Probioticele și rezistența la colonizare cu Clostridioides difficile după antibiotice

Un studiu condus de Universitatea de Stat din Carolina de Nord a investigat modul în care două tulpini probiotice larg utilizate, Lactobacillus acidophilus NCFM și Lactobacillus gasseri Lg-36, influențează rezistența la colonizare cu Clostridioides difficile în contextul dezechilibrului microbiomului indus de antibiotice. Studiul a fost realizat pe un model murin și oferă perspective importante asupra efectelor directe și indirecte ale acestor probiotice.
Probioticele sunt utilizate pe scară largă pentru beneficiile lor presupuse asupra sănătății intestinale, incluzând reglarea inflamației, stimularea imunității și protecția barierei mucoase. Deși considerate în general sigure, efectele lor variază în funcție de tulpină, doză și interacțiunea cu microbiota gazdei. Clostridioides difficile este o cauză frecventă de diaree asociată antibioticelor, iar dezechilibrele microbiotei pot reduce rezistența la colonizare, facilitând infecția. În acest context, probioticele pot juca un rol ambiguu: fie favorizează refacerea ecosistemului intestinal, fie pot întârzia recuperarea sa.

Despre studiu

Obiectiv și design experimental

Autorii au utilizat un model murin de infecție cu C. difficile după tratament cu cefoperazonă, un antibiotic cu spectru larg. După o perioadă de spălare de 2 zile, șoarecii au primit prin gavaj oral una dintre cele două tulpini probiotice (10⁸ UFC din L. acidophilus sau L. gasseri) sau soluție salină (PBS). La intervale săptămânale, animalele au fost expuse la spori ai tulpinii R20291 de C. difficile, iar infecția a fost monitorizată timp de 4 zile. Au fost analizate semnele clinice (scădere în greutate), sarcina bacteriană, activitatea toxinei, colonizarea probiotică și compoziția microbiotei cecale și fecale prin secvențiere 16S rRNA.

Colonizarea probiotică

Colonizarea cu L. acidophilus a atins un maxim de 10⁷ UFC, iar cu L. gasseri 10⁶ UFC, ambele dispărând până în săptămâna 3. Această colonizare tranzitorie a permis observarea atât a efectelor directe, cât și indirecte ale probioticelor.

Rezultate

Efectele asupra C. difficile și rezistenței la colonizare

• L. acidophilus a crescut sarcina bacteriană cu C. difficile și a întârziat revenirea rezistenței la colonizare la săptămânile 2 și 3.
• L. gasseri a scăzut semnificativ sarcina cu C. difficile și a accelerat restabilirea rezistenței la colonizare. La săptămâna 3, nu s-a detectat C. difficile la animalele tratate cu L. gasseri.

Activitatea toxinică și modificări histopatologice

Activitatea toxinică a urmat profilul sarcinii bacteriene: crescută în grupul cu L. acidophilus, scăzută în cel cu L. gasseri. Histologia nu a evidențiat diferențe majore după săptămâna 1.

Inhibiția directă a C. difficile

Testele in vitro au arătat că supernatantul de cultură al L. gasseri inhibă complet creșterea C. difficile, efect abolit de tratamentul cu proteinază K, sugerând implicarea unui bacteriocin stabil termic. Genomul L. gasseri Lg-36 conține mai multe gene pentru astfel de bacteriocine decât alte tulpini testate.

Modificări indirecte ale microbiotei

Deși diversitatea alfa nu a fost întotdeauna corelată cu rezistența la colonizare, analiza compozițională a microbiotei cecale a evidențiat diferențe semnificative între grupuri. În special, șoarecii tratați cu L. gasseri au prezentat o abundență crescută de bacterii din familia Muribaculaceae la săptămâna 3, corelată cu rezistența completă la C. difficile.

Rolul Muribaculaceae

ASV-uri din genurile Muribaculum și Duncaniella au fost cele mai puternic asociate cu rezistența la colonizare. Aceste specii prezintă capacitate de metabolizare a glicozaminelor, concurând astfel cu C. difficile pentru nutrienți esențiali precum N-acetilglucozamina. În culturi co-inoculate, creșterea prealabilă a Muribaculaceae în mediu îmbogățit cu GlcNAc a dus la inhibiția C. difficile.

Concluzii

• L. acidophilus poate agrava infecția cu C. difficile post-antibiotice, posibil prin afectarea refacerii microbiotei și producerea de factori solubili nespecifici.
• L. gasseri are efecte probiotice benefice, atât prin inhibiție directă (bacteriocine), cât și prin promovarea creșterii speciilor protective precum Muribaculaceae.
• Muribaculaceae pot reprezenta candidați valoroși pentru probiotice de generație nouă în combaterea C. difficile.

Implicații clinice

Rezultatele subliniază nevoia de a evalua riguros fiecare tulpină probiotică în contextul specific al disbiozei. Administrarea nediscriminată a probioticelor, mai ales în perioada post-antibiotică, poate avea consecințe nedorite. Tulpini precum L. gasseri, în asociere cu bacterii indigene precum Muribaculaceae, pot oferi soluții personalizate, sigure și eficiente împotriva infecției cu Clostridioides difficile.