3.4 Biopelículas probióticas e Inmunidad vaginal
Las biopelículas de Lactobacilos en el epitelio vaginal destacan la importancia de estas biopelículas beneficiosas para proteger el tejido huésped y servir como componente de la respuesta inmune innata. El microbioma vaginal de las mujeres sanas está dominado por Lactobacillus crispatus, L. jensenii, L. gasseri y L. iners.190 En condiciones ricas en lactobacilos, estas biopelículas pueden contribuir a la protección contra los microbios de transmisión sexual y las infecciones del tracto urinario, además de impartir mejores resultados en el embarazo y el parto. Estas biopelículas protegen el epitelio vaginal al crear un ambiente ácido (∼pH 4-4, 5), exclusión competitiva y liberación de compuestos antimicrobianos como H2O2, bacteriocinas y otros subproductos. Sin embargo, cuando los comensales vaginales normales son desplazados por bacterias anaerobias y patógenos fúngicos, esto resulta en un aumento del pH (por encima de 4.5), resultando en vaginosis. Este estado comprometido de la vagina se ha asociado con un aumento de la incidencia de parto prematuro, contracción del virus de inmunodeficiencia humana y enfermedad inflamatoria pélvica.191
La vaginosis puede ser causada por patógenos bacterianos o fúngicos. Se examinó la capacidad de varios patógenos diferentes para desplazar biopelículas protectoras mediante el cultivo de biopelículas de L. crispatus en portaobjetos de vidrio y, a continuación, la incubación de los portaobjetos con 109 UFC de cinco agentes bacterianos causantes diferentes de vaginosis. Cada patógeno pudo adherirse a los portaobjetos, pero no desplazó fácilmente las biopelículas de L. crispatus después de una incubación de 30 minutos. El patógeno anaeróbico Mobiluncus mulieris, causó que el 23% de las biopelículas de L. crispatus se desprendieran, mientras que los otros cuatro patógenos causaron un desprendimiento del 10%, respectivamente.192 La repetición de estos estudios en células cervicales mostró una correlación inversa, ya que cuando las biopelículas de L. crispatus se incubaron con células HeLa y luego se expusieron a una cepa patógena y comensal de Gardonella vaginalis, hubo reducciones drásticas en las células de biopelícula adheridas. Por El Contrario, L. crispatus evitó eficazmente que ambas cepas de G. vaginalis se unieran a las células HeLa, lo que resultó en una unión de solo 7 7% cuando se incubaron inoculos bajos de G. vaginalis con biopelículas de L. crispatus. Curiosamente, la presencia de L. iners mejoró la fijación del patógeno G. vaginalis, y fue menos susceptible al desplazamiento por ambas cepas, en comparación con L. crispatus.193 Este resultado podría ayudar a explicar por qué las mujeres colonizadas con L. iners son a menudo más susceptibles a la vaginosis bacteriana. Después del tratamiento de vaginosis bacteriana en pacientes, L. las biopelículas de jensenii se aislaron con células epiteliales vaginales y se tomaron imágenes con microscopía de montaje húmedo, mostrando la presencia clínica de estas biopelículas.190
En otro estudio, se compararon aislados de lactobacilos de pacientes sanos frente a vaginosis fúngica por su producción de sustancias antimicrobianas y su capacidad para inhibir varias especies de candida. En general, los autores encontraron que los aislados de lactobacilos de pacientes enfermos o sanos producían cantidades similares de ácido láctico y peróxido de hidrógeno, mientras que los aislados de pacientes enfermos producían mayores niveles de diacetil. Curiosamente, sin embargo, los aislados de pacientes sanos fueron capaces de inhibir un máximo del 68% de las 35 especies diferentes de Candida spp. probado, mientras que los aislados de los pacientes enfermos solo inhibieron un máximo de 5,8% de Candida spp.194 Estos datos sugieren que los aislados de lactobacilos de pacientes sanos están produciendo más compuestos inhibidores, que probablemente estén relacionados con la bacteriocina o el pH. También sugieren que los lactobacilos no necesariamente se adaptan produciendo más compuestos antimicrobianos, cuando se exponen previamente al patógeno. Sería interesante probar esta hipótesis exponiendo continuamente una biopelícula de Lactobacillus a un patógeno bacteriano o fúngico para ver si uno podría seleccionar naturalmente comensales beneficiosos más efectivos que han sido «inmunizados» contra varios patógenos y luego reintroducidos al huésped.
Con la presencia de biopelículas de Lactobacillus en la vagina, también plantea la pregunta ¿cómo interactúan estas biopelículas beneficiosas con los espermatozoides, los óvulos, la fertilización y el desarrollo del feto? La investigación de estas preguntas se ha abordado principalmente en relación con la fertilización in vitro (FIV), con la hipótesis general de que los microbios afectan negativamente la transferencia de embriones y, en última instancia, un embarazo exitoso.195 En un estudio que determinó el microbioma en el líquido folicular de 263 mujeres, se encontraron algunas curiosas correlaciones con la presencia de biopelículas de Lactobacillus y la reproducción. El líquido folicular es el líquido que se encuentra en los ovarios y que lubrica los óvulos. Sorprendentemente, los autores observaron que este líquido a menudo estaba contaminado con lactobacilo; el ovario izquierdo estaba dominado por L. crispatus y L. gasseri, mientras que el ovario derecho albergaba a L. iners. La presencia de lactobacilos en los fluidos foliculares izquierdo y derecho se asoció con tasas de transferencia de embriones mejoradas y, en última instancia, con resultados de embarazo. De manera similar, un estudio previo en 91 mujeres encontró que la presencia de Lactobacilos productores de peróxido de hidrógeno en la vagina o en la punta del catéter de transferencia de embriones resultó en un aumento de nacimientos exitosos.196
La placenta se propone para proteger al feto de numerosos ataques, incluida la invasión microbiana. Sin embargo,incluso se han identificado biopelículas patógenas en la placenta197, con ausencia de lactobacilos, y esto se correlacionó con resultados negativos en el embarazo. Un análisis de 34 muestras de placenta humana, evaluadas para la presencia de Lactobacillus spp. o Bifidobacterium spp., devolvió solo organismos no cultivables. Sin embargo, la PCR reveló la presencia de Bifidobacterias y ADN de L. rhamnosus en más del 90% de las muestras placentarias. Esto sugiere que la madre transfiere inmunógenos de biopelícula beneficiosos a través de la placenta que pueden contribuir al desarrollo de la inmunidad fetal.198 El cultivo posterior de un mayor número de placentas de nacimientos prematuros (23-27 semanas de gestación) reveló correlaciones interesantes con biopelículas de Lactobacillus y respuestas inmunitarias del recién nacido.199 De las 527 placentas cultivadas, solo 214 regresaron con cultivo positivo y la sangre fetal tomada en los días 1-3 se analizó para detectar 25 marcadores proinflamatorios y se correlacionó con la colonización de los microorganismos detectados. Las biopelículas de Lactobacillus aisladas solas constituían solo 3.el 7% de las placentas con cultivo positivo se correlacionaron con niveles indetectables de 13/25 citocinas proinflamatorias encontradas con patógenos de vaginosis bacteriana. Las biopelículas de Lactobacillus también se encontraron en combinación con otros microbios que constituían el 6% de las muestras, y fueron capaces de reducir la razón de probabilidades para la mayoría de los marcadores proinflamatorios en comparación con los patógenos vaginales.199
Para examinar el impacto de los medios condicionados de L. biopelículas rhamnosus GR-1 sobre la inflamación fetal, se extrajo tejido de la placenta de mujeres sanas sometidas a cesáreas a término y se separaron y digerieron las células para establecer cultivos de células trofoblásticas placentarias. Estas células fueron estimuladas con LPS, y un grupo fue pretratado con sobrenadante de biopelícula L. rhamnosus GR-1 a una dilución de 1:20. La evaluación con ELISA reveló que el medio acondicionado inhibía la producción de TNF-α, mientras que aumentaba la regulación de la citocina antiinflamatoria 1L-10. La vaginosis bacteriana aumenta la expresión de prostaglandinas, lo que puede conducir a contracciones tempranas y, en última instancia, a un nacimiento prematuro200; por lo tanto, se examinaron enzimas de prostaglandinas específicas del sexo. El análisis de Western blot mostró que el sobrenadante de L. rhamnosus produjo una disminución de la PTGS2 (enzima productora de prostaglandina) en un 30% durante los embarazos en los que el feto era varón. Curiosamente, cuando el feto era femenino, estos sobrenadantes causaban un aumento de la PGDH, que metaboliza la prostaglandina. Por lo tanto, para ambos sexos del feto, el medio condicionado de biopelícula de Lactobacillus redujo, directa o indirectamente, la producción de prostaglandinas, lo que teóricamente debería conducir a mejores resultados de parto en mujeres que sufren de vaginosis bacteriana.201 De manera similar, los autores también probaron el impacto del sobrenadante de L. rhamnosus en el factor estimulante de colonias 3 (CSF3), una citocina que regula principalmente la producción de neutrófilos, que son clave en la eliminación de bacterias patógenas. En general, encontraron que el sobrenadante solo, o en combinación con LPS, mejoró significativamente el CSF3 en los nacimientos de mujeres, pero no de hombres. Este hallazgo sugiere que puede haber respuestas específicas del sexo a la infección bacteriana.202
El sobrenadante de L. rhamnosus también se evaluó en un modelo de ratón preñada para probar si el sobrenadante podía reducir el parto prematuro y modular la respuesta inmunitaria. Sorprendentemente, el sobrenadante no impactó el parto prematuro inducido por LPS, pero sí redujo al máximo las citocinas proinflamatorias en el endometrio y el plasma materno.203 Las biopelículas de lactobacilos son bien conocidas por ser componentes importantes de la inmunidad innata vaginal, pero se necesitan más estudios para dilucidar las interacciones específicas de estas biopelículas con el epitelio y otros tipos de células. Estos y otros avances recientes en la investigación del microbioma han proporcionado resultados interesantes en términos de lactobacilos y reproducción, y recién estamos comenzando a comprender la dinámica inmunológica entre el tejido fetal y estas biopelículas beneficiosas.191
