Abstract:
Los probióticos son microorganismos vivos que cuando se administran en
cantidades adecuadas confieren un beneficio para la salud en el huésped,
cumpliendo además criterios de seguridad que consideran infectividad,
patogenicidad, factores de virulencia, toxicidad y actividades metabólicas. Estos
microorganismos actúan en un amplio espectro de beneficios, siendo los más
estudiados la modulación de la composición/actividad de la microbiota endógena, la
modulación del sistema inmune, y la modulación de las respuestas metabólicas
sistémicas. No obstante, a pesar de los grandes avances actuales en bioinformática
y particularmente en genómica comparativa, las bases de datos existentes para
microorganismos probióticos comprenden solo características a nivel de
especie-beneficio y no existe un sistema unificado que permita la anotación
funcional y caracterización de los genes asociados a la actividad probiótica. En esta
investigación se construyó un sistema de identificación de características probióticas
basado en anotaciones por ontología de genes asociados a características
probióticas, estableciendo los marcos de identidad (≥70%), cobertura (>90%) y
puntaje normalizado (≥1.5) adecuados para una precisa imputación de las
secuencias mediante la evaluación de distintas estrategias de agrupamiento desde
561,911 secuencias. Esto permitió establecer una metodología robusta para la
construcción de una base de datos de secuencias de proteínas y desde ésta, definir
modelos de perfiles escondidos de Markov (HMM). En este trabajo se definieron 10
categorías y 19 subcategorías asociadas a características probióticas establecidas
por ontología génica en los grupos incluyentes y excluyentes. Entre los primeros se
encuentran: 1) Sobrevivencia al tracto intestinal, 2) Producción de compuestos
bioactivos, 3) Competitividad bacteriana, 4) Regulación positiva del sistema inmune,
5) Regulación negativa del sistema inmune, 6) Asociados a receptores Toll-like, 7)
No clasificados relacionados con el sistema inmune. Mientras que en los
excluyentes tenemos: 1) Resistencia a antibióticos; 2) Patogenicidad; y 3)
Producción de compuestos tóxicos. Finalmente, utilizamos este sistema de
anotación funcional de genes llamado “PBDBsearch” para la evaluación de 4 cepas
bacterianas de Lactobacillus (1 L. rhamnosus, 1 L. plantarum, y 2 L. fermentum)
clasificando a Lactobacillus fermentum L26 como el potencial probiótico más inocuo
y a Lactobacillus rhamnosus L134 como el potencial probiótico con mayores
facultades.