Sarah Cribby

1 Centrul canadian de cercetare și dezvoltare pentru probiotice, Lawson Health Research Institute, 268 Grosvenor Street, Londra, ON, Canada N6A4V2

utilizarea

2 Departamentul de Microbiologie și Imunologie, Universitatea Western Ontario, Londra, ON, Canada N6A4V2

Michelle Taylor

1 Centrul canadian de cercetare și dezvoltare pentru probiotice, Lawson Health Research Institute, 268 Grosvenor Street, Londra, ON, Canada N6A4V2

2 Departamentul de Microbiologie și Imunologie, Universitatea Western Ontario, Londra, ON, Canada N6A4V2

Gregor Reid

1 Centrul canadian de cercetare și dezvoltare pentru probiotice, Lawson Health Research Institute, 268 Grosvenor Street, Londra, ON, Canada N6A4V2

2 Departamentul de Microbiologie și Imunologie, Universitatea Western Ontario, Londra, ON, Canada N6A4V2

Abstract

Vaginul uman este locuit de o serie de microbi dintr-un bazin de peste 50 de specii. Lactobacilii sunt cei mai frecvenți, în special la femeile sănătoase. Microbiota poate schimba compoziția rapid, din motive care nu sunt pe deplin clare. Acest lucru poate duce la infecție sau la o stare în care organismele cu potențial patogen coexistă cu alte comensale. Cea mai frecventă infecție urogenitală la femeile aflate în premenopauză este vaginoza bacteriană (BV), o afecțiune caracterizată printr-o epuizare a populației de lactobacili și prezența anaerobilor Gram negativi sau, în unele cazuri, a cocilor Gram-pozitivi și a agenților patogeni aerobi. Tratamentul BV implică în mod tradițional antibioticele metronidazol sau clindamicină, cu toate acestea, rata de recurență rămâne ridicată, iar acest tratament nu este conceput pentru a restabili lactobacilii. Studiile in vitro au arătat că tulpinile Lactobacillus pot perturba biofilmele de BV și drojdie și pot inhiba creșterea agenților patogeni urogenitali. Utilizarea probioticelor pentru popularea vaginului și prevenirea sau tratarea infecției a fost luată în considerare de ceva timp, dar abia recent au apărut date care arată eficacitatea, inclusiv suplimentarea tratamentului antimicrobian pentru îmbunătățirea ratelor de vindecare și prevenirea recurențelor.

1. MICROBIOTA VAGINULUI

Speciile microbiene care locuiesc în tractul vaginal joacă un rol important în menținerea sănătății și prevenirea infecției. Peste 50 de specii microbiene au fost recuperate din tractul vaginal [1-3]. Aceste specii nu există în mod independent, iar studiile in vitro și la om au arătat că o multispecie microbiotică, de obicei asociată cu vaginoza bacteriană (BV), este prezentă în biofilmele dense [4-7], în timp ce o microbiotă dominantă în lactobacili poate fi distribuită rar. pe epiteliu [4, 5, 8]. În comparație, intestinul este populat cu mai mult de 800 de specii de microbi, dintre care majoritatea sunt excretați în fecale, iar un număr dintre aceștia sunt bine echipați pentru a fi patogeni. În ciuda apropierii vaginului de anus, diversitatea microbilor prezenți în vagin este mult mai mică decât în ​​intestin. Motivul pentru această diversitate mai mică este încă neclar, dar poate implica o receptivitate slabă a vaginului, disponibilitate diferită de nutrienți în comparație cu intestinul și concurență cu organismele indigene. Unele specii găsite în intestin, cum ar fi E. coli și Streptococcus, pot fi, de asemenea, găsite în vagin, indicând faptul că receptorii, nutrienții și tensiunea oxigenului sunt prezenți pentru ca aceste organisme să crească.

Diferite metodologii sunt utilizate pentru a identifica compoziția microbiotei vaginale. Fiecare are punctele forte și punctele sale slabe. Metodele bazate pe cultură permit identificarea și utilizarea tulpinilor pentru experimentări ulterioare. Cu toate acestea, deoarece rămâne un defect major în capacitatea noastră de a crește multe specii bacteriene, trebuie să ne bazăm pe metode non-culturale pentru a identifica lățimea microbiotei vaginale. Acest lucru a fost realizat prin analiza secvențelor lor de ADN ribozomal [3, 9], folosind o combinație de PCR și electroforeză în gradient de gel denaturant (DGGE) [2, 5, 10-12] și utilizând primeri degenerati, de reacție în lanț, polimerază universală pentru amplificați aproximativ 555 de regiuni de perechi de baze ale genei universale chaperonin-60 [13].

Speciile prezente în mucoasa vaginală variază între femeile aflate în premenopauză și cele care au trecut prin menopauză. Microbiota femeii sănătoase premenopauzale este în general dominată de speciile Lactobacillus, dintre care cele mai frecvente sunt L. iners, L. crispatus, L. gasseri, L. jenesenii, urmată de L. acidophilus, L. fermentum, L. plantarum, L brevis, L. casei, L. vaginalis, L. delbrueckii, L. salivarius, L. reuteri și L. rhamnosus [2, 5, 9-16]. Pe măsură ce se efectuează mai multe studii asupra organismelor vaginale la femeile sănătoase, este posibil să fie identificate unele femei care nu au o microbiotă dominată de lactobacili [17]. Cu toate acestea, până când nu știm mai multe despre dinamica unei astfel de populații și suntem siguri că nu crește riscul bolii, lactobacilii vor rămâne organismele de cea mai mare importanță pentru sănătatea vaginală.

Factori precum modificările hormonale (în special estrogenul), pH-ul vaginal și conținutul de glicogen pot afecta toate capacitatea lactobacililor de a adera la celulele epiteliale și de a coloniza vaginul [16]. Ciclul menstrual poate provoca, de asemenea, modificări ale microbiotei vaginale, concentrațiile ridicate de estrogen crescând aderența lactobacililor la celulele epiteliale vaginale [18]. Odată cu scăderea nivelului de estrogen asociat cu menopauză, există și o scădere a lactobacililor prezenți în tractul vaginal al femeilor aflate în postmenopauză [5, 11, 12, 19]. Femeile aflate în postmenopauză sunt, de asemenea, mai susceptibile la infecțiile urogenitale, susținând teoria că colonizarea vaginului de către lactobacili comensali servește drept protecție împotriva acestor agenți patogeni [19, 20]. Deși metodele prin care aceste organisme fac acest lucru sunt încă neclare, se pare că implică abilitatea de a adera și de a popula stratul de epiteliu și mucină vaginală, de a inhiba agenții patogeni de la preluarea [21-24], de a reduce virulența agentului patogen [25]., 26], și pentru a modula apărarea gazdei [27].

Terapia de substituție hormonală (TRS) modifică profilul bacterian al tractului vaginal al femeilor aflate în postmenopauză și restabilește o stare dominată de lactobacili, precum și reduce incidența infecțiilor tractului urinar (ITU) [19]. Într-un studiu al femeilor care au luat o combinație de estrogen ecvin conjugat și progesteron HRT, doar 1 până la 3 specii de bacterii, în principal Lactobacillus, au fost detectate în mucoasa vaginală a 87% dintre femei [5]. La femeile aflate în postmenopauză care nu au primit TSH, aproape toți subiecții aveau mucoasă vaginală populată cu mai mult de 1 organism, dintre care mulți aveau potențial patogen, cum ar fi Bacteroides, Prevotella și Gardnerella, asociați cu vaginoza bacteriană (BV) și E. coli și Enterococcus, asociat cu ITU [5].

În timp ce un tract vaginal dominat de lactobacili pare să protejeze gazda împotriva unor infecții vaginale, acesta nu împiedică pe deplin colonizarea de către alte specii. Agenții patogeni sunt încă capabili să coexiste cu aceste organisme comensale, după cum arată Burton și Reid [10], unde G. vaginalis, un agent patogen asociat cu BV, a fost detectat într-o probă vaginală care conținea și o specie de Lactobacillus. Interesant este că G. vaginalis a fost deplasat peste limite detectabile timp de 21 de zile, după o singură instilație intravaginală de lactobacili probiotici [11]. Pe măsură ce din ce în ce mai multe studii descoperă diversitatea microbiotei vaginului, pare evident că echilibrul dintre o stare sănătoasă și cea bolnavă implică un fel de echilibru sau efect de ascuțit, care poate oscila în ambele direcții, în funcție de un număr de factori, cum ar fi nivelurile hormonale, dușurile, practicile sexuale, precum și interacțiunile bacteriene și apărarea gazdei [20, 21].

Witkin și colab. [28] au propus că imunitatea înnăscută joacă un rol important în trecerea la BV dintr-o stare sănătoasă. Mecanismul pe care îl propun este prin inhibarea indusă de microbi a expresiei receptorului de tip Toll și/sau a activității care blochează imunitatea proinflamatorie, precum și lipsa producției de proteine ​​de șoc termic de 70 kDa și un deficit al concentrațiilor vaginale de lectină care leagă manoză. capacitatea de ucidere microbiană. Trei studii recente au oferit o perspectivă suplimentară asupra rolului gazdei. Într-un studiu al femeilor susceptibile la ITU, s-a descoperit că defectele imunologice ale sângelui periferic coexistă cu o microbiotă persistent aberantă (Kirjavainen et al. [29]). La femeile aflate în postmenopauză, BV a fost asociată cu expresia redusă aparentă a factorilor antimicrobieni ai gazdei [30]. Când probioticul L. rhamnosus GR-1 a fost administrat în vaginul femeilor aflate în premenopauză, a rezultat 3 536 modificări ale expresiei genelor și niveluri crescute de expresie ale unor mijloace de apărare antimicrobiene [31].

2. INFECȚIILE TRANSMISE NESEXUAL A TRACTULUI VAGINAL ȘI INTERFERENȚA DE LACTOBACILLI

Organismele patogene sunt capabile să infecteze vaginul, cu BV, vaginită de drojdie și ITU cauzând aproximativ un miliard sau mai multe cazuri pe an [32-35]. Deși există unele dovezi că organismele cauzale pot fi transmise de partenerii sexuali, aceste condiții vor fi discutate aici ca fiind transmise non-sexual. Alte recenzii acoperă în mod adecvat infecțiile cu transmitere sexuală [36, 37].

Vaginita de drojdie se caracterizează prin descărcare albă, mâncărime locală și iritație. Majoritatea cazurilor sunt cauzate de Candida albicans, dar C. glabrata, C. krusei și C. tropicalis pot fi problematice [35]. Acesta este diagnosticat prin detectarea microscopică a unui număr dens de celule de drojdie pe un frotiu vaginal și prin examinarea fizică și prezența unei descărcări de drojdie albă, de tip mucoasă. De remarcat, lactobacilii se găsesc adesea la pacienții cu vaginită de drojdie, prin urmare, inducerea infecției nu pare să necesite ca drojdia să deplaseze sau să distrugă lactobacilii.

Infecțiile tractului urinar apar atunci când bacteriile patogene urcă din vagin și se reproduc pe uroteliul vezicii urinare și, uneori, în interiorul acesteia [32, 38, 39]. Aceste infecții sunt frecvente în rândul femeilor, cu aproximativ 50% suferind la un moment dat în viața lor. Simptomele și semnele includ durere suprapubiană, disurie, piurie, frecvență și micțiune dureroasă și ocazional hematurie. Bacteriuria asimptomatică este, de asemenea, o apariție frecventă, în special la vârstnici. Cel mai frecvent agent patogen este E. coli, urmat de Enterococcus faecalis și Staphylococcus saprophyticus [39]. Diagnosticul poate fi realizat prin prezența simptomelor și semnelor și a probelor de urină care conțin peste 10 3 organisme/ml de agenți patogeni. La o parte din pacienți, E. coli invadează epiteliul vezicii urinare și formează biofilme dense care sunt recalcitrante față de antibiotice [40]. La femeile fără antecedente de ITU, vaginul și perineul lor sunt cel mai frecvent colonizate de lactobacili [20], în timp ce la femeile cu ITU recurentă există o asociere inversă între lactobacili și E. coli [41], sugerând că lactobacilii joacă un rol în prevenirea infectiei.

McLean și McGroarty [63] au efectuat un studiu in vitro care a arătat că creșterea pH-ului culturii a redus efectele bacteriostatice ale L. acidophilus asupra G. vaginalis NCTC 11292 cu 60%; s-a observat o reducere cu 30% a efectelor bacteriostatice la introducerea catalazei pentru degradarea H2O2. Klebanoff și colab. [64] au constatat că toxicitatea lactobacililor producători de H2O2 a fost inhibată de prezența catalazei, dar lactobacilii care nu produc H2O2 nu au fost afectați. Concentrația mare de lactobacili producători de H2O2 inhibă creșterea atât a G. vaginalis, cât și a Bacteroides bivius. Cu toate acestea, concentrațiile scăzute de lactobacili producători de H2O2 trebuie combinate cu mieloperoxidază și clorură în mucusul vaginal, pentru a fi toxice pentru G. vaginalis, cu o toxicitate maximă într-un interval de pH între 5 și 6. Un pH de ≤4,5 a inhibat G. vaginalis pe cont propriu și acest efect a crescut odată cu adăugarea combinației de mai sus. Este suficient să spunem că H2O2 este probabil unul dintre mai mulți factori implicați în competiția cu alte organisme din vagin.

3. PROBIOTICE PENTRU PREVENIREA ȘI TRATAREA INFECȚIILOR UROGENITALE

Conceptul de administrare a lactobacililor pe cale orală pentru repopularea vaginului a fost raportat pentru prima dată în 2001 [76] și se bazează pe întrebarea „dacă agenții patogeni urogenitali pot face acest lucru, de ce nu pot lactobacilii”? Organismele au fost livrate într-o bază de lapte și s-au dovedit a fi recuperate din rect [77]; prin urmare, susținând conceptul că tulpinile ingerate ar putea trece prin intestin, să ajungă în rect și potențial să urce în vagin. Acest lucru a fost confirmat independent de alții [78].

Mecanismele prin care lactobacilii funcționează ca mijloace de apărare antiinfecțioase nu sunt încă pe deplin înțelese. După cum sa discutat mai sus, aceasta poate implica producerea de factori antimicrobieni [81] și menținerea unui pH vaginal de ≤4,5. S-ar putea datora și biosurfactanților care modifică tensiunea superficială înconjurătoare și reduc capacitatea de a adera o gamă largă de agenți patogeni [82, 83]. Acest lucru ar putea explica acoperirea relativ redusă a celulelor epiteliale observată la femeile sănătoase [8]. În plus, s-a demonstrat că lactobacilii leagă (coagregează) unii agenți patogeni și acest lucru poate fi un mijloc de a bloca aderența lor, de a-i ucide prin producerea de antimicrobieni și de a preveni răspândirea lor în alte zone ale vaginului și vezicii urinare [84]. Dintre 10 tulpini de lactobacili fiind evaluate pentru utilizare într-o tabletă de probiotice, Mastromarino și colab. [85] au constatat, in vitro, că Lactobacillus gasseri 335 și Lactobacillus salivarius FV2 au reușit să se agregeze cu G. vaginalis. Când aceste tulpini de lactobacili au fost combinate cu Lactobacillus brevis CD2 într-o tabletă vaginală, aderența G. vaginalis a fost redusă cu 57,7% și 60,8% din celulele aderente au fost deplasate. Boris și colab. a constatat că proprietățile aderente ale G. vaginalis au fost afectate în mod similar de Lactobacillus acidophilus [73].

Se știe de ceva timp că Lactobacilllus produce bacteriocine care pot inhiba creșterea agenților patogeni, inclusiv unele asociate cu BV, cum ar fi G. vaginalis [86]. Abia relativ recent, un studiu a arătat la animale că producția de bacteriocină ar putea avea un efect in vivo. Un mutant stabil al Lactobacillus salivarius UCC118 care nu a produs o bacteriocină specifică a fost incapabil să protejeze șoarecii împotriva infecției intestinale cu Listeria, în timp ce tipul sălbatic a făcut-o, conducând astfel autorii să concluzioneze că producția de bacteriocină poate fi un mediator primar al apărării antiinfecțioase [ 87].

Relativ puține studii au încercat să prevină infecția urogenitală folosind probiotice. Shalev și colab. [88] au evaluat 46 de femei premenopauzale cu ≥4 episoade de BV și/sau candidoză vaginală în anul precedent, pentru a compara recurența BV utilizând un iaurt probiotic față de unul care a fost pasteurizat. Pacienții nu primeau antibiotice pe termen lung sau terapie imunosupresivă și nu consumaseră iaurt înainte de începerea studiului. Au fost alocați aleatoriu la unul din cele două grupuri de tratament și au ingerat 150 ml de iaurt pasteurizat (n = 23) sau iaurt care conține L. acidophilus la> 1,0 × 108 unități care formează colonii (n = 23). Iaurtul a fost consumat zilnic timp de două luni, urmat de două luni fără iaurt. A existat o reducere de 60% a episoadelor de BV la pacienții care consumau iaurt probiotic după o lună, în timp ce doar o reducere de 25% a apărut la subiecții care au primit iaurt pasteurizat (P = .004). După două luni de consum de iaurt, rezultatele au fost similare; cu toate acestea, 25% dintre pacienții din ambele grupuri au părăsit studiul. Integritatea produsului a fost evaluată numai înainte de studiu și nu au fost raportate efecte adverse.

O comparație a probioticelor intravaginale și a gelului de metronidazol în tratarea a 40 de femei (cu vârste cuprinse între 18 și 50 de ani) cu BV a fost efectuată printr-un studiu orb de Anukam și colab. [93]. Prezența criteriilor ≥3 Amsel, un scor Nugent de ≥7 și un test de sialidază pozitiv au dus la diagnosticarea BV. Pacienții au fost randomizați la unul dintre cele două grupuri de tratament timp de cinci zile. Aceștia fie au inserat o capsulă intravaginală cu L. rhamnosus GR-1 și L. reuteri RC-14 la 1,0 × 10 9 unități formatoare de colonii pe noapte (n = 20) sau au aplicat un gel de metronidazol 0,75% de două ori pe zi (n = 20). Un scor Nugent de ≤3 la 30 de zile a indicat o vindecare a BV. S-a găsit o rată de vindecare BV de 88% în grupul probiotic și 50% în grupul metronidazol (p = NS). Tratamentul a fost întrerupt prematur de pacienții din grupurile de metronidazol și probiotice la 10%, respectiv 15%. Acest studiu, deși de dimensiuni reduse, a arătat potențialul probioticelor de a vindeca BV.

Eficacitatea combinării probiotice sau placebo cu metronidazol oral a fost evaluată la 125 de femei cu vârste cuprinse între 18 și 44 de ani [94]. Metronidazolul oral a fost administrat la 500 mg de două ori pe zi tuturor pacienților timp de 7 zile și au fost randomizați pentru a primi capsule orale de două ori pe zi care conțin fie un placebo (n = 60), fie L. rhamnosus GR-1 și L. reuteri RC-14 la 1,0 × 10 9 unități formatoare de colonii (n = 65) pentru o durată totală de tratament de 30 de zile. La sfârșitul celor 30 de zile, BV a fost considerat absent dacă pacientul a avut un test de sialidază negativ și un scor Nugent de Redondo-Lopez V, Cook RL, Sobel JD. Rolul emergent al lactobacililor în controlul și menținerea microflorei bacteriene vaginale. Recenzii ale bolilor infecțioase. 1990; 12 (5): 856-872. [PubMed] [Google Scholar]