Reduction of trimethylamine N-oxide to trimethylamine by the human gut microbiota: supporting evidence for ‘metabolic retroversion’

Dietary sources of methylamines such as choline, trimethylamine (TMA), trimethylamine N-oxide (TMAO), phosphatidylcholine (PC) and carnitine are present in a number of foodstuffs, including meat, fish, nuts and eggs. It is recognized that the gut microbiota is able to convert choline to TMA in a fermentation-like process. Similarly, PC and carnitine are converted to TMA by the gut microbiota. It has been suggested that TMAO is subject to ‘metabolic retroversion’ in the gut (i.e. it is reduced to TMA by the gut microbiota, with this TMA being oxidized to produce TMAO in the liver). Sixty-six strains of human faecal and caecal bacteria were screened on solid and liquid media for their ability to utilize trimethylamine N-oxide (TMAO), with metabolites in spent media profiled by Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR) spectroscopy. Enterobacteriaceae produced mostly TMA from TMAO, with caecal/small intestinal isolates of Escherichia coli producing more TMA than their faecal counterparts. Lactic acid bacteria (enterococci, streptococci, bifidobacteria) produced increased amounts of lactate when grown in the presence of TMAO, but did not produce large amounts of TMA from TMAO. The presence of TMAO in media increased the growth rate of Enterobacteriaceae; while it did not affect the growth rate of lactic acid bacteria, TMAO increased the biomass of these bacteria. The positive influence of TMAO on Enterobacteriaceae was confirmed in anaerobic, stirred, pH-controlled batch culture fermentation systems inoculated with human faeces, where this was the only bacterial population whose growth was significantly stimulated by the presence of TMAO in the medium. We hypothesize that dietary TMAO is used as an alternative electron acceptor by the gut microbiota in the small intestine/proximal colon, and contributes to microbial population dynamics upon its utilization and retroversion to TMA, prior to absorption and secondary conversion to TMAO by hepatic flavin-containing monooxygenases. Our findings support the idea that oral TMAO supplementation is a physiologically-stable microbiota-mediated strategy to deliver TMA at the gut barrier.

Terpinen-4-ol: estudo do efeito sinérgico/aditivo, adesão em co-cultura e alteração dos fatores de virulência sobre Candida spp

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nursing Home-Acquired Pneumonia Presenting at the Emergency Department

Nursing home-acquired pneumonia (NHAP) is one of the most common infections arising amongst nursing home residents, and its incidence is expected to increase as population ages. The NHAP recommendation for empiric broad-spectrum antibiotic therapy, arising from the concept of healthcare-associated pneumonia, has been challenged by recent studies reporting low rates of multidrug-resistant (MDR) bacteria. This single center study analyzes the results of NHAP patients admitted through the Emergency Department (ED) at a tertiary center during the year 2010. There were 116 cases, male gender corresponded to 34.5 % of patients and median age was 84 years old (IQR 77-90). Comorbidities were present in 69.8 % of cases and 48.3 % of patients had used healthcare services during the previous 90 days. In-hospital mortality rate was 46.6 % and median length-of-stay was 9 days. Severity assessment at the Emergency Department provided CURB65 index score and respective mortality (%) results: zero: n = 0; one: n = 7 (0 %); two: n = 18 (38.9 %); three: n = 26 (38.5 %); four: n = 30 (53.3 %); and five; n = 22 (68.2 %); and sepsis n = 50 (34.0 %), severe sepsis n = 43 (48.8 %) and septic shock n = 22 (72.7 %). Significant risk factors for in-hospital mortality in multivariate analysis were polypnea (p = 0.001), age ≥ 75 years (p = 0.02), and severe sepsis or shock (p = 0.03) at the ED. Microbiological testing in 78.4 % of cases was positive in 15.4 % (n = 15): methicillin-resistant Staphylococcus aureus (26.7 %), Pseudomonas aeruginosa (20.0 %), S. pneumoniae (13.3 %), Escherichia coli (13.3 %), others (26.7 %); the rate of MDR bacteria was 53.3 %. This study reveals high rates of mortality and MDR bacteria among NHAP hospital admissions supporting the use of empirical broad-spectrum antibiotic therapy in these patients.

Constitutive activation of Wnt signaling favors generation of memory CD8 T cells.

T cell factor-1 (TCF-1) and lymphoid enhancer-binding factor 1, the effector transcription factors of the canonical Wnt pathway, are known to be critical for normal thymocyte development. However, it is largely unknown if it has a role in regulating mature T cell activation and T cell-mediated immune responses. In this study, we demonstrate that, like IL-7Ralpha and CD62L, TCF-1 and lymphoid enhancer-binding factor 1 exhibit dynamic expression changes during T cell responses, being highly expressed in naive T cells, downregulated in effector T cells, and upregulated again in memory T cells. Enforced expression of a p45 TCF-1 isoform limited the expansion of Ag-specific CD8 T cells in response to Listeria monocytogenes infection. However, when the p45 transgene was coupled with ectopic expression of stabilized beta-catenin, more Ag-specific memory CD8 T cells were generated, with enhanced ability to produce IL-2. Moreover, these memory CD8 T cells expanded to a larger number of secondary effectors and cleared bacteria faster when the immunized mice were rechallenged with virulent L. monocytogenes. Furthermore, in response to vaccinia virus or lymphocytic choriomeningitis virus infection, more Ag-specific memory CD8 T cells were generated in the presence of p45 and stabilized beta-catenin transgenes. Although activated Wnt signaling also resulted in larger numbers of Ag-specific memory CD4 T cells, their functional attributes and expansion after the secondary infection were not improved. Thus, constitutive activation of the canonical Wnt pathway favors memory CD8 T cell formation during initial immunization, resulting in enhanced immunity upon second encounter with the same pathogen.

Pullulation bactérienne de l'intestin grêle [Small intestine bacterial overgrowth]

Small intestine bacterial overgrowth (SIBO) is a condition characterised by nutrient malabsorption and excessive bacteria in the small intestine. It typically presents with diarrhea, flatulence and a syndrome of malabsorption (steatorrhea, macrocytic anemia). However, it may be asymptomatic in the eldery. A high index of suspicion is necessary in order to differentiate SIBO from other similar presenting disorders such as coeliac disease, lactose intolerance or the irritable bowel syndrome. A search for predisposing factor is thus necessary. These factors may be anatomical (stenosis, blind loop), or functional (intestinal hypomotility, achlorydria). The hydrogen breath test is the most frequently used diagnostic test although it lacks standardisation. The treatment of SIBO consists of eliminating predisposing factors and broad-spectrum antibiotic therapy.

Phylogéographie comparée d’un système multitrophique : les parasitoïdes du genre Horismenus spp. ont-ils échappé au processus de domestication du haricot au Mexique?

Cette étude vise à comparer l’histoire évolutive des parasitoïdes du genre Horismenus (Hymenoptera: Eulophidae) à celle de leurs hôtes bruches (Coleoptera: Bruchidae) et plante hôte (Phaseolus vulgaris L.) cultivée dans le contexte d’agriculture traditionnelle, au sein de son centre de domestication Mésoaméricain. Nous avons analysé la structure génétique de 23 populations de quatre espèces de parasitoïdes au Mexique, en utilisant un fragment du gène mitochondrial COI afin de les comparer aux structures précédemment publiées des hôtes bruches et du haricot commun. Nous avons prédit que les structures génétiques des populations d’hôtes (bruches et plante) et de parasitoïdes seraient similaires puisque également influencées par la migration entremise par l’humain (HMM) étant donnée que les parasitoïdes se développent telles que les bruches à l’intérieur des haricots. Compte tenu des stratégies de manipulation reproductive utilisées par l’alpha-protéobactérie endosymbionte Wolbachia spp. pour assurer sa transmission, la structure génétique des populations de parasitoïdes inférée à partir du génome mitochondrial devrait être altérée conséquemment à la transmission conjointe des mitochondries et des bactéries lors de la propagation de l’infection dans les populations de parasitoïdes. Les populations du parasitoïde H. missouriensis sont infectées par Wolbachia spp. Tel que prédit, ces populations ne sont pas différenciées (FST = 0,06), ce qui nous empêche d’inférer sur une histoire évolutive parallèle. Contrairement aux bruches, Acanthoscelides obtectus et A. ovelatus, la HMM n'est pas un processus contemporain qui influence la structure génétique des populations du parasitoïde H. depressus, étant donné la forte différenciation (FST = 0,34) qui existe entre ses populations. La structure génétique observée chez H. depressus est similaire à celle de sa plante hôte (i.e. dispersion aléatoire historique à partir d'un pool génique ancestral très diversifié) et est probablement le résultat d’un flux génique important en provenance des populations de parasitoïdes associées aux haricots spontanées à proximité des champs cultivés. L’étude de l’histoire évolutive intégrant plusieurs niveaux trophiques s’est avérée fructueuse dans la détection des différentes réponses évolutives entre les membres du module trophique face aux interactions humaines et parasitaires, et montre la pertinence d’analyser les systèmes écologiques dans leur ensemble.

Le système de recombinaison site-spécifique dif/Xer de Campylobacter jejuni

Chez les bactéries à chromosome circulaire, la réplication peut engendrer des dimères que le système de recombinaison site-spécifique dif/Xer résout en monomères afin que la ségrégation des chromosomes fils et la division cellulaire se fassent normalement. Ses composants sont une ou deux tyrosines recombinases de type Xer qui agissent à un site de recombinaison spécifique, dif, avec l’aide de la translocase FtsK qui mobilise l’ADN au septum avant la recombinaison. Ce système a été d’abord identifié et largement caractérisé chez Escherichia coli mais il a également été caractérisé chez de nombreuses bactéries à Gram négatif et positif avec des variantes telles que les systèmes à une seule recombinase comme difSL/XerS chez Streptococcus sp et Lactococcus sp. Des études bio-informatiques ont suggéré l’existence d’autres systèmes à une seule recombinase chez un sous-groupe d’ε-protéobactéries pathogènes, dont Campylobacter jejuni et Helicobacter pylori. Les acteurs de ce nouveau système sont XerH et difH. Dans ce mémoire, les premières recherches in vitro sur ce système sont présentées. La caractérisation de la recombinase XerH de C. jejuni a été entamée à l’aide du séquençage de son gène et de tests de liaison et de clivage de l’ADN. Ces études ont montré que XerH pouvait se lier au site difSL de S. suis de manière non-coopérative : que XerH peut se lier à des demi-sites de difSL mais qu’elle ne pouvait, dans les conditions de l’étude effectuer de clivage sur difSL. Des recherches in silico ont aussi permis de faire des prédictions sur FtsK de C. jejuni.

Improving the microbial production of biofuels through metabolic engineering

Les défis conjoints du changement climatique d'origine anthropique et la diminution des réserves de combustibles fossiles sont le moteur de recherche intense pour des sources d'énergie alternatives. Une avenue attrayante est d'utiliser un processus biologique pour produire un biocarburant. Parmi les différentes options en matière de biocarburants, le bio-hydrogène gazeux est un futur vecteur énergétique attrayant en raison de son efficacité potentiellement plus élevé de conversion de puissance utilisable, il est faible en génération inexistante de polluants et de haute densité d'énergie. Cependant, les faibles rendements et taux de production ont été les principaux obstacles à l'application pratique des technologies de bio-hydrogène. Des recherches intensives sur bio-hydrogène sont en cours, et dans les dernières années, plusieurs nouvelles approches ont été proposées et étudiées pour dépasser ces inconvénients. À cette fin, l'objectif principal de cette thèse était d'améliorer le rendement en hydrogène moléculaire avec un accent particulier sur l'ingénierie métabolique et l’utilisation de bioprocédés à variables indépendantes. Une de nos hypothèses était que la production d’hydrogène pourrait être améliorée et rendue plus économiquement viable par ingénierie métabolique de souches d’Escherichia coli producteurs d’hydrogène en utilisant le glucose ainsi que diverses autres sources de carbone, y compris les pentoses. Les effets du pH, de la température et de sources de carbone ont été étudiés. La production maximale d'hydrogène a été obtenue à partir de glucose, à un pH initial de 6.5 et une température de 35°C. Les études de cinétiques de croissance ont montré que la μmax était 0.0495 h-1 avec un Ks de 0.0274 g L-1 lorsque le glucose est la seule source de carbone en milieu minimal M9. .Parmi les nombreux sucres et les dérivés de sucres testés, les rendements les plus élevés d'hydrogène sont avec du fructose, sorbitol et D-glucose; 1.27, 1.46 et 1.51 mol H2 mol-1 de substrat, respectivement. En outre, pour obtenir les interactions entre les variables importantes et pour atteindre une production maximale d'hydrogène, un design 3K factoriel complet Box-Behnken et la méthodologie de réponse de surface (RSM) ont été employées pour la conception expérimentale et l'analyse de la souche d'Escherichia coli DJT135. Le rendement en hydrogène molaire maximale de 1.69 mol H2 mol-1 de glucose a été obtenu dans les conditions optimales de 75 mM de glucose, à 35°C et un pH de 6.5. Ainsi, la RSM avec un design Box-Behken était un outil statistique utile pour atteindre des rendements plus élevés d'hydrogène molaires par des organismes modifiés génétiquement. Ensuite, l'expression hétérologue de l’hydrogénases soluble [Ni-Fe] de Ralstonia eutropha H16 (l'hydrogénase SH) a tenté de démontrer que la mise en place d'une voie capable de dériver l'hydrogène à partir de NADH pourrait surpasser le rendement stoechiométrique en hydrogène.. L’expression a été démontrée par des tests in vitro de l'activité enzymatique. Par ailleurs, l'expression de SH a restaurée la croissance en anaérobie de souches mutantes pour adhE, normalement inhibées en raison de l'incapacité de réoxyder le NADH. La mesure de la production d'hydrogène in vivo a montré que plusieurs souches modifiées métaboliquement sont capables d'utiliser l'hydrogénase SH pour dériver deux moles d’hydrogène par mole de glucose consommé, proche du maximum théorique. Une autre stratégie a montré que le glycérol brut pourrait être converti en hydrogène par photofermentation utilisant Rhodopseudomonas palustris par photofermentation. Les effets de la source d'azote et de différentes concentrations de glycérol brut sur ce processus ont été évalués. À 20 mM de glycérol, 4 mM glutamate, 6.1 mol hydrogène / mole de glycérol brut ont été obtenus dans des conditions optimales, un rendement de 87% de la théorie, et significativement plus élevés que ce qui a été réalisé auparavant. En prolongement de cette étude, l'optimisation des paramètres a également été utilisée. Dans des conditions optimales, une intensité lumineuse de 175 W/m2, 30 mM glycérol et 4.5 mM de glutamate, 6.69 mol hydrogène / mole de glycérol brut ont été obtenus, soit un rendement de 96% de la valeur théorique. La détermination de l'activité de la nitrogénase et ses niveaux d'expression ont montré qu'il y avait relativement peu de variation de la quantité de nitrogénase avec le changement des variables alors que l'activité de la nitrogénase variait considérablement, avec une activité maximale (228 nmol de C2H4/ml/min) au point central optimal. Dans la dernière section, la production d'hydrogène à partir du glucose via la photofermentation en une seule étape a été examinée avec la bactérie photosynthétique Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-). La méthodologie de surface de réponse avec Box-Behnken a été utilisée pour optimiser les variables expérimentales de façon indépendante, soit la concentration de glucose, la concentration du glutamate et l'intensité lumineuse, ainsi que d'examiner leurs effets interactifs pour la maximisation du rendement en hydrogène moléculaire. Dans des conditions optimales, avec une intensité lumineuse de 175 W/m2, 35 mM de glucose, et 4.5 mM de glutamate,, un rendement maximal d'hydrogène de 5.5 (± 0.15) mol hydrogène /mol glucose, et un maximum d'activité de la nitrogénase de 246 (± 3.5) nmol C2H4/ml/min ont été obtenus. L'analyse densitométrique de l'expression de la protéine-Fe nitrogenase dans les différentes conditions a montré une variation significative de l'expression protéique avec un maximum au point central optimisé. Même dans des conditions optimales pour la production d'hydrogène, une fraction significative de la protéine Fe a été trouvée dans l'état ADP-ribosylée, suggérant que d'autres améliorations des rendements pourraient être possibles. À cette fin, un mutant amtB dérivé de Rhodobacter capsulatus JP91 (hup-) a été créé en utilisant le vecteur de suicide pSUP202. Les résultats expérimentaux préliminaires montrent que la souche nouvellement conçue métaboliquement, R. capsulatus DG9, produit 8.2 (± 0.06) mol hydrogène / mole de glucose dans des conditions optimales de cultures discontinues (intensité lumineuse, 175 W/m2, 35 mM de glucose et 4.5 mM glutamate). Le statut d'ADP-ribosylation de la nitrogénase-protéine Fe a été obtenu par Western Blot pour la souche R. capsulatus DG9. En bref, la production d'hydrogène est limitée par une barrière métabolique. La principale barrière métabolique est due au manque d'outils moléculaires possibles pour atteindre ou dépasser le rendement stochiométrique en bio-hydrogène depuis les dernières décennies en utilisant les microbes. À cette fin, une nouvelle approche d’ingénierie métabolique semble très prometteuse pour surmonter cette contrainte vers l'industrialisation et s'assurer de la faisabilité de la technologie de la production d'hydrogène. Dans la présente étude, il a été démontré que l’ingénierie métabolique de bactéries anaérobiques facultatives (Escherichia coli) et de bactéries anaérobiques photosynthétiques (Rhodobacter capsulatus et Rhodopseudomonas palustris) peuvent produire de l'hydrogène en tant que produit majeur à travers le mode de fermentation par redirection métabolique vers la production d'énergie potentielle. D'autre part, la méthodologie de surface de réponse utilisée dans cette étude représente un outil potentiel pour optimiser la production d'hydrogène en générant des informations appropriées concernant la corrélation entre les variables et des producteurs de bio-de hydrogène modifiés par ingénierie métabolique. Ainsi, un outil d'optimisation des paramètres représente une nouvelle avenue pour faire un pont entre le laboratoire et la production d'hydrogène à l'échelle industrielle en fournissant un modèle mathématique potentiel pour intensifier la production de bio-hydrogène. Par conséquent, il a été clairement mis en évidence dans ce projet que l'effort combiné de l'ingénierie métabolique et la méthodologie de surface de réponse peut rendre la technologie de production de bio-hydrogène potentiellement possible vers sa commercialisation dans un avenir rapproché.

Microbial production of antibiotics from mangrove ecosystem

The present study on "Microbial production of antibiotics from mangrove ecosystem” was carried out for a period of one year in four selected Stations, Mangalavana, Narakkal, Puthuvyppu and light house area of Puthuvyppu (9°55' — 10°10'N and 76°10‘ - 76°20'E) from January to December 1991. Though much emphasis has been given to occurrence and distribution of actinomycetes, an attempt was also made to understand the distribution patterns of other micro flora in the sediments. Data on physico-chemical parameters were also collected to find out their relationship if any with the microflora. The principle interest of the present investigation is to determineseasonal variations of antagonistic actinomycetes in selected mangrove ecosystem. The microbial interrelationship in mangrove sediments was found out by constructing the ratio between bacteria and actinomycetes, bacteria and fungi, fungi and actinomycetes. In addition temperature, pH, salinity, dissolved oxygen and organic carbon were determined seasonally and their possible relationship was statistically analyzed and the results are presented. Isolated actinomycetes were subjected to cross streak assay to know their nature of antibiotic activity against test fish pathogens and crude antibiotics were extracted from selected isolates and their inhibitory activity is studied and the results are discussed.

Bioremediation of Zinc Using Bacillus sp. Isolated from Metal- Contaminated Industrial Zone

The production of heavy metals has increased quickly since the industrial revolution. Heavy metals frequently form compounds that can be toxic, carcinogenic, or mutagenic, even in very small concentrations. The usual techniques of removing metals from wastewaters are in general expensive and have many restrictions. Alternative methods of metal removal and recovery based on biological materials have been measured. Among various agents, the use of microbes for the removal of metals from industrial and municipal wastewater has been proposed as a promising alternative to conventional heavy metal management strategies in past decades. Thus, the present study aims to isolate and characterize bacteria from soil, sediment, and waters of metal-contaminated industrial area to study the zinc resistance patterns and the zinc bioaccumulation potential of the selected microorganism. Zinc analysis of the samples revealed that concentrations varying from 39.832 m g/L to 310.24 m g/L in water, 12.81 m g/g to 407.53 m g/g in soil, and 81.06 m g/g to 829.54 m g/g in sediment are present. Bacterial zinc resistance study showed that tolerance to Zn was relatively low (<500 m g/ml). Ten bacterial genera were represented in soil and 11 from water, while only 5 bacterial genera were recorded from sediment samples. Bacillus, Pseudomonas , and Enterobacter were found in soil, sediment, and water samples. Highly zincresistant Bacillus sp. was selected for zinc removal experiment. Zinc removal studies revealed that at pH 5 about 40% reduction occurs; at pH 7, 25% occurs; and at pH 9, 50% occurs. Relatively an increased removal of Zinc was observed in the fi rst day of the experiment by Bacillus sp. The metal bioaccumulative potential of the selected isolates may have possible applications in the removal and recovery of zinc from industrial ef fluents.

Perfil microbiológico, prevalencia de resistencia antibiótica y patrones de susceptibilidad en infección urinaria en una población pediátrica

Introducción: El incremento de la resistencia antibiótica se considera un problema de salud pública con consecuencias clínicas y económicas, por lo tanto se determinará la prevalencia de resistencia antibiótica en Infección del Tracto Urinario (ITU, el perfil microbiológico y los patrones de susceptibilidad en una población pediátrica atendida en la Fundación Cardioinfantil. Materiales y métodos: Estudio observacional de corte transversal, retrospectivo, entre 1 mes a 18 años de edad, con diagnóstico de ITU comunitaria atendidos entre Enero de 2011 y Diciembre de 2013. Se excluyeron pacientes con dispositivos en la vía urinaria, instrumentación quirúrgica previa, trayectos fistulosos entre la vía urinaria y sistema digestivo, ITU luego de 48 horas de hospitalización y recaída clínica en tratamiento. Se estableció la prevalencia de ITU resistente y se realizó un análisis descriptivo de la información. Resultados: Se evaluaron 385 registros clínicos, con una mediana de 1.08 años (RIQ 0.8 – 4.08), el 73.5% eran niñas. La fiebre predominó (76.5%), seguido de emesis (32.0%), disuria (23.7%) y dolor abdominal (23.1%). El uropatógeno más frecuente fue E.coli (75%), seguido de Proteus mirabilis (8.5%) y Klebsiella spp. (8.3%). La Ampicilina, el Trimetropim sulfametoxazol, la Ampicilina sulbactam y el ácido nalidixico tuvieron mayor tasa de resistencia. La prevalencia de BLEE fue 5.2% y AmpC 3.9%. La prevalencia de resistencia antimicrobiana fue de 11.9%. Conclusiones: La E.coli es el uropatogeno más frecuentemente aislado en ITU, con resistencia a la ampicilina en 60.2%, cefalosporinas de primera generación en 15.5%, trimetropin sulfametoxazol en 43.9%, cefepime 4.8%. La prevalencia de resistencia antimicrobiana fue de 11.9%.

Metabolism of Maillard reaction products by the human gut microbiota - implications for health

The human colonic microbiota imparts metabolic versatility on the colon, interacts at many levels in healthy intestinal and systemic metabolism, and plays protective roles in chronic disease and acute infection. Colonic bacterial metabolism is largely dependant on dietary residues from the upper gut. Carbohydrates, resistant to digestion, drive colonic bacterial fermentation and the resulting end products are considered beneficial. Many colonic species ferment proteins but the end products are not always beneficial and include toxic compounds, such as amines and phenols. Most components of a typical Western diet are heat processed. The Maillard reaction, involving food protein and sugar, is a complex network of reactions occurring during thermal processing. The resultant modified protein resists digestion in the small intestine but is available for colonic bacterial fermentation. Little is known about the fate of the modified protein but some Maillard reaction products (MRP) are biologically active by, e.g. altering bacterial population levels within the colon or, upon absorption, interacting with human disease mechanisms by induction of inflammatory responses. This review presents current understanding of the interactions between MRP and intestinal bacteria. Recent scientific advances offering the possibility of elucidating the consequences of microbe-MRP interactions within the gut are discussed.

Metabolism of Maillard reaction products by the human gut microbiota: implications for health

The human colonic microbiota imparts metabolic versatility on the colon, interacts at many levels in healthy intestinal and systemic metabolism, and plays protective roles in chronic disease and acute infection. Colonic bacterial metabolism is largely dependant on dietary residues from the upper gut. Carbohydrates, resistant to digestion, drive colonic bacterial fermentation and the resulting end products are considered beneficial. Many colonic species ferment proteins but the end products are not always beneficial and include toxic compounds, such as amines and phenols. Most components of a typical Western diet are heat processed. The Maillard reaction, involving food protein and sugar, is a complex network of reactions occurring during thermal processing. The resultant modified protein resists digestion in the small intestine but is available for colonic bacterial fermentation. Little is known about the fate of the modified protein but some Maillard reaction products (MRP) are biologically active by, e.g. altering bacterial population levels within the colon or, upon absorption, interacting with human disease mechanisms by induction of inflammatory responses. This review presents current understanding of the interactions between MRP and intestinal bacteria. Recent scientific advances offering the possibility of elucidating the consequences of microbe-MRP interactions within the gut are discussed.

Determination of the in vivo prebiotic potential of a maize based wholegrain breakfast cereal: a human feeding study

Epidemiological studies have shown an inverse relationship between risk of CVD and intake of whole grain (WG)-rich food. Regular consumption of breakfast cereals can provide not only an increase in dietary WG but also improvements to cardiovascular health. Various mechanisms have been proposed, including prebiotic modulation of the colonic microbiota. In the present study, the prebiotic activity of a maize-derived WG cereal (WGM) was evaluated in a double-blind, placebo-controlled human feeding study (n 32). For a period of 21 d, healthy men and women, mean age 32 (sd 8) years and BMI 23·3 (sd 0·58) kg/m2, consumed either 48 g/d WG cereal (WGM) or 48 g placebo cereal (non-whole grain (NWG)) in a crossover fashion. Faecal samples were collected at five points during the study on days 0, 21, 42, 63 and 84 (representing at baseline, after both treatments and both wash-out periods). Faecal bacteriology was assessed using fluorescence in situ hybridisation with 16S rRNA oligonucleotide probes specific for Bacteroides spp., Bifidobacterium spp., Clostridium histolyticum/perfringens subgroup, Lactobacillus–Enterococcus subgroup and total bacteria. After 21 d consumption of WGM, mean group levels of faecal bifidobacteria increased significantly compared with the control cereal (P = 0·001). After a 3-week wash-out period, bifidobacterial levels returned to pre-intervention levels. No statistically significant changes were observed in serum lipids, glucose or measures of faecal output. In conclusion, this WG maize-enriched breakfast cereal mediated a bifidogenic modulation of the gut microbiota, indicating a possible prebiotic mode of action

The O-antigen of Salmonella enterica serotype Enteritidis PT4: a significant factor in gastrointestinal colonisation of young but not newly hatched chicks

The lipopolysaccharide of Salmonella and other Gram negative pathogenic species has been implicated as a major virulence determinant and in this study we report the role of LPS of S. Enteritidis in the colonisation and persistent gastrointestinal infection of young poultry. The gene encoding the unique O-antigen ligase, waaL, was mutated by insertional inactivation in a well characterised S. Enteritidis strain, S1400/94. The waaL mutant, designated PCP, produced rough colonies on agar medium, did not agglutinate O9 antiserum, did not produce an LPS ladder on silver stained gels and was serum sensitive. PCP and a nalidixic acid marked derivative of S1400/94 (S1400/94 Nal(r)) were used to orally challenge young chicks, separately and together in competitive index experiments. At post-mortem examination of 1-day-old chicks challenged S1400/94 Nal(r) and PCP separately there were no significant differences in the numbers of S1400/94 Nal(r) and PCP bacteria in tissues sampled on days 1, 2. and 5. By day 42 after challenge S1400/94 Nal(r) bacteria were recovered in significantly higher numbers than PCP from the caecal contents (P < 0.001). In competitive index studies in the 1-day-old chick PCP colonised, invaded and persisted in lower numbers than S1400/94 Nal(r). In 4-week-old chicks challenged separately, PCP bacteria were recovered from all tissues examined in significantly lower numbers than S1400/94 Nal(r). In competitive index experiments in 4-week-old chicks, PCP was not detected at any site and at any time point. Therefore, the O-antigen of S. Enteritidis plays art important role in poultry infections although this role is less important in the newly hatched chick. Crown Copyright (C) 2004 Published by Elsevier B.V. All rights reserved.