Molecular Insight into the Response of Lactic Acid Bacteria to Bile Acids

Bile acids (BAs) are the main endogenous modulators of the composition and metabolicactivity of the intestinal microbiota. In the present work, the effect of conjugated (glycodeoxycholic,glycocholic, taurodeoxycholic, taurocholic acids) and free BAs [cholic acid (CA) and deoxycholic acid (DCA)] on the survival, biological molecules, and structural and surface properties of two potential probiotic lactic acid bacteria (LAB) was evaluated. For this, viability assays, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and zeta potential (ZP) measurements were employed. Our results evidenced that free BAs were more toxic than conjugates, with CA being significantly more harmful than deoxycholic acid (DCA). RAMAN studies show that BAs modify the bands corresponding to proteins, lipids, carbohydrates, and DNA. SEM showed that BAs cause surface distortions with depressions and fold formation, as well as incomplete cell division. DCA was the one that least altered the ZP of bacteria when compared to CA and taurodeoxycholic acid, with gradual changes towards more positive values. In general, the magnitude of these effects was different according to the BA and its concentration, being more evident in the presence of CA, even at low concentrations, which would explain its greater inhibitory effect. This work provides solid evidence on the effects of BAs on LAB that will allow for the development of strategies by which to modulate the composition of the microbiota positively.

Fil: Moreno, Caren Nicole. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; Argentina

Fil: Gómez, Jorge Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; Argentina

Fil: Taranto, Maria Pia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina

Fil: Ledesma, Ana Estela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Cs.exactas y Tecnologías. Departamento de Física y Química; Argentina

Fil: Bustos, Ana Yanina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Agronomía y Agroindustrias; Argentina. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Humanidades Ciencias Sociales y de la Salud; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Centro de Investigación en Biofísica Aplicada y Alimentos; Argentina