Probiotics là các vi sinh vật sống có tác dụng có lợi cho sức khỏe của vật chủ khi được sử dụng với số lượng thích hợp.
Bài viết được viết bởi ThS. BS Mai Viễn Phương - Trưởng đơn nguyên Nội soi tiêu hóa - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.
Trong số các loại probiotics phổ biến nhất và được nghiên cứu đầy đủ nhất là vi khuẩn từ các họ Lactobacillaceae , Bifidobacteriaceae và nấm men. Hầu hết chúng đã được chứng minh, cả trong ống nghiệm và trong các nghiên cứu trên mô hình viêm ruột, đều mang lại kết quả thuận lợi bằng cách cải thiện thành phần vi khuẩn đường ruột, thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương và định hình các phản ứng miễn dịch. Các tình trạng đường ruột mãn tính, chẳng hạn như bệnh viêm ruột (IBD), được đặc trưng bởi sự mất cân bằng trong thành phần vi khuẩn đường ruột, giảm tính đa dạng và tình trạng viêm tái phát và dai dẳng, có thể dẫn đến tổn thương niêm mạc.
Mặc dù kết quả của các nghiên cứu lâm sàng điều tra tác dụng của probiotics đối với bệnh nhân mắc IBD vẫn còn gây tranh cãi, nhưng không còn nghi ngờ gì nữa, các vi sinh vật này và các chất chuyển hóa của chúng, hiện được gọi là postbiotics, có ảnh hưởng tích cực đến cả hệ vi khuẩn đường ruột của vật chủ và hệ thống miễn dịch, và cuối cùng làm thay đổi vi môi trường mô tại chỗ. Ảnh hưởng này đạt được thông qua ba trục: (1) Bằng cách dissự sắp xếp các tác nhân gây bệnh tiềm ẩn thông qua sự loại trừ cạnh tranh; (2) bằng cách cung cấp sự bảo vệ cho vật chủ thông qua việc tiết ra nhiều chất trung gian phòng vệ khác nhau; và (3) bằng cách cung cấp cho vật chủ các chất dinh dưỡng thiết yếu.
Giới thiệu về phản ứng miễn dịch của ruột
Theo định nghĩa hiện tại, “probiotic là các vi sinh vật sống, khi được dùng với lượng thích hợp, sẽ mang lại tác dụng có lợi cho sức khỏe của vật chủ”. Chúng có thể được tìm thấy dưới dạng tinh khiết do nhiều công ty dược phẩm cung cấp hoặc là thành phần thiết yếu của thực phẩm hàng ngày, chủ yếu là lên men, chẳng hạn như pho mát, sữa chua, bia và các loại khác. Một số loại probiotic được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất là vi khuẩn, chẳng hạn như Lactiplantibacillus plantarum và nấm men, chẳng hạn như Saccharomyces , mà nghiên cứu sâu rộng đã chỉ ra rằng chúng có đặc tính chống viêm và chữa lành vết Thương.
Probiotics được coi là có tác dụng có lợi không chỉ đối với các tế bào của vật chủ mà còn đối với thành phần hệ vi sinh vật tự nhiên của vật chủ. Kể từ khi Dự án Hệ vi sinh vật ra đời, một số loài vi khuẩn và nấm men đã được xác định, dẫn đến việc xác định/mô tả sâu rộng thành phần hệ vi sinh vật của con người, được tìm thấy trên bề mặt da và chất nhầy của cơ thể con người. Hệ vi sinh vật đã được chứng minh là cần thiết cho sự sống còn của vật chủ, không chỉ hoạt động như một cơ chế phòng vệ chống lại các vi sinh vật gây bệnh tiềm ẩn mà còn cung cấp chất bổ sung dinh dưỡng khả thi. Theo thời gian, người ta đã chứng minh rằng quần thể hệ vi sinh vật lớn hơn 10 lần so với tổng số tế bào cấu thành nên cơ thể con người và do đó, người ta đã đề xuất rằng con người là sinh vật "cộng sinh", sống hòa hợp với hệ vi sinh vật của mình
Một trong những bề mặt niêm mạc có hệ vi khuẩn được mô tả tốt nhất và nghiên cứu kỹ lưỡng nhất là hệ vi khuẩn đường ruột. Trong điều kiện khỏe mạnh, thành phần của hệ vi khuẩn đường ruột cân bằng và có lợi cho vật chủ, nhưng trong các tình huống bệnh lý, sự cân bằng này có thể bị phá vỡ, dẫn đến tình trạng loạn khuẩn, có khả năng gây hại cho vật chủ. Tình trạng loạn khuẩn như vậy đã được xác nhận ở những bệnh nhân mắc bệnh viêm ruột (IBD). IBD - Bệnh Crohn (CD) và Viêm loét đại tràng (UC) - được đặc trưng bởi tình trạng viêm tái phát mãn tính của đường tiêu hóa, với nhiều yếu tố miễn dịch, di truyền và môi trường liên quan đến quá trình sinh bệnh của nó. Một yếu tố môi trường như vậy là hệ vi khuẩn đường ruột. Bệnh nhân mắc IBD đã được chứng minh là có thành phần hệ vi khuẩn riêng biệt, thay đổi, ít đa dạng hơn so với những người khỏe mạnh và trong nhiều trường hợp, các nỗ lực khôi phục thành phần hệ vi khuẩn của họ về trạng thái khỏe mạnh đã được chứng minh là có lợi cho sức khỏe của bệnh nhân. Những nỗ lực như vậy đã được thực hiện thông qua việc cấy ghép vi khuẩn đường ruột, trong đó chất thải từ người hiến tặng khỏe mạnh được cấy ghép vào bệnh nhân mắc IBD để phục hồi hệ vi khuẩn đường ruột của họ về trạng thái khỏe mạnh hoặc thông qua việc bổ sung men vi sinh
Một trong những tác dụng có lợi chính của men vi sinh là khả năng điều chỉnh phản ứng miễn dịch của vật chủ. Điều này có thể thực hiện được bằng cách: (1) Thay thế các tác nhân gây bệnh tiềm ẩn thông qua loại trừ cạnh tranh; (2) cung cấp khả năng bảo vệ cho vật chủ thông qua việc tiết ra nhiều chất trung gian phòng vệ khác nhau; và (3) cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu cho vật chủ. Trong Bài xã luận này, chúng tôi sẽ phân tích và thảo luận về hầu hết các nghiên cứu trong ống nghiệm và trên cơ thể sống được công bố trong 2 năm qua, trong đó nghiên cứu các tác dụng có lợi có thể có của một số chi men vi sinh nhất định đối với phản ứng miễn dịch của ruột (Hình 1 ), nhằm mục đích làm nổi bật những chi nào có lợi nhất liên quan đến tình trạng viêm ruột.
Lactiplantibacillus
Lactiplantibacillus (trước đây gọi là Lactobacillus ), là một chi vi khuẩn Gram dương có liên quan đến kết quả có lợi cho vật chủ. Nhiều thành viên của nó đã được chứng minh là những tác nhân thiết yếu trong ngành công nghiệp thực phẩm. Một trong những loài nổi tiếng nhất là Lactiplantibacillus plantarum ( L. plantarum ), được phát hiện phát triển mạnh trong nhiều môi trường khác nhau, bao gồm thực phẩm lên men, một số loại thịt và thực vật, cũng như đường tiêu hóa của động vật có vú. Về tác dụng của nó đối với đường tiêu hóa, L. plantarum đã được chứng minh là có tác dụng thúc đẩy quá trình chữa lành vết thương và thúc đẩy quá trình chống viêm.
Trong một loạt các nghiên cứu, bất kỳ nhà nghiên cứu nào cũng đã làm nổi bật các đặc tính liên quan đến miễn dịch của L. plantarum trong đường tiêu hóa. Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã chỉ ra rằng L. plantarum có thể tham gia vào sự cảnh giác của hệ thống miễn dịch đường ruột, vì nó dường như điều chỉnh nhẹ các chemokine cụ thể trong nguyên bào sợi cơ dưới biểu mô. Trong một mô hình động vật ức chế miễn dịch do cyclophosphamide gây ra, Zeng và cộng sự đã quan sát thấy rằng việc sử dụng L. plantarum dẫn đến việc tăng cường hệ thống miễn dịch thông qua việc phục hồi các cytokine gây viêm và các dấu hiệu miễn dịch ở lách.
Trong một mô hình động vật khác bị tiêu chảy do kháng sinh, Liang và cộng sự đã chỉ ra rằng việc sử dụng L. plantarum ELF051 đã cải thiện đáng kể sức khỏe của động vật, bằng cách giảm điều hòa các con đường truyền tín hiệu gây viêm và cytokine, chẳng hạn như interleukin (IL)-1β, tăng điều hòa các chất chống viêm, chẳng hạn như IL-10 và làm phong phú thêm sự đa dạng của hệ vi khuẩn đường ruột tại chỗ. Tương tự như vậy, L. plantarum YRL45, một loại men vi sinh sản xuất bacteriocin, đã được báo cáo là có tác dụng điều hòa thuận lợi hệ thống miễn dịch của chuột bằng cách nâng cao mức độ immunoglobulin sIgA, IgA và IgG và bằng cách tăng biểu hiện của các dấu hiệu biểu mô mucin 2, zonula occludens-1 và phân tử kết dính nối.
Kết quả tương tự đến từ một nghiên cứu điều tra tác dụng điều hòa miễn dịch của L. plantarum CRL681 và CRL1506 trong nhiễm trùng Escherichia coli ( E. coli ) sinh độc tố ruột ở chuột; cả hai chủng đều được phát hiện có tác dụng điều chỉnh thuận lợi phản ứng miễn dịch bẩm sinh ở ruột và tăng khả năng kháng lại E. coli , cuối cùng dẫn đến giảm số lượng E. coli trong đường tiêu hóa. Trong một nghiên cứu khác, Li và cộng sự đã chỉ ra rằng việc sử dụng L. plantarum ở những con chuột bị nhiễm E. coli dẫn đến cải thiện đáng kể tình trạng bệnh, vì nó ngăn chặn đáng kể tình trạng sụt cân và phục hồi niêm mạc phẳng ở hỗng tràng, những phát hiện có thể liên quan đến việc điều hòa giảm đáng kể các cytokine gây viêm. Sự cải thiện này được tăng cường hơn nữa khi L. plantarum được sử dụng cùng với hai loại men vi sinh khác là Bifidobacterium longum và Pediococcus acidilactici, hỗ trợ cho ý tưởng rằng một chế độ men vi sinh kết hợp thay vì một chế độ duy nhất sẽ hiệu quả hơn.
Các phân đoạn và protein bị tiêu diệt bằng nhiệt từ L. plantarum 299v, hiện được gọi là postbiotics, cũng đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm, theo cùng cách như vi khuẩn sống: Trong mô hình in vitro lipopolysaccharides (LPS), người ta thấy chúng làm giảm cytokine tiền viêm IL-18, do đó tạo ra các đặc tính điều hòa miễn dịch trên các phản ứng miễn dịch. Các đặc tính chống viêm của L. plantarum cũng được làm nổi bật bởi nghiên cứu về protein của Cufaro và cộng sự: L. plantarum C904 một lần nữa được phát hiện có khả năng làm giảm đáng kể các cytokine tiền viêm trong ống nghiệm , bao gồm IL-2, IL-5, IL-6 và interferon (IFN)-γ, trong các tế bào biểu mô ruột bị viêm
Một phân loài khác, L. plantarum BSG201683 có nguồn gốc từ gấu trúc, khi được thêm vào các nuôi cấy tế bào biểu mô ruột được xử lý bằng LPS, đã được chứng minh là tăng cường tính toàn vẹn của chúng, giảm điều hòa các cytokine tiền viêm và tăng điều hòa các cytokine chống viêm, chẳng hạn như IL-10. Tác dụng chống viêm không thể nghi ngờ của L. plantarum được hỗ trợ thêm bởi nghiên cứu của Ren và cộng sự. Chuột bị viêm đại tràng cấp tính hoặc mãn tính do natri dextran sulfat (DSS), khi được cho dùng L. plantarum, có sức khỏe tổng thể được cải thiện; các triệu chứng viêm đại tràng được cải thiện, cũng như cả stress oxy hóa và phản ứng viêm. Kết quả từ mô hình viêm đại tràng do LPS gây ra ở chuột cũng tương tự; L. plantarum có thể cải thiện tình trạng viêm đại tràng, không chỉ bằng cách chống lại các triệu chứng của bệnh mà còn bằng cách giảm điều hòa các cytokine tiền viêm và tăng cường tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô.
Lactobacillus
Lactobacillus acidophilus ( L. acidophilus ) là loài probiotic nổi tiếng nhất từ chi Lactobacillus , cũng có đặc tính chống viêm đáng kể. Trước đây, chúng tôi đã chỉ ra rằng L. plantarum và L. acidophilus có liên quan đến sự cảnh giác miễn dịch của mô ruột, vì nó điều chỉnh tăng nhẹ các chemokine đặc hiệu trong nguyên bào sợi cơ dưới biểu mô. Một trong những chất chuyển hóa của L. acidophilus , axit indole-3-lactic, đã được chứng minh là có tác dụng có lợi trong quá trình viêm đại tràng DSS ở chuột sinh mổ, vì việc sử dụng nó dẫn đến giảm viêm ruột và tăng tế bào lympho bẩm sinh loại 3 (ILC3) và mức IL-22. Khi các tế bào dendrit tủy xương được nuôi cấy đồng thời với L. acidophilus , người ta thấy rằng probiotic này thúc đẩy cả sản xuất IL-17 bởi tế bào T CD4 + và IL-22 bởi tế bào ILC3.
Trong một nghiên cứu khác, L. acidophilus được phát hiện có khả năng cải thiện tình trạng viêm đại tràng do DSS khi kết hợp với một chủng probiotic khác là Veillonella ratti . Khi kết hợp với nhau, các probiotic này đã phục hồi đáng kể trọng lượng cơ thể và chiều dài đại tràng đã mất ở chuột, có lẽ thông qua sản xuất axit béo chuỗi ngắn (SCFA), đồng thời cải thiện hoạt động chung của bệnh bằng cách điều hòa giảm các cytokine gây viêm và các dấu hiệu stress oxy hóa và điều hòa tăng các yếu tố chống viêm. Aximujiang và cộng sự cũng nhấn mạnh tác dụng bảo vệ của L. acidophilus : Khi L. acidophilus được dùng kết hợp với hỗn dịch thuốc Trung Quốc Huan Kui Le, tác dụng bảo vệ chống lại bệnh viêm đại tràng được tăng cường đáng kể. Phản ứng miễn dịch chuyển sang phản ứng điều hòa miễn dịch và được hỗ trợ bởi sự điều hòa tăng IL-13 và yếu tố tăng trưởng chuyển dạng-β và sự điều hòa giảm IFN-γ, thành phần vi khuẩn một lần nữa được làm giàu với các vi khuẩn có lợi.
Lacticaseibacillus
Lacticaseibacillus rhamnosus , (trước đây là Lactobacillus rhamnosus , L. rhamnosus ), cũng đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm và điều hòa miễn dịch. Thật vậy, các phân đoạn và protein sau sinh học ( tức là các phân đoạn và protein bị tiêu diệt bằng nhiệt từ vi khuẩn) của L. rhamnosus cũng được báo cáo là có tác dụng giảm cytokine gây viêm IL-18 trong mô hình LPS trong ống nghiệm của Magryś và cộng sự, đã được mô tả trước đây, nhưng cũng có tác dụng tăng cytokine chống viêm IL-10, điều mà L. plantarum không làm được
Hóa trị để chống lại ung thư được biết là gây viêm đường tiêu hóa. Khi L. rhamnosus được dùng làm tiền xử lý, nó đã được chứng minh là làm giảm các phản ứng viêm; Nenu và cộng sự đã chỉ ra rằng liệu pháp kết hợp regorafenib và L. rhamnosus để điều trị ung thư biểu mô tế bào gan ở chuột đã dẫn đến giảm đáng kể tình trạng viêm và tính thấm ruột, trong khi Alsholi và cộng sự báo cáo rằng việc sử dụng L. rhamnosus làm giảm viêm niêm mạc do cisplatin gây ra ở mô hình động vật. Lu và cộng sự cũng báo cáo rằng liệu pháp miễn dịch hậu sinh học L. rhamnosus GG và chống chết tế bào theo chương trình 1 (chống PD1) có kết quả tốt hơn trong điều trị ung thư đại tràng so với liệu pháp miễn dịch chống PD1 đơn thuần. Các tác giả đã quan sát thấy sự gia tăng quần thể tế bào MHC II + DC, tế bào T CD4 + và CD8 + tại các vị trí khối u, cho thấy các túi ngoại bào probiotic có thể tăng cường hệ thống miễn dịch có lợi cho vật chủ, để chống lại các tế bào ung thư.
Ngoài tác dụng đối với tình trạng viêm do ung thư gây ra, L. rhamnosus cũng đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm có lợi trong viêm đại tràng DSS; Kim và cộng sự phát hiện ra rằng việc sử dụng L. rhamnosus KBL2290 ở chuột có thể cải thiện tình trạng viêm đại tràng bằng cách phục hồi trọng lượng cơ thể và chiều dài đại tràng, giảm hoạt động của bệnh và điều hòa giảm các cytokine tiền viêm, đồng thời điều hòa tăng IL-10 chống viêm. Kết quả từ tình trạng viêm do LPS gây ra trong nuôi cấy tế bào Caco-2 cũng tương tự; L. rhamnosus được phát hiện có tác dụng chống lại các tác động có hại của LPS đối với tế bào Caco-2, do đó tăng cường khả năng sống sót của chúng, giảm căng thẳng oxy hóa có thể gây ra, gây ra biểu hiện của các protein liên kết chặt và bằng cách điều hòa giảm các cytokine tiền viêm. Tomotsune và cộng sự ủng hộ lựa chọn rằng các tác dụng điều hòa miễn dịch có lợi của L. rhamnosus không nhất thiết được thúc đẩy thông qua sự bám dính của nó vào hàng rào biểu mô, mà cũng có thể được phát huy mà không liên kết với chất nhầy, có thể thông qua các sản phẩm tiết ra của nó.
Cuối cùng, những tác dụng có lợi của L. rhamnosus không chỉ giới hạn ở hệ thống miễn dịch. Chen và cộng sự đã chỉ ra rằng loại men vi sinh này có thể ảnh hưởng tích cực đến hàng rào biểu mô trong quá trình nhiễm trùng huyết, do đó làm tăng thời gian sống sót; điều này có thể xảy ra thông qua sự gia tăng sinh sản của tế bào gốc ruột.
Ligilactobacillus
Ligilactobacillus [trước đây được gọi là nhóm Lactobacillus salivarius ( L. salivarius )], là vi khuẩn Gram dương sản xuất axit lactic, thường được tìm thấy trong thực phẩm lên men. L. salivarius đã được mô tả là một loại men vi sinh tiềm năng, do đặc tính chống viêm của nó. Carbonne và cộng sự đã chỉ ra rằng L. salivarius CNCM I-4866 có thể điều chỉnh giảm một số dấu hiệu gây viêm cả trong ống nghiệm và trong cơ thể sống , tăng cường hàng rào biểu mô và ức chế sự bám dính của nhiều mầm bệnh đường ruột vào các tế bào biểu mô của vật chủ.
Limosilactobacillus
Chi Limosilactobacillus (trước đây gọi là Lactobacillus ) bao gồm một số loài có khả năng mang lại kết quả có lợi cho vật chủ. Loài Limosilactobacillus được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất là Lactobacillus fermentum ( L. fermentum ). Hai loài thuộc chi Limosilactobacillus , L. fermentum MN410703 và MN410702, đã được sử dụng để nghiên cứu xem chúng có ức chế hiệu quả các tác nhân gây bệnh đường ruột để ngăn ngừa bệnh lý đường ruột do môi trường hay không. Các tác giả kết luận rằng cả hai chủng đều có đặc tính chống viêm mạnh và do đó ngăn ngừa tình trạng viêm ruột mãn tính thông qua việc biểu hiện quá mức IL-6 và IL-10 trong ống nghiệm và điều hòa giảm cytokine tiền viêm IL-8. Ngoài ra, cả hai chủng đều được phát hiện có đặc tính đối kháng mạnh đối với các tác nhân gây bệnh, bám dính vào tế bào HT-29 và ức chế sự bám dính của tác nhân gây bệnh vào tế bào HT-2
L. fermentum cũng đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ chống lại tính thấm ruột do hóa trị liệu bằng cách điều chỉnh biểu hiện và vị trí của các protein liên kết chặt và tình trạng viêm do LPS gây ra và bằng cách điều hòa giảm nhiều cytokine tiền viêm. Một số tác giả đã gợi ý rằng việc điều trị bằng L. fermentum có thể làm giảm tác dụng phụ của hóa trị liệu ở những bệnh nhân ung thư ruột kết. Trong trường hợp viêm đại tràng DSS, L. fermentum cũng cho thấy kết quả khả quan vì nó cải thiện sức khỏe tổng thể của chuột bằng cách phục hồi trọng lượng cơ thể đã mất và chiều dài đại tràng, nhưng cũng bằng cách tăng cường tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô thông qua việc biểu hiện các protein liên kết chặt. Ngoài ra, nó làm thay đổi phản ứng miễn dịch bằng cách thúc đẩy điều hòa T và ức chế các tế bào viêm T. Trong một mô hình động vật tương tự về viêm đại tràng, L. fermentum đã được chứng minh là chống lại tình trạng viêm bằng cách nhắm vào con đường truyền tín hiệu của yếu tố hạt nhân kappa B (NF-κB), và do đó điều hòa giảm một số cytokine tiền viêm, chẳng hạn như yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF)-α và IL-1β.
Trong một nghiên cứu khác so sánh các đặc tính chống viêm có thể có của Limosilactobacillus mucosae ( L. mucosae ) và Lactobacillus amylovorus với một loại vi khuẩn axit lactic khác là L. mucosae, người ta thấy rằng nó chiếm ưu thế; mặc dù cả hai loại men vi sinh đều làm giảm một số cytokine gây viêm ở chuột bị viêm đại tràng DSS, nhưng L. mucosae có tác dụng tốt hơn trong việc làm giảm các triệu chứng viêm đại tràng.
Levilactobacillus
Levilactobacillus (trước đây còn được gọi là Lactobacillus ) là một chi vi khuẩn Gram dương chủ yếu được tìm thấy trong thực phẩm lên men và trong thành phần của hệ vi sinh vật đường ruột. Một trong những loài của nó, Levilactobacillus brevis , được phát hiện có đặc tính chống viêm đầy hứa hẹn, vì Kim và cộng sự đã chỉ ra rằng, khi được đưa vào các tế bào biểu mô ruột HT-29 bị viêm, nó sẽ làm giảm nồng độ IL-8 và NF-κB, có thể thông qua việc nhắm mục tiêu vào các con đường truyền tín hiệu kinase và Akt được điều hòa bởi tín hiệu ngoại bào.
Bifidobacterium
Bifidobacterium, một chi vi khuẩn Gram dương, được tìm thấy trong cả thực phẩm và đường tiêu hóa. Một số loài của nó cũng được coi là chất bổ sung probiotic có lợi. Trong một mô hình thực nghiệm về chấn thương da cắt bỏ ở chuột, trước đây chúng tôi đã chỉ ra rằng Bifidobacterium longum ( B. longum ) có thể thúc đẩy quá trình lành vết thương và đặc biệt là quá trình hình thành mạch máu. Tuy nhiên, tác dụng của nó đối với niêm mạc ruột đối với tình trạng viêm vẫn đang được thảo luận. Li và cộng sự phát hiện ra rằng việc sử dụng B. longum ở những con chuột bị nhiễm E. coli đã phục hồi thành công trọng lượng cơ thể đã mất và chiều dài đại tràng; tuy nhiên, nó chỉ làm giảm các cytokine tiền viêm IL-6 và TNF-α, nhưng không phải IL-1β. Trong một nghiên cứu tương tự, khi các loài động vật bị nhiễm Plasmodium berghei , B. longum có thể chống lại bệnh nhiễm trùng bằng cách làm giảm ký sinh trùng, giảm nồng độ các cytokine tiền viêm IFN-γ và TNF-α trong huyết thanh và bằng cách tăng cường hồ sơ chống viêm ở các loài động vật.
Mặt khác, B. longum BAA2573 được quan sát thấy có tác dụng cải thiện tình trạng viêm đại tràng do DSS ở chuột, phục hồi trọng lượng cơ thể và chiều dài đại tràng bằng cách làm giảm một số dấu hiệu hoạt động của bệnh, chẳng hạn như thâm nhiễm bạch cầu trung tính, đồng thời cải thiện sự đa dạng của hệ vi khuẩn đường ruột. Con đường hoạt động này khiến chúng tôi tin rằng B. longum chỉ có thể có lợi trong một số loại viêm nhất định hoặc nó chỉ có thể phát huy đặc tính chống viêm khi kết hợp với các loại men vi sinh khác. Trong nghiên cứu của Yue và cộng sự, khi B. longum được dùng cùng với Bifidobacterium bifidum cho chuột bị viêm đại tràng do LPS, kết quả có lợi thậm chí còn lớn hơn so với khi dùng riêng một trong hai loại. Khi kết hợp với nhau, hai loại men vi sinh này có thể tăng cường hệ thống miễn dịch bằng cách nâng cao nồng độ IgA trong huyết thanh, cùng với việc tăng số lượng tế bào T CD4 + /CD8 + và tế bào dạng sợi. Họ cũng thành công trong việc tăng cường hàng rào biểu mô bằng cách thúc đẩy biểu hiện của chất nhầy và protein liên kết chặt chẽ và ngoài ra, điều hòa giảm nhiều cytokine gây viêm khác nhau.
Cuối cùng, các chế phẩm sinh học được chế tạo đã được báo cáo là có tác dụng có lợi lớn hơn đối với vật chủ so với các chủng vi khuẩn đơn giản. Một ví dụ như vậy là B. longum được tăng cường bằng các enzym nhân tạo, có thể dẫn đến giảm đáng kể tình trạng viêm ruột và làm giàu sự đa dạng của hệ vi khuẩn đường ruột. Bản thân Bifidobacterium bifidum ( B. bifidum ) cũng đã được chứng minh là có thể cải thiện tình trạng viêm đại tràng do DSS và axit trinitrobenzene sulfonic gây ra ở chuột. Trong cả hai nghiên cứu, B. bifidum được phát hiện có thể cải thiện sức khỏe tổng thể của chuột bằng cách phục hồi trọng lượng cơ thể và chiều dài đại tràng, tăng cường tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô và cấu hình miễn dịch, điều hòa giảm các yếu tố gây viêm và điều hòa tăng các yếu tố chống viêm. Trong trường hợp viêm đại tràng DSS, người ta suy đoán rằng tác dụng có lợi của B. bifidum phát sinh thông qua việc kích hoạt thụ thể hydrocarbon aryl trong ruột.
Bifidobacterium breve ( B. breve ) cũng được báo cáo là có đặc tính chống viêm. Đặc biệt, Park và cộng sự đã chỉ ra rằng việc sử dụng B. breve trong hai mô hình động vật khác nhau của bệnh viêm đại tràng (DSS và axit dinitrobenzene sulfonic) có tác dụng có lợi, dẫn đến việc cải thiện mức độ nghiêm trọng của bệnh. Nó làm tăng số lượng tế bào hình đài trong biểu mô ruột và cũng tăng cường hàng rào biểu mô bằng cách điều hòa tăng mRNA của các protein liên kết chặt. Trong một mô hình động vật bị viêm hồi tràng, việc sử dụng công thức bốn men vi sinh bao gồm Saccharomyces boulardii , L. rhamnosus , Lactobacillus acidophilus , B. breve cộng với amylase đã dẫn đến sự cải thiện đáng kể về sức khỏe tổng thể: Hoạt động của bệnh giảm, hệ vi khuẩn đường ruột được làm giàu và hệ thống miễn dịch được tăng cường đáng kể. Tuy nhiên, những tác dụng có lợi này không được quan sát thấy khi không dùng amylase. Người ta cho rằng amylase có thể đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế sự hình thành màng sinh học của vi khuẩn có khả năng gây hại.
Bifidobacterium lactis ( B. lactis ) được biết đến là có đặc tính probiotic đầy hứa hẹn. Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã nhấn mạnh rằng probiotic này có thể góp phần vào sự cảnh giác miễn dịch của mô ruột thông qua việc điều hòa tăng các chemokine cụ thể trong nguyên bào sợi cơ dưới biểu mô. Trong nghiên cứu của Lan và cộng sự, việc sử dụng B. lactis ở những con chuột bị viêm đại tràng do DSS dẫn đến cải thiện bệnh (giảm cân và điểm hoạt động của bệnh), nhưng quan trọng hơn, một số cytokine gây viêm đã bị điều hòa giảm, làm nổi bật mạnh mẽ các đặc tính chống viêm của B. lactis.
Bifidobacterium pseudocatenulatum ( B. pseudocatenulatum ) là loài ít được nghiên cứu. Wang và cộng sự đã báo cáo rằng việc sử dụng B. pseudocatenulatum ở chuột bị viêm đại tràng do DSS dẫn đến cải thiện tổng thể tình trạng bệnh, tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô được phát hiện là được tăng cường thông qua việc điều hòa tăng các protein liên kết chặt và sản xuất chất nhầy, căng thẳng oxy hóa giảm đi nhờ thúc đẩy biểu hiện của một số enzym chống oxy hóa và tình trạng viêm giảm đi thông qua việc điều hòa giảm các cytokine tiền viêm và điều hòa tăng IL-10 chống viêm.
Cuối cùng, Bifidobacterium animalis ( B. animalis ) subsp. lactis BLa80 đã được nghiên cứu về các đặc tính điều trị có thể có của nó trong IBD. B. animalis subsp. lactis BLa80 đã được chứng minh là có tác dụng có lợi trong viêm đại tràng do DSS gây ra ở chuột, vì nó không chỉ làm giảm điểm số bệnh lý mô học và phục hồi chiều dài đại tràng mà còn làm giảm các cytokine gây viêm và làm giàu thành phần vi khuẩn đường ruột.
Pediococcus
Pedioccocus là một loại vi khuẩn axit lactic Gram dương đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men thực phẩm. Li và cộng sự phát hiện ra rằng việc sử dụng Pediococcus acidilactici ở những con chuột bị nhiễm E. coli đã phục hồi thành công trọng lượng cơ thể và chiều dài ruột kết, cũng như làm giảm các cytokine tiền viêm IL-1β, IL-6 và TNF-α. Một loài khác, Pediococcus pentosaceus ( P. pentosaceus ) CECT8330, đã được nghiên cứu về các đặc tính chống viêm có thể có của nó trong mô hình chuột bị viêm đại tràng DSS. Việc sử dụng P. pentosaceus dẫn đến việc phục hồi trọng lượng cơ thể và chiều dài đại tràng đã mất, đồng thời làm giảm hoạt động của bệnh và tình trạng viêm. Tuy nhiên, điều đặc biệt đáng chú ý là P. pentosaceus có liên quan đến sự chuyển đổi sớm trong kiểu hình đại thực bào từ M1 gây viêm sang M2, song song với việc điều hòa giảm nồng độ IL-1β. Phát hiện này là bằng chứng về sự tăng tốc của giai đoạn viêm trong quá trình chữa lành.
Akkermansia
Akkermansia là vi khuẩn kỵ khí chịu khí, Gram âm, có khả năng phát triển trên chất nền nội tạng như mucin. Mặc dù lần đầu tiên được phân lập vào năm 2004, nhưng người ta biết rằng nó có khả năng phân hủy glycoprotein mucin ruột, một quá trình dẫn đến sản xuất SCFA. Ngoài ra, nó thúc đẩy quá trình chuyển hóa mucin, do đó tăng cường hàng rào niêm mạc và giảm tính thấm của ruột. Liu và cộng sự đã nêu bật các đặc tính có lợi của Akkermansia muciniphila ( A. muciniphila ) trong mô hình chuột bị tiêu chảy do kháng sinh. Người ta thấy rằng A. muciniphila có tác dụng làm giảm các trường hợp tiêu chảy, tăng cường tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô và làm giàu hồ sơ hệ vi sinh vật và chuyển hóa. Về tình trạng viêm, nó dẫn đến việc điều hòa tăng các dấu hiệu chống viêm, GPR109A và SLC5A8, và điều hòa giảm TNFα, IFN-γ, IL1β và IL6 gây viêm.
Tác dụng chống viêm có lợi của A. muciniphila cũng đã được Daniel và cộng sự nhấn mạnh, được phát hiện có tác dụng cải thiện tình trạng viêm do chất nhũ hóa gây ra ở chuột thông qua việc giảm sự thâm nhiễm tế bào viêm và điểm số mô học. Cuối cùng, một nghiên cứu khác nhấn mạnh tác dụng điều hòa miễn dịch có lợi của A. muciniphila trên trục ruột-não. Môi trường nuôi cấy tế bào biểu mô ruột Caco-2, khi được xử lý trước bằng A. muciniphila , đã thể hiện tác dụng ức chế sản xuất cytokine gây viêm trong tế bào vi giao bào của người.
Rouxiella
Chi Rouxiella lần đầu tiên được mô tả vào năm 2015 bởi Le Flèche-Matéos và cộng sự. Một trong những thành viên của nó, R. badensis subsp. acadiensis (Canan SV-53), được cho là có tác dụng điều hòa miễn dịch, vì Shahbazi và cộng sự đã chỉ ra rằng việc sử dụng R. badensis subsp. acadiensis ở chuột khỏe mạnh dẫn đến sự gia tăng IgA trong huyết thanh, giảm một số cytokine tiền viêm và tăng quần thể tế bào chống viêm trong ruột non, tất cả có thể góp phần tăng cường hệ thống miễn dịch.
Trong thí nghiệm tiếp theo của cùng nhóm nghiên cứu về viêm đại tràng do LPS ở chuột, việc sử dụng R. badensis subsp. acadiensis đã làm giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh thông qua tác dụng chống viêm chủ yếu nhắm vào cơ chế biểu sinh của một số gen liên quan đến sự biệt hóa của tế bào Th17. CHI ROSEBURIA Roseburia là vi khuẩn kỵ khí Gram dương. R. intestinalis có tác dụng điều hòa miễn dịch và là chất sản xuất butyrate chính trong ruột. Kang và cộng sự đã chỉ ra rằng R. intestinalis có thể ủng hộ quần thể tế bào T CD8 + gây độc trong quá trình ung thư trực tràng và do đó thúc đẩy hệ thống miễn dịch chống lại các tế bào khối u.
Tetragenococcus
Chi Tetragenococcus bao gồm vi khuẩn axit lactic kỵ khí tùy ý Gram dương], và trong số các thành viên của nó, Tetragenococcus halophilus ( T. halophilus ) đã được chứng minh là có khả năng bảo vệ chống lại tình trạng viêm ruột. Trong mô hình động vật bị viêm đại tràng do DSS gây ra, việc sử dụng T. halophilus dẫn đến cải thiện tổng thể hoạt động của bệnh, nhưng quan trọng hơn, nó cũng làm giảm hoạt động của một số quần thể tế bào liên quan đến miễn dịch, dẫn đến giảm sản xuất cytokine gây viêm IL-1β.
Faecalibacterium
Chi Faecalibacterium là một vi khuẩn cộng sinh cực kỳ nhạy cảm với oxy, sinh sống ở những phần kỵ khí nhất của đường tiêu hóa của động vật có vú và thường được công nhận là một dấu ấn sinh học của sức khỏe đường ruột. Faecalibacterium prausnitzii ( F. prausnitzii ) đã được phát hiện là giảm ở những bệnh nhân mắc IB, và do đó việc bổ sung (thêm) nó có thể dẫn đến kết quả thuận lợi. Thật vậy, trong một mô hình động vật bị viêm đại tràng do DSS, việc cung cấp các tế bào Treg tiếp xúc với F. prausnitzii đã dẫn đến việc cải thiện tình trạng viêm đại tràng, với điểm số bệnh giảm và tình trạng viêm giảm đáng kể.
Enterococcus
Enterococcus là một chi của vi khuẩn axit lactic, loài này có cả tác dụng có hại và có lợi, do đó một số loài có thể được coi là chất bổ sung men vi sinh có thể có. Zheng và cộng sự đã chỉ ra rằng Enterococcus faecium ( E. faecium ) có thể có tác dụng bảo vệ chống lại nhiễm trùng Escherichia coli sinh độc tố ruột , vì nó tăng cường biểu hiện của các protein liên kết chặt và điều hòa giảm các cytokine gây viêm. Benvenuti và cộng sự cho rằng việc sử dụng E. faecium ở chuột béo phì dẫn đến giảm viêm và cải thiện tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô. Mặc dù những kết quả này có vẻ hứa hẹn nhưng chi này vẫn chưa nhận được trạng thái "Được công nhận chung là an toàn" (GRAS) do một số rủi ro tiềm ẩn đối với sức khỏe.
Clostridium
Clostridium là một chi vi khuẩn kỵ khí Gram dương và, tương tự như chi Enterococcus , nó bao gồm cả các loài có hại và có lợi. Clostridium butyricum ( C. butyricum ), một trong những loài của nó, có tác dụng chống viêm có thể có trong viêm đại tràng thực nghiệm. Thật vậy, các túi ngoại bào (hậu sinh học) từ loài này đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm cả trong ống nghiệm và trong cơ thể sống , bằng cách ức chế các con đường truyền tín hiệu tiền viêm của protein kinase hoạt hóa mitogen và NF-κB thông qua việc phục hồi biểu hiện của miR-199a-3p. Giảm viêm bằng cách ức chế phản ứng chính biệt hóa tủy 88 và các con đường truyền tín hiệu NF-κB khi sử dụng C. butyricum , cũng đã được quan sát thấy ở mô hình động vật mắc bệnh ung thư trực tràng, cho thấy rằng C. butyricum thực sự có thể được coi là một chất bổ sung men vi sinh chống viêm có thể có.
Saccharomyces
Saccharomyces là một loại nấm men và Saccharomyces cerevisiae ( S. cerevisiae ) là một trong những loài nổi tiếng nhất, được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm – nấm men bia – nhưng ngoài ra còn đóng vai trò là một loại men vi sinh rất mạnh. Về vai trò của nó trong việc điều hòa tình trạng viêm, Kil và cộng sự đã chỉ ra rằng việc sử dụng S. cerevisiae cho chuột bị viêm đại tràng do DSS dẫn đến việc điều hòa giảm sự thâm nhiễm bạch cầu trung tính và cytokine tiền viêm, TNF-α, và điều hòa tăng biểu hiện của protein liên kết chặt và cytokine chống viêm IL-10. Ở những con chuột chuyển gen phải cắt bỏ hồi tràng manh tràng do bệnh Crohn, khi tái phát sau phẫu thuật, việc sử dụng S. cerevisiae đã làm giảm các tổn thương đại thể và mô học ở vùng nối, giảm sự bám dính của E. coli LF82, cũng như làm giảm cytokine tiền viêm IL-23 và IL-17 và làm tăng IL-10 chống viêm. Khi bốn loại nấm men khác nhau được thử nghiệm cả trong ống nghiệm và trong cơ thể sống , S. cerevisiae chiếm ưu thế vì có đặc tính chống viêm mạnh nhất. S. cerevisiae cũng đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ chống lại bệnh viêm đại tràng thực nghiệm, vì sức khỏe tổng thể của động vật được cải thiện và một số dấu hiệu viêm đã được điều chỉnh giảm. Một loại nấm men khác cùng chi là Saccharomyces boulardii . Chúng tôi cũng đã ghi nhận trước đây liên quan đến nguyên bào sợi cơ dưới biểu mô rằng nó có liên quan đến sự cảnh giác miễn dịch của mô ruột, thông qua việc điều hòa tăng nhẹ các chemokine cụ thể.
Kết luận
Đánh giá của các tác giả về các loại men vi sinh được nghiên cứu nhiều nhất đã đưa chúng tôi đến kết luận rằng tất cả các chi và loài của chúng, theo những cách khác nhau, đều làm giảm tình trạng viêm ruột và tăng cường phản ứng miễn dịch, như sau (Bảng 1 ): Hầu như tất cả các chi đều làm giảmđiều hòa sản xuất cytokine tiền viêm; ít chi hơn, chủ yếu là họ Lactobacillaceae điều hòa tăng cytokine chống viêm. L. plantarum , L. acidophilus và L. rhamnosus , B. breve và B. lactis , R. badensis ssp.acadiensis và R.intestinalis cũng như S. boulardii tăng cường chức năng miễn dịch thông qua các con đường khác nhau.
Hầu như tất cả các chi đều tăng cường tính toàn vẹn của hàng rào biểu mô bằng cách phục hồi biểu hiện của các protein liên kết chặt và/hoặc bằng cách thúc đẩy biểu hiện chất nhầy. L. plantarum và L. salivarius , B. longum , B. breve và B. animalis ssp. lactis cũng như A. muciniphila tăng cường sự đa dạng của vi khuẩn đường ruột bị rối loạn - do bệnh tật. L. rhamnosus và B. pseudocatenulatum thúc đẩy biểu hiện của các enzym chống oxy hóa. L. rhamnosus thúc đẩy sự tăng sinh và biệt hóa của các tế bào gốc ruột; B. breve làm giảm tình trạng viêm ruột thông qua việc tăng cường tái tạo tế bào hình đài; và P. pentosaceus chuyển hướng phân cực đại thực bào về phía kiểu hình chống viêm M2. Muciniphila dường như phát huy tác dụng bảo vệ thần kinh thông qua trục 'ruột-não'. Hầu như tất cả các chi - thông qua các cơ chế và con đường khác nhau - đều làm giảm các triệu chứng viêm đại tràng thực nghiệm.
Tài liệu tham khảo
1. Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME. Expert consensus document. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014;11:506-514.
2. Hotel ACP, Cordoba A. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Prev. 2001;5:1-10.
3. Filidou E, Kandilogiannakis L, Shrewsbury A, Kolios G, Kotzampassi K. Probiotics: Shaping the gut immunological responses. World J Gastroenterol 2024; 30(15): 2096-2108
