Published December 17, 2020
| Version v1
Publication
Open
Immunomodulatory Properties of a γ-Aminobutyric Acid-Enriched Strawberry Juice Produced by Levilactobacillus brevis CRL 2013
Creators
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Gamma-aminobutyric acid (GABA) plays a key role in mammals as the major inhibitory neurotransmitter of the central nervous system. Although GABA may not be able to cross the human blood-brain barrier, it was approved as a food ingredient because of its benefits to the host after oral administration including anti-hypertensive, anti-depressant and anti-inflammatory activities. Considering the current trend toward the development of new functional and natural products and that microbial fermentation is one of the most promising methods to produce this non-protein amino acid, the in situ production of GABA through fermentation of strawberry and blueberry juices by the efficient GABA producer strain, Levilactobacillus brevis (formerly known as Lactobacillus brevis ) CRL 2013, was evaluated. A high GABA production (262 mM GABA) was obtained after fermenting strawberry juice supplemented with yeast extract for 168 h, being GABA yield significantly higher in strawberry juices than in the blueberry ones. Thus, GABA-enriched fermented strawberry juice (FSJ) was selected to carry out in vivo and in vitro studies. The in vitro functional analysis of the GABA-enriched FSJ demonstrated its ability to significantly decrease the expression of cox-2 gene in LPS stimulated RAW 264.7 macrophages. In addition, in vivo studies in mice demonstrated that both, L. brevis CRL 2013 and the GABA-enriched FSJ were capable of reducing the levels of peritoneal, intestinal and serum TNF-α, IL-6, and CXCL1, and increasing IL-10 and IFN-γ in mice exposed to an intraperitoneal challenge of LPS. Of note, the GABA-enriched FSJ was more efficient than the CRL 2013 strain to reduce the pro-inflammatory factors and enhance IL-10 production. These results indicated that the CRL 2013 strain exerts anti-inflammatory effects in the context of LPS stimulation and that this effect is potentiated by fermentation. Our results support the potential use of L. brevis CRL 2013 as an immunomodulatory starter culture and strawberry juice as a remarkable vegetable matrix for the manufacture of GABA-enriched fermented functional foods capable of differentially modulating the inflammatory response triggered by TLR4 activation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يلعب حمض غاما أمينوبوتيريك (GABA) دورًا رئيسيًا في الثدييات باعتباره الناقل العصبي المثبط الرئيسي للجهاز العصبي المركزي. على الرغم من أن GABA قد لا يكون قادرًا على عبور الحاجز الدموي الدماغي البشري، فقد تمت الموافقة عليه كمكون غذائي بسبب فوائده للمضيف بعد تناوله عن طريق الفم بما في ذلك الأنشطة المضادة لارتفاع ضغط الدم والمضادة للاكتئاب والمضادة للالتهابات. بالنظر إلى الاتجاه الحالي نحو تطوير منتجات وظيفية وطبيعية جديدة وأن التخمير الميكروبي هو أحد أكثر الطرق الواعدة لإنتاج هذا الحمض الأميني غير البروتيني، تم تقييم الإنتاج الموضعي لـ GABA من خلال تخمير عصائر الفراولة والتوت الأزرق بواسطة سلالة منتج GABA الفعالة، Levilactobacillus brevis (المعروفة سابقًا باسم Lactobacillus brevis ) CRL 2013. تم الحصول على إنتاج GABA مرتفع (262 مللي غرام من GABA) بعد تخمير عصير الفراولة المكمل بمستخلص الخميرة لمدة 168 ساعة، كونه ينتج GABA أعلى بكثير في عصائر الفراولة منه في عصائر التوت الأزرق. وهكذا، تم اختيار عصير الفراولة المخمر الغني بـ GABA (FSJ) لإجراء دراسات في الجسم الحي وفي المختبر. أظهر التحليل الوظيفي في المختبر لـ FSJ المخصب بـ GABA قدرته على تقليل التعبير عن جين COX -2 بشكل كبير في LPS مما حفز الضامة الخام 264.7. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الدراسات التي أجريت على الفئران في الجسم الحي أن كلا من L. brevis CRL 2013 و FSJ المخصب بـ GABA كانا قادرين على تقليل مستويات TNF - α البريتوني والأمعاء والمصل و IL -6 و CXCL1، وزيادة IL -10 و IFN - γ في الفئران المعرضة لتحدي داخل الصفاق من LPS. تجدر الإشارة إلى أن FSJ المخصب بـ GABA كان أكثر كفاءة من سلالة CRL 2013 لتقليل العوامل المؤيدة للالتهابات وتعزيز إنتاج IL -10. أشارت هذه النتائج إلى أن سلالة CRL 2013 تمارس تأثيرات مضادة للالتهابات في سياق تحفيز LPS وأن هذا التأثير يعززه التخمير. تدعم نتائجنا الاستخدام المحتمل لـ L. brevis CRL 2013 كمزرعة بادئ مناعي وعصير الفراولة كمصفوفة نباتية رائعة لتصنيع الأطعمة الوظيفية المخمرة الغنية بـ GABA القادرة على تعديل الاستجابة الالتهابية الناجمة عن تنشيط TLR4 بشكل تفاضلي.Translated Description (French)
L'acide gamma-aminobutyrique (GABA) joue un rôle clé chez les mammifères en tant que principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central. Bien que le GABA ne puisse pas traverser la barrière hémato-encéphalique humaine, il a été approuvé en tant qu'ingrédient alimentaire en raison de ses avantages pour l'hôte après administration orale, notamment ses activités antihypertensives, antidépresseurs et anti-inflammatoires. Compte tenu de la tendance actuelle au développement de nouveaux produits fonctionnels et naturels et du fait que la fermentation microbienne est l'une des méthodes les plus prometteuses pour produire cet acide aminé non protéique, la production in situ de GABA par fermentation des jus de fraise et de myrtille par la souche productrice de GABA efficace, Levilactobacillus brevis (anciennement connue sous le nom de Lactobacillus brevis ) CRL 2013, a été évaluée. Une production élevée de GABA (262 mM GABA) a été obtenue après fermentation du jus de fraise supplémenté en extrait de levure pendant 168 h, le rendement en GABA étant significativement plus élevé dans les jus de fraise que dans les jus de myrtille. Ainsi, le jus de fraise fermenté enrichi en GABA (FSJ) a été sélectionné pour réaliser des études in vivo et in vitro. L'analyse fonctionnelle in vitro du FSJ enrichi en GABA a démontré sa capacité à diminuer significativement l'expression du gène cox-2 dans les macrophages 264.7 BRUTS stimulés par le LPS. De plus, des études in vivo chez la souris ont démontré que L. brevis CRL 2013 et le FSJ enrichi en GABA étaient capables de réduire les niveaux de TNF-α, IL-6 et CXCL1 péritonéaux, intestinaux et sériques, et d'augmenter IL-10 et IFN-γ chez les souris exposées à un défi intrapéritonéal de LPS. Il convient de noter que le FSJ enrichi en GABA était plus efficace que la souche CRL 2013 pour réduire les facteurs pro-inflammatoires et améliorer la production d'IL-10. Ces résultats indiquent que la souche CRL 2013 exerce des effets anti-inflammatoires dans le cadre de la stimulation du LPS et que cet effet est potentialisé par la fermentation. Nos résultats soutiennent l'utilisation potentielle du CRL 2013 de L. brevis comme culture de départ immunomodulatrice et du jus de fraise comme matrice végétale remarquable pour la fabrication d'aliments fonctionnels fermentés enrichis en GABA capables de moduler de manière différentielle la réponse inflammatoire déclenchée par l'activation de TLR4.Translated Description (Spanish)
El ácido gamma-aminobutírico (GABA) desempeña un papel clave en los mamíferos como el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central. Aunque es posible que el GABA no pueda cruzar la barrera hematoencefálica humana, fue aprobado como ingrediente alimentario debido a sus beneficios para el huésped después de la administración oral, incluidas las actividades antihipertensivas, antidepresivas y antiinflamatorias. Teniendo en cuenta la tendencia actual hacia el desarrollo de nuevos productos funcionales y naturales y que la fermentación microbiana es uno de los métodos más prometedores para producir este aminoácido no proteico, se evaluó la producción in situ de GABA a través de la fermentación de zumos de fresa y arándano por la eficiente cepa productora de GABA, Levilactobacillus brevis (anteriormente conocida como Lactobacillus brevis ) CRL 2013. Se obtuvo una alta producción de GABA (262 mM GABA) después de fermentar el zumo de fresa complementado con extracto de levadura durante 168 h, siendo el rendimiento de GABA significativamente mayor en los zumos de fresa que en los de arándano. Por lo tanto, se seleccionó el zumo de fresa fermentado enriquecido con GABA (FSJ) para llevar a cabo estudios in vivo e in vitro. El análisis funcional in vitro de la FSJ enriquecida con GABA demostró su capacidad para disminuir significativamente la expresión del gen cox-2 en macrófagos RAW 264.7 estimulados con LPS. Además, los estudios in vivo en ratones demostraron que tanto L. brevis CRL 2013 como la FSJ enriquecida con GABA fueron capaces de reducir los niveles de TNF-α, IL-6 y CXCL1 peritoneales, intestinales y séricos, y aumentar IL-10 e IFN-γ en ratones expuestos a un desafío intraperitoneal de LPS. Cabe destacar que la FSJ enriquecida con GABA fue más eficiente que la cepa CRL 2013 para reducir los factores proinflamatorios y mejorar la producción de IL-10. Estos resultados indicaron que la cepa CRL 2013 ejerce efectos antiinflamatorios en el contexto de la estimulación con LPS y que este efecto se potencia por fermentación. Nuestros resultados respaldan el uso potencial de L. brevis CRL 2013 como cultivo iniciador inmunomodulador y el jugo de fresa como una matriz vegetal notable para la fabricación de alimentos funcionales fermentados enriquecidos con GABA capaces de modular diferencialmente la respuesta inflamatoria desencadenada por la activación de TLR4.Files
pdf.pdf
Files
(3.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ec65ba2265d66e510380384b8e31f75f
|
3.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خصائص التعديل المناعي لعصير الفراولة الغني بحمض γ - Aminobutyric الذي تنتجه Levilactobacillus brevis CRL 2013
- Translated title (French)
- Propriétés immunomodulatrices d'un jus de fraise enrichi en acide γ-aminobutyrique produit par Levilactobacillus brevis CRL 2013
- Translated title (Spanish)
- Propiedades inmunomoduladoras de un zumo de fresa enriquecido con ácido γ-aminobutírico producido por Levilactobacillus brevis CRL 2013
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3111943550
- DOI
- 10.3389/fmicb.2020.610016
References
- https://openalex.org/W1658108044
- https://openalex.org/W170397550
- https://openalex.org/W1894923398
- https://openalex.org/W1897923456
- https://openalex.org/W1903278326
- https://openalex.org/W1964841183
- https://openalex.org/W1968691147
- https://openalex.org/W1980212363
- https://openalex.org/W1990867868
- https://openalex.org/W2017715491
- https://openalex.org/W2029314744
- https://openalex.org/W2037870996
- https://openalex.org/W2041042281
- https://openalex.org/W2067856799
- https://openalex.org/W2081815828
- https://openalex.org/W2086854660
- https://openalex.org/W2088123970
- https://openalex.org/W2091430409
- https://openalex.org/W2096175767
- https://openalex.org/W2102981509
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2113160443
- https://openalex.org/W2129688035
- https://openalex.org/W2160472132
- https://openalex.org/W2163047678
- https://openalex.org/W2218465324
- https://openalex.org/W2480531093
- https://openalex.org/W2524044879
- https://openalex.org/W2546654044
- https://openalex.org/W2742727526
- https://openalex.org/W2745608833
- https://openalex.org/W2779554864
- https://openalex.org/W2897100458
- https://openalex.org/W2920390095
- https://openalex.org/W2953130766
- https://openalex.org/W2996883116
- https://openalex.org/W3003869874
- https://openalex.org/W3004119871
- https://openalex.org/W3038737581
- https://openalex.org/W3043002110
- https://openalex.org/W3047280342
- https://openalex.org/W984827913