In vitro testler sayesinde, ticari probiyotik suşlarının terapötik etkileridaha iyi anlaşılabilir

İki in vitro çalışmada ticari preparatlardan izole edilen dokuz bilinen mikrobiyal suşun özellikleri test edilmiştir (bkz. Tablo 1) [1, 2]. Gastrointestinal kanalın karmaşıklığı nedeniyle, tekil in vitro sonuçlar fizyolojik etkileri kesin olarak açıklayamaz. Ancak klinik araştırmalar ve in vivo etkilerin anlaşılması için önemli bilgiler verirler.

Araştırılan probiyotik suşlar olumlu etkilerini bağırsakta göstermektedir, bu nedenle hücrelerin simüle bağırsak koşulları altındaki stabilitesi önemlidir (bkz. Tablo 1). Farklı B. clausii suşlarının (Bacillus clausii OC, NR, SIN, T) simüle bağırsak sıvısında besin kaynakları olmadan hücre sayısındaki ilk düşüşten sonra çoğalma yetenekleri dikkat çekicidir (B. clausii SIN: t₀'a kıyasla 2 saat sonra azalma [p < 0,05], 4 saate kıyasla 8 saatlik inkübasyondan sonra çoğalma [p < 0,05]). 8 saat sonrasında, t₀'a kıyasla sadece 0,240-Log'luk hafif bir azalma görülmüştür. B. clausii ve B. coagulans'ın simüle bağırsak koşullarına toleransı, genellikle ticari ürünlerde bulunan spor oluşturmayan suşlara kıyasla spor oluşturma yetenekleri göz önüne alındığında iyi dokümante edilmiştir [1].

Probiyotik mikroorganizmalar mukozal bağlanma bölgeleri için patojenlerle yarışabilir ve böylece patojenik organizmaların neden olduğu enfeksiyonları önleyebilir. Bu etki için gastrointestinal mukusa yapışmaları gereklidir. Mikropların domuz müsinleri içeren agar üzerinde inkübasyonu, bu bağlanma davranışını incelemek üzere kullanılan yerleşik bir yöntemdir. Müsin içeren agar plakaları ile negatif kontrol için müsin içermeyen agar plakaları bakteri süspansiyonu ile inoküle edilmiştir. Plakalar daha sonra hem aerobik hem de anaerobik koşullar altında 37 °C'de inkübe edilerek inoküle edilen çukurcuk başına düşen hücre sayısı (CFU [koloni oluşturan birim]) belirlenmiştir. B. clausii, B. coagulans ve B. breve suşlarında, müsinlerin hem aerobik hem de anaerobik koşullar altında inkübasyonundan sonra elde edilen CFU/çukurcuk sayısı negatif kontrollere kıyasla önemli ölçüde daha yüksektir (p < 0,05 ila p < 0,001). L. reuteri sadece anaerobik koşullar altında (p < 0,001), S. boulardii ise sadece aerobik koşullar altında (p < 0,01) müsinlere yapışmıştır [1]. 

Probiyotikler β-galaktosidaz gibi gıda parçalayıcı enzimler üretebilir ve bu da örneğin laktoz intoleransı olan kişilerde sindirim semptomlarını potansiyel olarak azaltarak sindirimi destekleyebilir. Tüm B. clausii suşları, B. coagulans, B. breve ve L. reuteri suşları negatif kontrole kıyasla önemli ölçüde daha fazla β-galaktosidaz üretebilmiştir (p < 0,01 ila p < 0,001) [1]. 

Hücre içindeki çok sayıda metabolik süreç nedeniyle, reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikmesi toksik etkilere neden olabilir. Katalaz (CAT) ve süperoksit dismutaz (SOD) gibi antioksidanlar üreten probiyotikler oksidatif stresi azaltmada faydalı olabilir. Test edilen tüm suşlar CAT ve SOD üretme yeteneği göstermiştir [1]. 

Probiyotiklerin öncelikle bağırsak öbiyozunun sürdürülmesinde ve bazı eksiklik türlerinin giderilmesinde yardımcı olabilecek B vitaminleri ürettiği kanıtlanmıştır. Riboflavin (B₂ vitamini) salgılama yeteneğine sahip probiyotik mikroorganizmalar, konağın B₂ vitamini eksikliğini telafi edebilir. Riboflavin eksikliği sıklıkla riboflavin açısından zengin ürünlerin bulunmadığı bir beslenme düzeninden kaynaklanmaktadır ve gelişmekte olan ülkelerde en yaygın vitamin eksikliğidir. B. clausii, B. coagulans ve L. rhamnosus, riboflavin üretebilmiştir (negatif kontrole kıyasla p < 0,001) [1].

İnsan bağırsağındaki kompleks karbonhidratların mikrobiyal fermantasyonu sırasında KZYA üretilir. KZYA eksikliği ile çeşitli hastalıkların oluşumu arasındaki bağlantı ve KZYA eksikliğini önleyebilen probiyotik mikrobakterilerin iyileştirici etkileri doğrulanmıştır.

Asetik asit: Lipid metabolizmasının ve vücut ağırlığının düzenlenmesi. 
Test edilen dokuz probiyotik suşun hepsi asetik asit salgılayabilmiştir [2]. 

Propiyonik asit: Bariyer fonksiyonunun yanı sıra bağırsak bütünlüğü, glikoz ve lipid homeostazının iyileştirilmesi. 
Dört B. clausii suşu ile S. boulardii, propiyonik asit salgılamıştır. B. coagulans, B. breve, L. reuteri ve L. rhamnosus propiyonik asit salgılamamıştır [2].

Butirik asit: Bariyer fonksiyonunun yanı sıra bağırsak bütünlüğünün iyileştirilmesi, bağırsak epitel hücreleri için enerji kaynağı. 
Dört B. clausii suşu benzer salgılama özelliği göstermiştir, bu da L. reuteri ve S. boulardii suşlarının salgılamasından yüksektir [2].

Tablo 1. Her bir mikrobiyal suşun in vitro özelliklerine genel bakış

Parça 1

Parça 2

¹ B. clausii NR, OC, SIN ve T bakteri suşlarının yanı sıra B. coagulans, L. reuteri, L. rhamnosus ve S. cerevisiae simüle bağırsak koşulları altında 480 dakikaya kadar sağ kalırken, B. breve'de 6 saat sonra hiçbir canlı hücre tespit edilememiştir.

² L. rhamnosus hem aerobik hem de anaerobik koşullar altında müsinlere bağlanamamıştır (sırasıyla p < 0,01 ve p < 0,001).

³ L. rhamnosus ve S. boulardii β-galaktosidaz üretmemiştir.

⁴ B. clausii OC, NR ve T'ye kıyasla daha yüksek SOD aktivitesi göstermiştir (sırasıyla p < 0,01 ve p < 0,05).

⁵ B. clausii T ve L. reuteri en yüksek asetik asit üreten suşlardı.

⁶ B. clausii, B. clausii NR (p = 0,0374), B. clausii SIN (p = 0,0112) ve S. boulardii'den (p = 0,0007) önemli ölçüde farklılık göstererek en yüksek propiyonik asit konsantrasyonlarını üretmiştir. 

Probiyotik mekanizmaların daha iyi anlaşılması, mikrobiyota temelli tedavilerin hastalara daha seçici bir şekilde uygulanmasını mümkün kılabilir. Buna bağlı olarak gelecekte yapılacak çalışmalar, hastaların yararına hangi potansiyel terapötik alanlardan daha fazla yararlanılabileceğini netleştirebilir.

^{Çıkar çatışması: P. Pellegrino, M. C. Uboldi ve M. III Perez Sanofi çalışanlarıdır. D. Marquez makale gönderimi sırasında Sanofi çalışanı, makalenin kabulü ve yayınlanması sırasında ise Boehringer Ingelheim çalışanıdır.}

^{Açıklamalar: Tıbbi Yazım ve yayın Sanofi tarafından finanse edilmiştir.}