Prospecção in silico de cepas de lactobacillus acidophilus com potencial atividade probiótica

Abstract

Os Lactobacillus acidophilus pertencem ao grupo das Bactérias ácido láticas, considerados probióticos, atuantes na promoção da saúde gastrointestinal, ocasionando inclusive inibição de microrganismos patogênicos. Este estudo, teve como objetivo prospectar, através de bioinformática, cepas de L. acidophilus que possuam potencial atividade probiótica. Inicialmente, foram acessados 13 genomas completos e 51 genomas rascunho de diferentes cepas de L. acidophilus, através do National Center for Biotechnology Information (NCBI). Uma análise pangênomica foi realizada visando identificar genes compartilhados entre as diferentes cepas, posteriormente foi utilizado o BlastKOALA, a fim de conhecer a quantidade de genes envolvidos na produção dos metabólitos. Para avaliar o potencial probiótico de cada cepa de L. acidophilus, utilizamos a ferramenta iProbiotics, que facilita a triagem rápida de probióticos. Os resultados foram confrontados contra diferentes bancos de dados visando a identificação de características com potencial probiótico. Entre as 64 cepas testadas, destacamos que L. acidophilus NCTC 13721 e L. acidophilus DSM 20079, obtiveram maior quantidade genes envolvidos na produção metabólica de quorum sensing, ácido lático, ácido acético e peróxido de hidrogênio, por meio do BlastKOALA. No iProbiotics, a cepa NCTC 13721 e La-5 apresentaram 81,8% e 51,9% de probabilidade em serem Lactobacillus probióticos, respectivamente. Além disso, La-5 mostrou similaridade genética com as cepas DS20_1, LA-5, FSI4, APC2845, LA-G80-111, DS1_1A, LA1 e BCRC 14065, sendo necessárias mais avaliações sobre as mesmas. Por fim, a partir do uso de ferramentas de bioinformática conseguimos gerar um “ranking” de cepas probióticas de L. acidophilus que possam ser promissoras para estudos futuros.

Lactobacillus acidophilus belong to the group of lactic acid bacteria, considered probiotics, active in promoting gastrointestinal health, even causing inhibition of pathogenic microorganisms. This study aimed to prospect, through bioinformatics, strains of L. acidophilus that have potential probiotic activity. Initially, 13 complete genomes and 51 draft genomes of different strains of L. acidophilus were accessed through the National Center for Biotechnology Information (NCBI). A pangenomic analysis was carried out in order to identify genes shared between the different strains, later BlastKOALA was used in order to know the number of genes involved in the production of metabolites. To evaluate the probiotic potential of each strain of L. acidophilus, we used the iProbiotics tool, which facilitates the rapid screening of probiotics. The results were compared against different databases in order to identify characteristics with probiotic potential. Among the 64 strains tested, we highlight that L. acidophilus NCTC 13721 and L. acidophilus DSM 20079 obtained a greater number of genes involved in the metabolic production of quorum sensing, lactic acid, acetic acid and hydrogen peroxide, using BlastKOALA. In iProbiotics NCTC 13721 and La-5 showed 81.8%, 51.9% probability of being probiotic Lactobacillus, respectively. In addition, La-5 showed genetic similarity with strains DS20_1, LA-5, FSI4, APC2845, LA-G80-111, DS1_1A, LA1 and BCRC 14065, requiring further evaluation of these strains. Finally, from the use of bioinformatics tools, we managed to generate a ranking with probiotics strains of L. acidophilus that may be promising for future studies.