Badania prowadzone przez międzynarodową grupę naukowców zaczęły wyjaśniać, jak różnice w mikrobiomie jelit- populacji drobnoustrojów przewodu pokarmowego - wpływają na odpowiedź immunologiczną u zdrowych osób. Badanie jest opisane w jednym z trzech powiązanych artykułów opublikowanych w czasopiśmie Cell, pozostałe dwa badania oceniają genetyczne i środowiskowe wpływy w ramach projektu Human Functional Genomics Project (HFGP).
„Podstawowym założeniem projektu HFGP jest to, że układ odpornościowy jest idealnym celem dla badania ludzkiej zmienności, krzyżowania genów i wpływu środowiska. Wiemy, że niektórzy ludzie są bardziej podatni na infekcje niż inni. Niektórzy rozwijają choroby autoimmunologiczne, podczas gdy większość nie. W naszych badaniach chcieliśmy zobaczyć, jak geny wpływają na układ odpornościowy, w jakim stopniu czynniki środowiskowe wpływają na podatność na choroby, oraz czy i jak mikrobiom jelit wpływa na odpowiedź układu immunologicznego na różne patogeny."
W badaniu mikrobiomu jelit analizowano próbki krwi i kału od 500 zdrowych ochotników HFGP z zachodniej Europy, by doszukać się indywidualnych różnic w odpowiedzi immunologicznej na patogeny, polegającej głównie na wytwarzaniu cząsteczek zwanych cytokinami, różnic w mikrobiomie jelita i jak te dwa czynniki są ze sobą powiązane. Komórki immunologiczne od poszczególnych uczestników badania eksponowano na działanie trzech pożywek bakteryjnych - komensalnego mikroorganizmu B. fragilis, pospolitego patogenu S. aureus i wytwarzającego toksyny E. coli - oraz dwóch rodzajów grzybów Candida. Ich odpowiedź odzwierciedlała produkcja cytokin - białek, przez które komórki immunologiczne wywierają wiele swoich efektów. Patrząc na możliwe związki pomiędzy odpowiedzią immunologiczną a mikrobiomem u poszczególnych uczestników stwierdzono, że zarówno populacja mikrobiomu jak i jego funkcje oddziałują na odpowiedź immunologiczną, co znajduje odzwierciedlenie w produkcji metabolitów. Niektóre z tych oddziaływań zależały od konkretnego patogenu, niektóre od cytokin, a niektóre w obydwu.
Zespół odkrył sposób, jak, w zależności od konkretnego bodźca chorobotwórczego, rozpad aminokwasu tryptofanu do jego metabolitu tryptofolu może hamować wytwarzanie cytokiny TNF-alfa. Opisano także wpływ kwasu palmitooleinowego - kwasu tłuszczowego obecnego w olejach spożywczych, znanego z tłumienia działania niektórych aktywności układu odpornościowego - na produkcję cytokiny interferonu gamma, chociaż dokładny mechanizm działania jest jeszcze do analizy.
„Wciąż nie mamy wszystkich wyników badań, ale ogólny obraz sugeruje, że zmiany w mikrobiomie jelit stymulują produkcję metabolitów, które chcą „trenować" i wpływać na komórki układu odpornościowego, co prowadzi do najróżniejszych rezultatów, gdy komórki odpornościowe są narażone na różnego rodzaju infekcje", tłumaczą naukowcy. W towarzyszących badaniach stwierdzono podobny wpływ czynników środowiskowych na odpowiedź immunologiczną (w tym wpływ pory roku, a także wieku i płci uczestników ), a najsilniej wpływały różnice genetyczne.
Kolejne badania skupią się na osobach z konkretnymi chorobami, udział w nich wezmą ochotnicy z innych części świata. "Gdy zrozumiemy, jak te wszystkie złożone mechanizmy - genetyka, mikrobiom i środowisko - napędzają różnice w odpowiedzi immunologicznej, być może będziemy w stanie zidentyfikować czynniki odpowiedzialne za podatność na choroby poszczególnych pacjentów i powziąć bardziej celowaną terapię," podsumowują naukowcy.
Źródło: sciencedaily.com
Komentarze
[ z 6]
Biorąc pod uwagę fakt, że coraz liczniejsze grono społeczeństwa zmaga się z problemem różnych alergii i problemów zdrowotnych wynikających z zapadania na przeróżne choroby autoimmunologiczne, warto żeby poszukiwać źródła takiego stanu rzeczy i zastanowić się poważnie skąd biorą się podobne choroby. Może się okazać, że właśnie w jelitach, a raczej w składzie flory jelitowej i obecności charakterystycznych lub poszczególnych gatunków bakterii kryje się odpowiedź na pytanie dlaczego u jednych osób alergia występuje, a u innych nie i w jaki sposób można nad tym problemem zapanować, a przynajmniej ograniczać intensywność objawów poprzez stosowanie odpowiedniej diety, która będzie eliminowała niewłaściwe bakterie jelitowe faworyzując jednocześnie te, które będą sprzyjały rozwojowi bakterii korzystnych i takich, dzięki którym tworzą się najlepsze warunki do zachowania człowieka w dobrym zdrowiu. Mam nadzieję, że w końcu uda się naukowcom odkryć prawdę dotyczącą tego tematu i dzięki temu opracować metody zwalczania chorób autoimmunologicznych,a w tym również alergii u licznych pacjentów.
Coraz więcej doniesień naukowych przynosi nam wiadomości dotyczące tego, że bakterie jelitowe mogą mieć wpływ na organizm i w znacznej mierze przyczyniać się do poprawy stany zdrowia lub wręcz przeciwnie- mogą skutkować pojawieniem się pewnych patologicznych objawów i rozwojem chorób. Trzeba o tym pamiętać proponując pacjentom leczenie szerokiego spektrum chorób. Można by się zastanowić na ile nasze leczenie jest skuteczne właśnie w obecności takiej czy innej flory bakteryjnej jelit. Warto byłoby w dalszym ciągu badać związek pomiędzy wpływem bakterii jelitowych na zdrowie, może się okazać, że tego znaczenia w dalszym ciągu nie doceniamy i że gdyby udało się to zmienić, w znacznej mierze poprawiłyby się możliwości leczenia wielu schorzeń. To ważne, ponieważ pacjenci w dalszym ciągu odżywiają się nie prawidłowo i popełniając liczne błędy żywieniowe. Trzeba starać się zmagać z tym problemem i zacząć ingerować w dietę stosowaną przez pacjentów co może przełożyć się na zdrowie w dużej mierze.
Najdziwniejsze wydaje mi się w tym wszystkim to, że chociaż o istnieniu mikroflory jelitowej wiemy od lat i dla nikogo nie stanowi chyba tajemnicy, że drobnoustroje żyją razem z nami, a wręcz wewnątrz naszych organizmów, czy zasiedlając powierzchnię skóry to i tak w dalszym ciągu tak niewiele uwagi przywiązuje się do tych aspektów zdrowia człowieka. Nawet do kilograma drobnoustrojów może zasiedlać całą powierzchnię ciała człowiek. Większość z tych bakterii zajmuje sobie wygodne dla nich pozycje w jelitach ,w największych ilościach w jelicie grubym. Jak więc można przypuszczać, bakterie te muszą tak czy siak wywierać jakiś mniejszy czy większy wpływ na organizm. I tego mechanizmu nie da się ominąć. A przynajmniej wątpię, aby mogło to być możliwe. Trzeba skupiać się na problemach związanych czy w ogóle wynikających z obecności mikroflory bakteryjnej w jelitach i zmierzać do tego by w miarę możliwości swoimi działaniami wpływać tak na ich skład przede wszystkim jakościowy, aby wywierany na organizm efekt zdrowotny był jak najbardziej korzystny.
Bardzo cieszy mnie fakt, że naukowcy cały czas pogłębiają wiedzę na temat wpływu bakterii jelitowych na nasz organizm. Coraz liczniejsze doniesienia potwierdzają, że mogą one odgrywać istotną rolę w rozwoju licznych chorób, których etiologia do tej pory nie była do końca znana. Coraz częstszym zjawiskiem, który obserwuje się na całym świecie są alergie pokarmowe. Jak się okazuje mikroflora jelitowa w ich rozwoju może odgrywać znaczącą rolę. Naukowcy stwierdzili, że obecność bakterii Anaerostipes caccae w jelicie miało korzystne oddziaływanie i redukowało ryzyko wystąpienia alergii na różne pokarmy. Pewne badanie sugeruje również, że obecność korzystnych bakterii może mieć wpływ na kondycję serca, a także tętnic. Naukowcy zwracają uwagę, że ważne jest aby unikać alkoholu, który także może zaburzać równowagę w mikroflorze jelitowej. Polscy naukowcy chcą dokonać w naszym kraju przeszczepu mikrobiomu jelitowego. Pobranie bakterii jelitowych od zdrowej osoby i przeszczepienie go do chorej może uchronić te właśnie osoby przed infekcjami clostridium difficile. Choroba ta dotyka każdego roku w Polsce około 12 tysięcy osób z czego pewna część niestety umiera. Przeprowadzenie takiego przeszczepu charakteryzuje się aż 93 procentową skutecznością jeżeli chodzi o wyleczenie. Taki zabieg jest również szansą dla osób chorujących na chorobę Leśniowskiego-Crohna. Ciekawym zjawiskiem jest również to, że przeszczepienie zdrowej mikroflory jelitowej może przyczynić się zmniejszenia nasilenia objawów padaczki. Jest to więc kolejne potwierdzenie na to, że istnieje pewien związek między mózgiem, a jelitami. Niewiele osób zwraca uwagę na to aby dbać o swoją mikroflorę jelitową. Być może ma to związek z tym, że zbyt mało mówi się o niej mówi, chociaż w ostatnim czasie coraz więcej ludzi wspomina o tym, że słyszało jakie produkty jeść, a jakich unikać aby zapewnić jej jak najlepsze warunki do wzrostu i rozwoju. Zresztą jeżeli ludzie stosowaliby się do zaleceń o których cały czas wspominają lekarze oraz kampanie prozdrowotne to z pewnością jakość i stan mikroflory jelitowej byłaby znacznie lepszy. W ostatnim czasie dużo uwagi koncentruje się na otyłości, szczególnie wśród najmłodszej części społeczeństwa. W przeszłości tylko kilka-kilkanaście procent dzieci miało problemy z nadmierną ilością kilogramów pod postacią nadwagi lub otyłości. Aktualnie okazuje się, że nawet jedna piąta polskich uczniów ma problem z utrzymaniem prawidłowej masy ciała. Oczywiście bardzo często przyczyniła się do tego niska aktywność fizyczna, a także nieprawidłowa dieta. Jednak są pewne czynniki, które powodują, że jedne osoby szybciej przybierają na wadze niż inne. Może to mieć także związek z bakteriami jelitowymi. Naukowcy przeprowadzili jakiś czas temu obszerne badanie w którym potwierdzili korzystne oddziaływanie na bakterie jelitowe orzechów, warzyw, owoców, płatków zbożowych, czerwonego wina, roślin strączkowych czy. Dzięki odpowiednio zbilansowanej diecie, zawierającej te składniki stwierdzono większą ilości mikroorganizmów, mających działanie przeciwzapalne, które jest szczególnie ważne w przeciwdziałaniu licznych chorób przewodu pokarmowego. W dzisiejszych czasach bardzo trudno jest uniknąć stresu, który towarzyszy nam praktycznie codziennie. Na skutek jego działania dochodzi do powstawania stanu zapalnego, na podłożu którego może rozwinąć się wiele groźnych schorzeń. Jak się również okazuje niektóre bakterie jelitowe mogą przyczyniać się do uszkodzenia wątroby. Dzieje się w wyniku procesu podczas którego węglowodany mogą być przekształcane w alkohol, który jest szkodliwy dla wątroby. Jak się okazuje bardzo duża ilość leków może niekorzystnie wpływać na bakterie bytujące w jelitach. I nie dotyczy to tylko antybiotyków, o których słyszy się najczęściej i które oczywiście są dla nich bardzo niebezpieczne, ale także o powszechnie przyjmowanych lekach. Zalicza się do nich między innymi leki przeczyszczające, inhibitory pompy protonowej, metforminę, inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny. Wydaje mi się, że posiadanie informacji na ten temat powinno pomóc w opracowywaniu takich terapii, aby stosować takie leki, które w możliwie największym stopniu pozwolą na ochronę mikroflory jelitowej. Może także w przypadku tych leków warto jest przyjmować probiotyki, które wykazują pozytywny wpływ na bakterie jelitowe. Do prawidłowego ich funkcjonowania potrzebny jest kwas mlekowy, który może być dostarczany wraz z popularnymi w ostatnich czasach kiszonkami. Istnieje bardzo wiele przepisów na ich i zwykle nie są bardzo skomplikowane. Wykonanie ich samemu daje nam pewność co do składu. Warto zaznaczyć, że probiotyki występują nie tylko pod postacią leków, ale można je dostarczyć wraz z bardzo dużą liczbą produktów. Bardzo wiele w ostatnim czasie mówi się o kawie oraz o jej wpływie na organizm. W wielu badaniach potwierdza się jej korzystne oddziaływanie na wiele narządów i układów w innych z kolei odradza się jej stosowania w zbyt dużych ilościach. Oczywiście wszystko należy odpowiednio wypośrodkować i nie należy między innymi w przypadku kawy popadać ze skrajności w skrajność. Należałoby pić kawę parzoną i to najlepiej o nieco lepszej jakości, tak aby mieć pewność że pochodzi z pewnych upraw, a unikać kawy rozpuszczalnej. Według nowych badań osoby, które piją kawę mają lepszą jakość mikroflory jelitowej. U tych którzy spożywali jej w dużych ilościach stwierdzono wyższy poziom bakterii Faecalibacterium i Roseburia, a z kolei niższy poziom Erysipelatoclostridium – potencjalnie szkodliwego rodzaju bakterii. Zwiększona ilość bakterii Erysipelatoclostridium ramosum wiązało się z większym ryzykiem rozwoju zespołu metabolicznego, co przyczyniało się do wzrostu poziomu glukozy we krwi, a także transporterów cukrów prostych w jelicie cienkim. Ostatnio okazało się, że dodawany do żywności dwutlenek tytanu może niekorzystnie wpływać na mikroflorę jelitową, a także zwiększać ryzyko rozwoju niektórych nowotworów. We Francji z uwagi na działanie karcynogenne zostaje wprowadzony zakaz sprzedaży produktów spożywczych zawierających ten związek, co z pewnością korzystnie wpłynie jednocześnie na mikroflorę wielu ludzi.
Wiele mówi się o wpływie bakterii jelitowych na nasze zdrowie. Zbliża się sezon infekcyjny. Konieczne jest więc zadbanie o dobrą kondycję naszego organizmu. Ma to ogromny związek z prawidłowym składem mikroflory jelitowej. Jak się okazuje 80 procent naszej odpornośni jest zależne od bakterii żyjących w naszych jelitach. Jak się okazuje właśnie w nich odbywa się znaczna część walki naszego układu immunologicznego z patogenami. Jeśli korzystnych bakterii jest odpowiednio dużo, oraz występują we właściwym składzie to we właściwy sposób są w stanie kierować komórkami układu orpornościowego. W jelitach białe krwinki nabywają zdolność produkcji przeciwciał, które gdy dochodzi do pewnych nieprawidłowości, mogą być kierowane na komórki naszego organizmu. W takim mechanizmie może dochodzić do rozwoju chorób autoimmunologicznych, które są często bardzo trudne w diagnozowaniu oraz leczeniu. Skład mikroflory jelitowej jest ustalany już na wczesnych etapach naszego życia. Na jego jakość ma wpływ zarówno genetyka ale także to w jaki sposób byliśmy karmieni od razu po narodzinach, w jaki sposób doszło do porodu oraz to co jedliśmy w pierwszych latach naszego życia. Aktualnie przeprowadza się coraz więcej badań na temat bakterii żyjących w naszych jelitach. Kolejne doniesienia pokazują jak ogromny wpływ ma ich dobra kondycja na nasz organizm. Ma to bowiem wpływ na rozwój alergii, stanów zapalnych, chorób metabolicznych, a nawet zaburzeń psychicznych. Nie wszystkie jednak bakterie korzystnie oddziaływują na nasz organizm. Warto także wspomnieć, że istnieją drobnoustroje, które gdy przeważają mogą przyczynić się do wzrostu ryzyka zachorowania na raka jelita grubego. Związane jest to z tym, że te konkretne bakterie nie syntetyzują pewnych związków w tym maślanów, które mają wpływ na układ immunologiczny. Dodatkowo redukują one stan zapalny oraz sprawiają, że dochodzi do zatrzymania procesów nowotworowych. Jeżeli chodzi o działanie prozdrowotne to najważniejsze są gatunki bakterii kwasu mlekowego Bifidobacterium oraz Lactobacillus. Są one bowiem odpowiedzialne za produkcję przeciwciał skierowanych na bakterie, które wykazują szkodliwe działanie. Dodatkowo w połączeniu z innymi bakteriami szczelnie pokrywają nabłonek jelitowy. Wiele mówi się o wpływie diety na nasze zdrowie. Nie jest inaczej jeżeli chodzi o jej oddziaływanie na mikroflorę jelitową. Niekorzystnie wpływa na nią cukier, przetworzona żywność, a także mięso. Jeżeli w nieprawidłowy sposób “odżywiamy” nasze bakterie to może to nawet utrudnić stracenie zbędnych kilogramów, pomimo stosowania się do licznych zaleceń oraz ćwiczeń. Jeżeli przez wiele lat żywiliśmy się jedzeniem typu fast food to musi minąć trochę czasu zanim flora jelitowa przestawi się w odpowiedni sposób pozwalając na zrzucenie nadwyżki kilogramów w czasie restrykcyjnej zmiany diety. Różne bakterie są odpowiedzialne za trawienie poszczególnych składników. Ważne jest aby mogły one współpracować co jest bardzo ważne przy zachowaniu odpowiedniej równowagi. W takiej sytuacji diety eliminacyjne przyczyniają się do tego, że część bakterii może nie mieć potrzebnego substratu do przeżycia. Jeżeli chodzi zaś o głodówki czy celowe wywoływanie biegunek to może to się wiązać z negatywnym wpływem na bakterie żyjące w naszych jelitach. Istnieje kilka zasad dzięki którym będziemy mieć szansę utrzymać nasze mikroby w dobrej kondycji i odpowiedniej równowadze. Wiele mówi się o tym aby nie nadużywać antybiotyków. Nie są one w stanie wybiórczo działać tylko na patogeny dlatego też zabijają te bakterie, które są dla nas korzystne. Powinny być one stosowane tylko w konkretnych sytuacjach, które są ściśle skonsultowane ze specjalistą. Wiele osób doraźnie stosuje te leki licząc na to, że szybko przyczynią się do poprawy stanu zdrowia. Jak się jednak okazuje pięciodniowa kuracja antybiotykowa przyczynia się do straty aż jednej trzeciej składu naszych bakterii komensalnych i może przyczynić się do zaburzeń jej funkcjonowania nawet przez dwa lata. Jak się okazuje także inne leki mogą niekorzystnie wpływać na mikroorganizmy. Wśród nich wylicza się między innymi kortykosteroidy, inhibitory pompy protonowej, blokery receptorów histaminowych, niesteroidowych leków przeciwzapalnych oraz doustnych środków antykoncepcyjnych i hormonalnej terapii zastępczej. Dobrze jest dostarczać pożyteczne mikroby. Istnieją badania, które potwierdzają skuteczność stosowania probiotyków dostępnych w aptece. Wracając do diety. Bardzo ważne jest dostarczanie odpowiednich ilości błonnika w postaci produktów pełnozbożowych, warzyw oraz owoców. W naszym jadłospisie powinny znaleźć się także dobre tłuszcze, a więc ryby morskie, olej rzepakowy, orzechy włoskie, awokado. Mikrobiota nieodpowiednio reaguje na cukry proste występujące w każdej postaci, a więc cukier biały, trzcinowy, dekstroza, syrop glukozo-fruktozowy, a nawet miód. Jak się również okazuje dieta bezglutenowa u osób, które nie mają na niego alergii mogą wpłynąć niekorzystnie na te bakterie. Istnieje wiele zaleceń odnośnie alkoholu. Sam w sobie ma on działanie prozapalne, jednak jak się okazuje lampka czerwonego wina może korzystnie wpłynąć na mikrobiotę jelitową. Związane jest to z zawartymi w nich polifenolami. Warto aby w diecie znalazł się także imbir, jarmuż, zielone rośliny liściaste, ocet winny, łosoś, gorzka czekolada, kiełki, kiszonki, serwatka, cynamon oraz kurkuma. Warto jest też sięgać po komosę ryżową. Nie zawiera ona jednak glutenu, jednak ma w sobie sporo białka oraz błonnika. Ma także niski indeks glikemiczny. Warto wspomnieć także o oleju kokosowym, który w ostatnim czasie cieszy się bardzo dużym zainteresowaniem. Nie można jednak spożywać go w zbyt dużych ilościach bowiem składa się z ogromnej ilości nasyconych kwasów tłuszczowych. Swoim składem przypominają więc bardziej tłuszcz zwierzęcy niż roślinny. Nie można zapomnieć także o pozytywnym aspekcie aktywności fizycznej. Jak się okazuje regularne uprawianie sportu może przyczynić się do zwiększenia liczby pożytecznych gatunków drobnoustrojów. Umiarkowany wysiłek sprawia, że przyspieszony jest pasaż jelitowy. Dzięki temu skraca się czas kontraktu patogenów z warstwą śluzu żołądkowo-jelitowego. Pozwala to na zredukowanie ryzyka raka okrężnicy i zapalenia jelit. W badaniach na myszach wykazano, że te które częściej się ruszały miały zwiększoną ilość korzystnego maślanu. Warto jest wspomnieć o wpływie tych bakterii na nasze zdrowie psychiczne. W szczególności musimy o nie zadbać w tych trudnych czasach związanych z pandemią. Powstaje wiele badań wskazujących na to, że kondycja psychiczna znacznej części społeczeństwa może ulec pogorszeniu na skutek obecnej sytuacji. Mikrobiota syntetyzuje bowiem wiele substancji, które mają bezpośredni wpływ na mózg. Jest to na przykład serotonina, której niedobór przyczynia się między innymi do rozwoju depresji. Jakiś czas temu przeprowadzono bardzo ciekawe badania dotyczące związku między wydychanym powietrzem, a ryzykiem rozwoju otyłości. Osoby biorące w nim udział podzielono na cztery grupy. Jak się okazało Ci, którzy mieli w wydychanym powietrzu największą ilość metanu oraz wodoru byli najbardziej narażeni na ryzyko rozwoju nadwagi oraz otyłości. Skład wydychanego powietrza może mieć związek z procesami, które zachodzą w naszym organizmie, także w jelitach. Głównym jego producentem jest Methanobrevibacter smithii. Jak się okazuje w jelitach około jednej trzeciej ludzi występuje on w wyjątkowo dużych ilościach. Do produkcji metanu bakterie te wykorzystują wodór produkowany przez inne. Wydzielany metan może dodatkowo spowalniać przechodzenie pokarmu przez jelita. Warto wspomnieć o tym, że u niektórych ludzi przyczyną tycia może być właśnie nieprawidłowa mikrobiota. Pacjenci, którzy są otyli mają w swoich jelitach większą ilość pagotennych bakterii w porównaniu do bakterii probiotycznych. Może to się wiązać ze wzmożonym trawieniem polisacharydów, które u osoby z prawidłową masą ciała zostałyby wydalone. W wyniku tego osoby otyłe dostarczają nawet kilkaset więcej kalorii niż osoby zdrowe. Zbadanie dokładnego składu jest bardzo trudne. Większości bakterii nie da się wysiać na szalce oraz przebadać w odpowiedni sposób. Związane jest to z tym, że znaczna część z nich jest bezwzględnymi beztlenowcami, a ponadto mogą żyć w obecności innych mikroorganizmów, od których są zależne.
Jak ważne są bakterie naszej flory jelitowej, świadczą liczne przypadki zaburzeń żołądkowo-jelitowych po ich "eliminacji" wieloma lekami stosowanymi powszechnie a także to, że farmacja ciągle postępuje w badaniach na temat zastosowania, funkcjonowania i technologii wytwarzania pro- i prebiotyków. Do drobnoustrojów o działaniu probiotycznym należą przede wszystkim bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium z grupy bakterii kwasu mlekowego, których wspólną cechą jest zdolność beztlenowego rozkładu węglowodanów na drodze fermentacji mlekowej. Oprócz nich do bakterii kwasu mlekowego zaliczane są także inne mikroorganizmy z rodzaju Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Enterococcus, Carnobacterium, Oenococcus, Tetragenococcus, Vagococcus i Weissella, Bacillus spp., niektóre szczepy Escherichia coli (np. E.coli Nissle 1917) oraz Propionibacterium spp., jak również drożdżaki z rodzaju Saccharomyces, np. S. boulardii. Do produkcji żywności funkcjonalnej i preparatów probiotycznych najczęściej stosuje się bakterie z rodzaju Bifidobacterium, Lactobacillus, Lactococcus i Streptococcus. Precyzyjne zdefiniowanie szczepu drobnoustroju jest najistotniejszą charakterystyką probiotyku. Wymagania stawiane szczepom probiotycznym są bardzo wysokie. Szczepy stosowane w preparatach probiotycznych dla ludzi powinny pochodzić z mikrobiomu człowieka. Probiotyki pochodzenia jelitowego uzyskuje się przez selekcjonowanie szczepów bakterii wyizolowanych z przewodu pokarmowego zdrowych noworodków, biorąc pod uwagę fakt, że bakterie zasiedlające ich jelita w kilka dni po urodzeniu reprezentują pionierskie, zdolne do szybkiej i skutecznej kolonizacji przewodu pokarmowego gatunki oraz dodatkowo są szybko rozpoznawane przez komórki układu immunologicznego zwane komórkami prezentującymi antygen. W przypadku probiotyków dopochwowych, szczepy powinny być izolowane z układu moczowo-płciowego zdrowych, młodych kobiet. Selekcja szczepów o najkorzystniejszych właściwościach probiotycznych odbywa się wielokierunkowo. Jedną z istotnych cech probiotyków są ich właściwości przeciwbakteryjne, skierowane przeciwko patogenom przewodu pokarmowego lub układu moczowo-płciowego kobiet. Probiotyki wywierają bezpośredni wpływ na wzrost bakterii chorobotwórczych. Znacznie ograniczając adhezję patogenów do receptorów na powierzchni komórek nabłonkowych, unieczynniając toksyny bakteryjne czy konkurując o substancje odżywcze. Probiotyki wywierają również pośredni wpływ wytwarzając substancje o aktywności przeciwdrobnoustrojowej, np. bakteriocyny czy kwasy organiczne. O właściwościach antagonistycznych danego szczepu bakterii probiotycznej decydować będą także mechanizmy oddziaływania między mikroorganizmami związane przede wszystkim z kwaśnymi produktami metabolizmu tych bakterii takich jak kwas mlekowy, octowy czy masłowy. Według zaleceń Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), bakterie probiotyczne powinny produkować kwas mlekowy, z tym, że produkcja izomeru L(+) kwasu mlekowego powinna wynosić powyżej 50% całkowitej ilości produkowanego kwasu. W wyniku fermentacji bakterie produkują od 0,6 do 3% kwasu mlekowego. Kwas L(+) mlekowy, jako identyczny z powstającym w mięśniach, jest w pełni metabolizowany przez człowieka. Zaletą danego szczepu bakteryjnego będzie synteza kwasu mlekowego z bardzo niskim udziałem izomeru D(–) kwasu mlekowego lub całkowitym jego brakiem. Zakwaszenie treści jelitowej sprzyja utrzymaniu równowagi mikrobiomu jelita grubego, a kwas masłowy może stanowić dodatkowe źródło energii dla kolonocytów, wywierając efekt troficzny na błonę śluzową jelit. Proporcje wytwarzanych kwasów organicznych zależą oczywiście od szczepu bakterii metabolizujących określone substraty. Niektóre bakterie mlekowe wytwarzają także kwas octowy, który łatwo wnika do wnętrza komórek i hamuje rozwój mikroorganizmów znacznie silniej niż kwas mlekowy. Inne kwasy organiczne, np. kwas mrówkowy, propionowy, benzoesowy czy mewalonowy, są produkowane przez bakterie w znacznie mniejszych ilościach. Śladowe ilości wymienionych kwasów często wzmacniają jednak działanie głównych czynników antybakteryjnych. Jednocześnie bakterie kwasu mlekowego tolerują niskie pH (ok. 3–4). Optymalne temperatury wzrostu bakterii probiotycznych wynoszą 20–28°C (gatunki mezofilne) i 37–45°C (gatunki termofilne) . Dodatkowo niskie pH treści jelitowej zwiększa rozpuszczalność soli wapniowych i magnezowych ułatwiając ich wchłanianie. Bakterie probiotyczne charakteryzują się metabolizmem fermentacyjnym, a głównym produktem przemian węglowodanów, jak już wspomniano powyżej, jest kwas mlekowy. Bakterie te wykorzystują mono- i disacharydy oraz niektóre oligo- i polisacharydy. Podczas hodowli bakterii kwasu mlekowego w mleku podstawowym substratem fermentacji jest laktoza, która jest rozkładana na glukozę i galaktozę. Możliwość rozkładania laktozy przez dany szczep jest bardzo ważna zwłaszcza podczas stosowania probiotyków przez pacjentów z nietolerancją laktozy. Podczas selekcji sprawdzana jest aktywność beta-galaktozydazowa danego szczepu . Ważna z punktu widzenia skuteczności probiotyku jest ocena jego zdolności przylegania do komórek nabłonka jelit lub pochwy oraz żywotności w miejscu docelowym. Ważną cechą szczepu probiotycznego są jego właściwości powierzchniowe, decydujące o zdolności przylegania (adherencji). Przy selekcji szczepu należy wykonać badania sprawdzające jego hydrofobowe właściwości powierzchniowe oraz jakościowo produkcja śluzu przez bakterie. Bakterie probiotyczne powinny przylegać do komórek organizmu człowieka. Badanie siły przylegania przeprowadza się na ludzkich liniach komórkowych. Konkurencja in vivo o adhezję do powierzchni nabłonka między mikrobiomem probiotycznym i komensalnym z jednej strony, a mikroorganizmami chorobotwórczymi z drugiej, decyduje o utrzymaniu odpowiednich relacji między tymi dwoma populacjami i tym samym ma zasadniczy wpływ na zdrowie człowieka. W adhezji bakterii decydującą rolę odgrywają hydrofobowość i ładunek powierzchniowy komórek bakteryjnych, ich struktury powierzchniowe takie, jak rzęski, fimbrie, białka i wielocukry powierzchniowe oraz powinowactwo tych struktur do receptorów komórek nabłonkowych. Zdolność do adhezji jest cechą indywidualną poszczególnych szczepów bakterii . Siła adhezji może decydować o właściwościach probiotycznych danego szczepu. Podczas przesuwania się masy pokarmowej w kierunku odbytnicy następuje oderwanie słabo przytwierdzonych bakterii oraz skrawków nabłonka wraz z zasiedlonymi tam bakteriami. W ten sposób tworzy się nowa powierzchnia do zasiedlenia przez bakterie. Proces ten jest jedną z przyczyn zmian w składzie mikrobiomu jelitowego. Wymiana gatunków na powierzchni jelit oraz fakt, że niektóre bakterie probiotyczne mogą mieć dłuższy kontakt z organizmem ludzkim poprzez silniejsze właściwości adhezyjne, może decydować o ich lepszej skuteczności prozdrowotnej. Probiotyczne znaczenie mają tylko te komórki bakterii, które dotrą do miejsca oczekiwanego ich działania. W przypadku szczepów, które będą stosowane doustnie, selekcja musi obejmować wybranie bakterii opornych na działanie soku żołądkowego i żółci, aby mogły przetrwać pasaż przez przewód pokarmowy. Wynik badania in vitro powinien potwierdzać brak lub minimalny spadek gęstości badanego szczepu po inkubacji ze sztucznym sokiem żołądkowym. Szczep nie powinien wykazywać wrażliwości na niskie pH soku żołądkowego, trawienie przez pepsynę i sole żółci. Stosowane w probiotykach drobnoustroje nie mogą być patogenne, czyli powinny posiadać status GRAS (generally recognized as safe). Ponadto, w aspekcie toksycz ności ostrej i przewlekłej probiotyki są uważane za bezpieczne. Nawet podanie dożołądkowe myszom dawki dobowej L.rhamnosus w wysokości 1011 CFU nie wpływało na funkcje wątroby i śledziony oraz nie stwierdzono zmian w krezkowych węzłach chłonnych. Ustalona dawka letalna LD50 (dawka powodująca śmiertelność 50% badanych zwierząt w ciągu doby) dla L.rhamnosus przewyższa 50 g suchej masy bakterii na kilogram masy ciała myszy. Pomimo różnic międzygatunkowych, można założyć, że bezpieczna dawka bakterii probiotycznych dla człowieka o masie ciała 70 kg wynosi 35 g suchej masy bakterii . Prowadzone badania nad ewentualną toksycznością przewlekłą bakterii kwasu mlekowego nie wykazały widocznych efektów toksycznych, w tym zaburzeń funkcji wątroby i śledziony. L.rhamnosus był podawany zwierzętom w wodzie pitnej w dobowej dawce 102 , 104 i 108 CFU na jedną mysz. Dodatkowo stwierdzono, że myszy, które przyjmowały w wodzie pitnej bakterie probiotyczne szybciej przybierały na wadze. Dowiedziono także, że pałeczki kwasu mlekowego oraz inne bakterie probiotyczne nie wywołują efektów karcynogennych. Co ciekawe, stwierdzono, że bakterie probiotyczne mogą hamować rozwój raka okrężnicy u szczurów wywoływanego karcynogenem (azoksymetanem). Preparaty zawierające żywe szczepy Lactobacillus pochodzenia ludzkiego mogą być przyjmowane bez obawy ich przedawkowania i działań niepożądanych. Probiotyki stosowane profilaktycznie lub leczniczo są najczęściej przygotowywane w postaci liofilizowanej biomasy zamkniętej w szklanych ampułkach lub fiolkach, saszetkach lub kapsułkach twardych (celulozowych lub żelatynowych). Proces liofilizacji (suszenie sublimacyjne) zapewnia najlepsze parametry jakościowe suchego preparatu bakteryjnego. Większość bakterii probiotycznych jest wrażliwa na ogrzewanie (termolabilna) i ginie w temperaturze 60–85°C, stąd suszenie sublimacyjne, które można prowadzić długo i w niższych temperaturach jest najszerzej stosowaną techniką produkcyjną dla otrzymania suchej biomasy. Preparaty liofilizowane dzięki dużej powierzchni cząstek, odznaczają się na ogół dobrą rozpuszczalnością, często są silnie higroskopijne. Technologia produkcji liofilizowanych bakterii probiotycznych pozwala na uzyskanie preparatów odznaczających się trwałością i cechujących wysokim poziomem żywotności podczas suszenia i przechowywania. Rzadziej stosowaną metodą otrzymywania suchej biomasy bakteryjnej jest suszenie rozpyłowe. Istnieje wiele danych odnoszących się do kwestii jakości probiotyków po zastosowaniu suszenia rozpyłowego. Podczas tego procesu dochodzi do uszkodzenie komórek i utraty żywotności kultur probiotycznych. Dlatego konieczne jest ulepszenie procesu suszenia rozpyłowego, aby zapewnić lepszą przeżywalność, w tym stosowanie środków osłonowych, które wykazałyby lepszą skuteczność przeżycia i adaptację do środowiska szczepu probiotycznego. Proszek bakterii otrzymywany suszeniem rozpyłowym ma złą zwilżalność, utrudniającą rehydratację. Głównym problemem technologicznym jest tu wysoka temperatura powietrza wylotowego, ale istnieją doniesienia, że także wzrost temperatury powietrza wlotowego ma wpływ na spadek przeżywalności komórek. Zaobserwowano liniowy spadek żywotności szczepu Lactobacillus paracasei wraz ze wzrostem temperatury wylotowej. Przeżywalność z ponad 90% w temperaturze 70–75°C, spadła do zaledwie kilku procent w temperaturze 100–105°C, osiągając wartość zerową w temperaturze 120°C. Stąd ważną informacją mogącą ułatwić dobór temperatur suszenia może dostarczyć określenie termotolerancji szczepu. Wrażliwość termiczna jest cechą indywidualną każdego szczepu bakterii i często kilka szczepów nawet bardzo blisko spokrewnionych ze sobą może odznaczać się zróżnicowaną wrażliwością. Za zastosowaniem suszenia rozpyłowego do utrwalania biomasy przemawiają przede wszystkim znacznie niższe koszty, które są sześć razy niższe niż koszty liofilizacji. Ważnym kryterium przemawiającym za suszeniem rozpyłowym jest możliwość prowadzenia procesu na dużą skalę oraz niska waga uzyskiwanego produktu, pozwalająca na obniżenie kosztów transportu. Stabilność i przeżywalność szczepów probiotycznych w formie suchej zależy od temperatury przechowywania i zawartej w nich wody, przy czym aktywność wody jest tu funkcją temperatury. Stąd trwają ciągłe poszukiwania metod temu przeciwdziałających. Szczególnie korzystnym nośnikiem bakterii probiotycznych podczas suszenia jest mleko. Mleko jest naturalnym środowiskiem występowania bakterii kwasu mlekowego. Zapewnia buforowanie treści żołądka i lepsze przeżycie bakterii podczas lokacji przez przewód pokarmowy, a zawarta w mleku laktoza stanowi substrat wzrostowy dla bakterii. Przeżywalność podczas suszenia oraz stabilność podczas przechowywania udaje się także poprawić dodając substancji o charakterze ochronnym takich jak kwas askorbinowy, glutaminian sodu, ekstrakt drożdżowy, maltodekstryny, skrobia, guma arabska, żelatyna lub nawet jogurt. Dla zapewnienia odpowiedniej żywotności bakterii w preparacie probiotycznym (kapsułki, tabletki, proszek) korzystne jest zapewnienie warunków chłodniczych, niskiego poziomu aktywnej wody oraz stosunkowo krótkiego czasu trwałości (12–24 miesięcy). Taki preparat powinien być przechowywany w suchym i chłodnym miejscu. Jednakże produkt konfekcjonowany z niską zawartością wody (< 0,20) może być przechowywany w wyższej temperaturze (4–30°C). Przeżywalność liofilizowanych bakterii probiotycznych w dużej mierze zależy od ich właściwości ale także od sposobu produkcji, opakowania i przechowywania. Przy masowej produkcji probiotyku należy brać pod uwagę związane z żywotnością takie czynniki jak: metoda suszenia, rodzaj i rozmiar opakowania bezpośredniego, warunki przechowywania (np. temperatura, wilgotność), jakość nośnika (np. standardowego nośnika mleka w proszku), procedury nawodnienia czy postępowanie z nawodnionym produktem. Wytwarzanie produktów probiotycznych będących lekami musi odbywać się zgodnie z dobrą praktyką wytwarzania (GMP). Taki produkt musi podlegać bezwzględnym procedurom zapewnienia i kontroli jakości. Badania nad jakością produktów probiotycznych wykazują, że największym problemem technologicznym jest zachowanie wysokich stężeń bakterii probiotycznych (żywotności) podczas przechowywania i pasażowania przez żołądek. Wiele czynników działa toksycznie i zabójczo na bakterie mlekowe. Ekspozycja na tlen, ciepło i wilgoć doprowadza do zniszczenia bakterii. Pojawiły się nowe techniki przygotowania probiotyków, na przykład z wykorzystaniem mikrokapsułek lub mikrogranulek chroniących przed działaniem kwasu żołądkowego i żółci, przez co wpływają na polepszenie przeżywalności w przewodzie pokarmowym. Każda mikrogranulka jest powleczona specjalną polewą zabezpieczającą je przed działaniem kwasu i temperatury. W procesie mikrokapsulacji używa się takich substancji jak alginiany, gumy (żelatynowa i ksantanowa), K-karagenian, octanu celulozy, chitosan, skrobia, żelatyna, białka mleka. Oprócz funkcji ochronnych i kontrolujących reakcje oksydacyjne, mikrokapsułki pełnią także rolę maskowania smaku, koloru i zapachu, zapewnienia trwałego i kontrolowanego uwalniania, przedłużenia terminu ważności i wiele innych. Granulki te mają równocześnie odpowiedni skład ułatwiający uwalnianie się bakterii w treści jelita cienkiego. Probiotyk dopuszczony do sprzedaży musi zostać odpowiednio oznakowany. Etykieta powinna zwierać: skład opisujący rodzaj, gatunek i nazwę szczepu, minimalną ilość żywych bakterii pod koniec terminu ważności; odpowiednie warunki przechowywania oraz dane kontaktowe wytwórcy probiotyku. Nazewnictwo bakterii musi być zgodne z aktualnymi, naukowo rozpozna walnymi nazwami. Pacjent po otrzymaniu probiotyku powinien być dokładnie poinstruowany, jak z nim postępować aby preparat zachował swoje parametry jakościowe. Preparaty zawierające bakterie jelitowe mają kwaskowaty smak i zazwyczaj niezdecydowany aromat, który niekiedy może przeszkadzać w stosowaniu probiotyku doustnie. Często więc te parametry preparatów probiotycznych są polepszane poprzez dodatek aromatów, dosładzanie lub inne zabiegi zwiększające atrakcyjność smakowo-zapachową produktu. Probiotykiem określa się szeroki zakres produktów dostępnych na rynku. Preparaty zawierające bakterie probiotyczne są klasyfikowane pod kategorią żywność i w większości stanowią dodatki do żywności. Jednak różnią się one zasadniczo od leków, szczególnie jeśli chodzi o zakładane korzyści zdrowotne oraz wymagania jakościowe. Leki powinny mieć potwierdzoną jakość, bezpieczeństwo i skuteczność leczenia, łagodzenia lub zwalczania choroby, natomiast żywność, dodatki do pasz lub żywności wskazują na jakieś ogólne korzyści zdrowotne. Aby potwierdzić skuteczność określonego probiotyku należy przeprowadzić badanie kliniczne podwójnie ślepe, randomizowane, kontrolowane placebo fazy 2 i 3 na ludziach lub inne stosowne badanie z odpowiednią wielkością badanej grupy oraz pierwotnym punktem końcowym, służącymi określeniu efektywności szczepu/produktu. Wskazanym jest także przeprowadzenie badania fazy 3 oceniającego efektywność przez porównanie probiotyków ze standardowym schematem leczenia określonego schorzenia. Podczas badań klinicznych ważna jest identyfikacja i ocena efektów ubocznych. Leki w odróżnieniu od żywności podlegają także rygorystycznym wymaganiom rejestracyjnym potwierdzającym ich jakość, skuteczność i bezpieczeństwo monitorowane poprzez system zbierania działań niepożądanych (Pharmcovigilance). Bezpieczeństwo stosowania probiotyków ocenia się również w aspekcie ich stabilności genetycznej. Niektóre szczepy probiotyczne, mogą w swoim materialne genetycznym posiadać plazmidy czy transpozony z genami lekooporności, stanowiąc potencjalny rezerwuar tych genów dla naturalnego mikrobiomu, co jest istotne zwłaszcza w erze narastającej oporności drobnoustrojów na antybiotyki czy chemioterapeutyki. W związku z tym, istotne jest wykluczenie obecności tych struktur genetycznych u szczepów probiotycznych. W projektowaniu probiotyków, mającym na celu otrzymanie szczepów o udoskonalonych cechach użytkowych, wykorzystuje się metody biologii molekularnej. Modyfikacje genetyczne probiotyków dotyczą zmian zarówno w zakresie funkcjonalnym jak i technologicznym szczepów probiotycznych. Jednym ze wspomnianych wcześniej problemów związanych z produkcją probiotyków jest wysoka wrażliwość bakterii na warunki fizyczne związane z przeprowadzaniem procesów technologicznych. Najczęściej spotykane ograniczenia dotyczą wysokiej temperatury oraz niskiej aktywności wody – a w . Klasyczne, „niemolekularne” metody uodparniania szczepów na trudne warunki procesów technologicznych polegają na poddaniu szczepów uprzedniemu działaniu sub-letalnego czynnika stresowego. Metody te mogą jednak znacznie obniżać aktywność komórkową oraz wydajność procesu produkcji preparatu. Wykorzystanie genetyki molekularnej pozwala na uniknięcie tych problemów. Jednym z podstawowych mechanizmów chroniących bakterie przed stresem temperaturowym i niską a w jest akumulacja osmoprotektantów – związków chroniących cytozol przed utratą wody oraz stabilizujących białka. Należą do nich m.in. trehaloza i betaina. Mechanizmy te są słabo rozwinięte u większości szczepów probiotycznych, jednak są one wysoce funkcjonalne u dzikich szczepów patogennych takich, jak np. Listeria monocytogenes. Dowiedziono, iż gen betL, warunkujący kodowanie systemu transportu betainy u L. monocytogenes, wklonowany do szczepu probiotycznego Lactobacillus salivarius UCC118 znacząco poprawia jego oporność na biotechnologiczne czynniki stresowe, wpływając na cechy takie jak osmo-, baro- i kriooporność. Podobne wyniki uzyskano po transformacji probiotycznego szczepu Lactococcus lactis genem ostAB warunkującym syntezę trehalozy u E.coli. Innym przykładem jest zmodyfikowany genetycznie szczep Lactobacillus paracasei z nadekspresją genu warunkującego syntezę białka szoku cieplnego – GroESL, należącego do białek opiekuńczych – chaperonów; białko to odpowiada za przywrócenie prawidłowej konformacji białek (refolding) w warunkach wysokiej temperatury. Bakterie probiotyczne po podaniu doustnym muszą wykazywać również odpowiedni poziom oporności na fizykochemiczne mechanizmy obronne organizmu gospodarza. Do mechanizmów tych należy kwaśne środowisko żołądka oraz działanie żółci i enzymów trawiennych. Transformacja genem betL szczepu Bifidobacterium breve UCC2003 pozwoliła osiągnąć jego wysoką przeżywalność w środowisku o podwyższonej osmolarności i obecności soków żołądkowych. Badania na zwierzętach wykazały przy tym wyraźnie zwiększoną liczebność probiotyków w jelitach, i co za tym idzie – zwiększoną skuteczność kliniczną, mierzoną obniżoną liczbą infekcji systemowych po podaniu doustnym L. monocytogenes, w stosunku do zwierząt kontrolnych. Podobne wyniki uzyskano klonując również inne geny odpowiedzialne za przeżywalność dzikich szczepów patogennych w przewodzie pokarmowym, np. gen warunkujący oporność na żółć (bilE) występujący u L. monocytogenes. Poza ulepszaniem szczepów probiotycznych w zakresie szeroko rozumianej oporności na czynniki stresowe, genetyczne modyfikacje probiotyków wykorzystywane mogą być również dla osiągnięcia lepszych efektów klinicznych. Możliwe jest wykorzystanie specyficznie modyfikowanych probiotyków w leczeniu infekcji jelitowych wywołanych przez enteropatogenne bakterie, wytwarzające toksyny. W tym przypadku modyfikacje probiotyków polegają na ekspresji na powierzchni komórek bakteryjnych specyficznego receptora dla określonej toksyny. Przykładem jest zmodyfikowany szczep E.coli R1 z bardzo dużą liczbą analogów powierzchniowego receptora toksyny Stx produkowanej przez Shigella dysenteriae. Wykazano, iż jeden mg suchej masy tak zmodyfikowanego szczepu E.coli jest w stanie zneutralizować ponad 100 µg toksyny Stx. Opisano również analogiczne probiotyki posiadające receptory toksyny wytwarzanej przez enteropatogenne szczepy E.coli czy toksyny Vibrio cholerae. Podobne podejście zostało również zastosowane w projektowaniu nowych strategii w leczeniu zakażeń HIV. Prowadzone były próby z wykorzystaniem zmodyfikowanego szczepu E.coli wykazującego ekspresję hybrydy białka wirusowego gp41 i hemolizyny A; glikoproteina gp41 jest odpowiedzialna za wstępne etapy cyklu replikacyjnego HIV w komórce docelowej. Białko hybrydowe syntetyzowane przez probiotyk jest wydzielane na zewnątrz komórki bakteryjnej i hamuje fuzję wirusa oraz jego wnikanie do komórek organizmu gospodarza. Zmodyfikowane probiotyki wykazywały zdolność kolonizacji nie tylko przewodu pokarmowego, ale również pochwy, co może stanowić potencjalną ochronę przez zakażeniem wirusowym. Prowadzone były również badania z wykorzystaniem szczepu Streptococcus gordonii transformowanego w celu ekspresji cyjanowiryny-N, białka pochodzącego z sinicy Nostoc ellipsosporum. Białko to wykazuje in vitro aktywność antyretrowirusową w wyniku specyficznego wiązania się do dwóch glikoprotein HIV – białka gp120 i białka gp41, ważnych z punktu widzenia wstępnych etapów cyklu replikacyjnego wirusa. Innym przykładem jest szczep Lactobacillus jensenii wydzielający rekombinowane białko CD4, hamujące wnikanie wirusa do komórek poprzez wiązanie się z glikoproteiną gp120. Ponieważ L. jensenii jest naturalnym kolonizatorem pochwy, wydaje się być odpowiednim kandydatem do „probiotycznego” zabezpieczenia tego ekosystemu przed infekcją wirusową. Jednak te nowe probiotyczne strategie walki z HIV wymagają dalszych badań in vivo. Innym potencjalnym zastosowaniem probiotyków może stać się wykorzystanie ich jako nośnika antygenów w celu przygotowania doustnych szczepionek. Probiotyki mogą być zmodyfikowane w celu służenia jako swoisty nośnik dla genów kodujących antygeny specyficzne dla danych patogenów. Przeprowadzono badania w celu wykorzystania do tego celu szczepu probiotycznego Lactococcus lactis. Bakterie zostały uprzednio zmodyfikowane genetycznie w kierunku wyrażania ekspresji internaliny A, białka powierzchniowego warunkującego infekcję Listeria monocytogenes. L. monocytogenes jest patogenem wewnątrzkomórkowym, zaś internaliny są białkami powierzchniowymi odpowiedzialnymi za wnikanie komórek bakteryjnych do komórek gospodarza. Zmodyfikowany szczep L. lactis posiada zatem możliwość indukowania fagocytozy w komórkach niefagocytujących, a co za tym idzie – wnikania do komórek nabłonka jelita niczym pasożyt wewnątrzkomórkowy. Komórki bakterii ulegają wtedy lizie i uwalniają plazmid, który jest wektorem odpowiednich genów kodujących antygeny – czyli szczepionką DNA. Podejście takie może łączyć zalety szczepionek DNA i podawania szczepionek drogą doustną. Szczepionki DNA stymulują silną odpowiedź zarówno miejscową jak i ogólną. Zaś doustna droga podania imituje zakażenie, co stymuluje układ odpornościowy i jest w stanie indukować długoterminową odpowiedź ogólną. Dodatkową zaletą wynikającą z tej formy szczepienia jest możliwość rezygnacji z wkłuć wymagających warunków ambulatoryjnych i wyszkolonego medycznie personelu. Zastosowanie modyfikowanych genetycznie probiotyków – farmabiotyków niesie ze sobą jednak pewne ograniczenia związane z bezpieczeństwem biologicznym. Niektórych z tych zagrożeń można z pewnością uniknąć przez zastosowanie podwyższonych norm bezpieczeństwa biologicznego. Jednakże szerokie zastosowanie farmabiotyków wymagałoby opracowania metody zapewniającej pasywne i aktywne bezpieczeństwo. Tego typu rozwiązanie może stanowić gen thyA – warunkujący ekspresję syntazy tymidylanowej . Wyłączenie tego genu powoduje, iż szczep stanie się całkowicie zależny od obecności tyminy, zaś jej brak jest bezwzględnie letalny dla bakterii. W efekcie bakterie nie będą w stanie akumulować się w środowisku. Wydaje się, iż ta metoda może stanowić pewny sposób na zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa biologicznego. Znaczenie ludzkiego mikrobiomu na ogólną kondycję organizmu ludzkiego w obecnych czasach staje się coraz bardziej zrozumiałe. Aktualnie uznaje się wręcz, iż organizm ludzki wraz z jego symbiotycznym mikrobiomem (zwłaszcza jelitowym) stanowią superorganizm . Probiotyki wykorzystywane do wspierania roli mikroorganizmów jelitowych, mają w tej chwili znaczenie nie tylko wspierające oporność przed zakażeniami, ale również mogą być modyfikowane genetycznie w celu otrzymywania szczepów o ukierunkowanym działaniu terapeutycznym. W tym kontekście jeszcze bardziej istotne staje się zadbanie o bezpieczeństwo i skuteczność szczepów probiotycznych. W związku z tym szczepy probiotyczne selekcjonowane ze szczepów dzikich oraz szczepy modyfikowane cechować muszą się odpowiednimi właściwościami, zarówno funkcjonalnymi jak i technologicznymi. Znaczące jest tu precyzyjne wyróżnienie owych cech i konsekwentne wykorzystanie metod badania owych pożądanych właściwości szczepów. Świadomość odpowiednich własności wymaganych od szczepów probiotycznych oraz technologie pozwalające na ich usprawnianie, zagwarantować mogą odpowiednią skuteczność i stabilność farmaceutyczną preparatów probiotycznych. Badania prowadzone w tych kierunkach wraz w połączeniu z rozwijającymi się leczniczymi preparatami probiotycznymi mogą stanowić o tym, iż probiotyki będą odgrywać znaczącą rolę w przyszłości mikrobiologii farmaceutycznej i lecznictwa. ( źródło: publikacja - Monika Jach, Renata Łoś i wsp.)