Effect of Akkermansia muciniphila-based probiotic on small intestinal morphology and gene expression and behavioral characteristics of mice under induced systemic inflammation

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Introduction. The microbiome plays an important role in the normal functioning of the body, an imbalance in its composition leads to various diseases. Currently, many studies are being conducted on the bacterium Akkermansia muciniphila, which is a new generation probiotic that has a beneficial effect on the composition of the microbiome. However, the mechanism of the effect of the bacterium on inflammatory processes occurring in the body and induced by various drugs has not been fully studied.

The aim of the study was to determine the effect of A. muciniphila on serum biochemical parameters, as well as behavioral and physiological characteristics of mice during lipopolysaccharide (LPS)-induced systemic inflammation.

Material and methods. The following methods were used in the study: physiological test "Open field", biochemical analysis of blood serum using the automatic analyzer "VitaLine 200", histological examination of the small intestine was carried out using hematoxylin and eosin staining, gene expression was assessed by RT-PCR combined with reverse transcription. Statistical processing was performed in the R environment (Version 4.1.1) and Statistica 12, using the Spearman correlation coefficient, the Kruskal–Wallis test and the Bonferroni correction, one-way variance test (ANOVA) using the Tukey post-hoc test.

Results. A. muciniphila inhibited the inflammatory process induced by LPS injections and, as a result, led to an increase in research activity. The restoration of the small intestine structure was observed. Also, against the background of the probiotic effect, normalization of the biochemical parameters of the blood serum was revealed.

Conclusion. With the combined administration of LPS and A. muciniphila, antioxidant protection (GCLC) and intestinal barrier function (ZO-1) were enhanced, thus, the probiotic demonstrates therapeutic potential in the course of the inflammatory process.

Sobre autores

S. Pogorelova

Voronezh State University of Engineering Technologies

Autor responsável pela correspondência
Email: zubkowa.sweta@gmail.com
ORCID ID: 0009-0002-7924-8027
Código SPIN: 4269-6171

Junior Research Scientist, Laboratory of Metagenomics and Food Biotechnology

Rússia, 19 Revolution Avenue, Voronezh, 394036

E. Chirkin

Voronezh State University of Engineering Technologies

Email: chirkin@bio.vsu.ru
ORCID ID: 0009-0000-0021-6408
Código SPIN: 2757-7601

Student, Technician, Laboratory of Metagenomics and Food Biotechnology

Rússia, 19 Revolution Avenue, Voronezh, 394036

V. Shutikov

All-Russian Veterinary Research Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy

Email: shutikov.02@yandex.ru
ORCID ID: 0009-0004-2018-2662
Código SPIN: 1167-3528

Junior Research Scientist, Laboratory of Innovative Recombinant Proteomics Preparations

Rússia, 114b Lomonosov str., Voronezh, 394087

E. Mikhailov

All-Russian Veterinary Research Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy

Email: voronezh81@rambler.ru
ORCID ID: 0000-0001-5457-1325
Código SPIN: 9506-5052

Ph.D. (Vet.), Head of the Department of Experimental Pharmacology and Functioning of Living Systems

Rússia, 114b Lomonosov str., Voronezh, 394087

M. Syromyatnikov

Voronezh State University of Engineering Technologies

Email: syromyatnikov@bio.vsu.ru
ORCID ID: 0000-0001-9028-0613
Código SPIN: 7321-3642

Ph.D. (Biol.), Leading Research Scientist, Laboratory of Metagenomics and Food Biotechnology, Associate Professor, Department of Genetics, Cytology and Bioengineering

Rússia, 19 Revolution Avenue, Voronezh, 394036

Bibliografia

  1. Lifshits K., Zakharova I.N., Dmitrieva Yu.A. The influence of the intestinal microbiome in norm and pathology on human health. Medical Council. 2017; 1: 155–159. (In Russ.). doi: 10.21518/2079-701X-2017-1-155-159.
  2. Kaibysheva V.O., Zharova M.E., Filimendikova K.Yu. et al. Diseases associated with disturbances in the composition of intestinal microbiota. Doctor.Ru. 2021; 20(4): 40–45. (In Russ.). doi: 10.31550/1727-2378-2021-20-4-40-45.
  3. Bisengaliev R.M., Sadykov R.S., Akbatyrova E.T. Probiotics and prebiotics as the basis of functional nutrition. Young scientist. 2016; 8(112): 185–188. (In Russ.).
  4. Gao F., Cheng C., Li R. et al. The role of Akkermansia muciniphila in maintaining health: a bibliometric study. Front Med (Lausanne). 2025; 3(12): 1484656. doi: 10.3389/fmed.2025.1484656.
  5. Lakshmanan A.P., Murugesan S., Al Khodor S. et al. A. The potential impact of a probiotic: Akkermansia muciniphila in the regulation of blood pressure-the current facts and evidence. J Transl Med. 2022; 20(1): 430. doi: 10.1186/s12967-022-03631-0.
  6. Zakharova I.N., Berezhnaya I.V., Dubovets N.F. et al. Mysterious Akkermansia muciniphila. What do we know about it? A review. Pediatrics. Consilium Medicum. 2023; 1: 74–80. (In Russ.). doi: 10.26442/26586630.2023.1.202190.
  7. Ahn J.S., Kim S., Han E.J. et al. Increasing spatial working memory in mice with Akkermansia muciniphila. Commun Biol. 2025; 8(1): 546. doi: 10.1038/s42003-025-07975-3.
  8. Qi Y., Yu L., Tian F. et al. A. muciniphila Supplementation in Mice during Pregnancy and Lactation Affects the Maternal Intestinal Microenvironment. Nutrients. 2022; 14(2): 390. doi: 10.3390/nu14020390.
  9. Gryaznova M., Burakova I., Smirnova Y. et al. Effect of Probiotic Bacteria on the Gut Microbiome of Mice with Lipopolysaccharide-Induced Inflammation. Microorganisms. 2024; 12(7): 1341. doi: 10.3390/microorganisms12071341.
  10. Nautiyal K.M., Tritschler L., Ahmari S.E. A Lack of Serotonin 1B Autoreceptors Results in Decreased Anxiety and Depression-Related Behaviors. Neuropsychopharmacology. 2016; 41(12): 2941–2950. doi: 10.1038/npp.2016.109.
  11. Seibenhener M.L., Wooten M.C. Use of the Open Field Maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice. J Vis Exp. 2015; (96): e52434. doi: 10.3791/52434.
  12. Wu W., Kaicen W., Bian X. et al. Akkermansia muciniphila alleviates high-fat-diet-related metabolic-associated fatty liver disease by modulating gut microbiota and bile acids. Microb Biotechnol. 2023; 16(10): 1924–1939. doi: 10.1111/1751-7915.14293.
  13. Malkova O.G. The role of lipid metabolism disorders in severe sepsis. Ural Medical Journal. 2017; 3(147): 157–163. (In Russ.).
  14. Fomina A.A., Malinin M.L., Konnova S.A. et al. Effect of lipopolysaccharide Azospirillum lipoferum sp59b on the activity of key metabolic enzymes in mice. Modern Problems of Science and Education. 2015; 5: 638. (In Russ.).
  15. Williams J.M., Duckworth C.A., Watson A.J. et al. A mouse model of pathological small intestinal epithelial cell apoptosis and shedding induced by systemic administration of lipopolysaccharide. Dis Model Mech. 2013; 6(6): 1388–1399. doi: 10.1242/dmm.013284.
  16. He K.Y., Lei X.Y., Wu D.H. et al. Akkermansia muciniphila protects the intestine from irradiation-induced injury by secretion of propionic acid. Gut Microbes. 2023; 15(2): 2293312. doi: 10.1080/19490976.2023.2293312.
  17. Valova Ya.V., Kutlina T.G., Mukhammadieva G.F. et al. Analysis of GCLC and GSTT gene expression in acute toxic hepatitis in rats. Occupational Medicine and Human Ecology. 2019; 2: 75–79. (In Russ.). doi: 10.24411/2411-3794-2019-10025.
  18. Simanenkov V.I., Maev I.V., Tkacheva O.N. et al. Increased epithelial permeability syndrome in clinical practice. Multidisciplinary national consensus. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2021; 20(1): 121–278. (In Russ.). doi: 10.15829/1728-8800-2021-2758.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».