3.4 biofilme probiotice și imunitate vaginală
biofilmele lactobacililor pe epiteliul vaginal evidențiază importanța acestor biofilme benefice în protejarea țesutului gazdă și servind ca o componentă a răspunsului imun înnăscut. Microbiomul vaginal al femelelor sănătoase este dominat de Lactobacillus crispatus, L. jensenii, L. gasseri și L. iners.190 în condiții bogate în lactobacili, aceste biofilme pot contribui la protecția împotriva microbilor cu transmitere sexuală și a infecțiilor tractului urinar, pe lângă faptul că oferă rezultate mai bune în timpul sarcinii și nașterii. Aceste biofilme protejează epiteliul vaginal prin crearea unui mediu acid (pH 4-4, 5), excluderea competitivă și eliberarea compușilor antimicrobieni, cum ar fi H2O2, bacteriocine și alte produse secundare. Cu toate acestea, atunci când comensalele vaginale normale sunt deplasate de bacterii anaerobe și agenți patogeni fungici, acest lucru are ca rezultat un pH crescut (peste 4.5), rezultând vaginoză. Această stare compromisă a vaginului a fost asociată cu o incidență crescută a nașterii premature, contracția virusului imunodeficienței umane și boala inflamatorie pelvină.191
vaginoza poate fi cauzată de agenți patogeni bacterieni sau fungici. Capacitatea mai multor agenți patogeni diferiți de a înlocui biofilmele protectoare a fost examinată prin creșterea biofilmelor L. crispatus pe lamele de sticlă și apoi incubarea diapozitivelor cu 109 CFU din cinci agenți bacterieni cauzali diferiți ai vaginozei. Fiecare agent patogen a fost capabil să se atașeze de diapozitive, dar nu a înlocuit cu ușurință biofilmele L. crispatus după o incubare de 30 de minute. Agentul patogen anaerob Mobiluncus mulieris, a determinat detașarea a 23% din biofilmele L. crispatus, în timp ce ceilalți patru agenți patogeni au provocat detașarea a 10%, respectiv.192 repetarea acestor studii în celulele cervicale a arătat o corelație inversă, deoarece atunci când biofilmele L. crispatus au fost incubate cu celule HeLa și apoi expuse la o tulpină patogenă și comensală de Gardonella vaginalis, au existat reduceri drastice ale celulelor biofilm atașate. Dimpotrivă, L. crispatus a împiedicat în mod eficient ambele tulpini de G. vaginalis să se atașeze de celulele HeLa, rezultând doar o atașare de 7% în cazul în care inoculele mici de G. vaginalis au fost incubate cu biofilme L. crispatus. Interesant, prezența L. iners a sporit atașarea patogenului G. vaginalis și a fost mai puțin susceptibilă la deplasarea de către ambele tulpini, comparativ cu L. crispatus.193 acest rezultat ar putea explica de ce femeile care sunt colonizate cu L. iners sunt adesea mai sensibile la vaginoza bacteriană. După tratamentul vaginozei bacteriene la pacienți, L. biofilmele jensenii au fost izolate cu celule epiteliale vaginale și imaginate cu microscopie cu montare umedă, prezentând prezența clinică a acestor biofilme.190
într-un alt studiu, izolatele de Lactobacillus de la pacienții sănătoși versus vaginoză fungică au fost comparate pentru producerea de substanțe antimicrobiene și capacitatea lor de a inhiba diferite specii de Candida. În general, autorii au descoperit că izolatele de lactobacil de la pacienți bolnavi sau sănătoși au produs cantități similare de acid lactic și peroxid de hidrogen, în timp ce izolatele de la pacienți bolnavi au produs niveluri crescute de diacetil. În mod curios, totuși, izolatele sănătoase ale pacienților au reușit să inhibe maximum 68% din cele 35 de Candida spp diferite. testat, în timp ce izolatele de la pacienții bolnavi au inhibat doar maximum 5,8% din Candida spp.194 aceste date sugerează că lactobacilii izolați de la pacienții sănătoși produc mai mulți compuși inhibitori, care sunt cel mai probabil legați de bacteriocină sau pH. De asemenea, ei sugerează că lactobacilii nu se adaptează neapărat prin producerea mai multor compuși antimicrobieni, atunci când sunt expuși anterior la agentul patogen. Ar fi interesant să testăm această ipoteză prin expunerea continuă a unui biofilm Lactobacillus la un agent patogen bacterian sau fungic pentru a vedea dacă s-ar putea selecta în mod natural pentru comensale benefice mai eficiente care au fost „imunizate” împotriva diferiților agenți patogeni, apoi reintroduse la gazdă.
cu prezența biofilmelor Lactobacillus în vagin, se pune și întrebarea cum interacționează aceste biofilme benefice cu sperma, ouăle, fertilizarea și dezvoltarea fătului? Investigarea acestor întrebări a fost abordată în primul rând în ceea ce privește fertilizarea in vitro (FIV), cu ipoteza generală că microbii au un impact negativ asupra transferului de embrioni și, în cele din urmă, asupra unei sarcini de succes.195 într-un studiu care a determinat microbiomul din lichidul folicular de la 263 de femei, s-au găsit unele corelații curioase cu prezența biofilmelor Lactobacillus și reproducerea. Lichidul folicular este lichidul găsit în ovare, care lubrifiază ouăle. În mod surprinzător, autorii au remarcat că acest fluid a fost adesea contaminat cu lactobacil; ovarul stâng a fost dominat de L. crispatus și L. gasseri, în timp ce ovarul drept adăpostea L. iners. Prezența Lactobacilului în fluidele foliculare stângi și drepte a fost asociată cu rate îmbunătățite de transfer de embrioni și, în cele din urmă, cu rezultatele sarcinii. În mod similar, un studiu anterior la 91 de femei a constatat că prezența Lactobacilului care produce peroxid de hidrogen în vagin sau în vârful cateterului de transfer de embrioni a dus la o creștere a nașterilor de succes.196
placenta este propusă pentru a proteja fătul împotriva numeroaselor atacuri, inclusiv invazia microbiană. Cu toate acestea,biofilmele patogene au fost identificate chiar și în placentă, 197 cu absența Lactobacilului, iar acest lucru a fost corelat cu rezultatele negative ale sarcinii. O analiză a 34 de probe placentare umane, evaluate pentru prezența Lactobacillus spp. sau Bifidobacterium spp., a returnat numai organisme neculturabile. Cu toate acestea, PCR a evidențiat prezența bifidobacteriilor și a ADN-ului L. rhamnosus în peste 90% din probele placentare. Acest lucru sugerează că mama transferă imunogeni biofilm benefici prin placentă care pot contribui la dezvoltarea imunității fetale.198 cultivarea în continuare a unui număr mai mare de placente de la nașteri premature (23-27 săptămâni de gestație) a relevat corelații interesante cu biofilmele Lactobacillus și răspunsurile imune ale nou-născuților.199 din cele 527 de placente cultivate, doar 214 au revenit la cultură pozitiv și sângele fetal luat în zilele 1-3 a fost apoi analizat pentru 25 de markeri proinflamatori și corelat cu colonizarea microorganismelor detectate. Biofilmele Lactobacillus izolate singure alcătuite doar 3.7% dintre placentele pozitive la cultură și au fost corelate cu niveluri nedetectabile de 13/25 citokine proinflamatorii găsite cu agenți patogeni ai vaginozei bacteriene. Biofilmele Lactobacillus au fost, de asemenea, găsite în combinație cu alți microbi care reprezintă 6% din probe și au reușit să scadă raportul de șanse pentru majoritatea markerilor proinflamatori în comparație cu agenții patogeni vaginali.199
pentru a examina impactul mediilor condiționate din L. biofilme Rhamnosus GR-1 pe inflamația fetală, țesutul a fost extras din placenta femeilor sănătoase care au suferit secțiuni cezariene pe termen lung, iar celulele au fost separate și digerate pentru a stabili culturi de celule trofoblaste placentare. Aceste celule au fost apoi stimulate cu LPS, iar un grup a fost pretratat cu supernatant biofilm L. rhamnosus GR-1 la o diluție de 1:20. Evaluarea cu ELISA a arătat că mediile condiționate au inhibat producția de TNF-XV, în timp ce au reglat în sus citokina antiinflamatorie 1L-10. Vaginoza bacteriană crește expresia prostaglandinei, ceea ce poate duce la contracții precoce și, în cele din urmă, la nașterea prematură200; prin urmare, au fost examinate enzimele de prostaglandină specifice sexului. Analiza Western blot a arătat că supernatantul L. rhamnosus a dus la scăderea PTGS2 (enzima producătoare de prostaglandine) cu 30% în timpul sarcinilor în care fătul a fost Bărbat. Interesant este că, atunci când fătul era feminin, acești supernatanți au provocat o creștere a PGDH, care metabolizează prostaglandina. Deci, pentru ambele sexe ale fătului, mediile condiționate de biofilm Lactobacillus au redus, direct sau indirect, producția de prostaglandine, ceea ce teoretic ar trebui să conducă la rezultate mai bune de livrare la femeile care suferă de vaginoză bacteriană.201 în mod similar, autorii au testat, de asemenea, impactul supernatantului L. rhamnosus asupra factorului de stimulare a coloniei 3 (CSF3), o citokină care reglează în primul rând producția de neutrofile, care sunt esențiale în eliminarea bacteriilor patogene. În general, au descoperit că supernatantul singur sau în combinație cu LPS a îmbunătățit semnificativ CSF3 la nașterile feminine, dar nu la bărbați. Această constatare sugerează că pot exista răspunsuri specifice sexului la infecția bacteriană.202
supernatantul L. rhamnosus a fost, de asemenea, evaluat într-un model de șoarece gravidă pentru a testa dacă supernatantul ar putea reduce nașterea prematură și modula răspunsul imun. Surprinzător, supernatantul nu a avut impact asupra nașterii premature induse de LPS, dar a redus maxim citokinele proinflamatorii în endometru și plasma maternă.203 biofilmele lactobacililor sunt bine cunoscute ca fiind componente importante ale imunității înnăscute vaginale, dar sunt necesare mai multe studii pentru a elucida interacțiunile specifice ale acestor biofilme cu epiteliul și alte tipuri de celule. Acestea și alte progrese recente în cercetarea microbiomului au oferit rezultate interesante în ceea ce privește lactobacilii și reproducerea și abia începem să înțelegem dinamica imună dintre țesutul fetal și aceste biofilme benefice.191
