Abstract

In the authors’ previous study, four unique Lactobacillus strains (Lactobacillus plantarum Dad-13, Lactobacillus plantarum Mut-7, Lactobacillus plantarum T-3 and – Received Lactobacillus paracasei SNP-2) from Indonesian fermented foods and healthy feces have been studied as probiotic agents. In the current study, antibiotic resistance phenotypes of the highlighted Lactobacillus plantarum and Lactobacillus paracasei against eight antibiotics (amoxicillin, tetracycline, erythromycin, clindamycin, chloramphenicol, streptomycin, kanamycin, ciprofloxacin) and antibiotic resistance genes of these strains were investigated. The bacterial antibiotic susceptibility to eight antibiotics was assessed using disk diffusion method. Genome sequencing was carried out using NovaSeq 6000 sequencing platform. Genome was annotated using Rapid Annotation using Subsystem Technology v.2.0. Each group of the predicted products of resistance genes was further aligned using multiple sequence comparison by log- expectation and their functions were verified using comprehensive antibiotic resistance database 2020. All strains showed resistance to aminoglycoside and ciprofloxacin but sensitive to amoxicillin, clindamycin and erythromycin. Resistance to chloramphenicol and tetracycline varied within the strains. Two strains were sensitive and others were intermediate resistance to chloramphenicol. One strain was resistant to tetracycline, while the other three strains demonstrated intermediate resistance to the antibiotic. Genome sequence of the four strains verified the presence of the tetracycline, β-lactamase and ciprofloxacin resistance genes as well as multidrug resistance efflux systems. Occurrence of the resistance genes was correlated to the phenotype results, except for amoxicillin and aminoglycosides. Rapid Annotation using Subsystem Technology annotation showed that all Lactobacillus strains did not include transposable elements, gene transfer agents and plasmid linked functions; thus, horizontal transfer of the antibiotic resistance genes unlikely occurred. read more

Abstract

Adhesion capacity is considered one of the selection criteria for probiotic strains. The purpose of this study was to determine the adhesion properties of two candidate probiotics, Lactobacillus plantarum Dad-13 and Lactobacillus plantarum Mut-7. The evaluation included the hydrophobicity of the cell surface using microbial adhesion to hydrocarbons (MATH), autoaggregation, and the adhesion of L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 to the intestinal mucosa of Sprague Dawley rat, followed by genomic analysis of the two L. plantarum strains. L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 showed a high surface hydrophobicity (78.9% and 83.5%) and medium autoaggregation ability (40.9% and 57.5%, respectively). The exposure of both isolates to the surface of the rat intestine increased the total number of lactic acid bacteria on the colon compartment, from 2.9 log CFU/cm2 to 4.4 log CFU/cm2 in L. plantarum Dad-13 treatment and to 3.86 log CFU/cm2 in L. plantarum Mut-7 treatment. The results indicate the ability of two L. plantarum to attach to the surface of the rat intestine. The number of indigenous E. coli in the colon also decreased when the compartment was exposed to L. plantarum Dad-13 and Mut-7, from 2.9 log CFU/cm2 to 1 log CFU/cm2. Genomic analysis revealed that both strains have genes related to adhesion properties that could play an important role in increasing the adherence of probiotics to the intestinal mucosa such as gene encoding fibronectin-binding protein, chaperonin heat shock protein 33 (Hsp33), and genes related to the capsule and cell wall biosynthesis. Based on these findings, we believe that L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 have adhesion properties to the intestinal mucosa in the rat intestine model system. The present research will be essential to elucidate the molecular mechanism associated with adhesion in our two probiotic strains. read more

Abstract

This study aimed to isolate lactic acid bacteria from Halloumi cheese produced by Mazaarat Artisan cheese Indonesia, to evaluate its potential as a probiotics, and to identify it based on molecular characteristics. The lactic acid bacteria were isolated from fresh milk, curd, and the Halloumi cheese and their morphology and physiology were identified. Screening of the lactic acid bacteria isolates for probiotics candidates was mainly based on the resistance of simulated gastric juice, bile salts, antibacterial activities against pathogens, and the adhesion properties by hydrophobicity test. The selected lactic acid bacteria strains as probiotics candidates were then identified molecularly using 16 S ribosomal RNA. From this study, 13 lactic acid bacteria isolates were obtained. Among the 13 isolates, K3 isolate was the most potent as a probiotics candidate. This isolate had high tolerance for simulated gastric juice and bile salts, good ability to protect the gut against pathogenic bacteria since it has antibacterial activities and had ability to adhere to human epithelial cells. Based on molecular identification, this probiotics candidate was identified as Lactobacillus plantarum. read more

Adesi pada mukosa merupakan salah satu persyaratan sebagai strain probiotik; agar bakteri ini dapat berkolonisasi di sel epitel dan menghambat penempelan patogen.

Abstract

Adhesion capacity is considered one of the selection criteria for probiotic strains. The purpose of this study was to determine the adhesion properties of two candidate probiotics, Lactobacillus plantarum Dad-13 and Lactobacillus plantarum Mut-7. The evaluation included the hydrophobicity of the cell surface using microbial adhesion to hydrocarbons (MATH), autoaggregation, and the adhesion of L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 to the intestinal mucosa of Sprague Dawley rat, followed by genomic analysis of the two L. plantarum strains. L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 showed a high surface hydrophobicity (78.9% and 83.5%) and medium autoaggregation ability (40.9% and 57.5%, respectively). The exposure of both isolates to the surface of the rat intestine increased the total number of lactic acid bacteria on the colon compartment, from 2.9 log CFU/cm2 to 4.4 log CFU/cm2 in L. plantarum Dad-13 treatment and to 3.86 log CFU/cm2 in L. plantarum Mut-7 treatment. The results indicate the ability of two L. plantarum to attach to the surface of the rat intestine. The number of indigenous E. coli in the colon also decreased when the compartment was exposed to L. plantarum Dad-13 and Mut-7, from 2.9 log CFU/cm2 to 1 log CFU/cm2. Genomic analysis revealed that both strains have genes related to adhesion properties that could play an important role in increasing the adherence of probiotics to the intestinal mucosa such as gene encoding fibronectin-binding protein, chaperonin heat shock protein 33 (Hsp33), and genes related to the capsule and cell wall biosynthesis. Based on these findings, we believe that L. plantarum Dad-13 and L. plantarum Mut-7 have adhesion properties to the intestinal mucosa in the rat intestine model system. The present research will be essential to elucidate the molecular mechanism associated with adhesion in our two probiotic strains. read more

Oleh: Endang S. Rahayu

Abstract

Based on FAO/WHO Probiotic is live microorganisms which when administered in adequate amounts confer a health benefit in the host. Speciation of bacteria strain identity must be established using the most current valid methodology. Strain identity was important to link a strain to a specific health effect as well as to enable accurate surveillance and epidemiological studies. It was recommended that a combination of phenotypic and genetic tests must be used. Besides, nomenclature of the bacteria must conform to the current, scientifically recognized names. read more

Oleh: Mifta Gatya

Pada Sabtu, 16 Oktober 2021, diadakan Seminar Virtual Internasional dalam rangka merayakan World Food Day dengan tema “Traditional Roots of Functional Foods and Nutraceuticals to serve Human Wellbeing” dimana Prof. Dr. Ir. Endang S. Rahayu, M.S. menjadi salah satu pembicaranya. Dalam acara ini, beliau menjelaskan keterkaitan antara probiotik-brain-gut dengan Holistic Wellness.

Dalam presentasi tersebut dijelaskan bahwa ternyata gut microbiota berhubngan dengan patofisiologi usus serta sistem syaraf pusat dengan memodulasi jalur sinyal dari microbiota-gut-brain axis. Dalam kondisi yang normal (normobiosis), simbiosis mutualisme antara microbiota-gut-brain axis dengan sel tubuh dan metabolisme dapat terjadi. Akan tetapi, terdapat suatu kondisi dimana komposisi gut microbiota mengalami ketidakseimbangan yang disebut dengan disbiosis. Pada kondisi ini, populasi bakteri patogen lebih banyak dibandingkan dengan bakteri baik. Hal ini berakibat pada terjadinya gangguan metabolisme seperti inflammatory bowel syndrome, obesitas and gangguan neurologis. Disbiosis uga berakibat pada fungsi otak karena berkurangnya sitokin dan short chain fatty acid (SCFA) yang diproduksi oleh gut microbiota. Intervensi menggunakan probiotik dapat dijadikan salah satu alternatif terapi untuk mengatasi disbiosis. Penelitian menyatakan bahwa probiotik dapat berperan dalam gut-brain signalling, keseimbangan imun dan regulasi hormon. Saat ini juga probiotik juga terbukti dapat menekan stress atau gejala terkait depresi dengan memodulasi fungsi otak. Bifidobacterium dan Lactobacillus terbukti dapat menghasilkan SCFA serta beberapa neurotransmitter seperti serotonin,, GABA, neropinephrine, dan depomine. Serorinin ini dapat berefek langsung ke otak yang dapat mengurangi stres dengan memberikan rasa nyaman dan senang. read more

Gut microbiota pada orang normal dan penderita diabetes adalah berbeda.  Ternyata hal ini juga terkait dengan konsumsi karbohidrat yang lebih banyak pada penderita diabetes.  Hal ini tertuang pada paper kami yang baru saja terbit, dengan responden para penderita diabetes di Yogyakarta.
Pada pasien diabetes tipe 2, terjadi gangguan keseimbangan gut microbiota atau disebut sebagai DYSBIOSIS yang ditunjukkan oleh tingginya populasi Bacteroides diikuti oleh Romunicoccus. Hal ini juga didukung oleh review Gurung dkk (2020), bahwa Rominococcus berkolerasi positif dengan patogen.
Model mekanisme adalah terjadi gangguan metabolisme bile acid yang berakibat pada gangguan homeostatis glukosa.  UDCA (ursodeoxycholic acid) yang menunjukkan aspek antidiabetes juga menurun dengan meningkatnya Ruminococcacceae.  Konsumsi metformin, dapat meningkatkan konsentrasi total bile acid dengan menghambat ASBT (Apical sodium bile salt transporter) dan menghambat pertumbuhan Bacteroides fragilis, yang memberikan dampak positif dengan meningkatnya homeostatis glukosa.
Bagaimana peran probiotik bagi penderita diabetes tipe 2? Diperkirakan probiotik mampu menjaga keseimbangan gut microbiota – Tunggu paper selanjutnya. read more

Oleh : Endang S. Rahayu

Studi komprehensif tentang efek gizi terhadap kesehatan tubuh manusia pada level molekuler membutuhkan pemahaman interaksi tiga genome, yaitu genome bahan pangan, genome tubuh manusia dan genome gut microbiota.

Nutrigenomik adalah ilmu yang mempelajari respon gen tubuh terhadap makanan yang kita konsumsi. Bagaimana zat gizi mempengaruhi ekspresi genome tubuh manusia.  Adapun zat gizi kita berasal dari tanaman, hewan bahkan mikroorganisme (tentu saja bukan yang dikonsumsi hidup/probiotik). Masing-masing sumber zat gizi inipun juga memiliki genome-genome.  Nutrigenomik membahas genome serta produknya (transkriptom dan metabolom) yang berasal dari genome-genome sumber pangan dan kaitannya dengan genome tubuh manusia.  Genome bahan pangan ini diteliti untuk mempelajari makro dan mikronutrien serta bioaktif spesifik yang mempengaruhi ekspresi gen manusia, agar tubuh tetap sehat.  Ilmu gizi modern – mengeksplorasi aspek yang berhubungan dengan kesehatan dari komponen bioaktif makanan untuk tujuan kesehatan tubuh atau mencegah (menunda) munculnya penyakit, mengoptimalkan performance individu, ataupun sub-populasi.  Termasuk nutrisi untuk personal, menyesuaikan kebutuhan individu. read more

Sumber : Gramedia Digital

Gut microbiota adalah komunitas kompleks dari mikroorganisme yang hidup pada saluran pencernaan. Ilmu tentang gut microbiota saat ini berkembang cepat didukung peralatan-peralatan canggih, yang dapat mengungkap berbagai jenis mikroorganisme beserta genomenya yang terdapat di feses. Gut microbiota adalah suatu sistem yang kompleks dan dinamis, merupakan komunitas mikroorganisme, khususnya yang terdapat pada usus besar (kolon), dicirikan dengan densitas populasi yang sangat tinggi dengan total mencapai 1014-15 sel, serta diversitas tinggi, yaitu melebihi 1000 spesies. Gut microbiota melakukan interaksi baik antarsel mikroorganisme maupun antarsel mikroorganisme dengan tubuh yang sangat kompleks, dan saling menguntungkan. Pada kondisi normal atau saat terjadi keseimbangan gut microbiota banyak manfaat kesehatan yang diberikan, yaitu sebagai proteksi usus dari serangan patogen, stimulasi sistem imun tubuh, serta komponen metabolit yang dihasilkan membawa manfaat, contohnya short chain fatty acids (SCFA). Saat ini, banyak diungkap bahwa gut microbiota dalam kondisi tidak seimbang (dysbiosis) terkait dengan berbagai jenis penyakit selain penyakit saluran pencernaan, di antaranya penyakit liver ataupun gangguan metabolisme pada tubuh. Informasi terbaru tentang gut microbiota dan peranannya dalam mendukung kesehatan tubuh telah diuraikan dalam buku ini. Konsep probiotik pertama kali muncul (awal abad ke-20) sebagai makanan fermentasi yogurt, yang menurut Metchnikoff berisi bakteri hidup yang diduga memiliki peran di dalam menjaga kesehatan tubuh. Kini probiotik diartikan sebagai mikroorganisme yang dikonsumsi dalam kondisi hidup dengan jumlah cukup serta mampu berkembang biak dalam saluran pencernaan manusia dan membawa manfaat kesehatan. Peran utama probiotik adalah menjaga keseimbangan gut microbiota atau mencegah terjadinya dysbiosis. Informasi tentang probiotik, perannya di dalam proses fermentasi, berbagai jenis produk probiotik, serta manfaat kesehatannya banyak diungkap dalam buku ini. Artikel tentang gut microbiota dan probiotik ini didukung oleh hasil penelitian Tim Peneliti Probiotik dan Gut Microbiota Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada. read more

Pada Hari Minggu, 17 Januari 2021 pukul 19.00-21.00 telah diselenggarakan Sonjo Angkringan#40: Hidup Sehat, Menjaga Imunitas yang disiarkan secara live melalui Zoom Meeting, Youtube, dan Facebook. Materi Hidup Sehat, Menjaga Imunitas yang disampaikan oleh Prof. Dr. Ir. Endang S. Rahayu, M.S. dapat diunduh disini.