Probiootiliste laktobatsillide toime eksperimentaalsele Salmonella infektsioonile

Autor: Truusalu, Kai
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2013
Předmět:
Popis: Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.
Salmonella enterica serovar Typhi võib põhjustada persisteeriva infektsiooni ja püsida granuloomidena maksakoes. Kuigi kõhutüüfuse esinemissagedus Eestis on madal, on see ohuks arengumaadesse reisijatele. Kuna S. Typhi tekitab kõhutüüfust ainult inimestel, siis kasutatakse selle uurimiseks eksperimentaalset mudelit, nakatades hiiri Salmonella Typhimuriumiga ja põhjustades kõhutüüfusele sarnase haiguse. Laktobatsillid kuuluvad inimese soole normaalsesse mikroobikooslusesse. Neid kasutatakse probiootikumidena, mis sobivates annustes mõjuvad tervisele kasulikult. Probiootiliste laktobatsillide toimemehhanismid on tüvespetsiifilised: otsene antagonistlik mõju patogeenidele seoses vesinikperoksiidi, piimhappe ja/või bakteriotsiinide tekkega, konkurents toitainetele, adhesioon ning immuunsuse modulatsioon. Kuid toimemehhanism persisteerivate infektsioonide puhul pole teada. Töö eesmärgiks oli selgitada laktobatsillide võimalikku toimet Salmonella persisteeriva infektsiooni korral hiire mudelis mikrobioloogiliste, histoloogiliste, biokeemiliste ja immunoloogiliste uuringutega ja teha kindlaks probiootilise Lactobacillus plantarum Inducia DSM 21379 mõju soole immuunsüsteemile. Salmonella Typhimuriumi ja laktobatsillide mikrobioloogilisteks uuringuteks tehti külvid verest, maksast, põrnast, peen- ja jämesoolest. Samade kudede morfoloogia määramiseks värviti koelõigud hematoksüliin eosiiniga. Oksüdatiivse stressi markerid: LPO, GSSG/GSH ja raua hulk ning tsütokiinide INF-γ, TNF-α ja IL-10 konsentratsiooni mõõdeti soole limaskestast ja maksast. Tulemused näitasid, et: 1. Persisteeriva S.Typhimurium infektsiooni korral leiti S. Typhimurium verest ja uuritud organitest; granuloomid maksast ja põrnast, kõrgenenud olid oksüdatiivse stressi näitajad ning proinflammatoorsed tsütokiinid INF-γ ja TNF-α sooles ja maksas. 2. Kahe in vitro kõrgete antimikroobsete ja antioksüdantsete omadustega inimpäritolu laktobatsilli tüve L. fermentum ME-3 ja L. acidophilus E-1 koosmanustamine 10 päeva jooksul ei eemaldanud S.Typhimuriumi, kuid vähendas oksüdatiivse stressi näitajaid kudedes. 3. Probiootilist bakterit L. plantarum Induciat sisaldava juustu manustamine hiirtele ühe kuu jooksul põhjustas laktobatsillide üldhulga tõusu ning peen- ja jämesoole lümfifolliikulite hüperplaasia. 4. Kombineeritud ravi ofloksatsiini ja L. fermentum ME-3-ga vähendas hiirtel S. Typhimuriumi hulka ja granuloomide teket maksas, samuti oksüdatiivse stressi näitajaid ja vähendas 10 päeva pärast nakatamist INF-γ hulka maksas ja sooles ning suurendas põletikuvastase tsütokiini IL-10 hulka maksas. Maksa granuloomide puudumine oli seotud kõrge laktobatsillide hulgaga sooles. Seega soodustab probiootikum L. fermentum ME-3 persisteeriva Salmonella sp. infektsiooni antimikroobse ravi korral oluliselt haigustekitaja eemaldamist oma antagonistliku aktiivsuse, antioksüdantse ja immuunmoduleeriva toime kaudu.
Salmonella enterica serovar Typhi can lead to the development of persistent infection and the formation of granulomas in the liver. Though the prevalence of typhoid fever is low in Estonia, it is still a problem in the developing world. As S. Typhi is restricted to humans, there are no suitable animal models with the particular microbe. In order to study the pathogenesis of typhoid fever, S. Typhimurium has been used in a murine model of systemic infection mimicking persistence observed in S. Typhi carriers. Lactobacillus spp. belongs to normal human microbiota. Probiotic strains belong to the category of organisms classified as generally regarded as safe. Their mode of action is strain-specific: antagonistic influence on pathogens due to the production of hydrogen peroxide, lactic acid, and/or bacteriocins, adhesion, and immunomodulation. The influence and mode of action of probiotic lactobacilli on persistent infections is not known yet. We aimed to detect the effect of lactobacilli of human origin (the probiotic strain Lactobacillus fermentum ME-3 DSM 14241 and Lactobacillus acidophilus E1) on microbiological, histological, biochemical and immunological status of mice in Salmonella Typhimurium persistent infection model, and to detect the impact of the probiotic strain Lactobacillus plantarum Inducia DSM 21379 on the total count of lactobacilli and the immunological response in the gut of mice. For the microbiological detection of Salmonella Typhimurium and lactobacilli, cultures from the blood, liver, spleen, and gut were performed. Histological slides were prepared from the liver, spleen and ileum. The oxidative stress markers: glutathione redox ratio (GSSG/GSH), lipid peroxides (LPO) and Fe content, and concentration of cytokines: INF-γ, TNF-α ja IL-10 in the mucosa of the ileum and liver were estimated. The results of the study indicate that, 1. The elaborated persistent S.Typhimurium infection is characterized by the presence of viable S. Typhimurium in the blood and organs. The presence of granulomas in the liver and spleen is accompanied by increased levels of OxS indices and increased values of TNF-α and INF-γ in the gut and liver. 2. The application of two lactobacilli of human origin, L. fermentum ME-3 with high antimicrobial and antioxidative potential in vitro and L. acidophilus E-1, for 10 days, did not eradicate S.Typhimurium or prevent the developement of granulomas in the liver. An improvement of the gut mucosal barrier was detected due to decreased values of lipid peroxides and glutathione redox ratio of gut mucosa. 3 The intake of cheese containing Lactobacillus plantarum Inducia during one month increased the count of intestinal lactobacilli and hyperplasia of lymphatic follicles in the ileum and colon of healthy mice, indicating a trend of enhancement of the defence capability of intestinal mucosa by probiotic lactobacilli. 4. The combined treatment of ofloxacin and L. fermentum ME-3 increased the eradication of Salmonella Typhimurium, reduced the prevalence of granulomas in the liver, and decreased oxS indices. On Day 10 after inoculation, a reduction of INF-γ in the liver and an increase of IL-10 were detected in the mice without typhoid nodules in the liver. The absence of liver granulomas was associated with a higher total count of lactobacilli in the gut. Thus, in case of antibacterial treatment of persisting Salmonella sp. infection probiotic L. fermentum ME-3 facilitates the eradication of the agent due to its antagonistic, antioxidative and immuunomodulatory activity.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: