Главная \ 3. Пробиотики \ Микробиом, иммунитет и пробиотики \ Иммуномодулирующая активность пропионовокислых бактерий

Иммуномодулирующие свойства ПКБ

ИММУНОТРОПНЫЕ СВОЙСТВА ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

Цитокины - небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом, от клетки А к клетке В передается сигнал, который запускает в клетке В дальнейшие реакции.

Иммуномодулирующие свойства классических пропионовокислых бактерий P. freudenreichii

Перед тем как рассмотреть результаты исследований иммуномодулирующих свойств классических пропионовокислых бактерий (ПКБ) стоит дать понятие термину "иммуномодуляция". Иммунная модуляция - это способность (в данном случае, ПКБ) оказывать регулирующее действие на иммунную систему. По характеру влияния на иммунную систему такое действие может быть стимулирующим или супрессивным. Иммуностимулирующее действие выражается в способности воздействовать на метаболизм клеток и тканей организма и тем самым активировать иммунокомпетентные клетки. И наоборот, иммуносупрессивное действие выражается в некотором подавлении активности лимфоидных клеток, противовоспалительном эффекте, что может иметь важное значение при лечении аллергии, аутоиммунных заболеваний. Исходя из изложенного, правильнее говорить об иммунотропной активности бактерий-пробиотиков, особенно учитывая ее штаммоспецифичный характер.

Стимулирующее влияние той или бактерии на иммунную систему животного организма – важное свойство микроорганизма в плане его пробиотического потенциала. Иммунотропные эффекты бактерий являются штаммоспецифичными.

В последние годы была обнаружена большая группа соединений полипептидной природы – медиаторов иммунокомпетентных клеток, которые названы цитокинами. Основная биологическая функция цитокинов – регуляция иммунного ответа на всех этапах его развития: полиферация и дифференцировка предшественников иммунокомпетентных клеток, модификация антигенов в иммуногенную форму на поверхности фагоцитов-мононуклеаров, активация В-клеток с превращением их в продуценты иммуноглобулинов, обеспечение созревание цитотоксических Т-клеток до зрелых эффектов, индукция цитотоксичности у макрофагов. Некоторые из цитокинов участвуют в воспалительных процессах и элиминации опухолевых клеток. Другими словами, гуморальная составляющая межклеточных взаимодействий в иммунной системе опосредуется продуктами взаимодействующих клеток – цитокинами. Значение цитокинов даже входит за рамки иммунологии, поскольку они играют важную роль в кроветворении, в развитии патологии и т.д., а также служат связующим звеном между иммунной и другими системами организма.

Цитокины - небольшие пептидные информационные молекулы. Цитокин выделяется на поверхность клетки А и взаимодействует с рецептором находящейся рядом клетки В. Таким образом, от клетки А к клетке В передается сигнал, который запускает в клетке В дальнейшие реакции.
Их основными продуцентами являются лимфоциты. Кроме лимфоцитов их секретируют макрофаги, гранулоциты, ретикулярные фибробласты, эндотелиальные клетки и другие типы клеток.
Они регулируют межклеточные и межсистемные взаимодействия, определяют выживаемость клеток, стимуляцию или подавление их роста, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз, а также обеспечивают согласованность действия иммунной, эндокринной и нервной систем в нормальных условиях и в ответ на патологические воздействия.

Цитокины подразделяют на несколько групп:

  • Интерлейкины (IL или ИЛ) (ИЛ-1, ..., 16, ...) – гликозилированные белки, факторы взаимодействия между лейкоцитами; продукты макрофагов, активированных Т-хелперов, эпителиальных клеток тимуса и др. ИЛ усиливают полиферацию и дифференциацию лимфоцитов. ИЛ 4 является плеотропным регулятором функций многих клеток иммунной системы, например, участвует в развитии предшественников костномозговых клеток.
  • Факторы некроза опухолей (ФНО) – цитокины с цитотоксической активностью. Лимфоциты или макрофаги секретируют ФНО только после индукции, например, бактериями или компонентами их клеточных стенок. Литический эффект ФНО (деградация ДНК опухолевой клетки, инактивация митохондрий) усиливается в присутствии интерферона.
  • Интерфероны (ИНФ) – цитокины с противовирусной активностью; они участвуют не только в инактивации вирусов, но в регуляции иммунного ответа на многих уровнях;
  • Гемопоэтины (М-КСФ, Г-КСФ) – колониестимулирующие факторы (гемопоэтические цитокины, гемопоэтины). Границы между группами достаточно условны.

Подробнее о цитокинах см. по кнопке-ссылке:

Предпосылки для испытаний штаммов Propionibacterium freudenreichii

Начиная с 2000 г. в литературе появляются сведения о том, что клетки некоторых бактерий-пробиотиков способны индуцировать образование цитокинов иммунокомпетентными клетками in vivo и in vitro, т.е. воздействовать на иммунную систему человека. Иммунотропное действие рассматривают как одно из пробиотических свойств бактерий. Следует отметить, что не все клетки-пробиотики обладают способностью влиять на образование цитокинов иммунокомпетентными клетками. Это зависит от штамма и не относится, например, к L. plantarum и некоторым другим МКБ, а также к комбинации штаммов L. acidophilus,  S. thermophilus и L. bulgaaricus. Вместе с тем, многие штаммы Lactobacillus, Bifidobacterium и классической ПКБ (P. freudenreichii ssp. shermanii), как показано, такой способностью обладают. В частности, установлено, что некоторые лактобациллы, бифидобактерии и пропионовокислые бактерии P. freudenreichii проявляют антивоспалительную активность (anti-inflamatory), которая обусловлена штаммом. Таким образом, воздействие штаммов пробиотических бактерий на иммунную систему человека можно рассматривать как важное пробиотическое свойство.

ИММУНОМОДУЛИРУЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ МОЛОЧНЫХ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

Наличие иммунотропной активности у классической пропионовокислой бактерии была подтверждена в работе французских исследователей [2]. Авторы измерили уровень образования цитокинов клетками эпителия при действии 10 штаммов молочных пропионовокислых бактерий, среди которых были известные штаммы P. freudenreichii SI41 и SI48. Был зарегистрирован высокий уровень образования интерлейкина IL-10 и крайне низкий TNF-α (ФНО-α) и IFN-γ (ИФН-γ), что говорит о противовоспалительном эффекте.

Подробнее о данном исследовании от 2010 г. см. по кномке-ссылке:

Также были опубликованы данные, показывающие, что поверхностные белки пробиотического штамма P. freudenreichi (идентифицированы методами протеомики) обеспечивают иммуномодулирующий эффект, который проявляется в противовоспалительном действии [3].

1. Пример из источника

ИММУНОМОДУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ НА ПРИМЕРЕ:

P. freudenreichii subsp. shermanii JS

пропионовокислые бактерии

Что касается иммуномодулирующих свойств молочных пропионибактерий, то многие исследования были проведены in vitro и in vivo со штаммом P. freudenreichii subsp. shermanii JS. Было сообщено, что этот микроорганизм стимулировал пролиферативную активность В- и Т-лимфоцитов в зависимости от дозы введения и продолжительности лечения у мышей [4]. Что касается продукции цитокинов, то P. freudenreichii JS был способен индуцировать продукцию TNF-α и IL-10 в человеческих PBMCs [5] и ингибировал индуцированное H. pylori высвобождение IL-8 и PGE2 в клетках кишечного эпителия человека [6].

Другие молочные штаммы P. freudenreichii также показали перспективные иммуномодулирующие свойства, сильно индуцируя синтез противовоспалительного IL-10 человеческими PBMCs, и могут быть полезны при лечении воспалительных состояний или заболеваний [7].

Дальнейшие положительные результаты с P. freudenreichii JS были получены в различных рандомизированных, плацебо-контролируемых, двойных слепых исследованиях на людях, таких как: снижение сывороточного уровня С-реактивного белка (маркера воспаления) [8]; индукция продукции IL-4 и IFN-гамма в PBMCs младенцев с аллергией на коровье молоко [9]; профилактика IgE-ассоциированной аллергии у детей, родившихся кесаревым сечением [10] и повышение резистентности к респираторным инфекциям в течение первых двух лет жизни [11].

2. Пример из источника

ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МОЛОЧНЫХ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ НА ПРИМЕРЕ:

P. freudenreichii, CIRM-BIA 129

Эмменталь В подтверждение выводов о наличии иммуномодулирущих свойств у молочных пропионовокислых бактерий, а также противовоспалительных эфффектов было проведено исследование влияния сыра, ферментированного P. freudenreichii, на воспаление кишечника (DSS-индуцированный колит у мышей). В результате было установлено, что потребление экспериментального сыра одного штамма или промышленного Эмменталя, ферментированного P. freudenreichii, уменьшало тяжесть последующего DSS-индуцированного колита, потерю веса, индекс активности заболевания и гистологическую оценку. Лечение в профилактических целях снижало секрецию иммуноглобулина А (IgA) тонкой кишки, восстанавливало экспрессию генов окклюдина и предотвращало индукцию фактора некроза опухоли альфа (TNF-a), интерферона гамма (IFN-y) и интерлейкина-17 (IL-17).

3. Пример из источника

Влияние на уровень экспрессии противо- и провоспалительных цитокинов на примере

воспалительных цитокинов TNF-α, IL-6 и IL-1β и противовоспалительного цитокина IL-10

влияние пропионовокислых бактери на DSS-индуцированный колит При изучении терапевтического действия пропионовокислых бактерий в отношении колита использовались как супернант культуры P. freudenreichii (SPFC - supernatant of P. freudenreichii culture), так и живые клетки P. freudenreichii (LPF), которыми обрабатывали муцин-продуцирующие бокаловидные клетки LS 174T, а также использовали при вскармливании мышам с DSS-индуцированным колитом. Для оценки ингибирующего действия LPF и SPFC на экспрессию типичных провоспалительных цитокинов, TNF-αIL-6 и IL-1β и стимулирующее влияние LPF и SPFC на экспрессию IL-10, противовоспалительного цитокина, уровни экспрессии мРНК цитокинов в дистальных отделах толстой кишки крыс измеряли с помощью количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени (qPCR). Результаты исследования показали, что LPF и SPFC обладают противовоспалительной активностью - уровни экспрессии TNF-α, IL-6 и IL-1β снижались, а уровень экспрессии IL-10 увеличился.


P.S. Для различных штаммов P. freudenreichii ранее были показаны выраженная антиоксидантная активность, эффективное образование пропионатов, высокий уровень продукции витамина В12 и антибактериальная активность широкого спектра. На основании представленных результатов штаммы P. freudenreichii можно отнести сразу к трем категориям пробиотиков: метаболизирующим, антимикробным и иммунотропным. Метаболизирующая активность (в частности, образование продуктов пропионовокислого брожения) следует рассматривать как доминирующую, ибо две другие являются производными от нее, причем специфическая адгезия клеток P. freudenreichii на эпителиальных клетках кишечника также является важным фактором.

Примечание редактора: Стоит отметить, что, результаты, полученные в исследовании Gabriela Zárate et. al.. Adhesion of Dairy Propionibacteria to Intestinal Epithelial Tissue In Vitro and In Vivo. Journal of Food Protection, Vol. 65, No. 3, 2002, Pages 534–539, продемонстрировали сильную способность молочных (классических) пропионовокислых бактерий придерживаться кишечных клеток. На основании кислотно-желчной устойчивости пропионовокислых бактерий, адгезионной способности, а также вызываемых положительных метаболических и иммуномодулирующих эффектов для хозяина, штаммы молочных пропионовокислых бактерий можно считать перспективными бактериями для разработки новых пробиотических молочных и др. продуктов.


В связи с вышесказанным штаммы классической пропионовокислой бактерии могут быть рекомендованы для использования в качестве компонента клинического питания

Дополнительно см.:

Литература:

  1. Kekkonen, R.A. Probiotic in tervension has strain-specific anti-inflammatory effects in healthy adults / R.A. Kekkonen, N. Lummela, H. Karjalainen, S. Latvala, S. Tynkkynen, S. Jarvenpaa, H. Kautiainen, I. Julkunen, H.Vapaatalo, R. Korpela // World J. Gastroenterol. — 2008. — V. 14. — N 13. — P. 2029—2036.
  2. Foligne, B. Promising immunomodulatory effects of selected strains of dairy propionibacteria as evidenced in vitro and in vivo / B.Foligne, S.-M.Deutsch, J.Breton, F.J.Cousin, J.Dewulf, M.Samson, B.Pot, G.Jan // Appl. Environ. Microbiol. — 2010. — V. 76. — N 24. — P. 8259—8264.
  3. Le Marechal, C. Surface proteins of Propionibacterium freudenreichii are in volved in its antiinflammatory properties / C. Le Marechal, V.Peton, C.Ple, C.Vroland, J.Jar din, V.Briard-Bion, G.Durant, V.Chuat, V.Loux, B.Foligne, S.M.Deutsch, H.Falentin, G.Jan // J.Proteomics. — 2015. — V.113. — P.447 — 461.)
  4. Kirjavainen P.V., El Nezami H.S., Salminen S.J., Ahokas J.T., Wright P.F. Effects of orally administered viable Lactobacillus rhamnosus GG and Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS on mouse lymphocyte proliferation. Clin Diagn Lab Immunol 1999; 6: 799-802.
  5. Kekkonen R.A., Kajasto E., Miettinen M., Veckman V., Korpela R., et al. Probiotic Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris and Streptococcus thermophilus induce IL-12 and IFN-gamma production. World J Gastroenterol 2008; 14: 1192-1203.
  6. Myllyluoma E., Ahonen A.M., Korpela R., Vapaatalo H., Kankuri E. Effects of multispecies probiotic combination on helicobacter pylori infection in vitro. Clin Vaccine Immunol 2008; 15: 1472-1482.
  7. Foligné B., Deutsch S.M., Breton J., Cousin F., Dewulf J., et al. Promising immunomodulatory effects of selected strains of dairy propionibacteria evidenced in vitro and in vivo. Appl Environ Microbiol 2010; 76(24): 8259-8264.
  8. Kekkonen R.A., Lummela N., Karjalainen H., Latvala S., Tynkkynen S., et al. Probiotic intervention has strain-specific anti-inflammatory effects in healthy adults, World J Gastroenterol 2008; 14: 2029–2036.
  9. Pohjavuori E., Viljanen M., Korpela R., Kuitunen M., Tiittanen M., et al. Lactobacillus GG effect in increasing IFN-gamma production in infants with cow’s milk allergy. J Allergy Clin Immunol 2004; 114:131–136.
  10. Kukkonen K., Savilahti E., Haahtela T., Juntunen-Backman K., Korpela R., et al. Probiotics and prebiotic galacto-oligosaccharides in the prevention of allergic diseases: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial, J Allergy Clin Immunol 2007; 119: 192–198.
  11. Kukkonen K., Savilahti E., Haahtela T., Juntunen-Backman K., Korpela R., et al. Longterm safety and impact on infection rates of postnatal probiotic and prebiotic (synbiotic) treatment: randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Pediatrics 2008; 122: 8–12

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. БИФИДОБАКТЕРИИ
  9. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  10. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  11. СИНБИОТИКИ
  12. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  13. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  14. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  15. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  16. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  17. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  18. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  19. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  20. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  21. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  22. ДИСБАКТЕРИОЗ
  23. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  24. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  25. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  26. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  27. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  28. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  29. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  30. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  31. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  32. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  33. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  34. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  35. НОВОСТИ