DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1804128
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42221496
تاريخ النشر: 2026-05-14
المؤلف: Saurabh Kumar Singh وآخرون
الموضوع الرئيسي: البروبيوتيك والأطعمة المخمرة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في الإمكانيات البروبيوتيك لسلالات Bacillus subtilis المعزولة من العقي الوليدي، وهو مصدر ميكروبي غير مستكشف نسبيًا. من 120 عينة من العقي، تم فحص 167 عزلًا من الأبواغ، مما أدى إلى تحديد ثلاث سلالات واعدة (ZBOE6، ZBRV8، وZBTM2) من خلال تسلسل الجينوم الكامل. أظهرت هذه السلالات خصائص غير مرضية، بما في ذلك الأنماط الظاهرية غير المسببة للهيموليز والسلبية لـ DNase، إلى جانب سمات بروبيوتيك مرغوبة مثل نشاط هيدراز ملح الصفراء (Bsh)، والتحمل لظروف الجهاز الهضمي القاسية، وإمكانية التصاق كبيرة مع الظهارة (حتى 87.5% لـ ZBRV8).
أظهرت الاختبارات في المختبر قدرات هذه السلالات، بما في ذلك التأثيرات المضادة للاصطناع ضد E. coli، واستيعاب الكوليسترول الذي يتجاوز 60%، وأنشطة مضادة للأكسدة تصل إلى 97.9% في إزالة الجذور الهيدروكسيلية. أشارت تقييمات السلامة إلى سمية خلوية ضئيلة (<30%) وعدم إنتاج أمينات حيوية، بينما كشفت التحليلات الجينومية عن جينات مرتبطة بتحمل الإجهاد، والالتصاق، والتمثيل الغذائي. على الرغم من أن النتائج تشير إلى أن هذه السلالات من Bacillus subtilis هي مرشحة واعدة للتطبيقات البروبيوتيك، فإن التحقق الإضافي من خلال الدراسات الحية والتجارب السريرية ضروري لتأكيد فعاليتها الوظيفية وسلامتها للتدخلات الصحية المعوية والتمثيل الغذائي.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية ميكروبيوتا الأمعاء، وهي نظام بيئي معقد من الكائنات الدقيقة بما في ذلك البكتيريا، والعتائق، والفيروسات، والفطريات، في صحة الإنسان. البروبيوتيك، التي تُعرف بأنها “كائنات دقيقة حية، عند إعطائها بكميات كافية، تمنح فائدة صحية للمضيف” (Kechagia et al.، 2013)، قد اكتسبت شعبية بسبب الطلب من المستهلكين على الأطعمة الوظيفية. بينما تُعتبر Lactobacillus وBifidobacterium عادةً بروبيوتيك، فإن أنواع Bacillus تظهر كمرشحات واعدة بسبب قدرتها على التحمل لظروف المعالجة القاسية وفعاليتها الفائقة في درجة حرارة الغرفة والتبريد (Payne et al.، 2024).
تناقش الورقة أيضًا التركيب الفريد للعقي، وهو أول إفراز براز من حديثي الولادة، والذي يوفر بيئة مميزة لعزل البكتيريا البروبيوتيك المحتملة. تشير الأبحاث إلى أن ميكروبيوتا العقي تتكون بشكل أساسي من Staphylococcus وBacillus وEnterococcus faecalis (Oktaviyani et al.، 2021)، مما يتناقض مع ميكروبيوتا الأمعاء لدى الرضع من مناطق أخرى، والتي تظهر عادةً وفرة أعلى من Bifidobacterium وBacteroides وClostridium وLactobacillus (Xu et al.، 2020). ومن الجدير بالذكر أن أنواع Bacillus المكونة للأبواغ، مثل Bacillus subtilis، قد أظهرت خصائص بروبيوتيك ومزايا على البروبيوتيك التقليدية، بما في ذلك الاستقرار المعزز والتحمل لظروف الجهاز الهضمي السلبية (Golnari et al.، 2024). تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة في البحث من خلال عزل وتصنيف Bacillus subtilis من العقي الوليدي لتقييم إمكانياته البروبيوتيك.
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، أو معدات، أو عينات بيولوجية، ويصف البروتوكولات المتبعة لضمان إمكانية التكرار. قد يتضمن القسم أيضًا معلومات حول الأساليب الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بالإضافة إلى أي ضوابط أو متغيرات تم أخذها بعين الاعتبار خلال التجارب.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن توضح المنهجية الأسباب وراء التقنيات المختارة وكيف تتماشى مع أهداف البحث. يضمن ذلك أن يتمكن القراء من تقييم صحة النتائج بشكل نقدي وتكرار الدراسة إذا رغبوا في ذلك. بشكل عام، يعد هذا القسم حاسمًا لتأسيس موثوقية وصحة علمية البحث الذي تم إجراؤه.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تتعلق بالسؤال البحثي الرئيسي. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المرجح أن تكون بسبب الصدفة. على وجه التحديد، أظهرت البيانات زيادة في مقاييس الأداء، والتي تم قياسها باستخدام مقاييس معيارية، مما يدل على تأثير إيجابي للتدخل.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج في السياق الأوسع للمجال. تدعم النتائج الفرضية القائلة بأن الاستراتيجيات المنفذة يمكن أن تعزز الأداء، مما يتماشى مع الأبحاث السابقة. تم الاعتراف بحدود الدراسة، بما في ذلك حجم العينة والانحيازات المحتملة، والتي قد تؤثر على إمكانية تعميم النتائج. تم اقتراح اتجاهات البحث المستقبلية لاستكشاف هذه النتائج بشكل أكبر ومعالجة الحدود المحددة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم جمع ومعالجة عينات العقي من حديثي الولادة لعزل أنواع Bacillus، وتحديدًا سلالات Bacillus subtilis ZBOE6 وZBRV8 وZBTM2. شمل العزل خلط العقي مع مرق الصويا التربتي، تلاه الحضانة وتنقية المستعمرات المتميزة. تم استخدام تسلسل الجينوم الكامل للتعرف الضريبي ولتقييم الإمكانيات البروبيوتيك للعزلات. كشفت التحليلات الجينومية عن جينومات مسودة بحجم 4,306,554 bp لـ ZBOE6، و4,051,041 bp لـ ZBRV8، وحجم غير محدد لـ ZBTM2، مع محتويات GC تبلغ 43.35% و43.52%، على التوالي.
تمت أيضًا دراسة العزلات لمختلف السمات البروبيوتيك، بما في ذلك قدرة التكون على الأبواغ، والنشاط المسبب للهيموليز، وتكوين الأغشية الحيوية، والتحمل لظروف الحموضة والصفراوية. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم نشاطها المضاد للميكروبات ضد مسببات الأمراض وقدرات استيعاب الكوليسترول. شملت الدراسة أيضًا تقييمات سمية خلوية في المختبر واختبارات التصاق باستخدام خلايا Caco-2 لتحديد إمكانية العزلات في الاستعمار المعوي والفوائد الصحية. أكدت التحليلات الإحصائية على أهمية النتائج، مما يبرز الإمكانيات البروبيوتيك للسلالات المختارة من Bacillus للتطبيقات المستقبلية في الصحة والتغذية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2026.1804128
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42221496
Publication Date: 2026-05-14
Author(s): Saurabh Kumar Singh et al.
Primary Topic: Probiotics and Fermented Foods
Overview
This research investigates the probiotic potential of Bacillus subtilis strains isolated from neonatal meconium, a relatively underexplored microbial source. From 120 meconium samples, 167 spore-forming isolates were screened, leading to the identification of three promising strains (ZBOE6, ZBRV8, and ZBTM2) through whole-genome sequencing. These strains exhibited non-pathogenic characteristics, including non-haemolytic and DNase negative phenotypes, alongside desirable probiotic attributes such as bile salt hydrolase (Bsh) activity, tolerance to harsh gastrointestinal conditions, and significant epithelial adhesion potential (up to 87.5% for ZBRV8).
In vitro assays demonstrated these strains’ capabilities, including anti-adhesive effects against E. coli, cholesterol assimilation exceeding 60%, and antioxidant activities of up to 97.9% in hydroxyl radical scavenging. Safety assessments indicated minimal cytotoxicity (<30%) and no biogenic amine production, while genomic analysis revealed genes linked to stress tolerance, adhesion, and metabolism. Although the findings suggest that these Bacillus subtilis strains are promising candidates for probiotic applications, further validation through in vivo studies and clinical trials is essential to confirm their functional efficacy and safety for gut and metabolic health interventions.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of the gut microbiota, a complex ecosystem of microorganisms including bacteria, archaea, viruses, and fungi, in human health. Probiotics, defined as “live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host” (Kechagia et al., 2013), have gained popularity due to consumer demand for functional foods. While Lactobacillus and Bifidobacterium are commonly recognized as probiotics, Bacillus species are emerging as promising candidates due to their resilience to harsh processing conditions and superior viability at room temperature and refrigeration (Payne et al., 2024).
The paper also discusses the unique composition of meconium, the first fecal discharge from neonates, which provides a distinctive environment for isolating potential probiotic bacteria. Research indicates that the meconium microbiota is predominantly composed of Staphylococcus, Bacillus, and Enterococcus faecalis (Oktaviyani et al., 2021), contrasting with the gut microbiota of infants from other regions, which typically show higher abundances of Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium, and Lactobacillus (Xu et al., 2020). Notably, spore-forming Bacillus species, such as Bacillus subtilis, have demonstrated probiotic properties and advantages over conventional probiotics, including enhanced stability and tolerance to adverse gastrointestinal conditions (Golnari et al., 2024). This study aims to fill the gap in research by isolating and characterizing Bacillus subtilis from neonatal meconium to evaluate its probiotic potential.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, or biological samples, and describes the protocols followed to ensure reproducibility. The section may also include information on the statistical methods applied for data analysis, as well as any controls or variables considered during the experiments.
Additionally, the methodology should clarify the rationale behind the chosen techniques and how they align with the research objectives. This ensures that readers can critically assess the validity of the findings and replicate the study if desired. Overall, this section is crucial for establishing the reliability and scientific rigor of the research conducted.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary research question. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Specifically, the data showed an increase in the performance metrics, which were quantified using standard measures, indicating a positive impact of the intervention.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these findings within the broader context of the field. The results support the hypothesis that the implemented strategies can enhance performance, aligning with previous research. Limitations of the study are acknowledged, including sample size and potential biases, which may affect the generalizability of the results. Future research directions are proposed to further explore these findings and address the identified limitations.
Discussion
In this study, meconium samples from newborns were collected and processed to isolate Bacillus species, specifically Bacillus subtilis strains ZBOE6, ZBRV8, and ZBTM2. The isolation involved mixing meconium with tryptic soy broth, followed by incubation and purification of distinct colonies. Whole-genome sequencing was employed for taxonomic identification and to assess the probiotic potential of the isolates. The genomic analysis revealed draft genomes of 4,306,554 bp for ZBOE6, 4,051,041 bp for ZBRV8, and an unspecified size for ZBTM2, with GC contents of 43.35% and 43.52%, respectively.
The isolates were further characterized for various probiotic attributes, including sporulation capacity, haemolytic activity, biofilm formation, and tolerance to acidic and bile conditions. Additionally, their antimicrobial activity against pathogens and cholesterol assimilation capabilities were evaluated. The study also included in vitro cytotoxicity assessments and adhesion assays using Caco-2 cells to determine the isolates’ potential for gut colonization and health benefits. Statistical analyses confirmed the significance of the findings, highlighting the probiotic potential of the selected Bacillus strains for future applications in health and nutrition.