Bacillus velezensis łagodzi zapalenie jelit i uszkodzenie wątroby wywołane deoksyniwalenolem poprzez modulację mikrobioty jelitowej

Dlaczego drobny pomocnik w jelitach ma znaczenie

Wiele pieczywa, płatków zbożowych i pasz dla zwierząt może bezgłośnie kumulować deoksyniwalenol (DON) — toksynę produkowaną przez grzyby rozwijające się na zbożach. Nawet w niskich stężeniach DON może zaburzać pracę jelit, obciążać wątrobę i osłabiać odporność u ludzi i zwierząt gospodarskich. W badaniu sprawdzono, czy naturalnie występująca bakteria Bacillus velezensis WMCC10514 może działać jako żywy ochroniarz w jelicie — rozkładając DON, łagodząc stan zapalny i chroniąc oś jelito–wątroba, która jest kluczowa dla zdrowia całego organizmu.

Ukryte zagrożenie w codziennych zbożach

DON jest wyjątkowo odporny: przetrzymuje zbiory, magazynowanie i procesy przetwórstwa spożywczego, dlatego często występuje w produktach i paszach zbożowych. W organizmie atakuje głównie jelito i wątrobę — organy współpracujące przy wchłanianiu składników odżywczych i detoksykacji szkodliwych związków. Wcześniejsze próby usuwania DON przy użyciu metod chemicznych lub fizycznych przyniosły ograniczone efekty i niosły ryzyko pogorszenia jakości żywności. Badacze zwrócili się więc ku pożytecznym mikrobom — probiotykom — które mogą wiązać, przekształcać lub neutralizować toksynę, a jednocześnie wspierać zdrowie jelit.

Kandydat na probiotyk poddany testom

Zespół skupił się na szczepie B. velezensis WMCC10514, wyizolowanym z tradycyjnego startera fermentacyjnego. Najpierw oceniano jego zdolność do przetrwania warunków podobnych do tych w żołądku i jelicie cienkim, gdzie silne kwasy i sole żółciowe zwykle zabijają wiele mikroorganizmów. WMCC10514 utrzymywał wysoką przeżywalność przy umiarkowanych poziomach kwasowości i soli żółciowych oraz tworzył przylegające biofilmy, które ułatwiają przyleganie do błony jelitowej. Co ważne, w warunkach laboratoryjnych szczep rozkładał znaczną część DON, nawet w symulowanych trudnych warunkach trawiennych. Przy użyciu znacznika fluorescencyjnego badacze potwierdzili, że szczep mógł kolonizować jelita myszy i utrzymywać się w nich, co sugeruje, że może działać bezpośrednio tam, gdzie toksyna po raz pierwszy wchodzi do organizmu.

Ochrona wzrostu, ściany jelita i wątroby

Aby sprawdzić, jak to wygląda w żywym organizmie, myszy karmiono DON z codziennymi dawkami WMCC10514 lub bez nich przez cztery tygodnie. Myszy narażone wyłącznie na toksynę jadły mniej, przyrost masy był niższy, a wątroba wykazywała wyraźne cechy stresu: obrzęknięte i uszkodzone komórki wątroby wypełnione komórkami zapalnymi układu odpornościowego. Jelito cienkie miało skrócone kosmki jelitowe, pogłębione krypty i osłabioną barierę, co odzwierciedlały obniżone poziomy kluczowych białek uszczelniających, znanych jako ZO‑1 i Occludin. Gdy myszy otrzymywały probiotyk razem z DON, apetyt i przyrost masy wracały, tkanki wątroby i jelit wyglądały znacznie lepiej, a białka stref zwartej adhezji wracały w kierunku wartości normalnych. Pomiary wykazały mniejsze gromadzenie się DON w wątrobie i kale, a badania krwi pokazały, że probiotyk znacząco obniżył sygnały prozapalne, jednocześnie przywracając poziom przeciwzapalnej cząsteczki IL‑10.

Przywracanie równowagi w mikrobiologicznym i chemicznym dialogu

Głębokie analizy genetyczne tkanek wątroby i jelit wykazały, że DON silnie aktywuje geny i szlaki związane z zapaleniem i chorobami, szczególnie system TLR4/NF‑κB, będący centralnym alarmem odpowiedzi immunologicznej. WMCC10514 odwracał wiele z tych zmian, tłumiąc aktywność genów związanych z zapaleniem. Jednocześnie toksyna zaburzała normalny skład bakterii jelitowych, zmniejszając liczebność korzystnych grup takich jak Lactobacillus i Bacteroides, faworyzując mniej pożądane gatunki. Probiotyk kolonizował jelito, przywracał pożyteczne mikroby i stabilizował złożoną sieć wzajemnych interakcji między nimi. Ta zdrowsza społeczność produkuje więcej krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych — małych cząsteczek takich jak octan, maslan i walerynian — które wspierają barierę jelitową i odżywiają wątrobę. Wyższe poziomy tych związków wiązały się z niższą ekspresją genów zapalnych zarówno w jelicie, jak i w wątrobie, wskazując na chemiczny most między odbudową mikrobiomu a ochroną narządów.

Co to oznacza dla bezpieczeństwa żywności

Mówiąc krótko, badanie pokazuje, że B. velezensis WMCC10514 może zarówno osłabiać samą toksynę, jak i pomagać organizmowi w obronie przed jej skutkami. Przetrwając przejście przez przewód pokarmowy, osiedlając się w jelicie, rozkładając DON, odbudowując przyjazny mikrobiom, zwiększając poziom ochronnych kwasów tłuszczowych i łagodząc nadmiernie aktywne szlaki odpornościowe, ten szczep probiotyczny chroni jelito i wątrobę przed uszkodzeniem u myszy. Choć potrzebne są dalsze badania, zanim będzie można go szeroko stosować u ludzi lub zwierząt gospodarskich, wyniki sugerują, że starannie dobrane żywe bakterie mogłyby w przyszłości być dodawane do pasz lub żywności jako dodatkowa linia obrony przed odporntymi toksynami zbożowymi takimi jak DON.

Cytowanie: Huang, X., Xu, B., Lei, Y. et al. Bacillus velezensis mitigates deoxynivalenol-induced intestinal inflammation and liver injury via modulating the gut microbiota. npj Sci Food 10, 57 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00707-9

Słowa kluczowe: detoksykacja mikotoksyn, mikrobiota jelitowa, probiotyki, <keyword>deoksyniwalenol