Пробиотики обычно направлены на восстановление баланса популяций бактерий в кишечнике, но новые исследования показывают, что они также могут помочь разрушить стойкие биопленки. Биопленки представляют собой живые микробные сообщества - они служат убежищем для микробов и часто устойчивы к антибиотикам. Новое исследование описывает особую смесь пробиотиков, которая может помочь пациентам с желудочно-кишечными заболеваниями избежать вредных биопленок, которые могут ухудшить их симптомы.
В исследовании оценивалась способность нового пробиотика предотвращать и лечить биопленки, содержащие дрожжи и бактерии, в частности виды, которые процветают в поврежденном кишечнике. Биопленки могут содержать инфекционную полимикробную смесь бактерий и грибков, живущих вместе под толстой защитной слизью. Эти полимикробные сообщества устойчивы к антибиотикам, но могут противостоять другим микробам. Согласно новому исследованию, другие микробы, живущие в кишечнике или вводимые через пробиотики, могут помочь разрушить биопленки.
В серии экспериментов, опубликованных в журнале mBio Американского общества микробиологии, исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв и Университетской больницы (UH) Кливлендского медицинского центра выращивали дрожжи (разновидности Candida) и бактерии (Escherichia coli и Serratia marcescens). в биопленки. Затем они подвергли биопленки воздействию многообещающей пробиотической смеси, определенной в предыдущем исследовании: одна часть дрожжей, три части бактерий и небольшое количество амилазы (фермент, обнаруженный в слюне). Изображения под микроскопом показали, что биопленки, подвергшиеся воздействию смеси, представляли собой более рыхлые сообщества, которые в целом были тоньше и слабее, чем необработанные биопленки.
Исследователи обнаружили, что пробиотик действует частично, ослабляя дрожжи, живущие в молодых биопленках. Дрожжи внутри биопленок останавливались в росте и не образовывали репродуктивных структур, которые способствуют росту и распространению новых биопленок. Исследователи пришли к выводу, что их новая пробиотическая смесь может помочь предотвратить образование вредных биопленок у людей с воспалительными заболеваниями кишечника или другими желудочно-кишечными заболеваниями.
«Пробиотик может предотвращать и лечить биопленки, которые обнаруживаются в кишечнике», - сказал старший автор Махмуд А. Ганнум, доктор философии. «Это большая проблема, поскольку биопленка кишечника коррелирует с болезнью Крона и колоректальным раком». Ганнум - профессор и директор Центра медицинской микологии в Медицинской школе Case Western Reserve и UH.
Предыдущая работа, проведенная Ганнумом в Медицинской школе и UH, показала, что исследователи выращивали внутри своих биопленок три типа микробов (виды Candida, E.coli и S. marcescens) значительно повышены в кишечнике людей с болезнью Крона. Вместе они образуют особенно толстую биопленку, которая может вызвать воспаление в кишечнике. Ганнум говорит, что пробиотики могут стать новым способом справиться с таким болезненным воспалением.
Исследователи дополнительно изучили биопленки, обнаруженные у пациентов с болезнью Крона, путем выращивания дрожжей и бактерий в нескольких различных комбинациях. Они обнаружили, что виды дрожжей Candida с большей вероятностью объединяются с бактериями в биопленках, чем другие виды дрожжей. Дополнительные результаты показывают, что и Candida albicans, и Candida tropicalis образуют толстые биопленки при выращивании рядом с бактериями E. coli и S. marcescens. Другие виды дрожжей, отличных от Candida, могли образовывать только тонкие биопленки - не более толстые, чем отдельные виды, выращенные в одиночку. Результаты указывают на то, что виды Candida с наибольшей вероятностью образуют толстые стойкие биопленки в кишечнике пациентов, которые могут быть восприимчивы к пробиотикам.
Сам жидкий пробиотик был процежен из цельных полезных микробов перед тестированием, оставив после себя метаболиты и ферменты, выделяемые микробами. В настоящее время исследователи изучают, какие именно секретируемые факторы внутри смеси ответственны за антибиопленочные эффекты. Они также подали заявку на патент на свой пробиотик.
«Следующим шагом для нашего запатентованного пробиотика является проведение клинических испытаний, чтобы продемонстрировать его эффективность при таких заболеваниях, как болезнь Крона, язвенный колит и синдром раздраженного кишечника, а также при раке», - сказал Ганнум. «Если эффективность будет доказана, потенциальное воздействие на людей, страдающих от этих разрушительных состояний, чрезвычайно интересно для меня как для ученого».
Запатентованный пробиотик в настоящее время продается как BIOHM Probiotics, пробиотик для общего пищеварения.