3.4 probioottiset Biofilmit ja emättimen immuniteetti
lactobacilli biofilms on vaginan epiteeli korostaa näiden hyödyllisten biofilmien merkitystä isäntäkudoksen suojaamisessa ja luontaisen immuunivasteen osana. Terveiden naaraiden emättimen mikrobiomia hallitsevat Lactobacillus crispatus, L. jensenii, L. gasseri ja L. iners.190 Laktobasillipitoisissa olosuhteissa nämä biofilmit voivat edistää suojaa sukupuoliteitse tarttuvilta mikrobeilta ja virtsatieinfektioilta sekä parantaa raskauden ja synnytyksen tuloksia. Nämä biofilmit suojaavat vaginan epiteeliä luomalla happaman ympäristön (∼pH 4-4, 5), kilpailukykyisen syrjäytymisen ja antimikrobisten yhdisteiden, kuten H2O2: n, bakteriosiinien ja muiden sivutuotteiden vapautumisen. Kuitenkin, kun normaali emättimen commensals syrjäytetään anaerobiset bakteerit ja sienipatogeenit, tämä johtaa kohonneeseen pH (yli 4.5), joka johtaa vaginoosiin. Tämä heikentynyt tila emättimen on liittynyt lisääntynyt ilmaantuvuus ennenaikaisen synnytyksen, supistuminen ihmisen immuunikatoviruksen, ja lantion tulehduksellinen sairaus.191
vaginoosin voivat aiheuttaa bakteeri-tai sienipatogeenit. Useiden eri patogeenien kykyä syrjäyttää suojaavia biofilmejä tutkittiin kasvattamalla L. crispatus biofilmejä lasilevyihin ja inkuboimalla ne sitten 109 PMY: llä viittä eri vaginoosin aiheuttavaa bakteeria. Jokainen patogeeni pystyi kiinnittymään dioihin, mutta ei helposti syrjäyttänyt L. crispatus biofilmejä 30 minuutin inkubaation jälkeen. Anaerobinen patogeeni Mobiluncus mulieris aiheutti 23%: n L. crispatus biofilmien irtoamisen, kun taas neljä muuta patogeeniä aiheuttivat ∼10%: n irtoamisen.192 näiden kohdunkaulan soluilla tehtyjen tutkimusten toistaminen osoitti käänteisen korrelaation, sillä kun L. crispatus biofilmejä inkuboitiin HeLa-soluilla ja sitten altistettiin Gardonella vaginalis-bakteerin patogeeniselle ja vastaavalle kannalle, niihin liitetyt biofilmisolut vähenivät rajusti. Päinvastoin, L. crispatus esti tehokkaasti molempia G. vaginalis-kantoja kiinnittymästä HeLa-soluihin, mikä johti vain ∼7%: n kiinnittymiseen, kun G. vaginalis-bakteerin low inoculumeja inkuboitiin L. crispatus biofilmeillä. Mielenkiintoista on, että L. inersin läsnäolo lisäsi patogeenisen G. vaginalisin kiinnittymistä, ja se oli vähemmän altis molempien kantojen syrjäyttämiselle verrattuna L. crispatukseen.193 tämä tulos voisi auttaa selittämään, miksi naiset, jotka ovat kolonisoitu L. iners ovat usein alttiimpia bakteeri vaginosis. Bakteerivaginoosin hoidon jälkeen potilailla L. jensenii-biofilmit eristettiin emättimen epiteelisoluilla ja kuvattiin märkämikroskopialla, joka osoitti näiden biofilmien kliinisen läsnäolon.190
toisessa tutkimuksessa verrattiin Lactobacillus-isolaatteja terveiltä ja sieni-vaginoosipotilailta mikrobilääkkeiden tuotannon ja niiden kyvyn estää eri Candida-lajeja. Kaiken kaikkiaan kirjoittajat havaitsivat, että Lactobacillus-isolaatit joko sairailta tai terveiltä potilailta tuottivat yhtä paljon maitohappoa ja vetyperoksidia, kun taas sairaiden potilaiden isolaatit tuottivat kohonneita diasetyylipitoisuuksia. Kummallista kyllä, terveillä potilasisolaateilla pystyttiin estämään enintään 68% 35: stä eri Candida spp: stä. testattu, kun taas isolaatit sairastuneista potilaista estivät vain enintään 5,8% Candida spp.Nämä tiedot viittaavat siihen, että terveiltä potilailta saadut Lactobacillus-isolaatit tuottavat enemmän inhibitorisia yhdisteitä, jotka todennäköisimmin liittyvät bakteriosiiniin eli pH: han. Ne viittaavat myös siihen, että laktobasillit eivät välttämättä sopeudu tuottamalla enemmän antimikrobisia yhdisteitä, kun ne ovat aiemmin altistuneet taudinaiheuttajalle. Olisi mielenkiintoista testata tätä hypoteesia jatkuvasti altistamalla Lactobacillus biofilm bakteeri-tai sienipatogeeni nähdä, jos voisi luonnollisesti valita tehokkaampia hyödyllisiä yhteismitallisia, jotka on ”immunisoitu” vastaan eri taudinaiheuttajia sitten palauttaa isäntä.
kun emättimessä on Lactobacillus biofilmejä, herää myös kysymys, miten nämä hyödylliset biofilmit ovat vuorovaikutuksessa sperman, munasolujen, hedelmöityksen ja sikiön kehityksen kanssa? Näitä kysymyksiä on tutkittu pääasiassa koeputkihedelmöityksen (IVF) osalta, ja yleisesti oletetaan, että mikrobit vaikuttavat haitallisesti alkionsiirtoon ja lopulta onnistuneeseen raskauteen.195 tutkimuksessa, jossa määritettiin 263 naisen follikulaarisen nesteen mikrobiomi, havaittiin joitakin erikoisia korrelaatioita Lactobacillus biofilmien ja lisääntymisen kanssa. Follikulaarinen neste on munasarjoissa olevaa nestettä, joka voitelee munasoluja. Yllättäen kirjoittajat totesivat, että tämä neste oli usein Lactobacillus-bakteerin saastuttama.; vasenta munasarjaa hallitsivat L. crispatus ja L. gasseri, kun taas oikeaa munasarjaa hallitsi L. iners. Lactobacillus-bakteerin esiintyminen vasemmassa ja oikeassa follikulaarisessa nesteessä liittyi parempiin alkionsiirtonopeuksiin ja lopulta raskaustuloksiin. Samoin 91 naisella tehdyssä aiemmassa tutkimuksessa havaittiin, että vetyperoksidia tuottavan Lactobacillus-bakteerin esiintyminen emättimessä tai alkionsiirtokatetrin kärjessä lisäsi onnistuneita synnytyksiä.196
istukan on ehdotettu suojaavan sikiötä lukuisilta hyökkäyksiltä, kuten mikrobien hyökkäyksiltä. Istukassa on kuitenkin havaittu jopa patogeenisiä biofilmejä, joissa Lactobacillus-bakteeria ei ole, ja tämä korreloi negatiivisten raskaustulosten kanssa. 34 ihmisen istukkanäytteen analyysi, jossa arvioitiin Lactobacillus spp: n esiintyminen. tai Bifidobacterium spp., palasivat vain ei-viljeltävät organismit. PCR kuitenkin paljasti bifidobakteerien ja L. rhamnosuksen DNA: n esiintymisen yli 90 prosentissa istukkanäytteistä. Tämä viittaa siihen, että äiti siirtää istukan läpi hyödyllisiä biofilmi-immunogeeneja, jotka voivat edistää sikiön immuniteetin kehittymistä.198 keskosena syntyneiden (23-27-viikkoisten) istukkien viljeleminen edelleen paljasti mielenkiintoisia korrelaatioita Lactobacillus biofilmien ja vastasyntyneiden immuunivasteiden kanssa.199 alkaen 527 istentas viljelty, vain 214 tuli takaisin kulttuuri positiivinen ja sikiön verta otettu päivinä 1-3 analysoitiin sitten 25 proinflammatory markkereita ja korreloi kolonisaatio Havaittujen mikro-organismien. Yksinään eristettyjä Lactobacillus biofilms-bakteereita oli vain 3.7% viljelmäpositiivisista placentoista, ja ne korreloivat havaittavien 13/25 proinflammatoristen sytokiinien ja bakteerivaginoosipatogeenien pitoisuuksien kanssa. Lactobacillus biofilms-bakteereita löydettiin myös yhdessä muiden mikrobien kanssa, jotka muodostivat 6% näytteistä, ja ne pystyivät alentamaan useimpien tulehdusreaktiota edistävien merkkiaineiden kerroinsuhdetta emättimen patogeeneihin verrattuna.199
tutkiakseen ehdollistuneiden väliaineiden vaikutusta L. rhamnosus GR-1 biofilms sikiön tulehdus, kudos uutettiin istukasta terveiden naisten aikana aikavälillä keisarileikkauksia ja solut erotettiin ja pilkottiin luoda istukan trofoblastisoluviljelmiä. Näitä soluja stimuloitiin sitten LPS:llä, ja yksi ryhmä esikäsiteltiin L. rhamnosus GR-1 biofilm-supernatantilla 1: 20-laimennuksessa. Elisa-tutkimus osoitti, että ehdollistunut väliaine esti TNF-α: n tuotantoa, samalla kun tulehduslääke sytokiini 1L-10 säädeltiin. Bakteerivaginoosi lisää prostaglandiiniekspressiota, mikä voi johtaa varhaisiin supistuksiin ja lopulta ennenaikaiseen syntymään200; siksi tutkittiin sukupuolispesifisiä prostaglandiinientsyymejä. Western blot-analyysi osoitti, että supernatantti L. rhamnosus johti PTGS2: n (prostaglandiinia tuottava entsyymi) vähenemiseen 30% raskauden aikana, jolloin sikiö oli mies. Mielenkiintoista on, että kun sikiö oli nainen, nämä supernatantit aiheuttivat pgdh: n lisääntymisen, joka metaboloi prostaglandiinia. Lactobacillus biofilm-ehdollistettu väliaine vähensi siis sikiön molemmille sukupuolille suoraan tai epäsuorasti prostaglandiinin tuotantoa, mikä teoriassa johtaisi parempiin toimitustuloksiin bakteerivaginoosista kärsivillä naisilla.201 samoin kirjoittajat testasivat myös L. rhamnosus supernatantin vaikutusta colony stimulating factor 3: een (CSF3), sytokiiniin, joka säätelee ensisijaisesti neutrofiilien tuotantoa, jotka ovat keskeisiä patogeenisten bakteerien puhdistumassa. Kaiken kaikkiaan he havaitsivat, että supernatantti yksinään tai yhdessä LPS: n kanssa paransi merkitsevästi aivo-selkäydinnestettä 3 naisilla, mutta ei uroksilla syntyneillä. Tämä havainto viittaa siihen, että bakteeri-infektioon voi liittyä sukupuolikohtaisia vasteita.202
L. rhamnosus-supernatanttia arvioitiin myös tiineenä olevassa hiirimallissa, jossa testattiin, pystyisikö supernatantti vähentämään ennenaikaista syntymää ja moduloimaan immuunivastetta. Yllättäen supernatantti ei vaikuttanut ennenaikaisen synnytyksen aiheuttamaan LPS: ään, mutta vähensi tulehdusreaktiota edistäviä sytokiineja maksimaalisesti endometriumissa ja äidin plasmassa.203 laktobasilli biofilmit ovat tunnetusti tärkeitä osia emättimen synnynnäisestä immuniteetista, mutta tarvitaan lisää tutkimuksia näiden biofilmien spesifisten vuorovaikutusten selvittämiseksi epiteelin ja muiden solutyyppien kanssa. Nämä ja muut viimeaikaiset edistysaskeleet mikrobiomitutkimuksessa ovat tuottaneet jännittäviä tuloksia laktobasillien ja lisääntymisen osalta, ja alamme vasta ymmärtää immuunidynamiikkaa sikiökudoksen ja näiden hyödyllisten biofilmien välillä.191
