Bioprospecção de bactérias probióticas bacteriocinogênicas: da otimização do cultivo à aplicação em sistemas de produção animal

• Processo: 18/25511-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Ricardo Pinheiro de Souza Oliveira
• Beneficiário: Ricardo Pinheiro de Souza Oliveira
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Alessandro de Mello Varani
• Pesquisadores associados: Alessandro de Mello Varani ; Attilio Converti ; Christian Hoffmann ; Danielle de Carla Dias ; Dirlei Antonio Berto ; Elias Gustavo Figueroa Villalobos ; Francisco Vitor Santos da Silva ; Iván Valdebenito Isler ; Jean Guy Joseph LeBlanc ; Jorge Gonzalo Farias Avendano ; José Manuel Domínguez González ; José Roberto Sartori ; Leonardo Tachibana ; Marcos Livio Panhoza Tse ; Maria Helena Ambrosio Zanin ; Maria José Tavares Ranzani de Paiva ; Patrícia Léo ; Paul Cotter ; Simone Maria Massami Kitamura Martins ; Welington Luiz de Araújo
• Auxílio(s) vinculado(s): 23/18462-2 - Rumo à Internacionalização em Pesquisas Biotecnológicas entre a USP e UNIMI, AV.EXT; 23/13487-7 - Produção e uso de bactérias probióticas produtoras de bacteriocinas: Aplicação no setor zootécnico, AV.EXT; 23/09256-0 - Valorização de resíduos de biomassa em um conceito de biorrefinaria para a transição de economia circular das indústrias brasileiras, AV.EXT; 21/15138-4 - Biorrefinaria de resíduos de cervejaria para obtenção de substâncias biologicamente ativas para a prevenção e tratamento da SARS-CoV-2 e para o seu emprego como conservantes naturais de alimentos, AV.EXT; 20/15599-9 - EMU concedido no processo 2018/25511-1: Sistema de Cromatografia Líquida de Alta Pressão Semi-Preparativo, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/05163-0 - Decifrando o Potencial Prebiótico: Análise Genômica Comparativa da Microbiota Degradadora de Polissacarídeos em Animais de Produção, BP.MS; 24/14745-2 - Microencapsulação de Probióticos Bacteriocinogênicos Utilizando Fibras Hemicelulosicas do Bagaço de Cana-de-Açúcar, BP.PD; 24/01163-5 - Produção de bacteriocinas por bactérias ácido láticas a partir de subprodutos agroindustriais e análise da viabilidade técnico-econômica do processo, BP.DR; + mais bolsas vinculadas 24/13526-5 - Desenvolvimento de processos de separação e purificação para a obtenção de produtos de valor biotecnológico a partir de bactérias ácido-láticas bacteriocinogênicas., BP.TT; 24/07246-0 - Potencial antimicrobiano de Bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas isoladas do trato intestinal de suínos., BP.IC; 23/14986-7 - Desenvolvimento de Bioprocessos para Produção de Bactérias Ácido-Láticas Bacteriocinogênicas e Produtoras de Vitaminas, BP.TT; 23/10686-9 - Análise metagenômica da microbiota intestinal em aves comerciais: Explorando potencial probiótico, genes de multiresistência e transferência horizontal de genes., BP.DR; 23/04372-1 - Análise genômica de bactérias probióticas bacteriocinogênicas: identificação taxonômica e caracterização de genes relacionados à síntese de bacteriocinas, BP.PD; 23/05677-0 - Rastreamento de bactérias ácido-láticas probióticos produtoras de bacteriocinas com potencial antibacteriano, antifúngico e antimicotoxigênico para uso como aditivo microbiano, BP.TT; 23/03683-3 - Produção de bactérias probióticas produtoras de bacteriocinas e de vitaminas utilizando agitador rotativo do tipo shaker, BP.IC; 22/07543-9 - Avaliação da aplicação biotecnológica de novas bactérias probióticas bacteriocinogênicas: efeito na saúde, ação antimicrobiana e na conservação da carne de Tilápia (Oreochromis niloticus), BP.PD; 20/06376-6 - Bioprospecção e aplicação de consórcio de bactérias probióticas bacteriocinogênicas na dieta de tilápia-do-nilo (Oreochomis niloticus)., BP.DR; 22/07304-4 - Acessando a lógica molecular associada à presença, à regulação e à bioatividade de bacteriocinas presentes em comunidades microbianas de trato gastrointestinal de suínos por abordagens in silico e in vitro, BP.DD; 22/05882-0 - Avaliação do potencial de bactérias probióticas bacteriocinogênicas em tilápia nilótica (Oreochromis niloticus), BP.IC; 22/07556-3 - Bioprospecção de bactérias probióticas produtoras de bacteriocinas e vitaminas: da otimização do cultivo à aplicação em sistema de produção avícola, BP.PD; 22/10612-2 - Estudo de genômica comparativa de genes codificadores de bacteriocina em Ligilactobacillus salivarius, BP.IC; 22/06012-0 - Potencial antimicrobiano de bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas isoladas do trato intestinal de suínos, BP.IC; 22/04841-9 - Seleção e identificação de cepas probióticas produtoras de bacteriocinas, BP.PD; 22/02936-2 - Probióticos e bacteriocinas na alimentação da Tilápia-do-Nilo: efeitos no desempenho zootécnico de crescimento, imunologia e infecção experimental, BP.DD; 21/12583-7 - Análise genômica de bactérias probióticas bacteriocinogênicas: identificação taxonômica e caracterização de genes relacionados à síntese de bacteriocinas, BP.PD; 21/01570-1 - Avaliação do potencial de bactérias láticas bacteriocinogênicas isoladas de Truta Arco-Íris (Oncorhynchus mykiss): efeito antimicrobiano contra Flavobacterium psychrophilum, BP.DR; 20/14144-8 - Purificação e encapsulação de bacteriocinas de bactérias probióticas para aplicações em sistemas de produção de proteína animal, BP.PD; 20/10676-5 - Seleção de cepas probióticas produtoras de bacteriocinas, BP.PD; 20/13271-6 - Produção de bactérias probióticas produtoras de bacteriocinas, BP.DD; 20/03204-0 - Estudo da estabilidade da pediocina PA-1 na presença de osmólitos baseados em colinas derivadas de compostos fenólicos, BP.IC; 20/03071-0 - Bioprospecção de bactérias bacteriocinogênicas a partir do trato intestinal de suínos (Sus scrofa domesticus): efeito antimicrobiano contra Escherichia coli, BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Biotecnologia Produção animal Probióticos Bacteriocinas Bioprospecção Infecções bacterianas Antibióticos Bactérias ácido lácticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bacteriocinas | cultivo microbiano | probioticos | Produção Animal | Biotecnologia Farmacêutica

Resumo

A utilização de micro-organismos probióticos na prevenção e no tratamento de infecções bacterianas em animais destinados ao consumo humano vem sendo considerada uma alternativa eficiente frente ao uso de antibióticos. Adicionalmente, estudos recentes demonstram que determinadas biomoléculas produzidas por estes micro-organismos, tais como bacteriocinas, vitaminas, ácidos graxos, exopolissacarídeos, enzimas, entre outras, podem melhorar a imunidade e o desenvolvimento de seus hospedeiros. Os micro-organismos probióticos mais utilizados atualmente nas indústrias de alimentos e farmacêuticas são os pertencentes ao grupo de bactérias ácido-láticas (BALs), uma vez que são consideradas seguras pelos órgãos reguladores nesta área. No entanto, sabe-se que os efeitos benéficos gerados pelos probióticos são específicos para cada hospedeiro e que, frequentemente, cada biomolécula de interesse é sintetizada, em maior quantidade, por uma determinada linhagem bacteriana. Nesse contexto, o presente projeto tem como objetivo principal o isolamento e a identificação de BALs probióticas presentes na microbiota do intestino de aves, suínos e peixes. Para tanto, serão selecionadas cepas com alta capacidade de produzir bacteriocinas. A partir desta seleção, serão realizados ensaios de compatibilidade entre as cepas e, posteriormente será confeccionado um "mix" de probióticos. As cepas que o compõe serão individualmente micro-encapsuladas e administradas diariamente na dieta dos animais de interesse do setor agropecuário, através de ração e água, a fim de averiguar a eficácia probiótica da mistura. Bacteriocinas sintéticas serão igualmente micro-encapsuladas e administradas na dieta dos animais para compreender seu efeito individual na saúde dos mesmos. Os resultados obtidos com as microcápsulas serão comparados com aqueles obtidos com as mesmas estruturas livres. Ademais, serão realizados estudos imunológicos, análises de microscopia eletrônica e de diversidade da microbiota intestinal desses animais. (AU)

Publicações científicas

(35)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MENDONCA, CARLOS M. N.; OLIVEIRA, RODRIGO C.; FREIRE, ROMINNE K. B.; PIAZENTIN, ANNA C. M.; PEREIRA, WELLISON A.; GUDINA, EDUARDO J.; EVTUGUIN, V, DMITRY; CONVERTI, ATTILIO; SANTOS, JOAO H. P. M.; NUNES, CLAUDIA; et al. Characterization of levan produced by a Paenibacillus sp. isolated from Brazilian crude oil. International Journal of Biological Macromolecules, v. 186, p. 788-799, SEP 1 2021. (20/13271-6, 18/25511-1)

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DE OLIVEIRA, TACIANA FREIRE; KUNIYOSHI, TAIS MAYUMI; FROTA, ELIONIO GALVAO; BERMUDEZ-PUGA, SEBASTIAN; SAKAUE, LETICIA NAOMY; CASSIANO, LUARA LUCENA; TACHIBANA, LEONARDO; PICCOLI, ROSANE APARECIDA MONIZ; CONVERTI, ATTILIO; OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO DE SOUZA. Anti-Listerial Activity of Bacteriocin-like Inhibitory Substance Produced by Enterococcus lactis LBM BT2 Using Alternative Medium with Sugarcane Molasses. ANTIBIOTICS-BASEL, v. 13, n. 3, p. 20-pg., 2024-03-01. (18/25511-1, 23/13487-7)

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BERMUDEZ-PUGA, SEBASTIAN; DIAS, MERIELLEN; DE OLIVEIRA, TACIANA FREIRE; MENDONCA, CARLOS MIGUEL NOBREGA; DE ALMEIDA, SONIA REGINA YOKOMIZO; ROZAS, ENRIQUE EDUARDO; DO NASCIMENTO, CLAUDIO AUGUSTO OLLER; MENDES, MARIA ANITA; DE AZEVEDO, PAMELA OLIVEIRA DE SOUZA; ALMEIDA, JOSE R.; et al. Dual antibacterial mechanism of [K4K15]CZS-1 against Salmonella Typhimurium: a membrane active and intracellular-targeting antimicrobial peptide. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 14, p. 14-pg., 2023-12-14. (22/07556-3, 20/15599-9, 22/04841-9, 18/25511-1, 22/02936-2)

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KUNIYOSHI, TAIS MAYUMI; NOBREGA MENDONCA, CARLOS MIGUEL; VIEIRA, VIVIANE BORGES; ROBL, DIOGO; GOMBOSSY DE MELO FRANCO, BERNADETTE DORA; TODOROV, SVETOSLAV DIMITROV; TOME, ELISABETTA; O'CONNOR, PAULA MARY; CONVERTI, ATTILIO; ARAUJO, WELINGTON LUIZ; et al. Pediocin PA-1 production by Pediococcus pentosaceus ET34 using non-detoxified hemicellulose hydrolysate obtained from hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse. APPLIED GEOCHEMISTRY, v. 131, AUG 2021. (18/04385-8, 18/25511-1, 15/24777-0, 13/07914-8)

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MENDONCA, CARLOS M. N.; OLIVEIRA, RODRIGO C.; PIZAURO, LUCAS J. L.; PEREIRA, WELLISON A.; ABBOUD, KAHLILE; ALMEIDA, SONIA; WATANABE, II-SEI; VARANI, ALESSANDRO M.; DOMINGUEZ, JOSE M.; CORREA, BENEDITO; et al. Tracking new insights into antifungal and anti-mycotoxigenic properties of a biofilm forming Pediococcus pentosaceus strain isolated from grain silage. International Journal of Food Microbiology, v. 405, p. 10-pg., 2023-11-16. (18/25511-1, 20/13271-6, 21/15138-4)

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DE OLIVEIRA, RODRIGO CARDOSO; NOBREGA MENDONCA, CARLOS MIGUEL; VERISSIMO, NATHALIA VIEIRA; YOKOMIZO DE ALMEIDA, SONIA REGINA; CORREA, BENEDITO; WATANABE, II-SEI; DE SOUZA DE AZEVEDO, PAMELA OLIVEIRA; DE SOUZA OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO. Evaluating the potential of Pediococcus pentosaceus as a biocontrol agent against tenuazonic acid-producing Alternaria alternata on livestock feeds. Journal of Applied Microbiology, v. 133, n. 5, p. 10-pg., 2022-08-10. (19/16551-2, 20/13271-6, 18/25511-1, 20/14144-8, 20/10676-5, 19/02456-8)

BERMUDEZ-PUGA, SEBASTAIN; DIAS, MERIELLEN; REIS, IARA LIMA; DE OLIVEIRA, TACIANA FREIRE; DE ALMEIDA, SONIA REGINA YOKOMIZO; MENDES, MARIA ANITA; MOORE, SIMON J.; ALMEIDA, JOSE R.; PROANO-BOLANOS, CAROLINA; DE SOUZA OLIVEIRA, RICARDO PINHEIRO. Microscopic and metabolomics analysis of the anti-Listeria activity of natural and engineered cruzioseptins. Biochimie, v. 225, p. 8-pg., 2024-06-06. (18/25511-1, 20/15599-9, 22/02936-2)