Note

In vivo assessment of the potential protective effect of Lactobacillus casei Shirota against aflatoxin B₁

体内测定 Lactobacillus casei Shirota 菌株对黄曲霉毒素 B₁ 潜在的抑制作用

Évaluation in vivo de l’effet protecteur potentiel de la souche Shirota de Lactobacillus casei contre l’aflatoxine B₁

¹ UNIDA-Instituto Tecnológico de Veracruz, M.A. de Quevedo # 2779, Col. Formando Hogar, Veracruz, Ver. 91897, México
² Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. – Departamento de Tecnología de Alimentos de Origen Animal, Carretera a la Victoria km 0.6, Hermosillo, Son. 83000, México
³ Departamento de Biotecnología y Bioquímica, CINVESTAV-Campus Guanajuato, Apdo, Irapuato, Guanajuato, México

^* Corresponding author (通讯作者): hsgarcia@itver.edu.mx

Received: 22 March 2010
Revised: 16 April 2010
Accepted: 30 April 2010

Abstract

Interest in the bacterial protective effect against mycotoxins has greatly increased. This effect is mostly strain-dependent and the mechanisms involved are still not well understood. The objectives of this work were (1) to assess the ability of Lactobacillus casei Shirota to bind aflatoxin B₁ (AFB₁) by fluorescent monoclonal antibody staining, (2) to evaluate the AFB₁-bacteria interaction by atomic force microscopy, and (3) to determine its effect on intestinal absorption through detection of AFB₁-Lys adducts used as biological markers to a 3-week aflatoxin exposure in a murine model. The micrographs obtained in this work showed for the first time a clear visual image of the ability of Lactobacillus casei Shirota to bind AFB₁ into the bacterial cell envelope. The images also revealed that aflatoxin binding produces structural changes that modify the bacterial cell surface. AFB₁-Lys adducts quantified from blood samples were found to be present at significantly lower levels in animals receiving AFB₁ plus bacteria than in those receiving only AFB₁. This suggests that the presence of Lactobacillus casei Shirota can decrease aflatoxin absorption at the intestinal level even after a long period of toxin exposure, which consequently circumvents its toxic effects.

摘要

关于细菌抑制真菌毒素的作用已经成为研究热点。这种作用多数是由菌株的特性而决定，而且作用的机制尚不完全清楚。本文(1) 采用荧光单克隆抗体染色法测定了Lactobacillus casei Shirota 菌株对黄曲霉毒素 B₁ (AFB₁)的粘附作用; (2) 采用原子力显微镜评价 AFB₁-细菌之间的相互作用; (3) 将实验鼠暴露在黄曲霉毒素环境中 3 周以建立小鼠中毒模型，根据测定 AFB₁-Lys 络合物来评价该菌株对肠道吸收作用的影响。从显微照片上可以清楚地看到 Lactobacillus casei Shirota 将 AFB₁ 粘附到细胞膜内。这就说明由于黄曲霉毒素的粘附作用，改变了细菌细胞表面，因而使得细菌的结构改变。根据对血浆中 AFB₁-Lys 络合物的定量测定，黄曲霉毒素+细菌实验组与只有黄曲霉毒素实验组比较，前者血浆中 AFB₁-Lys 络合物浓度明显低于后者。本实验证明了Lactobacillus casei Shirota 可以显著地降低黄曲霉毒素在肠道中的吸收作用，即使长时间暴露在黄曲霉毒素中也可以避免毒素的危害。

Résumé

L’intérêt porté à l’effet protecteur des bactéries contre les mycotoxines a considérablement augmenté. Cet effet est majoritairement souche-dépendant et les mécanismes impliqués ne sont pas encore bien expliqués. Les objectifs de cette étude étaient (1) d’estimer la capacité de la souche Shirota de Lactobacillus casei de lier l’aflatoxine B₁ (AFB₁) par marquage à un anticorps monoclonal fluorescent, (2) d’évaluer l’interaction bactérie-AFB₁ par microscopie à force atomique, (3) de déterminer ses effets sur l’absorption intestinale par la détection des composés AFB₁-Lys utilisés comme marqueurs biologiques après exposition de 3 semaines en modèle de souris. Les micrographies obtenues dans cette étude montraient pour la première fois une représentation visuelle claire de la capacité de Lactobacillus casei Shirota à lier AFB₁ au sein de l’enveloppe de la cellule bactérienne. Les images montraient également que la liaison de l’aflatoxine produit des changements structuraux qui modifient la surface de la cellule bactérienne. Les composés AFB₁-Lys quantifiés à partir des échantillons sanguins étaient présents à des niveaux significativement plus faibles chez les animaux recevant AFB₁ plus bactérie par rapport à ceux recevant seulement AFB₁. Ceci suggère que la présence de Lactobacillus casei Shirota peut diminuer l’absorption de l’aflatoxine au niveau intestinal même après une longue période d’exposition à la toxine, ce qui limite considérablement ses effets toxiques.