Μοριακός και βιοχημικός χαρακτηρισμός βακτηριακών στελεχών εντερικής προέλευσης-προβιοτικές ιδιότητες και επίδρασή τους σε διάφορες ανοσοβιολογικές παραμέτρους σε ποντίκια
Authors: Κοτζαμανίδης Χαράλαμπος 
Published: January 2014

Ως προβιοτικοί χαρακτηρίζονται οι ζωντανοί μικροοργανισμοί που ασκούν ευεργετική δράση στον ξενιστή, όταν καταναλωθούν σε κατάλληλες ποσότητες. Αντικείμενο της διατριβής αυτής αποτέλεσε η διερεύνηση των ανοσοτροποποιητικών ιδιοτήτων των στελεχών του γένους Lactobacillus που ανήκουν σε διαφορετικά είδη και ο χαρακτηρισμός τους ως πιθανά προβιοτικά με βάση τις ιδιότητες αυτές. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν 12 στελέχη Lactobacillus που απομονώθηκαν από τον εντερικό σωλήνα νεογνών και από τυρί Φέτα. Τα πρώτα πειράματά μας αφορούσαν το γενοτυπικό χαρακτηρισμό των στελεχών αυτών με μοριακές τεχνικές. Η PFGE αποδείχτηκε ως η πλέον αποτελεσματική μέθοδος, σε σύγκριση με την RAPD-PCR, για το γενοτυπικό χαρακτηρισμό των Lactobacillus. Δεδομένου ότι δεν έχουν καθιερωθεί έως τώρα φαινοτυπικοί δείκτες που θα μπορούσαν να προβλέψουν την ανοσοτροποποιητική ικανότητα των Lactobacillus, η επιλογή των πιθανών προβιοτικών στελεχών του γένους απαιτεί επίπονες και χρονοβόρες δοκιμές σε πειραματόζωα καθώς και τον προσδιορισμό ενός μεγάλου αριθμού ανοσοβιολογικών παραμέτρων στο γαστρεντερικό σωλήνα. Λαμβάνοντας υπόψη τη σημασία της καθιέρωσης μεθόδων που απλοποιούν την παραπάνω διαδικασία, διερευνήθηκε η χρήση του αεροθύλακα ως κατάλληλου in vivo μοντέλου για την ταχεία διάκριση και επιλογή, με βάση την ανοσοτροποποιητική τους ικανότητα, των προβιοτικών στελεχών που ανήκουν σε διαφορετικά είδη του γένους Lactobacillus. Η χορήγηση των Lactobacillus στον αεροθύλακα των ποντικών είχε ως αποτέλεσμα τη διάκριση 3 στελεχών (DC421, DC429 και 2035) που επέδειξαν ανοσοενισχυτική-ανοσοτροποποιητική δράση, όπως η συσσώρευση μεγάλου αριθμού ΠΜΠ κυττάρων, η παραγωγή κυτοκινών και η αύξηση της φαγοκυτταρικής ικανότητας των ΠΜΠ κυττάρων. Παρόμοια με τον αεροθύλακα, η στοματική χορήγηση των στελεχών αυτών προκάλεσε στον εντερικό βλεννογόνο την επαγωγή ανοσοβιολογικών αποκρίσεων, όπως η παραγωγή IgA αντισωμάτων χωρίς την εκδήλωση φλεγμονώδους αντίδρασης, η παραγωγή κυτοκινών καθώς και η επαγωγή της έκφρασης διαφόρων TLRs. Τα αποτελέσματα της διατριβής δείχνουν ότι το μοντέλο του ραχιαίου αεροθύλακα παρέχει το κατάλληλο περιβάλλον για τον προσδιορισμό των ανοσοαποκρίσεων που επάγονται από τα στελέχη των Lactobacillus, και οι οποίες προσομοιάζουν τις αντίστοιχες ανοσοαποκρίσεις στο λεπτό έντερο. Για το λόγο αυτό, το σύστημα του αεροθύλακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μία εναλλακτική και γρήγορη μέθοδος για την προκαταρκτική διάκριση και επιλογή των προβιοτικών στελεχών του γένους Lactobacillus. Στη διατριβή αυτή, διερευνήθηκε επίσης ο μηχανισμός με τον οποίο τα βακτηριακά στελέχη DC421, DC429 και 2035 ασκούν την ανοσοτροποποιητική τους δράση. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα στελέχη αυτά ενεργοποιούν ισοζυγισμένη Th1/Th2 ανοσοαπόκριση που επιτυγχάνεται με την έκκριση συγκεκριμένου προτύπου κυτοκινών (IFNγ, IL-5, IL-6 και IL-10). Το πρότυπο αυτό φαίνεται να παράγεται με τη μεσολάβηση των TLR2 και TLR4. Επιπρόσθετα, όλα τα στελέχη φαίνεται να διαθέτουν εξειδικευμένη αντι-φλεγμονώδη δράση, όσον αφορά την παραγωγή του TNFα. Οι πληροφορίες που παρουσιάζονται στη διατριβή συμβάλλουν στη διαδικασία της επιλογής και της κατανόησης του τρόπου δράσης των προβιοτικών μικροοργανισμών στο γαστρεντερικό σωλήνα. Τα δεδομένα δείχνουν ότι τα χαρακτηριστικά της κυτταρικής μεμβράνης των Lactobacillus δεν αποτελούν το μοναδικό και αναγκαίο κριτήριο για τον καθορισμό της ανοσοτροποποιητικής τους δράσης, αλλά ένα εναλλακτικό και σημαντικό συστατικό ενός πιο περίπλοκου μηχανισμού που επιτρέπει στους μικροοργανισμούς να αλληλεπιδρούν με τα κύτταρα του εντέρου του ξενιστή και να ασκούν την ανοσοτροποποιητική τους δράση.