Estudo do encapsulamento do Lactobacillus rhamnosus e avaliação da resistência ao trato gastrointestinal (TGI) simulado - Miranda, Artemiza da Silva [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
A microbiota intestinal é composta por uma variedade de microrganismos que vivem em simbiose com o hospedeiro humano, proporcionando diversos benefícios como interação com sistema imunológico, influência na permeabilidade do epitélio e na produção de substâncias que atuam em processos metabólicos essenciais para o bom funcionamento do organismo. Estilo de vida, dieta e estresse são alguns dos fatores que podem contribuir para que ocorra a alteração da microbiota. A condição na qual se tem alteração da microbiota é denominada disbiose, e quando presente pode desencadear o desenvolvimento de muitas doenças, no entanto, a manutenção de uma microbiota equilibrada pode prevenir e até mesmo tratar diversas patologias, um dos métodos recomendados é a administração de formulações de probióticos. Os probióticos são microrganismos vivos, que quando administrados em quantidades adequadas conferem benefícios à saúde do hospedeiro, porém, algumas cepas não são capazes de tolerar as condições adversas do trato gastrointestinal (TGI), sendo necessário proporcionar uma barreira física externa como proteção. Portanto, o objetivo desse trabalho foi encapsular o probiótico Lactobacillus rhamnosus utilizando a quitosana, um polímero de origem natural, como matriz encapsulante e avaliar a sobrevivência desse microrganismo às condições gastrointestinais simuladas. Desse modo, os probióticos foram encapsulados com quitosana por meio do método de gelatinização iônica, a simulação do TGI foi realizada com os probióticos livres (não encapsulados) e encapsulados. A caracterização das nanopartículas foi realizada por meio da análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV), diâmetro hidrodinâmico e do índice de polidisperssão (IPD). Para fins de comparação e análise da influência do processo de encapsulação na caracterização, foram produzidas nanopartículas vazias e nanopartículas com o probiótico. Os resultados mostraram que as nanopartículas com o probiótico apresentaram-se com diâmetro de 475 nm e as nanopartículas vazias obtiveram-se valores de 83,85 nm, em relação ao IPD ambas as amostras se apresentaram polidispersas. A análise de MEV das nanopartículas vazias evidenciou morfologias distintas, os resultados das fotomicrografias das nanopartículas encapsuladas sugerem a presença de agregação. Os resultados de digestibilidade evidenciam que os probióticos na forma livre não sobreviveram, visto que apresentaram contagem abaixo do limite de detecção ao final do processo, os resultados referentes aos probióticos encapsulados sugerem que o procedimento de encapsulação pode ter sido eficaz na proteção, uma vez que foi possível realizar a quantificação dos probióticos, apresentando valores de contagem inicial de 8,84 log UFC/mL e ao final da simulação 4,30 log UFC/mL. Entretanto ainda há necessidade de otimizar o processo de produção de nanopartículas, estabelecendo protocolo de avaliação da eficiência de encapsulação bem como evitar a presença de agregados uma vez que esse pode comprometer a aplicabilidade das nanopartículas com os probióticos.

The intestinal microbiota is composed of a variety of microorganisms that live in symbiosis with the human host, providing various benefits such as interaction with the immune system, influence on the permeability of the epithelium, and the production of substances that act in metabolic processes essential for the proper functioning of the body. Lifestyle, diet, and stress are some of the factors that can contribute to the alteration of the microbiota. The condition in which there is an alteration in the microbiota is called dysbiosis, and when present it can trigger the development of many diseases; however, the maintenance of a balanced microbiota can prevent and even treat several pathologies, one of the recommended methods is the administration of probiotic formulations. Probiotics are live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer health benefits to the host; however, some strains are not able to tolerate the adverse conditions of the gastrointestinal tract (GI tract), making it necessary to provide an external physical barrier as protection. Therefore, the objective of this study was to encapsulate the probiotic Lactobacillus rhamnosus using chitosan, a polymer of natural origin, as an encapsulating matrix and to evaluate the survival of this microorganism to simulated gastrointestinal conditions. Thus, the probiotics were encapsulated with chitosan using the ionic gelatinization method, and the GIT simulation was performed with the free (non-encapsulated) and encapsulated probiotics. Characterization of the nanoparticles was performed by scanning electron microscopy (SEM) analysis, hydrodynamic diameter and polydispersity index (DPI). For comparison purposes and to analyze the influence of the encapsulation process on the characterization, empty nanoparticles and nanoparticles with the probiotic were produced. The results showed that the nanoparticles with the probiotic had a diameter of 475 nm and the empty nanoparticles had a diameter of 83.85 nm. In relation to the IPD, both samples were polydisperse. The SEM analysis of the empty nanoparticles showed distinct morphologies, the results of the photomicrographs of the encapsulated nanoparticles suggest the presence of aggregation. The digestibility results show that the probiotics in the free form did not survive, since they presented counts below the detection limit at the end of the process. The results concerning the encapsulated probiotics suggest that the encapsulation procedure may have been effective in protection, since it was possible to quantify the probiotics, presenting initial count values of 8.84 log CFU/mL and at the end of the simulation 4.30 log CFU/mL. However, it is still necessary to optimize the nanoparticle production process, establishing an evaluation protocol of the encapsulation efficiency as well as avoiding the presence of aggregates since this can compromise the applicability of nanoparticles with probiotics.
Study of Lactobacillus rhamnosus encapsulation and evaluation of resistance in simulated gastrointestinal tract (GIT)
Keywords: Quitosana; Disbiose; Probióticos; Nanopartículas; TGI; Chitosan; Dysbiosis; Probiotics; Nanoparticles; GIT