Μελέτη των ανοσοτροποιητικών δράσεων του Lactobacillus Plantarum 299V στα κύτταρα του ανοσοποητικού συστήματος σηπτικού ξενιστή

Abstract

Based on several randomized clinical studies indicating benefit from oral probiotic intake for the prevention of hospital-acquired infections in critically ill patients, this study aimed to explain the mechanism of action of probiotics for the prevention of lethal experimental infection by multidrug-resistant (MDR) Pseudomonas aeruginosa. Experiments using an Escherichia coli strain susceptible to all antimicrobials were also conducted. C57BL/6 mice were pre-treated intraperitoneally with sterile water for injection or Lactobacillus plantarum. Survival was recorded and mice were sacrificed for measurement of apoptosis and tissue bacterial overgrowth and for isolation and culture of splenocytes for cytokine production. Experiments were repeated after pre-treatment with a commercial preparation of four probiotics (L. plantarum, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces boulardii and Bifidobacterium lactis; LactoLevure®). Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of healthy volunteers were stimulated by heat-killed P. aeruginosa following pre-treatment with medium or probiotics. Pre-treatment with L. plantarum significantly prolonged survival after challenge by either MDR P. aeruginosa (66.7% vs. 31.3%; p=0.026) or E. coli (56.0% vs. 12.0%, p=0.003). Survival benefit was even more pronounced when mice were pre-treated with LactoLevure®. Tissue bacterial outgrowth and apoptosis of white blood cells and splenocytes were not altered. TNF and IL-10 production by splenocytes of mice pre-treated with probiotic was increased and IFNγ production was decreased. Pre-treatment with LactoLevure® restored production of IL-17. Stimulation of human PBMCs after probiotic pre-treatment was accompanied by reduced gene expression of SOCS3. The results suggest that the protective effect of probiotics is mediated through prevention of sepsis-induced immunosuppression.

Σημαντικός αριθμός τυχαιοποιημένων κλινικών μελετών αναδεικνύει ωφέλεια στην πρόληψη λοιμώξεων στους βαρέως πάσχοντες με την από του στόματος χορήγηση προβιοτικών. Η παρούσα μελέτη επιδιώκει να διευκρινίσει την επίδραση των προβιοτικών στο ανοσιακό σύστημα του ξενιστή. Σε πειραματικό μοντέλο C57/Bl6 μυών έγινε προ-θεραπεία με στείρο ύδωρ προς ένεση (WFI) ή Lactobacillus plantarum και ακολούθησε πρόκληση σήψης με ενδοπεριτοναΐκή έγχυση πολυανθεκτικής Peudomonas aerginosa και ευαίσθητης Escherichia coli. Καταγράφηκαν η επιβίωση ενώ σε πειράματα ευθανασίας έγινε μέτρηση του ρυθμού απόπτωσης των υποπληθυσμών των λευκών αιμοσφαιρίων και των κυττάρων των σπληνός, ποσοτική καλλιέργεια του ήπατος και απομόνωση και καλλιέργεια των σπληνοκυττάρων προς απελευθέρωση κυτταροκινών. Ανάλογα πειράματα επεναλήφθηκαν στα οποία έγινε προ-θεραπεία με μείγμα τεσσάρων προβιοτικών (L.plantarum, Lactobacillus acidophilus, Sacchraromyces boulardii και Bifidobacterium lactis). Τα πειράματα επιβίωσης ανέδειξαν σημαντική προστατευτική δράση της προ-θεραπείας με L.plantarum στην πειραματική σήψη από πολυανθεκτική P.aeruginosa και E.coli. Δε μεταβλήθηκε το βακτηριακό φορτίο του ήπατος και ο ρυθμός της απόπτωσης των λευκών αιμοσφαιρίων και των σπληνοκυττάρων ενώ διαπιστώθηκε μείωση της παραγωγής IFNγ από τα σπληνοκύτταρα μετά προ-θεραπεία με L.plantarum. Η προστασία στην πειραματική σήψη από P.aeruginosa υπό μείγμα τεσσάρων προβιοτικών ήταν σημαντικά μεγαλύτερη αυτής που επιτεύχθηκε με την προ-θεραπεία μόνο με L.plantarum (επιβίωση 100%). Τα σπληνοκύτταρα αυτών των ζωικών προτύπων απελευθέρωσαν υψηλές συγκεντρώσεις προ-φλεγμονωδών κυτταροκινών. Η προστατευτική δράση των προβιοτικών σε πειραματικό μοντέλο σήψης είναι αποτέλεσμα ανοσοτροποποίησης και αφορά στην αναστροφή του φαινομένου της ανοσοπαράλυσης.