Probiotyki z kimchi jako potencjalne narzędzie eliminacji nanoplastików z organizmu

Instytut World Institute of Kimchi (WiKim), finansowany przez Ministerstwo Nauki i ICT, poinformował o odkryciu potencjalnie istotnego mechanizmu biologicznego, dzięki któremu bakterie fermentacji mlekowej izolowane z kimchi mogą wspomagać eliminację nanoplastików z organizmu człowieka. Badania wskazują, że wybrane szczepy probiotyczne są zdolne do wiązania cząstek nanoplastiku w świetle jelita, co może sprzyjać ich wydalaniu z kałem.

Charakterystyka nanoplastików i ich znaczenie biologiczne

Nanoplastiki to ultradrobne cząstki tworzyw sztucznych o średnicy poniżej 1 mikrometra (μm), powstające w wyniku degradacji większych struktur plastikowych. Ze względu na swoje rozmiary mogą one przedostawać się do organizmu człowieka wraz z żywnością i wodą pitną. Ich zdolność do przekraczania bariery jelitowej budzi szczególne obawy, ponieważ mogą akumulować się w narządach takich jak nerki czy mózg.

Pomimo rosnącej liczby doniesień o obecności mikro- i nanoplastików w organizmach ludzi, strategie biologiczne ograniczające ich wchłanianie lub przyspieszające eliminację pozostają na wczesnym etapie badań eksperymentalnych.

Bakterie fermentacji mlekowej jako narzędzie detoksykacji

Zespół badawczy kierowany przez dr Se Hee Lee oraz dr Tae Woong Whon z WiKim skoncentrował się na ocenie zdolności adsorpcyjnych szczepu Leuconostoc mesenteroides CBA3656 wobec nanoplastików polistyrenowych (PS-NPs). W badaniach porównano jego właściwości z referencyjnym szczepem Latilactobacillus sakei CBA3608.

W standardowych warunkach laboratoryjnych oba szczepy wykazywały wysoką skuteczność wiązania nanoplastików – odpowiednio 87% dla CBA3656 i 85% dla CBA3608. Jednak istotne różnice ujawniły się w warunkach symulujących środowisko jelita ludzkiego. W tych warunkach skuteczność adsorpcji szczepu referencyjnego gwałtownie spadła do 3%, podczas gdy szczep pochodzący z kimchi utrzymał istotnie wyższy poziom wiązania na poziomie 57%.

Wyniki te sugerują, że Leuconostoc mesenteroides CBA3656 charakteryzuje się stabilnością funkcjonalną w warunkach fizjologicznych przewodu pokarmowego, co ma kluczowe znaczenie dla potencjalnego zastosowania klinicznego.

Wyniki badań in vivo w modelu zwierzęcym

Dodatkowych dowodów dostarczyły badania przeprowadzone na modelu myszy germ-free. Zwierzęta otrzymujące szczep CBA3656 wykazywały ponad dwukrotnie wyższe stężenie nanoplastików w kale w porównaniu do grupy kontrolnej nieotrzymującej probiotyku. Efekt ten obserwowano zarówno u samców, jak i samic.

Interpretacja tych wyników wskazuje, że bakteria nie tylko wiąże nanoplastiki w świetle jelita, ale także aktywnie wspiera ich eliminację z organizmu, ograniczając potencjalną biodostępność i akumulację systemową.

Znaczenie odkrycia w kontekście zdrowia publicznego

Badanie dostarcza nowych dowodów na to, że bakterie fermentacji mlekowej mogą oddziaływać nie tylko na skład mikrobioty jelitowej i metabolizm gospodarza, ale również na obecne w środowisku zanieczyszczenia o charakterze mikroskopowym. Otwiera to nowy kierunek badań nad zastosowaniem probiotyków jako narzędzi biologicznej detoksykacji.

Z perspektywy zdrowia publicznego problem zanieczyszczenia plastikiem jest coraz częściej postrzegany nie tylko jako kwestia środowiskowa, ale również jako istotny czynnik ryzyka zdrowotnego. Możliwość wykorzystania mikroorganizmów pochodzących z tradycyjnych produktów fermentowanych, takich jak kimchi, może stanowić uzupełnienie strategii prewencyjnych i terapeutycznych.

Jak podkreśliła dr Se Hee Lee, wyniki badań sugerują, że mikroorganizmy obecne w tradycyjnej żywności fermentowanej mogą stanowić podstawę nowych biologicznych rozwiązań w odpowiedzi na narastające wyzwania związane z ekspozycją na nanoplastiki.

World Institute of Kimchi (WiKim) to wyspecjalizowany, państwowy instytut badawczy z siedzibą w Korei Południowej, działający pod auspicjami Ministerstwa Nauki i ICT (Ministry of Science and ICT). Jednostka ta została powołana w 2010 roku jako element strategii rządu koreańskiego mającej na celu rozwój nauki o żywności tradycyjnej oraz jej wykorzystanie w nowoczesnej biotechnologii i medycynie.

Zakres działalności instytutu

WiKim koncentruje się na interdyscyplinarnych badaniach nad kimchi – tradycyjnym koreańskim produktem fermentowanym – analizując go zarówno w kontekście technologii żywności, jak i zdrowia człowieka. Kluczowe obszary działalności obejmują:

• mikrobiologię żywności fermentowanej, w tym identyfikację i charakterystykę bakterii fermentacji mlekowej
• genomikę i metabolomikę szczepów probiotycznych
• rozwój funkcjonalnej żywności (functional foods) i nutraceutyków
• badania nad wpływem kimchi i jego składników na zdrowie metaboliczne, immunologiczne i jelitowe
• technologie produkcji, standaryzację oraz bezpieczeństwo żywności

Również w Polsce prowadzi się badania nad fermentowanymi produktami roślinnymi, w tym kiszonkami (kapusta kiszona, ogórki kiszone, buraki), jednak skala, stopień instytucjonalizacji oraz ukierunkowanie translacyjne tych badań różnią się istotnie od modelu reprezentowanego przez World Institute of Kimchi (WiKim).

Badania nad fermentacją warzyw i mikrobiotą związaną z kiszonkami są prowadzone głównie w ramach:

• instytutów naukowych zajmujących się technologią żywności i biotechnologią (np. Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego – PIB, instytuty PAN)
• uniwersytetów przyrodniczych i medycznych (m.in. SGGW, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Gdański Uniwersytet Medyczny)
• jednostek zajmujących się mikrobiologią żywności, nutrigenomiką i dietetyką kliniczną

Źródło: Bioresource Technology, Efficient biosorption of nanoplastics by food-derived lactic acid bacterium
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2026.134234