Використання молекулярних маркерів для оцінки ефективності засобів альтернативних антибіотикам

Abstract

Надмірно інтенсивне використання антибіотиків у якості стимуляторів росту у тваринництві призвело до поширення антибіотико-резистентності у сучасному світі. Заборона застосування антибіотиків у птахівництві вже діє у країнах ЄС. В той же час, використання антибіотик-фрі стратегій потребує вивчення властивостей сполук, які пропонуються в якості альтернативних антимікробних засобів та стимуляторів росту. Найбільш поширене і екологічно безпечне серед таких стратегій є використання пробіотиків, пребіотиків та синбіотиків. Зокрема, пробіотики збільшують різноманітність мікробіоти та попереджає розвиток ентеропатогенів, стимулює захисні імунні реакції у кишечнику та його бар'єрні властивості. На додаток, окремі метаболіти пробіотиків виявляють корисний ефект на взаємодію і баланс ключових функцій інтестинальної системи. Існують чисельні експериментальні дані про корисні ефекти пробіотиків на здоров’я кишечника. Однак, залишаються нерозкритими молекулярні і клітинні механізми стимуляції захисних механізмів кишечника, що може допомогти розробці ефективних антибіотик-фрі стратегій. Підтримка вродженого імунітету та бар'єрної функції кишечника є найбільш перспективними напрямками таких стратегій. Для оцінки стану інтестинальної системи пропонується застосування молекулярних маркерів міжклітинної адгезії ентероцитів, продукція цитокінів та маркерів програмованої загибелі клітин. Зниження експресії білків щільних контактів є визнаним показником порушень бар'єрної функції кишечника. Excessively intensive use of antibiotics as growth promoters in animal husbandry has led to the spread of antibiotic resistance in the modern world. The ban on the use of antibiotics in poultry farming is already in effect in EU countries. At the same time, the use of antibiotic-free strategies requires studying the properties of compounds that are proposed as alternative antimicrobial agents and growth promoters. The most widespread and ecologically safe among such strategies is the use of probiotics, prebiotics and synbiotics. In particular, probiotics increase the diversity of microbiota and prevent the development of enteropathogens, stimulate protective immune reactions in the intestine and its barrier properties. In addition, individual metabolites of probiotics show a beneficial effect on the interaction and balance of key functions of the intestinal system. There is considerable experimental evidence for the beneficial effects of probiotics on gut health. However, the molecular and cellular mechanisms of stimulation of intestinal defense mechanisms remain undiscovered, which may help in the development of effective antibiotic-free strategies. Support of innate immunity and intestinal barrier function are the most promising areas of such strategies. To assess the state of the intestinal system, the use of molecular markers of intercellular adhesion of enterocytes, production of cytokines and markers of programmed cell death is proposed. Decreased expression of tight junction proteins is a recognized indicator of intestinal barrier function disorders.