TUYỂN CHỌN VÀ XÂY DỰNG BỘ SƯU TẬP VI KHUẨN FRUCTOPHILIC LACTIC ACID (FLAB) TỪ HỆ TIÊU HÓA ONG MẬT

Nghiên cứu này bao gồm: phân lập, định danh và tuyển chọn vi khuẩn FLAB từ hệ tiêu hóa ong mật với khả năng kháng vi khuẩn gây bệnh thối ấu trùng ở ong mật, định hướng sử dụng probiotic cho ong, định hướng cho giải pháp thay thế hoặc phối hợp với việc sử dụng kháng sinh trong điều trị bệnh ở ong hiện nay. Kết quả tuyển chọn được 4 chủng vi khuẩn FLAB có khả năng kháng cao với vi khuẩn gây bệnh thối ấu trùng trên ong mật gồm Melissococcus pluton, Paenibacillus larvae và Paenibacillus alvei với đường kính vòng kháng khuẩn từ 8,67±0,58 mm đến 15,33±0,58 mm, có khả năng bám dính khá cao và tồn tại được trong điều kiện pH thấp của hệ tiêu hóa ong mật. Bên cạnh đó, các vi khuẩn đều không nhạy cảm với 2 loại kháng sinh thường sử dụng trong điều trị bệnh ở ong là streptomycin và kanamycin để có thể phối hợp sử dụng trong giới hạn cho phép, mà không làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật có lợi. Các vi khuẩn được khảo sát có khả năng tồn tại ở nhiệt độ đến 60oC trong định hướng cho việc tạo chế phẩm bằng phương pháp sấy phun. Kết quả định danh theo trình tự 16s rRNA xác định cả 4 chủng đều là Lactobacillus kunkeei với độ tương đồng là 99,24%-99,44%. Nổi bật là chủng L. kunkeei M8, chủng FLAB bản địa với các hoạt tính probiotic cao để có thể phát triển tạo chế phẩm probiotic cho ong mật.

Antagonistic Activity against Ascosphaera apis and Functional Properties of Lactobacillus kunkeei Strains

Lactic acid bacteria (LAB) are an important group of honeybee gut microbiota. These bacteria are involved in food digestion, stimulate the immune system, and may antagonize undesirable microorganisms in the gastrointestinal tract. Lactobacillus kunkeei is a fructophilic lactic acid bacterium (FLAB) most frequently found in the gastrointestinal tracts of honeybees. Ascosphaera apis is an important pathogenic fungus of honeybee larvae; it can colonize the intestine, especially in conditions of nutritional or environmental stress that cause microbial dysbiosis. In this work, some functional properties of nine selected L. kunkeei strains were evaluated. The study focused on the antifungal activity of these strains against A. apis DSM 3116, using different matrices: cell lysate, broth culture, cell-free supernatant, and cell pellet. The cell lysate showed the highest antifungal activity. Moreover, the strains were shown to possess good cell-surface properties (hydrophobicity, auto-aggregation, and biofilm production) and a good resistance to high sugar concentrations. These L. kunkeei strains were demonstrated to be functional for use in “probiotic syrup”, useful to restore the symbiotic communities of the intestine in case of dysbiosis and to exert a prophylactic action against A. apis.

Lactobacillus kunkeei strains decreased the infection by honey bee pathogens Paenibacillus larvae and Nosema ceranae

Due to their social behaviour, honey bees can be infected by a wide range of pathogens including the microsporidia Nosema ceranae and the bacteria Paenibacillus larvae. The use of probiotics as food additives for the control or prevention of infectious diseases is a widely used approach to improve human and animal health. In this work, we generated a mixture of four Lactobacillus kunkeei strains isolated from the gut microbial community of bees, and evaluated its potential beneficial effect on larvae and adult bees. Its administration in controlled laboratory models was safe for larvae and bees; it did not affect the expression of immune-related genes and it was able to decrease the mortality associated to P. larvae infection in larvae and the counts of N. ceranae spores from adult honey bees. These promising results suggest that this beneficial microorganism’s mixture may be an attractive strategy to improve bee health. Field studies are being carried out to evaluate its effect in naturally infected colonies.

Inhibitory effect of biofilm-forming Lactobacillus kunkeei strains against virulent Pseudomonas aeruginosa in vitro and in honeycomb moth (Galleria mellonella) infection model

Biofilms correspond to complex communities of microorganisms embedded in an extracellular polymeric matrix. Biofilm lifestyle predominates in Pseudomonas aeruginosa, an opportunistic Gram negative pathogen responsible for a wide spectrum of infections in humans, plants and animals. In this context, anti-biofilm can be considered a key strategy to control P. aeruginosa infections, thereby more research in the field is required. On the other hand, Lactobacillus species have been described as beneficial due to their anti-biofilm properties and their consequent effect against a wide spectrum of pathogens. In fact, biofilm-forming Lactobacilli seem to be more efficient than their planktonic counterpart to antagonise pathogenic bacteria. In this work, we demonstrated that Lactobacillus kunkeei, a novel Lactobacillus species isolated from honeybee guts, can form biofilms in vitro. In addition, the L. kunkeei biofilm can, in turn, inhibit the formation of P. aeruginosa biofilms. Finally, we found that L. kunkeei strains attenuate infection of P. aeruginosa in the Galleria mellonella model, presumably by affecting P. aeruginosa biofilm formation and/or their stability. Since L. kunkeei presents characteristics of a probiotic, this work provides evidence arguing that the use of this Lactobacillus species in both animals (including insects) and humans could contribute to impair P. aeruginosa biofilm formation.