lactobacillus plantarum LMG P-29366 and Anaerostipes caccae LMG P-29359.

Поскольку дополнительный эксперимент выявил неожиданное синергическое действие между 7 изолятами и потребность в присутствии каждого из видов, то был проведен эксперимент, в котором каждый раз из исходной композиции, состоящей из 7 изолятов, был удален один из этих изолятов (то есть, он был элиминирован). На практике, ферментацию снова начинали в стерильных бутылях для инкубирования, содержащих стерилизованную питательную среду SHIME®, доведенную до рН 6,8 с помощью КН2PO4/K2HPO4, и продували азотом. Затем стерилизованную среду инокулировали 10% (об/об) смешанным инокулятом, состоящим из равных объемов 6 из 7 изолятов. В качестве контроля использовали полную композицию из 7 изолятов и проводили всего 8 параллельных инкубирований. Бутыли для инкубирования продували азотом для гарантии создания анаэробных условий и инкубировали при 37°C (90 оборотов в минуту). Образцы анализировали через 24 часа и 48 часов на продуцирование бутирата. Как показано на фиг. 3, удаление только одного вида из первоначального состава композиции приводило к значительному снижению уровней продуцирования бутирата через 24 часа для всех композиций из 6 видов до 80% от уровня продуцирования бутирата в исходной композиции. Кроме того, после инкубирования в течение 48 часов, уровни бутирата были значительно ниже для всех композиций из 6 видов, за исключением композиции, не содержащей Roseburia hominis. Это подтверждает, что все изоляты композиции имеют важное значение для достижения полного потенциала композиции. Поскольку только одна композиция, не содержащая Roseburia hominis, имела функциональные свойства, аналогичные функциональным свойствам полной композиции после 48-часового инкубирования, то можно также предсказать, что второй по эффективности является композиция из 6 видов, состоящая, в основном, из Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum и Anaerostipes caccae.Since an additional experiment revealed an unexpected synergistic effect between the 7 isolates and the need for the presence of each of the species, an experiment was conducted in which each time one of these isolates was removed from the original composition consisting of 7 isolates (that is, it was eliminated) . In practice, fermentation was started again in sterile incubation bottles containing sterilized SHIME® culture medium adjusted to pH 6.8 with KH 2 PO 4 /K 2 HPO 4 and purged with nitrogen. The sterilized medium was then inoculated with a 10% (v/v) mixed inoculum consisting of equal volumes of 6 of the 7 isolates. The complete composition of 7 isolates was used as a control and a total of 8 parallel incubations were performed. Incubation bottles were purged with nitrogen to ensure anaerobic conditions and incubated at 37°C (90 rpm). Samples were analyzed after 24 hours and 48 hours for butyrate production. As shown in FIG. 3, removal of only one species from the original composition resulted in a significant reduction in butyrate production levels after 24 hours for all compositions of the 6 species to 80% of the butyrate production level in the original composition. Additionally, after incubation for 48 hours, butyrate levels were significantly lower for all 6-species compositions, with the exception of the Roseburia hominis- free composition. This confirms that all isolates of the composition are essential to achieving the full potential of the composition. Since only one composition, not containing Roseburia hominis , had functional properties similar to those of the full composition after 48 hours of incubation, it can also be predicted that the second most effective composition is a 6-species composition consisting mainly of Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila, Lactobacillus plantarum and Anaerostipes caccae .

1.3. Получение композиции согласно изобретению1.3. Preparation of a composition according to the invention

Композицию, состоящую из видов Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae, получали с использованием 3 различных стратегий. Эти стратегии включают: 1) культивирование отдельных видов композиции с последующим их смешиванием, 2) совместное культивирование видов композиций в многостадийном ферментере (то есть, модель SHIME® in vitro, как описано выше), и 3) совместное культивирование видов композиций в одностадийном ферментере.A composition consisting of Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae species was prepared using 3 different strategies. These strategies include: 1) culturing individual composition species and then mixing them, 2) co-culturing the composition species in a multi-stage fermenter (ie, the SHIME® in vitro model as described above), and 3) co-cultivating the composition species in a single-stage fermenter.

В первой стратегии (стратегии «микросообществ»), выбранные виды выделяли из глицериновых маточных растворов и культивировали в соответствующих оптимальных условиях культивирования для получения гомогенных суспензий бактериальных штаммов. Для оценки их функциональной активности получали смешанный инокулят, состоящий из равных объемов выбранных видов. Этот инокулят в количестве 10% (об/об) добавляли в стерильные бутыли для инкубирования, содержащие стерилизованную питательную среду SHIME®, доведенную до рН 6,8 с помощью КН2PO4/K2HPO4. Бутыли для инкубирования продували азотом для гарантии создания анаэробных условий и инкубировали при 37°C (90 оборотов в минуту). Через определенные 16-часовые интервалы времени, 40% (об:об) культуральной среды заменяли кондиционированной питательной средой SHIME®. Кондиционированную питательную среду SHIME® получали путем инкубирования 700 мл нормального корма SHIME® (pH 2) в течение 1 часа при 37°C, после чего добавляли 300 мл сока поджелудочной железы (рН 6,8), в который было добавлено 25 г/л NaHCО3, 23,6 г/л КН2PO4 и 4,7 г/л K2HPO4. Образцы анализировали в течение 5 дней на продуцирование SCFA (фиг. 4). Уровни бутирата достиглали 7 мМ после 24-часового инкубирования микросообществ, и максимум 14 мМ через 5 дней.In the first strategy ( the “microcommunity” strategy ), selected species were isolated from glycerol stock solutions and cultured under appropriate optimal culture conditions to obtain homogeneous suspensions of bacterial strains. To assess their functional activity, a mixed inoculum was obtained, consisting of equal volumes of the selected species. This inoculum at 10% (v/v) was added to sterile incubation bottles containing sterilized SHIME® culture medium adjusted to pH 6.8 with KH 2 PO 4 /K 2 HPO 4 . Incubation bottles were purged with nitrogen to ensure anaerobic conditions and incubated at 37°C (90 rpm). At specified 16-hour intervals, 40% (v:v) of the culture medium was replaced with SHIME® conditioned growth medium. SHIME® conditioned culture medium was prepared by incubating 700 ml of normal SHIME® food (pH 2) for 1 hour at 37°C, followed by the addition of 300 ml of pancreatic juice (pH 6.8), to which 25 g/l was added NaHCO 3 , 23.6 g/l KH 2 PO 4 and 4.7 g/l K 2 HPO 4 . Samples were analyzed over 5 days for SCFA production (Fig. 4). Butyrate levels reached 7 mM after 24-hour incubation of microcommunities, and a maximum of 14 mM after 5 days.

Во второй стратегии (т.е. стратегии «коллаборомов» или стратегии, «где указанные бактерии культивировали вместе в динамическом имитаторе желудочно-кишечного тракта до введения»), выбранные виды выделяли из глицериновых маточных растворов и культивировали в соответствующих оптимальных условиях культивирования для получения гомогенных суспензий бактериальных штаммов. Затем штаммы смешивали и высевали с тремя повторностями в системе SHIME® (Van den Abbeele et al., 2010), состоящей из одной области толстой кишки при рН 6,15-6,4. Для получения функциональной коллаборомной композиции, период адаптации составлял две недели. Необходимость и актуальность такого периода адаптации была четко продемонстрирована по изменению профилей SCFA во время культивирования композиции выбранных видов (фиг. 5). Первоначально, этой композиции требуется определенное время адаптации, чтобы приспособиться друг к другу и стать активными в превращении подаваемых субстратов в SCFA. Однако, через 4-6 дней после инокуляции, продуцирование SCFA этой композицией начинало стабилизироваться, в результате чего были детектированы высокие уровни бутирата. В последний день инкубирования (день 14), после каждого из трех инкубирований получали в высокой степени сходные стабильные и очень активные функциональные композиции с уровнями бутирата, составляющими 19 мМ.In the second strategy (i.e., the “collaborative” strategy or the strategy “where the specified bacteria were cultured together in a dynamic gastrointestinal simulator prior to administration”), selected species were isolated from glycerol stock solutions and cultured under appropriate optimal culture conditions to obtain homogeneous suspensions of bacterial strains. The strains were then mixed and plated in triplicate in the SHIME® system (Van den Abbeele et al., 2010) consisting of one area of the colon at pH 6.15–6.4. To obtain a functional collaboromic composition, the adaptation period was two weeks. The need and relevance of such an adaptation period was clearly demonstrated by the change in SCFA profiles during the cultivation of the selected species composition (Fig. 5). Initially, these compositions require a certain adaptation time to adapt to each other and become active in converting the supplied substrates into SCFA. However, 4-6 days after inoculation, SCFA production by this composition began to stabilize, resulting in high levels of butyrate being detected. On the last day of incubation (day 14), each of the three incubations resulted in highly similar stable and highly active functional compositions with butyrate levels of 19 mM.

После замораживания стабилизированного коллаборомов при -80°С в виде глицеринового маточного раствора с последующим оттаиванием для его использования в качестве инокулята таким же способом, как и для стратегии микросообществ, было неожиданно обнаружено, что уровни бутирата увеличивались быстрее и достигали 25% при тех же самых условиях инкубирования, как и в случае использования стратегии микросообществ отдельных видов (фиг. 4). Уровни бутирата достигали 12 мМ уже после 24-часового инкубирования микросообществ и составляли максимум 19 мМ уже через 2 дня.After freezing the stabilized collaborome at -80°C as a glycerol stock solution and then thawing it for use as an inoculum in the same manner as for the microcommunity strategy, it was unexpectedly found that butyrate levels increased more rapidly and reached 25% at the same incubation conditions, as in the case of using the strategy of microcommunities of individual species (Fig. 4). Butyrate levels reached 12 mM after only 24 hours of microcommunity incubation and reached a maximum of 19 mM after 2 days.

В третьей стратегии, продуцирование указанной композиции осуществляли с использованием оптимизированного одностадийного ферментера, работающего в режиме периодической культуры с подпиткой (то есть, альтернативная стратегия «коллаборомов» или стратегия, «где указанные бактерии культивировали вместе в ферментере до введения»). Выбранные виды выделяли из глицериновых маточных растворов и культивировали в соответствующих оптимальных условиях культивирования для получения гомогенных суспензий бактериальных штаммов. Ферментацию начинали в стерильных бутылях для инкубирования, содержащих стерилизованную питательную среду SHIME®, доведенную до рН 6,8 с помощью КН2PO4/K2HPO4, и продували азотом. Затем стерилизованную среду инокулировали 10% (об/об) смешанным инокулятом, состоящим из равных объемов выбранных видов. Бутыли для инкубирования продували азотом для гарантии создания анаэробных условий и инкубировали при 37°C (90 оборотов в минуту). Через определенные 16-часовые интервалы времени, 40% (об:об) культуральной среды заменяли кондиционированной питательной средой SHIME®. Кондиционированную питательную среду SHIME® получали путем инкубирования 700 мл нормального корма SHIME® (pH 2) в течение 1 часа при 37°C, после чего добавляли 300 мл сока поджелудочной железы (рН 6,8), в который было добавлено 25 г/л NaHCО3, 23,6 г/л КН2PO4 и 4,7 г/л K2HPO4.In a third strategy, production of the composition was accomplished using an optimized one-stage fermenter operating in a fed-batch mode (ie, an alternative "collaboration" strategy or a strategy "where the bacteria were cultured together in the fermenter prior to injection"). Selected species were isolated from glycerol stock solutions and cultured under appropriate optimal culture conditions to obtain homogeneous suspensions of bacterial strains. Fermentation was started in sterile incubation bottles containing sterilized SHIME® culture medium adjusted to pH 6.8 with KH 2 PO 4 /K 2 HPO 4 and purged with nitrogen. The sterilized medium was then inoculated with a 10% (v/v) mixed inoculum consisting of equal volumes of the selected species. Incubation bottles were purged with nitrogen to ensure anaerobic conditions and incubated at 37°C (90 rpm). At specified 16-hour intervals, 40% (v:v) of the culture medium was replaced with SHIME® conditioned growth medium. SHIME® conditioned culture medium was prepared by incubating 700 ml of normal SHIME® food (pH 2) for 1 hour at 37°C, followed by the addition of 300 ml of pancreatic juice (pH 6.8), to which 25 g/l was added NaHCO 3 , 23.6 g/l KH 2 PO 4 and 4.7 g/l K 2 HPO 4 .

Как показано на фиг. 6, продуцирование общих SCFA, и соотношения SCFA, продуцируемых этой композицией, стабилизировались после проведения 6 циклов замены. При повторной инокуляции с использованием той же стратегии, описанной выше, стабилизированный коллабором давал максимальное продуцирование SCFA (отношение ацетата/пропионата/бутирата составляло приблизительно 14/12/74) на 2 дня раньше по сравнению с той же самой серией видов в стратегии микросообществ, а продуцирование бутирата было на 25% выше.As shown in FIG. 6, the production of total SCFAs and the ratios of SCFAs produced by this composition stabilized after 6 replacement cycles. When reinoculated using the same strategy described above, the stabilized collaborator produced maximum SCFA production (acetate/propionate/butyrate ratio was approximately 12/14/74) 2 days earlier compared to the same series of species in the microcommunity strategy, and butyrate production was 25% higher.

Пример 2: Эксперименты Example 2: Experiments in vitroin vitro

2.1 Эффект добавления функциональной композиции к комплексным сообществам микробов кишечника2.1 Effect of adding a functional composition to complex gut microbial communities

Этот эксперимент показал, что функциональная композиция является активной при инокуляции в смешанное микробное сообщество кишечника, где существует сильная конкуренция за связывание субстратов толстой кишки с членами этого комплексного кишечного сообщества, которое, по оценкам, состоит из 500-1000 видов микроорганизмов. Для решения этой проблемы был проведен эксперимент в небольших бутылях для инкубирования с использованием композиции, содержащей Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae, где указанная композиция была получена с использованием стратегии коллаборомов, как описано в Примере 1.3. Предварительно адаптированную композицию в возрастающей концентрации (0, 4 и 20%) промывали в PBS и добавляли к трем различным средам, таким как:This experiment demonstrated that the functional composition is active when inoculated into a mixed intestinal microbial community where there is strong competition for binding colonic substrates with members of this complex intestinal community, which is estimated to consist of 500-1000 species of microorganisms. To address this issue, an experiment was conducted in small incubation bottles using a composition containing Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae , where the said composition was prepared using a collaboration strategy as described in Example 1.3. The pre-adapted composition in increasing concentrations (0, 4 and 20%) was washed in PBS and added to three different media such as:

1) Стерильная базальная среда [2 г/л пептона, 2 г/л дрожжевого экстракта, 2 мл/л твина 80, 10 мкл/л витамина К1, 500 мг/л L-цистеина•HCl, 100 мг/л NaCl, 40 мг/л К2HPО4, 40 мг/л КН2РО4, 10 мг/л MgSО4•7H2О, 6,7 мг/л CACl2•2H2О, 1,5 мг/л резазурина, 50 мг/л гемина (50 мг/л) - рН 5,5]+6 г/л крахмала;1) Sterile basal medium [2 g/L peptone, 2 g/L yeast extract, 2 ml/L Tween 80, 10 µL/L vitamin K1, 500 mg/L L-cysteine•HCl, 100 mg/L NaCl, 40 mg/l K 2 HPO 4 , 40 mg/l KN 2 PO 4 , 10 mg/l MgSO 4 •7H 2 O, 6.7 mg/l CACl 2 •2H 2 O, 1.5 mg/l resazurin, 50 mg/l hemin (50 mg/l) - pH 5.5]+6 g/l starch;

2) Базальная среда+20% фекальной суспензии (полученной, как описано De Boever et al., 2000).2) Basal medium + 20% fecal suspension (prepared as described by De Boever et al., 2000).

3) Базальная среда+20% суспензия толстой кишки SHIME®, содержащая полную микробиоту.3) Basal medium + 20% SHIME® colon suspension containing complete microbiota.

Увеличение концентрации предварительно адаптированного бутират-продуцирующего сообщества от 0% до 4% и 20% приводило к пропорциональному увеличению абсолютных уровней бутирата (фиг. 7). Это наблюдалось не только в стерильной среде, но также и в среде с добавлением смешанной микробиоты, полученной из образца фекалий или области толстой кишки SHIME®. Таким образом, этот эксперимент показал, что такая композиция является активной не только когда она присутствует в неконкурентной окружающей среде толстой кишки, но она также дает более высокие уровни бутирата при ее введении в смешанную микробиоту, где множество кишечных микробов конкурируют за связывание с одними и теми же питательные веществами. Кроме того, увеличивался не только уровень бутирата, но также сильно возрастал уровень продуцирования пропионата. Такое совокупное увеличение указанных уровней и снижение уровня ацетата при инкубировании наводит на мысль, что эта композиция может модулировать общие профили ферментации микробов, в результате чего могут достигаться более полезные для здоровья профили.Increasing the concentration of the preadapted butyrate-producing community from 0% to 4% to 20% resulted in a proportional increase in absolute butyrate levels (Fig. 7). This was observed not only in a sterile environment, but also in an environment supplemented with mixed microbiota obtained from a fecal sample or SHIME® colon area. Thus, this experiment showed that this composition is not only active when it is present in the non-competitive environment of the colon, but it also produces higher levels of butyrate when introduced into a mixed microbiota, where multiple gut microbes compete to bind to the same the same nutrients. Additionally, not only did butyrate levels increase, but propionate production also increased greatly. This cumulative increase in these levels and decrease in acetate levels upon incubation suggests that this composition may modulate overall microbial fermentation profiles, resulting in more health-promoting profiles.

2.2. Эффективность функциональной композиции в восстановлении метаболических функций микробного сообщества кишечника, подвергнутого дисбактериозу, индуцированному антибиотиками2.2. Efficiency of a functional composition in restoring the metabolic functions of the intestinal microbial community subjected to antibiotic-induced dysbiosis

Предполагается, что применение антибиотиков вызывает серьезные нарушения кишечного микробного сообщества. Было показано, что микробная композиция, подвергнутая дисбактериозу, является более восприимчивой к инфицированию патогенами. Кроме того, ряд желудочно-кишечных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника, коррелирует с микробной композиции, подвергнутой дисбактериозу, что подчеркивает важность микробиома кишечника для здоровья человека. Восстановление таксономического состава, а особенно функциональности, после длительного приема антибиотика, обычно занимает три месяца, и достигает состояния, наблюдаемого до лечения, а именно, микробного сообщества кишечника здорового индивидуума (Panda et al., 2014). Уменьшение времени восстановления после воздействия антибиотиков, может, таким образом, снизить риск развития серьезных инфекций и улучшить здоровье хозяина в целом. В соответствии с этим, наблюдаемая функциональная активность выбранной композиции может рассматриваться как перспективная стратегия повышения уровня восстановления микробных сообществ после индуцированного антибиотиками дисбактериоза и снижения риска инфицирования.Antibiotic use has been suggested to cause severe disruption of the intestinal microbial community. It has been shown that a microbial composition subjected to dysbiosis is more susceptible to infection by pathogens. Additionally, a number of gastrointestinal diseases, such as inflammatory bowel disease, are correlated with dysbiotic microbial compositions, highlighting the importance of the gut microbiome for human health. Recovery of taxonomic composition, and especially functionality, after long-term antibiotic use usually takes three months, and reaches the state observed before treatment, namely the gut microbial community of a healthy individual (Panda et al., 2014). Decreasing recovery time from antibiotic exposure may thus reduce the risk of developing serious infections and improve the overall health of the host. Accordingly, the observed functional activity of the selected composition can be considered as a promising strategy for increasing the level of recovery of microbial communities after antibiotic-induced dysbiosis and reducing the risk of infection.

В этом примере, дисбактериоз, индуцированный антибиотиками, был смоделирован в системе SHIME® in vitro путем введения дозы соответствующих антибиотиков. Цель этого эксперимента заключалась в оценке восстановления типичных «здоровых» профилей метаболитов в моделируемой среде толстого кишечника после введения функциональной композиции. Кроме того, целью этого эксперимента является дифференциация эффективности композиции, полученной с использованием либо стратегии «микросообществ», либо стратегии «коллаборомов» (см. Пример 1.3). Этот эксперимент повторяли с использованием композиции, содержащей Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae. Для более точной имитации полного функционального профиля микробиома кишечника, в композицию, используемую в этом конкретном эксперименте, дополнительно вводили Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron и Bacteroides vulgatus.In this example, antibiotic-induced dysbiosis was simulated in the SHIME® system in vitro by dosing the appropriate antibiotics. The purpose of this experiment was to evaluate the restoration of typical “healthy” metabolite profiles in a simulated colonic environment following administration of a functional formulation. In addition, the purpose of this experiment is to differentiate the effectiveness of a composition obtained using either a “microcommunity” strategy or a “collaborative” strategy (see Example 1.3). This experiment was repeated using a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae . To more accurately mimic the full functional profile of the gut microbiome, the composition used in this particular experiment was additionally spiked with Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron , and Bacteroides vulgatus .

На практике, сосуды SHIME® (рН 6,15-6,40) инокулировали фекальным материалом и оставляли для стабилизации на 14 дней (в системе М-SHIME® - Van den Abbeele et al., 2012). После 2-недельного контрольного периода, микробиоту толстой кишки SHIME® обрабатывали коктейлем из антибиотиков (40/40/10 мг/л амоксициллина/ципрофлоксацин/тетрациклина, соответственно) для индуцирования дисбактериоза. На следующий день, микробиоту, подвергнутую дисбактериозу, обрабатывали в течение 5 дней функциональной композицией, полученной с использованием либо стратегии «микросообществ», либо стратегии «коллаборомов». Конечной точкой исследования является оценка восстановления типичных «здоровых» профилей метаболитов SCFA в моделируемой среде толстой кишки. Контрольный сосуд SHIME® был использован для имитации спонтанного восстановления метаболической активности микробного сообщества кишечника после воздействия антибиотиков без введения композиции. Результаты выражены в виде дельты уровней SCFA в SHIME в каждый момент времени по сравнению с результатми, полученными до введения антибиотиков (фиг. 8).In practice, SHIME® vessels (pH 6.15-6.40) were inoculated with fecal material and left to stabilize for 14 days (in the M-SHIME® system - Van den Abbeele et al., 2012). After a 2-week control period, SHIME® colon microbiota was treated with an antibiotic cocktail (40/40/10 mg/L amoxicillin/ciprofloxacin/tetracycline, respectively) to induce dysbiosis. The next day, the dysbiotic microbiota was treated for 5 days with a functional composition obtained using either a “microcommunity” strategy or a “collaborome” strategy. The endpoint of the study is to evaluate the restoration of typical “healthy” SCFA metabolite profiles in a simulated colonic environment. The SHIME® control vessel was used to simulate the spontaneous recovery of metabolic activity of the gut microbial community after antibiotic exposure without administration of the formulation. Results are expressed as delta SCFA levels in SHIME at each time point compared to results obtained before antibiotic administration (Fig. 8).

После обработки сосудов SHIME® антибиотиками наблюдалось значительное снижение уровня продуцирования ацетата, пропионата и бутирата. Это наблюдение подтверждает нарушение микробного сообщества кишечника. Восстановление профиля метаболита (в условиях продуцирования SCFA) до состояния, набюдаемого перед обработкой, проиллюстрировно на фиг. 8 как изменение уровня ацетата, пропионата и бутирата в течение 5 дней. Это указывает на то, что восстановление функциональности было медленным в случае контроля (без введения композиции), и при этом, полного восстановления уровня ацетата и пропионата в течение 5 дней не наблюдалось. Интересно отметить, что лечение композицией приводило к более быстрому восстановлению по сравнению с контролем для всех 3 SCFA. Кроме того, композиция, полученная с использованием стратегии «микросообществ», индуцировала полное восстановление уровней пропионата и бутирата через 5 дней и 3 дня, соответственно, а композиция, полученная с использованием стратегии «коллаборомов», индуцировала более быстрое восстановление по сравнению с восстановлением при применении стратегии «микросообществ», и в этом случае, полное восстановление уровней пропионата и бутирата достигалось через 4 дня и 2,5 дня, соответственно. И наконец, стратегия «коллаборомов» также приводила к повышению конечной активности с повышенным уровнем пропионата и бутирата, в отличие от стратегии «микросообществ». Эти результаты подтверждают возможность применения этой композиции для восстановления микробного дисбактериоза, опосредуемого антибиотиками. Кроме того, эти результаты ясно показали, что предварительная адаптация с использованием стратегии «коллаборомов» позволяет достичь более эффективного восстановления продуцирования микробных SCFA после воздействия антибиотиков по сравнению со стратегией «микросообществ».After treatment of SHIME® vessels with antibiotics, a significant reduction in the production of acetate, propionate and butyrate was observed. This observation confirms the disruption of the gut microbial community. Restoration of the metabolite profile (under SCFA production conditions) to the pre-treatment state is illustrated in FIG. 8 as changes in acetate, propionate and butyrate levels over 5 days. This indicates that the restoration of functionality was slow in the case of the control (without administration of the composition), and at the same time, complete restoration of acetate and propionate levels was not observed within 5 days. It is interesting to note that treatment with the composition resulted in faster recovery compared to control for all 3 SCFAs. Additionally, the formulation using the microcommunity strategy induced complete recovery of propionate and butyrate levels after 5 days and 3 days, respectively, and the formulation using the collaborome strategy induced a faster recovery compared to the recovery from administration. "microcommunity" strategy, and in this case, full restoration of propionate and butyrate levels was achieved after 4 days and 2.5 days, respectively. Finally, the “collaborome” strategy also resulted in increased final activity with increased levels of propionate and butyrate, in contrast to the “microcommunity” strategy. These results support the possibility of using this composition to restore antibiotic-mediated microbial dysbiosis. Moreover, these results clearly showed that pre-adaptation using the “collaborome” strategy achieves more efficient recovery of microbial SCFA production after antibiotic exposure compared to the “microcommunity” strategy.

2.3: Эффективность функциональной композиции в восстановлении метаболических функций микробного сообщества кишечника, подвергнутого дисбактериозу, при воспалительных заболеваниях кишечника2.3: Efficiency of a functional composition in restoring the metabolic functions of the intestinal microbial community subjected to dysbiosis in inflammatory bowel diseases

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) ассоциируются с нарушением микробных взаимодействий у хозяина, что, в свою очередь, по меньшей мере частично, ассоциируется с дисбактериозом микробиоты кишечника. В последнем случае, например, наблюдается снижение количества бутирил-СоА: ацетат-СоА-трансферазы и пропионат-киназы (Vermeiren et al., FEMS 2011), что, в свою очередь негативно влияет на способность к сбалансированному продуцированию SCFA. Учитывая важное влияние SCFA на нормальное развитие и сохранение кишечной микробиоты, можно сделать вывод, что восстановление состава и функциональности микробиоты, а именно, продуцирования SCFA может положительно влиять на симптомы, ассоциированные с ВЗК. В соответствии с этим, наблюдаемая функциональная активность выбранной композиции может оказаться перспективной стратегией ускорения восстановления микробных сообществ при дисбактериозе в случае ВЗК, применяемой в качестве основной стратегии для восстановления и сохранения барьера здорового кишечника.Inflammatory bowel disease (IBD) is associated with disruption of host microbial interactions, which in turn is, at least in part, associated with dysbiosis of the gut microbiota. In the latter case, for example, there is a decrease in the amount of butyryl-CoA: acetate-CoA transferase and propionate kinase (Vermeiren et al., FEMS 2011), which in turn negatively affects the ability to produce balanced SCFA. Given the important influence of SCFA on the normal development and maintenance of the intestinal microbiota, it can be concluded that restoring the composition and functionality of the microbiota, namely the production of SCFA, may have a positive effect on the symptoms associated with IBD. Accordingly, the observed functional activity of the selected composition may be a promising strategy to accelerate the restoration of microbial communities during dysbiosis in the case of IBD, used as a main strategy to restore and maintain a healthy intestinal barrier.

В этом примере, ВЗК-ассоциированный дисбактериоз был смоделирован с помощью in vitro-модели М-SHIME®, как было описано ранее (Vigsnaes et al. 2013). Цель этого эксперимента заключается в оценке восстановления микробиоты, а именно, профилей SCFA в моделируемой среде толстой кишки после введения функциональной композиции. Кроме того, целью этого эксперимента является дифференциация эффективности композиции, полученной с использованием либо стратегии «микросообществ», либо стратегии «коллаборомов» (см. Пример 1.3). Этот эксперимент повторяли с использованием композиции, содержащей Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae.In this example, IBD-associated dysbiosis was modeled using the M-SHIME® in vitro model as previously described (Vigsnaes et al. 2013). The purpose of this experiment is to evaluate the recovery of microbiota, namely SCFA profiles, in a simulated colonic environment following administration of a functional formulation. In addition, the purpose of this experiment is to differentiate the effectiveness of a composition obtained using either a “microcommunity” strategy or a “collaborative” strategy (see Example 1.3). This experiment was repeated using a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae .

На практике, сосуды SHIME® (рН 6,15-6,40) инокулировали фекальным материалом, взятым у пациента с язвенным колитом (система М-SHIME® - Van den Abbeele et al., 2012). Одновременно, для имитации введения, в область толстой кишки добавляли одну дозу функциональной композиции, полученной с использованием либо стратегии «микросообществ», либо стратегии «коллаборомов». Третий эксперимент проводили параллельно в качестве контрольного эксперимента без введения композиции. Продуцирование ацетата, пропионата и бутирата наблюдалось через 1 и 2 дня после введения композиции.In practice, SHIME® vessels (pH 6.15–6.40) were inoculated with fecal material collected from a patient with ulcerative colitis (M-SHIME® system - Van den Abbeele et al., 2012). Simultaneously, to simulate administration, a single dose of the functional formulation prepared using either the microcommunity or collaboration strategy was added to the colon area. The third experiment was carried out in parallel as a control experiment without the introduction of the composition. The production of acetate, propionate and butyrate was observed 1 and 2 days after administration of the composition.

Полученные результаты представлены на фиг. 9: введение композиции, полученной с использованием стратегии «микросообществ», приводило к повышению уровня продуцирования SCFA (в основном, ацетата и бутирата) на день 1, но этот эффект уже не наблюдался на день 2. Это указывает на то, что такая композиция является функционально активной в среде микробиома при ВЗК. Интересно отметить, что влияние на продуцирование пропионата и бутирата было гораздо более выраженным после введения композиции, полученной с использованием стратегии «коллаборомов», то есть, в данном случае наблюдалось 4-кратное и 3-кратное повышение уровня пропионата и бутирата, соответственно, по сравнению с ВЗК-контролем. В отличии от композиции, полученной с использованием стратегии «микросообществ», этот эффект был еще достаточно выраженным на день 2 и соответствовал более низкому продуцированию ацетата (на что указывало повышение уровня перекрестной питающей культуры и, тем самым, увеличение сети микроорганизмов). Эти результаты подтверждают возможность применения этой композиции для устранения ВЗК-ассоциированного микробного дисбактериоза. Кроме того, эти данные ясно указывают на то, что предварительная адаптация с использованием стратегии «коллаборомов» приводила к более эффективному восстановлению продуцирования микробных SCFA при ВЗК по сравнению со стратегией «микросообществ».The results obtained are presented in Fig. 9: Administration of the composition obtained using the microcommunity strategy resulted in an increase in the production of SCFA (mainly acetate and butyrate) on day 1, but this effect was no longer observed on day 2. This indicates that this composition is functionally active in the microbiome environment in IBD. It is interesting to note that the effect on propionate and butyrate production was much more pronounced after administration of the composition obtained using the "collaborome" strategy, that is, in this case, there was a 4-fold and 3-fold increase in the levels of propionate and butyrate, respectively, compared to with IBD control. In contrast to the composition obtained using the microcommunity strategy, this effect was still quite pronounced at day 2 and corresponded to lower acetate production (as indicated by an increase in the level of cross-feeder culture and thus an increase in the network of microorganisms). These results confirm the possibility of using this composition to eliminate IBD-associated microbial dysbiosis. Moreover, these data clearly indicate that pre-adaptation using the “collaborome” strategy resulted in more effective restoration of microbial SCFA production in IBD compared to the “microcommunity” strategy.

2.4. Эффективность функциональной композиции в ингибировании роста вегетативных 2.4. The effectiveness of the functional composition in inhibiting the growth of vegetative Clostridium difficileClostridium difficile в анализе на моделирование in modeling analysis in vitroin vitro

В данном примере был проведен тест на провокационное заражение Clostridium difficile для того, чтобы определить является ли функциональная композиция не только функционально активной в кишечных условиях, но может ли она также защитить окружающую среду кишечника от инфекций. В таком тесте на провокационное заражение, композицию инфицировали вегетативными клетками Clostridium difficile (Cdif) для оценки их способности ингибировать рост Cdif в смоделированных желудочно-кишечных условиях. Кроме того, был проведен эксперимент по дифференцированию эффективности композиции, полученной либо с использованием стратегии «микросообществ», либо с использованием стратегии «коллаборомов» (см. пример 1.3). Этот эксперимент повторяли с использованием композиции, содержащей Lactobacillus Plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae.In this example, a Clostridium difficile challenge test was performed to determine whether the functional composition is not only functionally active in intestinal conditions, but whether it can also protect the intestinal environment from infections. In such a challenge test, the composition was infected with vegetative cells of Clostridium difficile ( Cdif ) to evaluate their ability to inhibit the growth of Cdif under simulated gastrointestinal conditions. In addition, an experiment was conducted to differentiate the effectiveness of a composition obtained using either a “microcommunity” strategy or using a “collaboromy” strategy (see example 1.3). This experiment was repeated using a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae .

На практике, глицериновый маточный раствор Clostridium difficile (LMG 21717Т) оттаивали и высевали в бутыль, содержащую бульон, обогащенный средой клостридий (RCM), который затем продували азотом для создания анаэробных условий. Бутыль инкубировали в шейкерном инкубаторе (90 оборотов в минуту) в течение 24 часов, и 10% выращенной культуры снова инокулировали в бульон RCM. Через 24 часа после культивирования, гомогенизированную культуру C. difficile разделяли на аликвоты (с тремя повторностями) в бутылях (10% об/об), содержащих:In practice, a glycerol stock solution of Clostridium difficile (LMG 21717 T ) was thawed and inoculated into a bottle containing broth enriched with clostridium medium (RCM), which was then purged with nitrogen to create anaerobic conditions. The bottle was incubated in a shaker incubator (90 rpm) for 24 hours, and 10% of the grown culture was reinoculated into RCM broth. 24 hours after cultivation, the homogenized C. difficile culture was aliquoted (in triplicate) into bottles (10% v/v) containing:

1) базальную среду (контроль);1) basal medium (control);

2) базальную среду, содержащую композицию, полученную с использованием стратегии «микросообществ»;2) a basal medium containing a composition obtained using a “microcommunity” strategy;

3) базальную среду, содержащую композицию, полученную с использованием стратегии «коллаборомов»;3) basal medium containing a composition obtained using the “collaborome” strategy;

4) базальную среду, содержащую суспензию толстой кишки SHIME®.4) basal medium containing SHIME® colon suspension.

Бутыли инкубировали при 37°C в шейкерном инкубаторе (90 оборотов в минуту). Через регулярные промежутки времени, образец собирали и сразу замораживали при -80°С до количественной оценки C. difficile с помощью кол.ПЦР-анализа на основе детектирования и количественной оценки гена триозо-фосфат-изомеразы. Для этой цели, геномную ДНК экстрагировали как описано Boon et al. (2003). Реакцию амплификации проводили с использованием прямого и обратного олигонуклеотида: 5'-TATGGACTATGTTGTAATAGGAC-3' (прямого) и 5'-CATAATATTGGGTCTATTCCTAC-3' (обратного). Абсолютное количество ПЦР-продукта вычисляли путем построения стандартной кривой.The bottles were incubated at 37°C in a shaking incubator (90 rpm). At regular intervals, the sample was collected and immediately frozen at -80°C until C. difficile was quantified using qPCR analysis based on detection and quantification of the triose phosphate isomerase gene. For this purpose, genomic DNA was extracted as described by Boon et al. (2003). The amplification reaction was carried out using forward and reverse oligonucleotides: 5'-TATGGACTATGTTGTAATAGGAC-3' (forward) and 5'-CATAATATTGGGTCTATTCCCTAC-3' (reverse). The absolute amount of PCR product was calculated by constructing a standard curve.

В этом регулируемом анализе на моделирование in vitro, рост C. difficile наблюдался в базальной среде после 48-часового инкубирования, что подтверждало присутствие контроля в анализе на моделирование in vitro. Суспензия толстой кишки SHIME® (как модель реального фекального трансплантата) обнаруживала наибольшее ингибирование роста C. difficile после 48-часового инкубирования (то есть, 58%). Интересно отметить, что аналогичный результат был получен для композиции, полученной с использованием стратегии «коллаборомов», на что указывало приблизительно 53% ингибирование роста C. difficile. Самый низкий эффект наблюдался при добавлении композиции, полученной с использованием стратегии «микросообществ» (то есть, 23% ингибирование роста). Этот эксперимент наглядно продемонстрировал, что рост C. difficile в значительной степени ингибируется под действием композиции, и что такое ингибирование является наиболее ярко выраженным в случае предварительной адаптации композиции, полученной с использованием стратегии «коллаборомов».In this controlled in vitro simulation assay, growth of C. difficile was observed in basal medium after 48 hours of incubation, confirming the presence of a control in the in vitro simulation assay. SHIME® colon suspension (as a real fecal transplant model) exhibited the greatest inhibition of C. difficile growth after 48 hours of incubation (ie, 58%). It is interesting to note that a similar result was obtained for the composition obtained using the "collaborome" strategy, as indicated by approximately 53% inhibition of C. difficile growth. The lowest effect was observed when adding the composition obtained using the microcommunity strategy (ie, 23% growth inhibition). This experiment clearly demonstrated that the growth of C. difficile was significantly inhibited by the composition, and that such inhibition was most pronounced when the composition was pre-adapted using a “collaborome” strategy.

2.5. Влияние функциональной композиции на биомаркер функционирования кишечного барьера и на кишечный иммунитет у хозяина2.5. Effect of a functional composition on a biomarker of intestinal barrier functioning and on intestinal immunity in the host

В Примерах 2.1-2.3 показано, что композиция является функционально активной в комплексных кишечных условиях и может восстанавливать профили кишечных метаболитов, причем, самая высокая активность наблюдалась при продуцировании с использованием стратегии «коллаборомов». Это может, в свою очередь, благоприятно влиять на кишечный эпителий и, тем самым, на функционирование кишечного барьера и местный иммунитет.Examples 2.1-2.3 show that the composition is functionally active in complex intestinal conditions and can restore intestinal metabolite profiles, with the highest activity observed when produced using the “collaborome” strategy. This may, in turn, have a beneficial effect on the intestinal epithelium and thus on the functioning of the intestinal barrier and local immunity.

В этом примере, для оценки такой возможности была использована комбинация образцов, взятых из предыдущих экспериментов по установленной модели совместного культивирования энтероцитов (клеток Сасо-2) и макрофагов (THP1) (Possemiers et al. 2013). В этой модели, стимуляция клеток THP1 липополисахаридами приводит к повышению уровня продуцирования провоспалительных цитокинов, что, в свою очередь, будет разрушать слой энтероцитов, создавая так называемое состояние «негерметичного» кишечника. Влияние на «негерметичный» кишечник измеряют путем оценки эффекта трансэпителиального электрического сопротивления (TEER) [измерения эффективности кишечного барьера] и уровня продуцирования воспалительных цитокинов по сравнению с контролем.In this example, a combination of samples taken from previous experiments in an established coculture model of enterocytes (Caco-2 cells) and macrophages (THP1) was used to evaluate this possibility (Possemiers et al. 2013). In this model, stimulation of THP1 cells by lipopolysaccharides leads to increased levels of proinflammatory cytokine production, which in turn will disrupt the enterocyte layer, creating a so-called leaky gut condition. The effect on leaky gut is measured by assessing the effect of transepithelial electrical resistance (TEER) [a measure of the effectiveness of the intestinal barrier] and the level of inflammatory cytokine production compared to control.

На практике, образцы, собранные на 1 день после проведения эксперимента М-SHIME, как описано в примере 2.3, объединяли с моделью совместной культуры «негерметичного» кишечника.In practice, samples collected 1 day after the M-SHIME experiment, as described in Example 2.3, were combined with the leaky gut co-culture model.

2.6. Влияние вариаций идентичности штамма на функциональную активность композиции2.6. The influence of variations in strain identity on the functional activity of the composition

Для того, чтобы определить, является ли неожиданный синергический эффект 7 изолятов в композиции штамм-специфическим, или он может быть также достигнут с использованием других штаммов того же вида, был проведен дополнительный эксперимент. В этом примере, две различных композиции получали с использованием стратегии «коллаборомов» (см. пример 1.3). Композиция 1 содержит специфические изоляты, описанные в примере 1.2, а композиция 2 состоит из штаммов тех же самых видов, полученных из коллекции культур:To determine whether the unexpected synergistic effect of the 7 isolates in the composition was strain-specific or could also be achieved using other strains of the same species, an additional experiment was conducted. In this example, two different compositions were prepared using a "collaboration" strategy (see Example 1.3). Composition 1 contains the specific isolates described in example 1.2, and composition 2 consists of strains of the same species obtained from the culture collection:

- Композиция 1: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia hominis LMG P-29364, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Lactobacillus plantarum LMG P-29366 и Anaerostipes caccae LMG P-29359;- Composition 1: Faecalibacterium prausnitzii LMG P-29362, Butyricicoccus pullicaecorum LMG P-29360, Roseburia inulinivorans LMG P-29365, Roseburia hominis LMG P-29364, Akkermansia muciniphila LMG P-29361, Lactobacillus plantarum LMG P-29366 and Anaer ostipes caccae LMG P -29359;

- Композиция 2: Lactobacillus plantarum ZJ316, Faecalibacterium prausnitzii (DSMZ 17677), Butyricicoccus pullicaecorum (LMG 24109), Roseburia inulinivorans (DSMZ 16841), Roseburia hominis (DSMZ 16839), Akkermansia muciniphila (DSMZ 22959) и Anaerostipes caccae (DSMZ 14662).- Composition 2: Lactobacillus plantarum ZJ316, Faecalibacterium prausnitzii (DSMZ 17677), Butyricicoccus pullicaecorum (LMG 24109), Roseburia inulinivorans (DSMZ 16841), Roseburia hominis (DSMZ 16839), Akkermansia muciniphila (DSMZ 22959) and Ana erostipes caccae (DSMZ 14662).

На практике, выбранные виды выделяли из глицериновых маточных растворов и культивировали в соответствующих оптимальных условиях роста для получения гомогенных суспензий бактериальных штаммов. Затем штаммы смешивали с получением Композиции 1 и Композиции 2, соответственно, и каждую из них засевали с тремя повторностями в систему SHIME® (Van den Abbeele et al., 2010), состоящую из одной области толстой кишки при рН 6,15-6,4. Профили продуцирования бутирата наблюдали в течение 14 дней.In practice, selected species were isolated from glycerol stock solutions and cultured under appropriate optimal growth conditions to obtain homogeneous suspensions of bacterial strains. The strains were then mixed to form Composition 1 and Composition 2, respectively, and each was seeded in triplicate in the SHIME® system (Van den Abbeele et al., 2010), consisting of one area of the colon at pH 6.15-6. 4. Butyrate production profiles were observed for 14 days.

Интересно отметить, что динамика продуцирования бутирата была очень похожа для обеих композиций, то есть, сначала наблюдались сильные колебания, а затем, приблизительно через 6 дней, уровни бутирата стабилизировались. По окончании эксперимента (день 14), уровни бутирата для композиции 1 составляли 19,3 мМ, а уровни для композиции 2 составляли 18,8 мМ. Это указывает на то, что синергический эффект, наблюдаемый в композиции Примера 1.2, может быть воспроизведен с использованием различных штаммов, полученных из одних и тех же видов.It is interesting to note that the dynamics of butyrate production were very similar for both formulations, that is, there were large fluctuations at first and then, after approximately 6 days, butyrate levels stabilized. At the end of the experiment (day 14), butyrate levels for composition 1 were 19.3 mM and levels for composition 2 were 18.8 mM. This indicates that the synergistic effect observed in the composition of Example 1.2 can be reproduced using different strains obtained from the same species.

Пример 3. Эксперименты Example 3. Experiments in vivoin vivo

3.1. Мышиная модель разрушения микробиоты желудочно-кишечного тракта, индуцируемого антибиотиками3.1. Mouse model of antibiotic-induced destruction of the gastrointestinal microbiota

В этом примере был проведен эксперимент для того, чтобы определить, может ли функциональная композиция восстанавливать метаболическую способность микробиома кишечника после индуцированного антибиотиками дисбактериоза также в условиях in vivo.In this example, an experiment was conducted to determine whether the functional composition could restore the metabolic capacity of the gut microbiome after antibiotic-induced dysbiosis, also in in vivo conditions.

В этом примере использовали композицию, содержащую Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae и полученную с использованием стратегии «коллаборомов» Примера 1.3. Кроме того, для того, чтобы определить, необходима ли более точная имитация полного профиля функциональности кишечного микробиома, проводили дополнительный эксперимент, в котором использовали композицию с добавлением Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron и Bacteroides vulgatus (эта композиция называеся композицией с «расширенным составом»).This example used a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae and obtained using the "collaborome" strategy of Example 1.3. Additionally, to determine whether a more accurate mimic of the full functional profile of the gut microbiome was needed, an additional experiment was conducted using a formulation supplemented with Escherichia coli, Enterococcus faecium, Lactobacillus mucosae, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium longum, Bacteroides thetaiotaomicron and Bacteroides vulgatus (this composition is called a composition with “extended composition”).

На практике, «композицию» и «композицию с расширенным составом» приготавливали в свежем виде с использованием стратегии «коллаборомов», два раза промывали в PBS (в анаэробной камере для обеспечения анаэробных условий), концентрировали в 100 мкл и вводили мышам через желудочный зонд, как только это было возможно. Были закуплены мыши (C57/НД6) в возрасте по меньшей мере 5 недель, и этих мышей содержали в условиях с отсутствием патогенов и давали стандартный корм. Эксперименты на мышах проводили в соответствии с протоколами, утвержденными Комитетом по этике проведения испытаний на животных Гентского Университета в Бельгии. Для индуцирования дисбактериоза, вызываемого антибиотиками, в питьевую воду вводили дозу антибиотика клиндамицина в концентрации 250 мг/л. Через 5 дней после введения антибиотика, содержимое желудка мышей нейтрализовали NaHCO3, после чего мышам (10 мышей на группу) перорально через желудочный зонд в течение 5 дней подряд вводили:In practice, the "formulation" and "formulation-extended" were prepared fresh using the "collaborome" strategy, washed twice in PBS (in an anaerobic chamber to ensure anaerobic conditions), concentrated in 100 μl and administered to mice via gavage, as soon as possible. Mice (C57/ND6) at least 5 weeks old were purchased and these mice were maintained in pathogen-free conditions and fed standard chow. Experiments on mice were performed in accordance with protocols approved by the Animal Test Ethics Committee of Ghent University, Belgium. To induce dysbiosis caused by antibiotics, a dose of the antibiotic clindamycin was introduced into drinking water at a concentration of 250 mg/l. 5 days after administration of the antibiotic, the stomach contents of the mice were neutralized with NaHCO 3 , after which the mice (10 mice per group) were administered orally through a gastric tube for 5 consecutive days:

1) композицию в физиологическом растворе;1) composition in physiological solution;

2) композицию с «расширенным составом» в физиологическом растворе и2) a composition with an “expanded composition” in saline solution and

3) физиологический раствор (контроль).3) saline solution (control).

Обычную группу (которой не вводили антибиотики, но которую обрабатывали физиологическим раствором) включали в качестве контроля для исключения вариабельности, возникающей после введения зонда. Во время эксперимента брали образцы фекалий (приблизительно 100 мг/мышь) и хранили при -80°С для последующих анализов.The normal group (which did not receive antibiotics but was treated with saline) was included as a control to exclude variability occurring after gavage insertion. Fecal samples (approximately 100 mg/mouse) were collected during the experiment and stored at -80°C for subsequent analyses.

Профили SCFA, полученные из образцов фекалий, взятых у мышей одних и тех же групп, показали, что 5-дневная обработка антибиотиками приводила к значительному снижению уровня продуцирования бутирата и пропионата до такой степени, что продуцировался только ацетат (фиг. 10). Как показано на фиг. 10, спонтанное восстановление метаболических функций происходило медленно и начиналось только приблизительно через 5 дней (D10) после последней обработки антибиотиками, хотя молярные соотношения трех основных SCFA (ацетата, пропионата и бутирата) не достигали состояния, наблюдаемого до введения антибиотиков. Однако, после обработки мышей «композицией» или «композицией с расширенным составом», полученной с использованием стратегии «коллаборомов», восстановление метаболизма бутирата началось уже приблизительно через 3 дня (d8) после обработки антибиотиками. Более того, метаболическая активность у мышей, обработанных обеими композициями, почти полностью восстановливалась через 5 дней после введения последней дозы антибиотиков (d10) с хорошим продуцированием как пропионата, так и бутирата. Композиция с расширенным составом содержала более высокое разнообразие продуцентов ацетата и пропионата по сравнению с обычной композицией, о чем также свидетельствовал несколько иной профиль ферментации на 10-й день эксперимента. В заключение следует отметить, что этот пример дает подтверждение in vivo, что функциональная композиция является эффективной для достижения более быстрого и более активного восстановления профилей кишечных метаболитов после дисбактериоза, индуцированного антибиотиками. Кроме того, изменение точных комбинаций видов в композиции позволяет скорректировать конечный результат в отношении специфических профилей метаболитов.SCFA profiles obtained from fecal samples collected from mice of the same groups showed that 5 days of antibiotic treatment resulted in a significant reduction in the levels of butyrate and propionate production to the extent that only acetate was produced (Fig. 10). As shown in FIG. 10, spontaneous recovery of metabolic functions occurred slowly and did not begin until approximately 5 days (D10) after the last antibiotic treatment, although the molar ratios of the three major SCFAs (acetate, propionate, and butyrate) did not reach the state observed before antibiotic administration. However, after treating mice with the “formulation” or “expanded composition” obtained using the “collaborome” strategy, restoration of butyrate metabolism began as early as approximately 3 days (d8) after antibiotic treatment. Moreover, metabolic activity in mice treated with both formulations was almost completely restored 5 days after the last dose of antibiotics (d10) with good production of both propionate and butyrate. The expanded composition contained a higher diversity of acetate and propionate producers compared to the conventional composition, which was also evidenced by a slightly different fermentation profile on day 10 of the experiment. In conclusion, this example provides in vivo evidence that the functional formulation is effective in achieving faster and more potent restoration of intestinal metabolite profiles following antibiotic-induced dysbiosis. In addition, changing the exact combinations of species in the composition allows you to adjust the final result with respect to specific metabolite profiles.

3.2. Мышиная TNBS-модель воспаления3.2. Mouse TNBS model of inflammation

Модель с использованием TNBS (2,4,6-тринитробензолсульфоновой кислоты) представляет собой широко используемую модель колита, которая имитирует некоторые признаки болезни Крона (Scheiffele et al., 2001), включая потерю массы, кровянистую диарею и утолщение стенки кишечника. Гистопатологический анализ на TNBS выявил очаги трансмурального воспаления кишечника с образованием глубоких язв, классические признаки которых наблюдаются у пациентов с БК. Это делает TNBS-модель хорошим кандидатом для in vivo оценки способности функциональной композиции предотвращать и/или устранять повреждения слизистой оболочки кишечника при ВЗК и стимулировать сохранение/развитие барьера здорового кишечника.The TNBS ( 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid ) model is a widely used colitis model that mimics several features of Crohn's disease (Scheiffele et al., 2001), including weight loss, bloody diarrhea, and thickening of the intestinal wall. Histopathological analysis of TNBS revealed foci of transmural inflammation of the intestine with the formation of deep ulcers, the classic features of which are observed in patients with CD. This makes the TNBS model a good candidate for in vivo assessment of the ability of a functional composition to prevent and/or reverse damage to the intestinal mucosa in IBD and promote the maintenance/development of a healthy intestinal barrier.

В этом примере была использована композиция, содержащая Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae, для оценки благоприятных эффектов после применения TNBS-модели. Кроме того был проведен эксперимент по дифференцированию эффективности композиции, полученной либо с использованием стратегии «микросообществ», либо с использованием стратегии «коллаборомов» (см. пример 1.3). Колит у животных был вызван ректальной инстилляцией TNBS, то есть, агентов, сенсибилизирующих слизистую оболочку и разведенных в этаноле. Введение этанола является необходимым условием разрушения барьера слизистой оболочки толстой кишки для обеспечения проникновения TNBS в собственную пластинку слизистой. TNBS гаптенизирует локализованные микробные белки толстой кишки и кишечника, в результате чего, они становятся иммуногенными и запускают природные и адаптивные иммунные ответы у хозяина.In this example, a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae was used to evaluate the beneficial effects after applying the TNBS model. In addition, an experiment was conducted to differentiate the effectiveness of a composition obtained either using the “microcommunity” strategy or using the “collaboromy” strategy (see example 1.3). Colitis in animals was caused by rectal instillation of TNBS, that is, mucosal sensitizing agents diluted in ethanol. The introduction of ethanol is a necessary condition for the destruction of the colonic mucosal barrier to ensure the penetration of TNBS into the lamina propria. TNBS haptenizes localized colon and intestinal microbial proteins, causing them to become immunogenic and trigger natural and adaptive immune responses in the host.

На практике, самцы 8-10-недельных мышей C57BL6/J были помещены в камеру с регулируемой температурой при 20°С с 12-часовым циклом день-ночь. Животные имели свободный доступ к воде и к коммерчески доступному корму. Мыши были произвольно распределены по клеткам во избежание эффектов «изолятора». Эксперимент начинали после акклиматизации в течение 1 недели. Каждую группу (n=9/группу) обрабатывали 5 дней подряд с помощью перорального зонда. Профилактическую дозу при всех обработках начинали за 1 день до ректального введения 2 мг TNBS/50%EtOH и продолжали в течение 4 дней после введения TNBS, а затем мышей умерщвляли. Была проведена следующая обработка:In practice, 8- to 10-week-old male C57BL6/J mice were housed in a temperature-controlled chamber at 20°C on a 12-hour day-night cycle. Animals had free access to water and commercially available food. Mice were randomly assigned to cages to avoid confinement effects. The experiment began after acclimatization for 1 week. Each group (n=9/group) was treated for 5 consecutive days using an oral gavage. Prophylactic dosing for all treatments began 1 day before rectal administration of 2 mg TNBS/50%EtOH and continued for 4 days after TNBS administration, and then mice were sacrificed. The following processing was carried out:

1) TNBS+композиция, полученная с использованием стратегии «микросообществ» в физиологическом растворе;1) TNBS+ composition obtained using the “microcommunity” strategy in saline solution;

2) TNBS+композиция, полученная с использованием стратегии «коллаборомов» в физиологическом растворе; и2) TNBS+ composition obtained using the “collaborome” strategy in saline solution; And

3) TNBS+физиологический раствор (контроль).3) TNBS+saline (control).

Обычную группу (которую не подвергали TNBS-обработке, но обрабатывали физиологическим раствором) включали в качестве контроля для исключения вариабельности, возникающей после введения зонда. Конечной точкой исследования был ежедневный мониторинг активности заболевания (перед ежедневной обработкой) путем измерения массы тела, наличия крови в фекалиях (ColoScreen) и оценки общего внешнего вида.The normal group (which was not treated with TNBS but was treated with saline) was included as a control to exclude variability occurring after probe insertion. The endpoint of the study was daily monitoring of disease activity (before daily treatment) by measuring body weight, presence of blood in feces (ColoScreen) and assessment of general appearance.

Результаты этого примера представлены на фиг. 11. У контрольной группы, обработанной носителем (физиологическим раствором) без TNBS не наблюдалось ни потери массы, ни активности заболевания, а у контрольной группы, которой вводили TNBS, сразу наблюдалась 8% потеря массы на день 1 и сильное повышение активности заболевания. И потеря масса и активность заболевания были частично восстановлены в конце исследования. Интересно отметить, что композиции давала сильный протективный эффект, предотвращающий потерю массы и активность заболевания, и все же степень этого протективного эффекта зависела от стратегии получения композиции. Начальный слабый протективный эффект наблюдался на день 1 в случае стратегии «микросообществ», на что указывало снижение потери массы и активности заболевания, но этот протективный эффект больше не наблюдался в последующие дни исследования. В противоположность этому, введение композиции, полученной с использованием стратегии «коллаборомов», давал сильный профилактический эффект, предотвращающий потерю массы и активность заболевания на день 1, по сравнению с TNBS-контролем, а более быстрое и полное восстановление наблюдалось к конце исследования, на что указывало возвращение активности заболевания на уровень, наблюдаемый в случае использования контроля-носителя. В заключение следует отметить, что этот пример дает подтверждение in vivo, что функциональная композиция является эффективной для достижения более быстрого предотвращения и более быстрого и эффективного устранения кишечного воспаления и активности заболевания при TNBS-индуцированном колите. Кроме того, эти результаты ясно продемонстрировали, что предварительная адаптация с использованием стратегии «коллаборомов» является более эффективной, чем адаптация в случае использования стратегии «микросообществ».The results of this example are shown in FIG. 11. The control group treated with vehicle (saline) without TNBS showed no weight loss or disease activity, and the control group treated with TNBS immediately experienced an 8% weight loss on day 1 and a strong increase in disease activity. Both weight loss and disease activity were partially restored at the end of the study. It is interesting to note that the compositions provided a strong protective effect against weight loss and disease activity, yet the extent of this protective effect depended on the formulation strategy. An initial weak protective effect was observed on day 1 for the microcommunity strategy, as indicated by reduced weight loss and disease activity, but this protective effect was no longer observed on subsequent days of the study. In contrast, administration of the composition obtained using the "colaborome" strategy had a strong prophylactic effect, preventing weight loss and disease activity on day 1, compared with the TNBS control, and a more rapid and complete recovery was observed at the end of the study, which indicated a return of disease activity to the level observed with vehicle control. In conclusion, this example provides in vivo confirmation that the functional composition is effective in achieving more rapid prevention and more rapid and effective resolution of intestinal inflammation and disease activity in TNBS-induced colitis. Moreover, these results clearly demonstrated that pre-adaptation using the collaborative strategy is more effective than adaptation using the micro-community strategy.

3.3. Мышиная DSS-модель воспаления3.3. Mouse DSS model of inflammation

DSS-модель хронического колита представляет собой широко используемую модель колита, которая имитирует некоторые признаки болезни Крона, включая потерю массы и кровянистую диарею. В соответствии с гистопатологическим анализом, длительное введение DSS вызывало воспаление кишечника с типичными структурными изменениями, такими как искривление крипт, инфильтрация воспалительных клеток (суб)слизистой оболочки и фиброз, то есть, признаки, наблюдаемые у пациентов с БК. Это делает DSS-модель хорошим кандидатом для in vivo оценки способности функциональной композиции предотвращать и/или устранять повреждения слизистой оболочки кишечника при ВЗК и стимулировать сохранение/развитие барьера здорового кишечника.The DSS model of chronic colitis is a widely used model of colitis that mimics some of the features of Crohn's disease, including weight loss and bloody diarrhea. According to histopathological analysis, long-term administration of DSS caused intestinal inflammation with typical structural changes such as crypt curvature, (sub)mucosal inflammatory cell infiltration and fibrosis, i.e., features observed in CD patients. This makes the DSS model a good candidate for in vivo assessment of the ability of a functional composition to prevent and/or reverse damage to the intestinal mucosa in IBD and promote the maintenance/development of a healthy intestinal barrier.

В этом примере была использована композиция, содержащая Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae, и полученная с использованием стратегии «коллаборомов» (см. пример 1.3) для оценки благоприятных эффектов после применения DSS-модели хронического колита. Колит был вызван у животных путем повторного введения DSS в питьевую воду (0,25% контрольное заражение). Этот эксперимент проводили всего 8 дней с 3 циклами введения DSS и восстановления.In this example, a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae was used and obtained using a “collaborome” strategy (see Example 1.3) to evaluate the beneficial effects after application of DSS - models of chronic colitis. Colitis was induced in animals by repeated administration of DSS to drinking water (0.25% challenge). This experiment was carried out for a total of 8 days with 3 cycles of DSS administration and recovery.

На практике, самцы 6-недельных мышей C57BL6/J были помещены в камеру с регулируемой температурой при 20°С с 12-часовым циклом день-ночь. Животные имели свободный доступ к воде и к коммерчески доступному корму. Мыши были произвольно распределены по клеткам во избежание эффектов «изолятора». Эксперимент начинали после акклиматизации в течение 1 недели. Каждую группу (n=10/группу) обрабатывали 3 раза в неделю 8 дней подряд с помощью перорального зонда. Профилактическую дозу при всех обработках начинали за 1 неделю до первого DSS-цикла. Первый DSS-цикл начинали на неделю 2, и этот цикл включал введение DSS в течение 1 недели (0,25% в питьевой воде) с последующим 2-недельным восстановлением. После первого цикла проводили идентичный второй DSS-цикл. Третий DSS-цикл состоял из введения DSS в течение одной недели с последующим восстановлением в течение одной недели, после чего животных умерщвляли. Была проведена следующая обработка:In practice, 6-week-old male C57BL6/J mice were housed in a temperature-controlled chamber at 20°C on a 12-hour day-night cycle. Animals had free access to water and commercially available food. Mice were randomly assigned to cages to avoid confinement effects. The experiment began after acclimatization for 1 week. Each group (n=10/group) was treated 3 times a week for 8 consecutive days using an oral gavage. The prophylactic dose for all treatments began 1 week before the first DSS cycle. The first DSS cycle began at week 2, and this cycle included 1 week of DSS administration (0.25% in drinking water) followed by 2 weeks of recovery. After the first cycle, an identical second DSS cycle was performed. The third DSS cycle consisted of DSS administration for one week followed by recovery for one week, after which the animals were sacrificed. The following processing was carried out:

1) Контроль без DSS1) Control without DSS

2) DSS+композиция, полученная с использованием стратегии «коллаборомов» в физиологическом растворе (3 раза в неделю); и2) DSS+composition obtained using the “collaborome” strategy in saline solution (3 times a week); And

3) DSS+физиологический раствор (DSS-контроль).3) DSS+saline (DSS-control).

Конечной точкой исследования был ежедневный мониторинг индекса активности заболевания (DAI) во время каждого DSS-цикла три раза в неделю (перед ежедневной обработкой) путем измерения массы тела, наличия крови в фекалиях (ColoScreen) и оценки общего внешнего вида. Как показано на фиг. 12, в случае контрольной группы, обработанной носителем (физиологическим раствором) без DSS, какого-либо влияния на DAI не наблюдалось, а у контрольной группы, которой вводили DSS, наблюдалось значительное увеличение DAI в каждом цикле введения. Интересно отметить, что указанная композиция давала сильный протективный эффект (приблизительно 25% снижение DAI в каждом цикле) от активности заболевания. Это также указывает на то, что функциональная композиция является эффективной для достижения сильного протективного эффекта, защищающего от кишечного воспаления и активности заболевания при DSS-индуцированном колите.The endpoint of the study was daily monitoring of the disease activity index (DAI) during each DSS cycle three times a week (before daily treatment) by measuring body weight, presence of blood in feces (ColoScreen) and assessment of general appearance. As shown in FIG. 12, in the case of the control group treated with vehicle (saline) without DSS, no effect on DAI was observed, while the control group treated with DSS showed a significant increase in DAI in each administration cycle. It is interesting to note that this composition provided a strong protective effect (approximately 25% reduction in DAI in each cycle) against disease activity. This also indicates that the functional composition is effective in achieving a strong protective effect against intestinal inflammation and disease activity in DSS-induced colitis.

Пример 3.5. Модель воспаления слизистой оболочкиExample 3.5. Model of mucosal inflammation

Воспаление слизистой оболочки является клиническим термином, используемым для описания повреждений слизистых оболочек после противораковой терапии. Воспаление слизистой оболочки происходит во всем желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) (в том числе во рту), в мочеполовых путях и в меньшей степени на других поверхностях слизистых оболочек. Его тяжесть и продолжительность варьируется в зависимости от дозы и типа используемого лекарственного средства.Mucositis is a clinical term used to describe damage to the mucous membranes following cancer therapy. Mucosal inflammation occurs throughout the gastrointestinal (GI) tract (including the mouth), the genitourinary tract, and to a lesser extent on other mucosal surfaces. Its severity and duration vary depending on the dose and type of medicine used.

Важной особенностью воспаления слизистой оболочки является то, что оно ограничивает дозу химиотерапии. Эпителий крипты ЖКТ является особенно восприимчивым к химиотерапевтической токсичности, и его симптомами являются тошнота и рвота, боли в животе, вздутие и понос из-за прямого воздействия цитотоксических веществ на слизистую оболочку. Крысиная модель воспаления слизистой оболочки кишечника, индуцированного 5-фторурацилом (5-FU), была разработана Keefe и др. для оценки влияния химиотерапии на ЖКТ, и в настоящее время эта модель является одной из наиболее широко используемых моделей для исследования воспаления слизистой оболочки у крыс, индуцированного химиотерапией (Keefe 2004).An important feature of mucosal inflammation is that it limits the dose of chemotherapy. The GI crypt epithelium is particularly susceptible to chemotherapy toxicity, and symptoms include nausea and vomiting, abdominal pain, bloating, and diarrhea due to direct effects of cytotoxic substances on the mucosa. A rat model of 5-fluorouracil (5-FU)-induced intestinal mucosal inflammation was developed by Keefe et al. to evaluate the effects of chemotherapy on the gastrointestinal tract and is currently one of the most widely used models for studying mucosal inflammation in rats. induced by chemotherapy (Keefe 2004).

В этом примере, в качестве основы для эксперимента была использована композиция, содержащая Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila и Anaerostipes caccae и полученная с использованием стратегии «коллаборомов» Примера 1.3. Воспаление слизистой оболочки индуцировали путем введения одной внутрибрюшинной дозы 5-FU.In this example, the basis for the experiment was a composition containing Lactobacillus plantarum, Faecalibacterium prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Roseburia hominis, Akkermansia muciniphila and Anaerostipes caccae and obtained using the “collaborome” strategy of Example 1.3. Mucosal inflammation was induced by administering a single intraperitoneal dose of 5-FU.

На практике, всего 30 крыс были произвольно распределены по контрольным и экспериментальным группам в соответствии с определенной временной точкой. Все крысы в экспериментальных группах получали одну внутрибрюшинную дозу 5-FU (150 мг 5-FU/кг массы тела). Крыс в контрольных группах обрабатывали растворителем, используемым в качестве носителя (диметилсульфоксидом). После введения химиотерапевтических препаратов, конечные точки исследования, такие как смертность, диарея и общее клиническое состояние, оценивали четыре раза в течение 24 часов. Крыс, входящих в подгруппы, умерщвляли путем обескровливания и смешения шейных позвонков через 24, 48 и 72 часа после введения препарата. Первичными представляющими интерес конечными точками являются изменение массы, диарея и общее клиническое состояние (оценка слабости). Вторичными конечными точками являются данные гистологического анализа образцов кишечника и данные анализа микробиоты стула и слизистой оболочки кишечника.In practice, a total of 30 rats were randomly assigned to control and experimental groups according to a specific time point. All rats in the experimental groups received one intraperitoneal dose of 5-FU (150 mg 5-FU/kg body weight). Rats in control groups were treated with the vehicle vehicle (dimethyl sulfoxide). After administration of chemotherapy drugs, study endpoints such as mortality, diarrhea and general clinical status were assessed four times within 24 hours. Rats included in the subgroups were sacrificed by bleeding and mixing the cervical vertebrae 24, 48 and 72 hours after drug administration. The primary endpoints of interest are weight change, diarrhea, and global clinical status (frailty score). Secondary endpoints include histological analysis of intestinal samples and data from the analysis of stool and intestinal mucosal microbiota.

Для того, чтобы оценить влияние композиции с точки зрения профилактики или ослабления оцениваемых симптомов, некоторым крысам 8 дней подряд вводили композицию с помощью перорального зонда. Профилактическую дозу вводили за 5 дней до начала введения 5-FU и продолжали вводить в течение 3-х дней после введения 5-FU или до умерщвления крыс. Контрольным животным композицию не вводили.In order to evaluate the effect of the composition in terms of prevention or amelioration of the assessed symptoms, some rats were administered the composition by oral gavage for 8 consecutive days. The prophylactic dose was administered 5 days before the start of 5-FU administration and continued for 3 days after 5-FU administration or until the rats were sacrificed. Control animals were not administered the composition.

БиблиографияBibliography

- Bahaka et al. 1993 - Phenotypic and genomic analyses of human strains belonging or related to Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis and Bifidobacterium breve. - Int J Syst Evol Microbiol. 43: 565-573- Bahaka et al. 1993 - Phenotypic and genomic analyzes of human strains belonging or related to Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis and Bifidobacterium breve . - Int J Syst Evol Microbiol. 43: 565-573

- Barcenilla et al. 2000 - Phylogenetic relationships of butyrate-producing bacteria from the human gut - Appl Environ Microbiol 66, 1 654-1 661- Barcenilla et al. 2000 - Phylogenetic relationships of butyrate-producing bacteria from the human gut - Appl Environ Microbiol 66, 1 654-1 661

- Barnett et al. 2012 - The interactions between endogenous bacteria, dietary components and the mucus layer of the large bowel. - Food Funct. 3: 690-9- Barnett et al. 2012 - The interactions between endogenous bacteria, dietary components and the mucus layer of the large bowel. -Food Function. 3: 690-9

- Becker et al. 201 1 - Human intestinal microbiota: characterization of a simplified and stable gnotobiotic rat model - Gut Microbes, 2: 25-33- Becker et al. 201 1 - Human intestinal microbiota: characterization of a simplified and stable gnotobiotic rat model - Gut Microbes, 2: 25-33

- Boon et al. 2003 - Bioaugmentation as a tool to protect the structure and function of an activated-sludge microbial community against a 3-chloroaniline shock load - Appl Environ Microbiol, 69: 151 1-1520- Boon et al. 2003 - Bioaugmentation as a tool to protect the structure and function of an activated-sludge microbial community against a 3-chloroaniline shock load - Appl Environ Microbiol, 69: 151 1-1520

- Brandl et al. 2008 - Vancomycin-resistant enterococci exploit antibiotic-induced innate immune deficits - Nature. 455: 804-7- Brandl et al. 2008 - Vancomycin-resistant enterococci exploit antibiotic-induced innate immune deficits - Nature. 455:804-7

- Cenit et al. 2014 - Rapidly expanding knowledge on the role of the gut microbiome in health and disease - Biochim Biophys Acta. 1842: 1984-1992- Cenit et al. 2014 - Rapidly expanding knowledge on the role of the gut microbiome in health and disease - Biochim Biophys Acta. 1842: 1984-1992

- Clemente et al. 2012 - The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view - Cell. 148: 1258-70- Clemente et al. 2012 - The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view - Cell. 148: 1258-70

- Cummings & Macfarlane, 1997 - Role of intestinal bacteria in nutrient metabolism - J Parenter Enteral Nutr. 21: 357-65- Cummings & Macfarlane, 1997 - Role of intestinal bacteria in nutrient metabolism - J Parenter Enteral Nutr. 21: 357-65

- Derrien et al. 2004 - Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium - Int J Syst Evol Microbiol. 54: 1469- 1476- Derrien et al. 2004 - Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., a human intestinal mucin-degrading bacterium - Int J Syst Evol Microbiol. 54: 1469- 1476

- De Vrieze 2013 - Medical research. The promise of poop - Science. 341: 954- 7- De Vrieze 2013 - Medical research. The promise of poop - Science. 341: 954-7

- Duncan et al. (2002) - Growth requirements and fermentation products of Fusobacterium prausnitzii, and a proposal to reclassify it as Faecalibacterium prausnitzii gen. nov., comb. nov. - Int J Syst Evol Microbiol. 52: 2141 -2146- Duncan et al. (2002) - Growth requirements and fermentation products of Fusobacterium prausnitzii , and a proposal to reclassify it as Faecalibacterium prausnitzii gen. nov., comb. nov. - Int J Syst Evol Microbiol. 52: 2141 -2146

- Duncan et al. (2006) - Proposal of Roseburia faecis sp. nov., Roseburia hominis sp. nov. and Roseburia inulinivorans sp. nov., based on isolates from human faeces - Int J Syst Evol Microbiol. 56: 2437-2441- Duncan et al. (2006) - Proposal of Roseburia faecis sp. nov., Roseburia hominis sp. nov. and Roseburia inulinivorans sp. nov., based on isolates from human faeces - Int J Syst Evol Microbiol. 56:2437-2441

- Eeckhaut et al. (2008) - Butyricicoccus pullicaecorum gen. nov., sp. nov., an anaerobic, butyrate-producing bacterium isolated from the caecal content of a broiler chicken - Int J Syst Evol Microbiol, 58: 2799-2802- Eeckhaut et al. (2008) - Butyricicoccus pullicaecorum gen. nov., sp. nov., an anaerobic, butyrate-producing bacterium isolated from the caecal content of a broiler chicken - Int J Syst Evol Microbiol, 58: 2799-2802

- Fuller & Gibson, 1997 - Modification of the intestinal microflora using probiotics and prebiotics - Scand J Gastroenterol Suppl. 222: 28-31- Fuller & Gibson, 1997 - Modification of the intestinal microflora using probiotics and prebiotics - Scand J Gastroenterol Suppl. 222:28-31

- Hartemink et al. 1996 - Raffinose-Bifidobacterium (RB) agar, a new selective medium for bifidobacteria - J Microbiol Methods, 27: 33-43- Hartemink et al. 1996 - Raffinose-Bifidobacterium (RB) agar, a new selective medium for bifidobacteria - J Microbiol Methods, 27: 33-43

- Hartemink et al. 1997 - LAMVAB- A new selective medium for the isolation of lactobacilli from faeces - J Microbiol Methods, 29: 77-84- Hartemink et al. 1997 - LAMVAB- A new selective medium for the isolation of lactobacilli from faeces - J Microbiol Methods, 29: 77-84

- Lannitti and Palmieri, 2010 - Therapeutical use of probiotic formulations in clinical practice - Clin Nutr. 29: 701 -25- Lannitti and Palmieri, 2010 - Therapeutical use of probiotic formulations in clinical practice - Clin Nutr. 29: 701 -25

- Le Bon et al. 2010 - Influence of probiotics on gut health in the weaned pig -Livestock Sci, 133: 179-181- Le Bon et al. 2010 - Influence of probiotics on gut health in the weaned pig - Livestock Sci, 133: 179-181

- Livingston et al. 1798 - New medium for selection and presumptive identification of the Bacteroides fragilis group. J Clin Microbiol 7: 448-453 Keefe 2004 - Gastrointestinal mucositis: a new biological model - Supp Care Cane, 12: 6-9- Livingston et al. 1798 - New medium for selection and presumptive identification of the Bacteroides fragilis group. J Clin Microbiol 7: 448-453 Keefe 2004 - Gastrointestinal mucositis: a new biological model - Supp Care Cane, 12: 6-9

- Khoruts et al, 2010 - Changes in the composition of the human fecal microbiome after bacteriotherapy for recurrent Clostridium difficile-associated diarrhea - J Clin Gastroenterol. 44: 354-60- Khoruts et al, 2010 - Changes in the composition of the human fecal microbiome after bacteriotherapy for recurrent Clostridium difficile-associated diarrhea - J Clin Gastroenterol. 44: 354-60

- Kinross et al. 201 1 - Gut microbiome-host interactions in health and disease -Genome Med. 3: 14- Kinross et al. 201 1 - Gut microbiome-host interactions in health and disease -Genome Med. 3:14

- Macfarlane & Macfarlane, 1997 - Human colonic microbiota: ecology, physiology and metabolic potential of intestinal bacteria - Scand J Gastroenterol, 32: 3-9- Macfarlane & Macfarlane, 1997 - Human colonic microbiota: ecology, physiology and metabolic potential of intestinal bacteria - Scand J Gastroenterol, 32: 3-9

- Newton et al 1998 - Growth of a human intestinal Desulfovibrio desulfuricans in continuous cultures containing defined populations of saccharolytic and amino acid fermenting bacteria - J Appl Microbiol 85: 372-380- Newton et al 1998 - Growth of a human intestinal Desulfovibrio desulfuricans in continuous cultures containing defined populations of saccharolytic and amino acid fermenting bacteria - J Appl Microbiol 85: 372-380

- Panda et al. 2014 - Short-Term Effect of Antibiotics on Human Gut Microbiota - PloS One, 9: e95476- Panda et al. 2014 - Short-Term Effect of Antibiotics on Human Gut Microbiota - PloS One, 9: e95476

- Petrof et al, 2013 - Stool substitute transplant therapy for the eradication of Clostridium difficile infection: 'RePOOPulating' the gut - Microbiome 1: 3-10 Possemiers et al. 2004 - PCR-DGGE-based quantification of stability of the microbial community in a simulator of the human intestinal microbial ecosystem - FEMS Microbiol Ecol, 49: 495-507- Petrof et al, 2013 - Stool substitute transplant therapy for the eradication of Clostridium difficile infection: 'RePOOPulating' the gut - Microbiome 1: 3-10 Possemiers et al. 2004 - PCR-DGGE-based quantification of stability of the microbial community in a simulator of the human intestinal microbial ecosystem - FEMS Microbiol Ecol, 49: 495-507

- Possemiers et al. 2013 - A dried yeast fermentate selectively modulates both the luminal and mucosal gut microbiota, enhances butyrate production and protects against inflammation, as studied in an integrated in vitro approach - J Agric Food Chem, 61: 9380-9392- Possemiers et al. 2013 - A dried yeast fermentate selectively modulates both the luminal and mucosal gut microbiota, enhances butyrate production and protects against inflammation, as studied in an integrated in vitro approach - J Agric Food Chem, 61: 9380-9392

- Rath et al. 1999 - Differential induction of colitis and gastritis in HLA-B27 transgenic rats selectively colonized with Bacteroides vulgatus or Escherichia coli. - Infect Immun, 67: 2969-2974- Rath et al. 1999 - Differential induction of colitis and gastritis in HLA-B27 transgenic rats selectively colonized with Bacteroides vulgatus or Escherichia coli . - Infect Immun, 67: 2969-2974

- Roos et al. 2000 - Lactobacillus mucosae sp. nov., a new species with in vitro mucus-binding activity isolated from pig intestine. Int J Syst Evol Microbiol, 50 251 -258- Roos et al. 2000 - Lactobacillus mucosae sp. nov., a new species with in vitro mucus-binding activity isolated from pig intestine. Int J Syst Evol Microbiol, 50 251 -258

- Scharek et al. 2000 - Bifidobacterium adolescentis Modulates the Specific Immune Response to Another Human Gut Bacterium, Bacteroides thetaiotaomicron, in Gnotobiotic Rats - Immunobiology, 5: 429-441- Scharek et al. 2000 - Bifidobacterium adolescentis Modulates the Specific Immune Response to Another Human Gut Bacterium, Bacteroides thetaiotaomicron , in Gnotobiotic Rats - Immunobiology, 5: 429-441

- Scheiffele and Fuss 2002 - Induction of TNBS colitis in mice. Curr Protocols Immunol, doi: 10.1002/0471 142735. im1519s49- Scheiffele and Fuss 2002 - Induction of TNBS colitis in mice. Curr Protocols Immunol, doi: 10.1002/0471 142735. im1519s49

- Schleifer et al. 1984 - Transfer of Streptococcus faecalis and Streptococcus faecium to the Genus Enterococcus nom. rev. as Enterococcus faecalis comb nov. and Enterococcus faecium comb. nov. - Int J Syst Evol Microbiol 34: 31 -34- Schleifer et al. 1984 - Transfer of Streptococcus faecalis and Streptococcus faecium to the Genus Enterococcus nom. rev. as Enterococcus faecalis comb nov. and Enterococcus faecium comb. nov. - Int J Syst Evol Microbiol 34: 31 -34

- Schwiertz et al. 2002 - Anaerostipes caccae gen. nov., sp. nov., a new saccharolytic, acetate-utilising, butyrate-producing bacterium from human faeces - Syst AppI Microbiol 25, 46-51- Schwiertz et al. 2002 - Anaerostipes caccae gen. nov., sp. nov., a new saccharolytic, acetate-utilising, butyrate-producing bacterium from human faeces - Syst AppI Microbiol 25, 46-51

- Sekirov et al, 2008 - Antibiotic-induced perturbations of the intestinal microbiota alter host susceptibility to enteric infection - Infect Immun. 76: 4726-36- Sekirov et al, 2008 - Antibiotic-induced perturbations of the intestinal microbiota alter host susceptibility to enteric infection - Infect Immun. 76:4726-36

- Van den Abbeele et al. 2010 - Microbial community development in a dynamic gut model is reproducible, colon region specific, and selective for Bacteroidetes and Clostridium cluster IX - AppI Environ Microbiol 76: 5237-5246- Van den Abbeele et al. 2010 - Microbial community development in a dynamic gut model is reproducible, colon region specific, and selective for Bacteroidetes and Clostridium cluster IX - AppI Environ Microbiol 76: 5237-5246

- Van den Abbeele et al. 2013 - Prebiotics, faecal transplants and microbial network units to stimulate biodiversity of the human gut microbiome - Microb Biotechnol. 6: 335-40- Van den Abbeele et al. 2013 - Prebiotics, faecal transplants and microbial network units to stimulate biodiversity of the human gut microbiome - Microb Biotechnol. 6: 335-40

- Van Loo et al, 1999 - Functional food properties of non-digestible oligosaccharides: a consensus report from the ENDO project (DGXII AIRII-CT94-1095) - Br J Nutr. 81: 121 -32- Van Loo et al, 1999 - Functional food properties of non-digestible oligosaccharides: a consensus report from the ENDO project (DGXII AIRII-CT94-1095) - Br J Nutr. 81: 121 -32

- Vermeiren et al. 2011 - Decreased colonization of fecal Clostridium coccoides/Eubacterium rectale species from ulcerative colitis patients in an in vitro dynamic gut model with mucin environment - FEMS Microbiol Ecol, 79: 685-696- Vermeiren et al. 2011 - Decreased colonization of fecal Clostridium coccoides/Eubacterium rectale species from ulcerative colitis patients in an in vitro dynamic gut model with mucin environment - FEMS Microbiol Ecol, 79: 685-696

- Vigsnaes et al. 2013 - Microbiotas from UC patients display altered metabolism and reduced ability of LAB to colonize mucus - Sci Rep. 3:1110 Walter 2008 - Ecological Role of Lactobacilli in the Gastrointestinal Tract: Implications for Fundamental and Biomedical Research - AppI Environ Microbiol, 74: 4985-4996- Vigsnaes et al. 2013 - Microbiotas from UC patients display altered metabolism and reduced ability of LAB to colonize mucus - Sci Rep. 3:1110 Walter 2008 - Ecological Role of Lactobacilli in the Gastrointestinal Tract: Implications for Fundamental and Biomedical Research - AppI Environ Microbiol, 74: 4985-4996

- Weisburg et al. 1991-16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study - J. Bacteriol, 173: 697-703- Weisburg et al. 1991-16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study - J. Bacteriol, 173: 697-703

- Willing et al, 2009 - Twin studies reveal specific imbalances in the mucosa-associated microbiota of patients with ileal Crohn's disease - Inflamm Bowel Dis. 15: 653-60- Willing et al, 2009 - Twin studies reveal specific imbalances in the mucosa-associated microbiota of patients with ileal Crohn's disease - Inflamm Bowel Dis. 15: 653-60

- WO2013037068 - Method for treatment of disorders of the gastrointestinal system (Allen-Vercoe and Petrof, 2013)- WO2013037068 - Method for treatment of disorders of the gastrointestinal system (Allen-Vercoe and Petrof, 2013)

- WO2014145958A2 - Network-based microbial compositions and methods (Henn et al 2014).- WO2014145958A2 - Network-based microbial compositions and methods (Henn et al 2014).

Claims (34)

1. Композиция для профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством, содержащая:1. A composition for the prevention or treatment of symptoms associated with a gastrointestinal disorder, containing: виды бактерий, которые очищены, и где виды бактерий включают:The types of bacteria that are purified, and where the types of bacteria include: по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA); иat least one species of bacteria that produces short chain fatty acids (SCFA); And по меньшей мере один вид бактерий, метаболизирующий SCFA, где, когда композиция культивируется в кислотной среде при pH 6-8 и условиях с низким содержанием кислорода до 8 г/л, по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий SCFA, присутствует в количестве, достаточном для обеспечения количества SCFA, достаточного для поддержания роста по меньшей мере одного вида бактерий, метаболизирующего SCFA.at least one SCFA-metabolizing bacterial species, wherein when the composition is cultured in an acidic environment at pH 6-8 and low oxygen conditions of up to 8 g/l, at least one SCFA-producing bacterial species is present in sufficient quantity to provide an amount of SCFA sufficient to support the growth of at least one species of SCFA-metabolizing bacteria. 2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что SCFA включает ацетат, пропионат или бутират.2. The composition according to claim 1, characterized in that the SCFA includes acetate, propionate or butyrate. 3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий SCFA, включает Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Faecalibacteruim prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila или Roseburia hominis.3. The composition according to claim 1, characterized in that at least one SCFA-producing bacterial species includes Lactobacillus plantarum , Anaerostipes caccae , Faecalibacteruim prausnitzii , Butyricicoccus pullicaecorum , Roseburia inulinivorans , Akkermansia muciniphila or Roseburia hominis . 4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что композиция находится в форме капсулы.4. The composition according to claim 1, characterized in that the composition is in the form of a capsule. 5. Композиция по п. 1, в которой виды бактерий включают до 14 видов бактерий.5. The composition according to claim 1, wherein the bacterial species include up to 14 bacterial species. 6. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что композиция содержит по меньшей мере 105 колониеобразующих единиц бактерий.6. The composition according to claim 1, characterized in that the composition contains at least 10 5 colony-forming units of bacteria. 7. Композиция по п. 1, содержащая от 105 до 1011 колониеобразующих единиц бактерий.7. The composition according to claim 1, containing from 10 5 to 10 11 colony-forming units of bacteria. 8. Композиция по п. 1, в которой кислотная среда имеет pH от 6,15 до 6,40.8. The composition according to claim 1, in which the acidic medium has a pH from 6.15 to 6.40. 9. Композиция по п. 1, в которой условия с низким содержанием кислорода включают доступность кислорода в культуральной среде до 8 г/л.9. The composition of claim 1, wherein low oxygen conditions include oxygen availability in the culture medium of up to 8 g/L. 10. Композиция для профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством, содержащая: виды бактерий, которые очищены и находятся в суспензии, и где виды бактерий включают:10. A composition for the prevention or treatment of symptoms associated with a gastrointestinal disorder, comprising: species of bacteria that are purified and in suspension, and wherein the species of bacteria includes: по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA); иat least one species of bacteria that produces short chain fatty acids (SCFA); And по меньшей мере один вид бактерий, метаболизирующий SCFA, где, когда композиция культивируется в кислотной среде при pH 6-8 и условиях с низким содержанием кислорода до 8 г/л, по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий SCFA, присутствует в количестве, достаточном для обеспечения количества SCFA, достаточного для поддержки роста по меньшей мере одного вида бактерий, метаболизирующего SCFA.at least one SCFA-metabolizing bacterial species, wherein when the composition is cultured in an acidic environment at pH 6-8 and low oxygen conditions of up to 8 g/l, at least one SCFA-producing bacterial species is present in sufficient quantity to provide an amount of SCFA sufficient to support the growth of at least one species of SCFA-metabolizing bacteria. 11. Композиция по п. 10, в которой суспензия представляет собой гомогенную суспензию.11. The composition according to claim 10, wherein the suspension is a homogeneous suspension. 12. Композиция по п. 10, в которой SCFA включает ацетат, пропионат или бутират.12. The composition of claim 10, wherein the SCFA comprises acetate, propionate or butyrate. 13. Композиция по п. 10, в которой по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), включает Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Faecalibacteruim prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila или Roseburia hominis.13. The composition of claim 10, wherein at least one short-chain fatty acid (SCFA)-producing bacterial species includes Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Faecalibacteruim prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila or Roseburia hominis . 14. Композиция по п. 10, отличающаяся тем, что виды бактерий включают до 14 видов бактерий.14. The composition according to claim 10, characterized in that the bacterial species include up to 14 bacterial species. 15. Композиция по п. 10, отличающаяся тем, что композиция содержит по меньшей мере 105 колониеобразующих единиц бактерий.15. The composition according to claim 10, characterized in that the composition contains at least 10 5 colony-forming units of bacteria. 16. Композиция по п. 10, содержащая от 105 до 1011 колониеобразующих единиц бактерий.16. The composition according to claim 10, containing from 10 5 to 10 11 colony-forming units of bacteria. 17. Композиция по п. 10, в которой кислотная среда имеет pH от 6,15 до 6,40.17. Composition according to claim 10, in which the acidic medium has a pH from 6.15 to 6.40. 18. Композиция по п. 10, в которой условия с низким содержанием кислорода включают доступность кислорода в культуральной среде до 8 г/л.18. The composition of claim 10, wherein low oxygen conditions include oxygen availability in the culture medium of up to 8 g/L. 19. Композиция для профилактики или лечения симптомов, ассоциированных с желудочно-кишечным расстройством, отличающаяся тем, что композиция находится в форме порошка и включает:19. A composition for the prevention or treatment of symptoms associated with a gastrointestinal disorder, characterized in that the composition is in powder form and includes: виды бактерий, которые очищены, и где виды бактерий включают:The types of bacteria that are purified, and where the types of bacteria include: по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA); иat least one species of bacteria that produces short chain fatty acids (SCFA); And по меньшей мере один вид бактерий, метаболизирующий SCFA, где, когда композиция культивируется в кислотной среде при pH 6-8 и условиях с низким содержанием кислорода до 8 г/л, по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий SCFA, присутствует в количестве, достаточном для обеспечения количества SCFA, достаточного для поддержания роста по меньшей мере одного вида бактерий, метаболизирующего SCFA.at least one SCFA-metabolizing bacterial species, wherein when the composition is cultured in an acidic environment at pH 6-8 and low oxygen conditions of up to 8 g/l, at least one SCFA-producing bacterial species is present in sufficient quantity to provide an amount of SCFA sufficient to support the growth of at least one species of SCFA-metabolizing bacteria. 20. Композиция по п. 19, в которой SCFA включает ацетат, пропионат или бутират.20. The composition of claim 19, wherein the SCFA comprises acetate, propionate or butyrate. 21. Композиция по п. 19, в которой по меньшей мере один вид бактерий, продуцирующий короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), включает Lactobacillus plantarum, Anaerostipes caccae, Faecalibacteruim prausnitzii, Butyricicoccus pullicaecorum, Roseburia inulinivorans, Akkermansia muciniphila или Roseburia hominis.21. The composition of claim 19, wherein at least one short-chain fatty acid (SCFA)-producing bacterial species includes Lactobacillus plantarum , Anaerostipes caccae , Faecalibacteruim prausnitzii , Butyricicoccus pullicaecorum , Roseburia inulinivorans , Akkermansia muciniphila or Roseburia hominis . 22. Композиция по п. 19, в которой виды бактерий включают до 14 видов бактерий.22. The composition of claim 19, wherein the bacterial species includes up to 14 bacterial species. 23. Композиция по п. 19, отличающаяся тем, что композиция содержит по меньшей мере 105 колониеобразующих единиц бактерий.23. The composition according to claim 19, characterized in that the composition contains at least 10 5 colony-forming units of bacteria. 24. Композиция по п. 19, содержащая от 105 до 1011 колониеобразующих единиц бактерий.24. The composition according to claim 19, containing from 10 5 to 10 11 colony-forming units of bacteria. 25. Композиция по п. 19, в которой кислотная среда имеет pH от 6,15 до 6,40.25. Composition according to claim 19, in which the acidic medium has a pH from 6.15 to 6.40. 26. Композиция по п. 19, в которой условия с низким содержанием кислорода включают доступность кислорода в культуральной среде до 8 г/л.26. The composition of claim 19, wherein low oxygen conditions include oxygen availability in the culture medium of up to 8 g/L.
RU2021130638A 2016-02-04 2017-02-03 Use of microbial communities for treating humans and animals RU2823233C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16154288 2016-02-04
EPEP16154288.1 2016-02-04

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018131244A Division RU2758387C2 (en) 2016-02-04 2017-02-03 Use of microbial communities for the treatment of humans and animals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021130638A RU2021130638A (en) 2021-11-18
RU2823233C2 true RU2823233C2 (en) 2024-07-22

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014232370B2 (en) * 2013-03-15 2018-11-01 Société des Produits Nestlé S.A. Network-based microbial compositions and methods

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014232370B2 (en) * 2013-03-15 2018-11-01 Société des Produits Nestlé S.A. Network-based microbial compositions and methods

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VAN DE WIELE T et al. THE SIMULATOR OF THE HUMAN INTESTINAL MICROBIAL ECOSYSTEM (SHIME&αχιρχ;). IN: VERHOECKX K et al. THE IMPACT OF FOOD BIOACTIVES ON HEALTH: IN VITRO AND EX VIVO MODELS. CHAM (CH): SPRINGER, 2015. ПОДКОПАЕВА Д. А. ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКАЯ ГЕТЕРОГЕННОСТЬ СЕРНЫХ СПИРИЛЛ И ФИЗИОЛОГИЯ МИКРОАЭРОФИЛЬНЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ/РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК, ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ ИМ. С. Н. ВИНОГРАДСКОГО, МОСКВА, 2015. KAREN L MADSEN. THE USE OF PROBIOTICS IN GASTROINTESTINAL DISEASE/ CAN J GASTROENTEROL VOL 15 *
СИТКИН С. И. МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА И ЕГО БИОМАРКЕРЫ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ | ВЫПУСК 124, 2015. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11633440B2 (en) Use of microbial communities for human and animal health
RU2823233C2 (en) Use of microbial communities for treating humans and animals
AU2023248066B2 (en) Use of microbial communities for human and animal health
HK40101989A (en) Use of microbial communities for human and animal health
HK40088402A (en) Use of microbial communities for human and animal health
BR112018015097B1 (en) COMPOSITION, REACTOR AND USE OF THE COMPOSITION
HK1257070B (en) Use of microbial communities for human and animal health