3.4 probiotikus biofilmek és hüvelyi immunitás
a hüvelyi hámon található Lactobacillus biofilmek kiemelik ezeknek a hasznos biofilmeknek a fontosságát a gazdaszövet védelmében és a veleszületett immunválasz komponenseként. Az egészséges nők hüvelyi mikrobiomjában a Lactobacillus crispatus, L. jensenii, L. gasseri és L. iners dominál.190 Laktobacillusban gazdag körülmények között ezek a biofilmek hozzájárulhatnak a nemi úton terjedő mikrobák és húgyúti fertőzések elleni védelemhez, amellett, hogy jobb eredményeket biztosítanak a terhesség és a szülés során. Ezek a biofilmek megvédik a hüvelyi epitheliumot savas környezet (pH 4-4, 5) létrehozásával, kompetitív kizárással és antimikrobiális vegyületek, például H2O2, bakteriocinok és egyéb melléktermékek felszabadításával. Ha azonban a normál hüvelyi kommenzálokat anaerob baktériumok és gombás kórokozók váltják ki, ez megnövekedett pH-értéket eredményez (4 felett.5), ami vaginózist eredményez. A hüvelynek ez a veszélyeztetett állapota a koraszülés fokozott előfordulásával, az emberi immunhiányos vírus összehúzódásával és a kismedencei gyulladásos betegséggel jár.191
a vaginózist bakteriális vagy gombás kórokozók okozhatják. Több különböző kórokozó képességét a védő biofilmek kiszorítására az L. crispatus biofilmek üveglemezeken történő termesztésével vizsgáltuk, majd inkubáltuk a tárgylemezeket 109 CFU-val, öt különböző vaginosis okozó bakteriális ágenssel. Mindegyik kórokozó képes volt kapcsolódni a tárgylemezekhez, de 30 perces inkubáció után nem tudta könnyen kiszorítani az L. crispatus biofilmeket. Az anaerob kórokozó Mobiluncus mulieris, az L. crispatus biofilmek 23% – ának leválását, míg a négy másik kórokozó 10% – os leválást okozott.192 ezeknek a vizsgálatoknak a megismétlése nyaki sejteken fordított korrelációt mutatott, mert amikor az L. crispatus biofilmeket hela sejtekkel inkubáltuk, majd a Gardonella vaginalis patogén és kommensális törzsének kitettük, a kapcsolódó biofilm sejtek drasztikus csökkenése következett be. Fordítva, L. a crispatus hatékonyan megakadályozta mindkét G. vaginalis törzs kötődését a HeLa sejtekhez, ami csak 7% – os kötődést eredményezett, amikor a G. vaginalis alacsony inokulumait inkubáltuk L. crispatus biofilmekkel. Érdekes módon az L. iners jelenléte fokozta a patogén G. vaginalis kötődését, és kevésbé volt érzékeny mindkét törzs elmozdulására, mint az L. crispatus.193 ez az eredmény segíthet megmagyarázni, hogy az L. iners-szel kolonizált nők miért gyakran hajlamosabbak a bakteriális vaginosisra. A bakteriális vaginosis kezelését követően L. a jensenii biofilmeket vaginális epiteliális sejtekkel izoláltuk, és nedves rögzítésű mikroszkóppal képeztük, bemutatva ezeknek a biofilmeknek a klinikai jelenlétét.190
egy másik vizsgálatban egészséges és gombás vaginosisos betegek Lactobacillus izolátumait hasonlították össze antimikrobiális anyagok termelésével és a különböző Candida fajok gátlásának képességével. Összességében a szerzők azt találták, hogy a beteg vagy egészséges betegek Lactobacillus izolátumai hasonló mennyiségű tejsavat és hidrogén-peroxidot termeltek, míg a beteg betegek izolátumai megnövekedett diacetilszintet eredményeztek. Érdekes módon azonban az egészséges beteg izolátumok képesek voltak gátolni a legfeljebb 68% – ot a 35 különböző Candida spp. tesztelt, míg a beteg betegekből származó izolátumok csak a Candida spp legfeljebb 5, 8% – át gátolták.194 ezek az adatok arra utalnak, hogy az egészséges betegekből származó Lactobacillus izolátumok több gátló vegyületet termelnek, amelyek valószínűleg bakteriocinnal vagy pH-val kapcsolatosak. Azt is sugallják, hogy a laktobacillusok nem feltétlenül alkalmazkodnak több antimikrobiális vegyület előállításával, amikor korábban a kórokozónak voltak kitéve. Érdekes lenne ezt a hipotézist úgy tesztelni, hogy folyamatosan kitesszük a Lactobacillus biofilmet egy bakteriális vagy gombás kórokozónak, hogy lássuk, lehet-e természetesen kiválasztani a hatékonyabb előnyös kommenzálokat, amelyeket “immunizáltak” különböző kórokozók ellen, majd újra bevezették a gazdaszervezetbe.
a Lactobacillus biofilmek jelenléte a hüvelyben azt a kérdést is felveti, hogy ezek a hasznos biofilmek hogyan hatnak egymásra a spermával, a petesejtekkel, a megtermékenyítéssel és a magzat fejlődésével? Ezeknek a kérdéseknek a vizsgálata elsősorban az in vitro megtermékenyítéssel (IVF) foglalkozott, azzal az átfogó hipotézissel, hogy a mikrobák hátrányosan befolyásolják az embriótranszfert és végső soron a sikeres terhességet.195 egy tanulmányban, amely 263 nő follikuláris folyadékában meghatározta a mikrobiomot, néhány furcsa összefüggést találtak a Lactobacillus biofilmek jelenlétével és a reprodukcióval. A follikuláris folyadék a petefészekben található folyadék, amely kenje a tojásokat. Meglepő módon a szerzők megjegyezték, hogy ezt a folyadékot gyakran laktobacillussal szennyezték; a bal petefészekben az L. crispatus és az L. gasseri dominált, míg a jobb petefészekben az L. iners. A Lactobacillus jelenléte a bal és a jobb follikuláris folyadékokban az embriótranszfer sebességének javulásával és végső soron a terhesség kimenetelével társult. Hasonlóképpen, egy korábbi tanulmány 91 nőnél megállapította, hogy a hidrogén-peroxidot termelő Lactobacillus jelenléte a hüvelyben vagy az embriótranszfer katéter csúcsán a sikeres születések növekedését eredményezte.196
a placentát javasolják a magzat védelmére számos támadás ellen, beleértve a mikrobiális inváziót is. Azonban még a placentában is azonosítottak patogén biofilmeket, 197 a Lactobacillus hiányával, és ez korrelált a terhesség negatív kimenetelével. 34 humán placenta minta elemzése, a Lactobacillus spp jelenlétére értékelve. vagy Bifidobacterium spp., csak nem tenyészthető organizmusokat adott vissza. A PCR azonban a placenta minták több mint 90% – ában bifidobaktériumok és L. rhamnosus DNS jelenlétét mutatta ki. Ez arra utal, hogy az anya jótékony biofilm immunogéneket szállít a placentán keresztül, amelyek hozzájárulhatnak a magzati immunitás kialakulásához.198 a koraszülöttek (23-27 hetes terhesség) nagyobb számú placentájának további tenyésztése érdekes összefüggéseket tárt fel a Lactobacillus biofilmekkel és az újszülöttek immunválaszával.199 a tenyésztett 527 placentából csak 214 volt pozitív, és az 1-3. napon vett magzati vért 25 proinflammatorikus markerre elemezték, és korreláltak a kimutatott mikroorganizmusok kolonizációjával. Az önmagában izolált Lactobacillus biofilmek csak 3-at alkottak.A tenyészet-pozitív placenták 7% – a korrelált a bakteriális vaginosis patogéneknél talált 13/25 proinflammatorikus citokinek kimutathatatlan szintjével. A Lactobacillus biofilmeket más mikrobákkal kombinálva is megtalálták, amelyek a minták 6% – át teszik ki, és képesek voltak csökkenteni az esélyhányadost a legtöbb proinflammatorikus markernél a hüvelyi kórokozókhoz képest.199
a kondicionált média hatásának vizsgálata L. rhamnosus GR-1 biofilmek a magzati gyulladás, Szövet kivontuk a méhlepény egészséges nők átesett kifejezés császármetszés és a sejteket elválasztjuk és emésztjük létrehozni placenta trofoblaszt sejttenyészetek. Ezeket a sejteket ezután LPS-sel stimuláltuk, és az egyik csoportot L. rhamnosus GR-1 biofilm felülúszóval előkezeltük 1:20 hígításban. Az ELISA-val végzett értékelés során kiderült, hogy a kondicionált közeg gátolta a TNF-ons termelését, miközben a gyulladásgátló citokin 1L-10 szabályozását. A bakteriális vaginosis növeli a prosztaglandin expresszióját, ami korai összehúzódásokhoz és végső soron koraszüléshez200 vezethet; ezért a nemi specifikus prosztaglandin enzimeket vizsgáltuk. A Western blot elemzés azt mutatta, hogy az L. rhamnosus felülúszó a PTGS2 (prosztaglandint termelő enzim) 30% – kal csökkent terhesség alatt, amikor a magzat férfi volt. Érdekes, hogy amikor a magzat nőstény volt, ezek a felülúszók a pgdh növekedését okozták, amely metabolizálja a prosztaglandint. Tehát a magzat mindkét nemében a Lactobacillus biofilm kondicionált közeg közvetlenül vagy közvetve csökkentette a prosztaglandin termelést, amelynek elméletileg jobb szállítási eredményekhez kell vezetnie a bakteriális vaginosisban szenvedő nőknél.201 Hasonlóképpen, a szerzők tesztelték az L. rhamnosus felülúszó hatását a kolónia stimuláló 3. faktorra (CSF3), egy citokinre, amely elsősorban a neutrofilek termelését szabályozza, amelyek kulcsfontosságúak a patogén baktériumok clearance-ében. Összességében azt találták, hogy a felülúszó önmagában, vagy LPS-sel kombinálva, szignifikánsan fokozta a CSF3-at a nőknél, de nem férfi születések. Ez a megállapítás arra utal, hogy lehetnek nemi specifikus válaszok a bakteriális fertőzésre.202
az L. rhamnosus felülúszót egy vemhes egérmodellben is értékelték annak tesztelésére, hogy a felülúszó képes-e csökkenteni a koraszülést és modulálni az immunválaszt. Meglepő módon a felülúszó nem befolyásolta az LPS által kiváltott koraszülést, de maximálisan csökkentette a proinflammatorikus citokineket az endometriumban és az anyai plazmában.203 a Lactobacillus biofilmekről köztudott, hogy a hüvelyi veleszületett immunitás fontos alkotóelemei, de további vizsgálatokra van szükség ezeknek a biofilmeknek az epitheliummal és más sejttípusokkal való specifikus kölcsönhatásainak tisztázására. Ezek és a mikrobiom kutatásának más újabb eredményei izgalmas eredményeket hoztak a laktobacillusok és a szaporodás szempontjából, és csak most kezdjük megérteni a magzati szövet és ezen jótékony biofilmek közötti immundinamikát.191
