RESUMEN
Probiotics are viable defined microorganisms (bacteria or yeasts) that exert a beneficial effect on the health of the host when ingested in adequate amounts. Screening for such biotherapeutic agents is commonly performed by in vitro assays simulating gastrointestinal environment to determine the ability to survive in the digestive tract. In the present study, the possibility of extrapolation of data obtained in in vitro assays to in vivo conditions was studied using five Saccharomyces cerevisiae strains isolated from Brazilian Atlantic rain forest. Trehalose contents and survival after exposure to a combination of physiological stresses generally found in the gastrointestinal tract of humans were determined for the five yeasts and compared to the behavior of Saccharomyces boulardii, a well-known probiotic. The results were completed with the colonization capacity of the gastrointestinal tract of gnotobiotic mice by these yeast strains. Some results obtained by in vitro assays are not confirmed by in vivo experiments, indicating that the extrapolation cannot be always done.
Probióticos são definidos como microrganismos (bactérias e leveduras) que exercem um efeito benéfico na saúde do hospedeiro quando ingeridos em quantidades adequadas. A seleção desses agentes bioterapêuticos normalmente é feita por testes in vitro simulando o ambiente gastrointestinal que determina a capacidade de sobrevivência no trato digestivo. Neste trabalho, a possibilidade de extrapolação dos dados obtidos nos testes in vitro para as condições in vivo foi estudada utilizando cinco linhagens de Saccharomyces cerevisiae isoladas da floresta Atlântica brasileira. O conteúdo de trealose e a sobrevivência após a exposição a diversos estresses fisiológicos geralmente encontrados no trato gastrointestinal de humanos foram determinados para as cinco linhagens e os resultados comparados com a Saccharomyces boulardii, um probiótico conhecido. Esses resultados foram completados com a capacidade de colonização do trato gastrointestinal de camundongos gnotobióticos pelas leveduras. Pelos resultados obtidos, concluimos que os testes in vitro não são confirmados pelos ensaios in vivo, indicando que essa extrapolação não pode sempre ser feita.
RESUMEN
Trehalose accumulation, invertase activity and physiological characteristics of 86 yeast isolates from short fermentative cycles during the production of cachaça in three artisanal distilleries of the State of Minas Gerais were studied. Among these isolates, 70% were able to grow at temperatures between 40 and 42ºC. Only Saccharomyces cerevisiae isolates were able to grow over 40ºC. Lower temperatures ( 40ºC) favoured the growth of yeasts such as Candida parapsilosis-like, C. maltosa-like, Kloeckera japonica, S. exiguus and C. bombicola-like. The isolates from all three distilleries were ethanol tolerant, produced invertase, and accumulate trehalose in the presence of glucose. The strains isolated from distillery A presented more resistance to ethanol (around 84.2% of the strains were able to grow in the presence of 12% ethanol) when compared to the ones from distilleries C and B (9.5% and no strain, respectively). The strains of S. cerevisiae isolated from the three distilleries presented a higher capacity to produce invertase and accumulate trehalose in the presence of glucose. Based on the results of thermal and ethanol stress experiments, it was possible to identify strong relationship between intracellular trehalose accumulation and cell viability. The increase in cell viability was even more pronounced when the strains were subjected to a pre-treatment at sublethal temperatures.
As características fisiológicas, acúmulo de trealose e produção de invertase de 86 leveduras isoladas do ciclo fermentativo durante a produção artesanal de cachaça em três destilarias no Estado de Minas Gerais foram estudadas. Destes isolados 70% foram capazes de crescer acima de 40 e 42ºC. Somente os isolados de Saccharomyces cerevisiae foram capazes de crescer acima de 40ºC. Baixas temperaturas ( 40ºC) favoreceram o crescimento de leveduras como Candida parapsilosis-like, C. maltosa-like, Kloeckera japonica, S. exiguus and C. bombicola-like. Os isolados das três destilarias foram tolerantes ao etanol, produziram invertase e acumularam trealose na presença de glicose. As linhagens isoladas da destilaria A apresentaram maior resistência ao etanol (cerca de 84.2% das linhagens foram capazes de crescer na presença de 12% de etanol) quando comparadas àquelas das destilarias B e C (nenhuma linhagem e 9,5%, respectivamente). As linhagens de S. cerevisiae isoladas das três destilarias apresentaram uma alta capacidade para produzir invertase e acumular trealose na presença de glicose. Com base nos resultados dos experimentos de estresse térmico e de etanol, foi possível observar uma forte relação entre acúmulo de trealose intracelular e viabilidade celular. O aumento da viabilidade celular foi mais pronunciado quando as linhagens foram submetidas a um pré-tratamento em temperaturas sub-letais.