Лактолен

Разработка методов повышения продуктивности штамма-продуцента пентамера глюкозамин-мурамил-пентапептида (Лактолен) путем инкубации культур микроорганизмов в условиях орбитального космического полета и последующей селекции в лабораторных условиях.

Объектом исследований является штамм продуцента лактолена. Эксперимент рассчитан на длительное воздействие микрогравитации и других факторов космического полета (движение клетки в геомагнитном поле и космическое излучение) на растущие культуры микроорганизмов.

В результате КЭ планируется подобрать оптимальные условия экспозиции культур штамма лактолена, которые обеспечат максимальную амплификацию кластеров генов в составе бактериальной хромосомы. Полученный материал будет использован для наземной селекции штаммов-продуцентов с улучшенными характеристиками (повышенной выходом лактолена).

Проведение КЭ «Лактолен» в натурных условиях заключается в экспозиции образцов культуры молочно-кислых бактерий Lactobacillus acidophilhis (штаммы Д №75 и Д №76), являющихся производственными штаммами биологически активной добавки, при различных температурах по согласованной циклограмме эксперимента. КЭ «Лактолен» осуществляется в пеналах аппаратуры «Биоэкология», в которых находятся контейнеры (ампулы и тубы) для биообразцов.

Хранение и доставка заправленных биореакторов осуществляется в охлажденном состоянии (2-8°С), чтобы максимально сохранить жизнеспособность биоматериала. Исключением являются периоды доставки аппаратуры «Биоэкология» с космодрома на МКС и возвращения на Землю, в которые аппаратура вынужденно находится при температуре окружающей среды.

Данные о стимуляции явления хромосомной амплификации под воздействием факторов орбитального космического полета, на которых основана постановка задачи КЭ, оригинальны. В отечественной и зарубежной селекционной практике , для этого используются различного рода стрессовые факторы, например, физические и химические мутагены. Работ по улучшению характеристик штаммов бактерий - продуцентов БАВ с многогенными хромосомными признаками с помощью экспозиции в условиях орбитального космического полета и последующей наземной селекции в России и за рубежом не проводилось.

Пенал «Биоэкология» (используется в КЭ «АРИЛ», «ОЧБ»). Термоизолирующий контейнер «Биоконт-Т» (в случае необходимости соблюдения температурных условий доставки и возврата в КЭ) (используется в КЭ «Арил», «Лактолен»). Термостат-холодильник «Криогем-03» или термостат «ТБУ-В» (для обеспечения температурных требований эксперимента во время нахождения его на борту РС МКС). (используется в КЭ АРИЛ, Конъюгация, Биоэмульсия, Асептик, Каскад).

Данные о влиянии экспозиции в условиях орбитального полета на ростовые, генетические и физиологические характеристики штамма - продуцента лактолена; Линии штамма - продуцента лактолена с улучшенными характеристиками.

В случае получения положительного результата (сохранения клетками лактобацилл базовых медико-биологических свойств в условиях длительного космического полета) предполагается рекомендовать данную форму препарата в качестве уникального лечебно-профилактического средства, предназначенного для поддержания иммунного и микроэкологического статуса членов экипажей космических кораблей.

В ходе летных экспериментов установлено, что ФКП оказывают негативное влияние на жизнеспособность Lactobacillus acidophilus, которая снижается до 2-3% от жизнеспособности наземных образцов. Результаты КЭ «Лактолен» в период МКС-21 подтвердили полученные ранее данные о крайне высокой чувствительности к ФКП жидких культур пробиотических лактобацилл, полученных в наземных условиях. Летные образцы характеризовались исключительно высокой чувствительностью к хранению: через 1 неделю титр жизнеспособных клеток снизился на 5-7 lg по сравнению с наземными образцами. Это свидетельствует о нецелесообразности использования жидких культур пробиотических лактобацилл, выращенных в наземных условиях, в качестве лечебно-профилактического средства для поддержания иммунного и микроэкологического статуса членов экипажей космических кораблей.

В период МКС-23, МКС-24, МКС-27 проводились долгосрочные исследования влияния ФКП на пробиотические свойства сухих рецептур, состоящих из питательной среды и посевного материала, в течение 0,5 года, 1 год и 1,5 года соответственно. Предпосылкой для их проведения явилось то, что, как показано в наземных экспериментах, использование сухой рецептуры в качестве исходного сырья для получения пробиотического препарата значительно упрощает технологию получения в условиях Космоса конечного кисломолочного продукта, обладающего ярковыраженными пробиотическими свойствами (антагонизмом к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, антимутагенной активностью, антибиотикоустойчивостью и способностью к кислотообразованию).

Полученные результаты свидетельствуют о принципиальной возможности получения пробиотического функционального продукта из сухой основы на борту космического корабля во время длительного, в течение 1 года, полета.

Для определения оптимальных соотношений между компонентами сухой основы, позволяющих получать кисломолочный продукт с максимально выраженными пробиотическими свойствами, при длительной экспозиции данных препаратов на борту МКС, необходимо провести дополнительные эксперименты «Лактолен» в 2012-2013гг.

Список публикаций в процессе редактирования.