Browsing by Subject "probiootti"

Johdanto Ehyt suolen epiteelisolukerros estää vieraiden aineiden pääsyn elimistöön. Eräät patogeenit, kuten enterovirukset, voivat vaikuttaa epiteelisolukerroksen eheyteen. Epiteelisolukerroksen läpäisevyyden lisääntyminen on liitetty autoimmuunitauteihin, kuten tyypin 1 diabetekseen, johon myös enterovirusinfektiot on vahvasti yhdistetty. Tiettyjen probioottisten bakteerikantojen on todettu vaikuttavan suotuisasti suolen terveyteen. Probioottien, kuten Lactobacillus rhamnosus GG:n (L. rhamnosus GG), on havaittu vähentävän suolen läpäisevyyttä. Tavoitteet Selvittää L. rhamnosus GG:n ja enteroviruksiin kuuluvan coxsackievirus B5:n (CBV-5:n) vaikutuksia suolen epiteelisolumallin läpäisevyyteen. Tavoitteena oli myös tutkia, voidaanko L. rhamnosus GG:n avulla estää CBV-5:n mahdollisia haittavaikutuksia. Materiaalit ja menetelmät Tutkimuksessa käytettiin suolen epiteelisolumallina Caco-2-solulinjaa. Soluja kasvatettiin puoliläpäisevällä kalvolla päällystetyissä irtokupeissa 12-kuoppalevyillä, ja läpäisevyyttä arvioitiin transepiteelista resistanssia (TER) mittaamalla. Soluja käsiteltiin L. rhamnosus GG:llä kuusi tuntia ennen käsittelyä inaktivoidulla CBV-5:llä tai yhtä aikaa sen kanssa. Tulokset L. rhamnosus GG-käsittely vähensi suolen epiteelisolumallin läpäisevyyttä annoksesta riippuvaisesti, kun taas CBV-5-käsittely lisäsi sitä. Epiteelisolumallin esikäsittely L. rhamnosus GG:llä suojasi solukkoa CBV-5-käsittelyn aiheuttamalta läpäisevyyden lisääntymiseltä (p<0,01). L. rhamnosus GG ei suojannut solukkoa läpäisevyyden lisääntymiseltä, kun solukkoa käsiteltiin yhtä aikaa CBV-5:llä. Johtopäätökset Tämä tutkimus antoi ensimmäistä kertaa viitteitä sen puolesta, että L. rhamnosus GG:n käyttö ennen enterovirusaltistusta suojaa suolen epiteelisolukerrosta viruksen aiheuttamalta lisääntyneeltä läpäisevyydeltä.

Sikojen luonnollisen immuunipuolustuksen tutkiminen on lisääntynyt viime aikoina. Sioista saatavien elinsiirrännäisten mahdollisuudet ovat lisänneet kiinnostusta sian immuunijärjestelmän toimintaa kohtaa ja sian elimistöä on käytetty myös mallina ihmisten sairauksia tutkittaessa. Toisaalta antibioottiresistenssin lisääntyessä on sikojen tehotuotantoon pyrittävä löytämään uusia vaihtoehtoja sairauksien hoitoon ja ehkäisyyn. Luonnollisen immuunipuolustuksen mekanismit saattavat tulevaisuudessa tarjota uusia mahdollisuuksia tautien hoidossa ja vastustuksessa. Elimistön immuunipuolustusjärjestelmä koostuu useista eri osista ja se voidaan jakaa luonnolliseen (innate) ja hankittuun (adaptive) immuunipuolustukseen. Kemialliset tekijät kuten antibakteeriset yhdisteet, hapot ja entsyymit toimivat luonnollisen immuunipuolustuksen osana. Luonnolliseen immuunipuolustukseen kuuluvat solut puolestaan kontrolloivat infektioita ja immuunireaktioita muun muassa fagosytoimalla mikrobeja sekä tappamalla kasvainsoluja. Elimistön normaali mikrobistokin osallistuu puolustukseen estäen haitallisten mikrobien kasvua elimistössä. Luonnollisen immuunipuolustuksen mekanismit aktivoituvat nopeasti ja reagoivat patogeeneihin epäspesifisti toimien siis aina samalla tavalla olipa kyseessä elimistölle jo tuttu tai täysin uusi mikrobi. Maitohappobakteerit ovat yleisin probiootteina käytetty bakteeriryhmä. Probioottien on sioilla tehdyissä kokeissa todettu parantavan eläinten kasvua ja suolistoterveyttä sekä ehkäisevän suolistosairauksia. Probioottikäyttöön tarkoitetuilta bakteereilta vaaditaan monenlaisia ominaisuuksia. Probioottien tulee olla turvallisia isännälle ja niiden tulisi kestää ruuansulatuskanavaan olosuhteita kuten mahalaukun alhaista pH:ta ja ohutsuolen sappihappoja. Lisäksi probiootin tulisi ehkäistä suolistopatogeenien kasvua ja niiden tulisi kestää eläinten lääkinnässä käytettäviä yleisimpiä antibiootteja ja kokkidiostaatteja. Kykyä kiinnittyä suolen epiteelisoluihin pidetään yleensä myös toivottuna ominaisuutena. Probioottikantoja pitäisi olla mahdollista valmistaa suuria määriä teollisesti ja niiden tulisi kestää säilytystä. Tämän lisensiaattityön kokeellisessa osassa oli tarkoitus tutkia, selviytyvätkö tietyt Lactobacillus-kannat elävänä sian ruuansulatuskanavan läpi. Kokeessa käytettiin oliiviperäistä Lactobacillus brevis- (ATCC 8287) maitohappobakteerikantaa, joka ei kuulu sian suoliston normaaliin mikrobistoon sekä kuutta maitohappobakteerikantaa, jotka on alun perin eristetty sian suolistosta tai ulosteesta. Kannat olivat L. amylovorus, L. johnsonii, L. reuteri, L. salivarius, L. reuteri ja L. mucosae. Syöttökokeessa käytettyjä bakteerikantoja on aikaisemmin tutkittu in vitro niiden probioottisten ominaisuuksien osalta. Syöttökokeessa siat jaettiin kolmeen ryhmään, joista yhdelle ryhmälle syötettiin L. brevis-kantaa, yhdelle ryhmälle kuutta sian suolistosta tai ulosteesta eristettyä kantaa seoksena ja yksi ryhmä toimi kontrolliryhmänä. Sioista otettiin ulostenäyte ennen kokeen aloittamista ja kokeen päätyttyä lopetuksen yhteydessä. Tämän lisensiaatintutkielman kokeellisessa osassa etsittiin syöttökantoja pakastetuista ulostenäytteistä. Puhdasviljelmistä eristettiin DNA:ta ja kannoille suoritettiin PCR-reaktio (polymeraasiketjureaktio) syöttökannoille suunnitelluilla alukkeilla. Positiivisen PCR-tuloksen antaneista kannoista osa sekvensoitiin tuloksen varmistamiseksi. Koska positiivisia PCR-tuloksia tuli sekä seosryhmän sikojen ulosteesta eristetyistä kannoista että kontrolliryhmän ulostenäytteiden kannoista eikä kantojen välillä havaittu eroa DNA-sekvensoinnilla, suoritettiin kaikille kannoille lopuksi pulssikenttäelektroforeesiajo (PFGE). PFGE-ajo suoritettiin Eläinlääketieteellisen tiedekunnan elintarvike- ja ympäristöhygienian laitoksella. PFGE:llä kannat saatiin erotettua toisistaan eikä yhtään alkuperäistä syöttökantaa vastaavaa kantaa löydetty ulosteesta eristettyjen kantojen joukosta. Ottaen huomioon sian suoliston mikrobiston monimuotoisuuden ja suolistomikrobien valtavan määrän, tutkittujen puhdasviljelmien määrä oli pieni ja bakteerikantoja olisikin pitänyt tutkia enemmän, jotta voitaisiin varmasti sanoa, selviävätkö syöttökannat elävänä sian ruuansulatuskanavan läpi vai eivät. PFGE:ssä löytyi yhden mutaation verran toisistaan eroavia kantoja, mikä nosti esiin kysymyksen, voivatko syötetyt kannat muuttua ruuansulatuskanavassa ja hankaloittaa siten kantojen löytymistä ulostenäytteistä. Myös syötettyjen bakteerien määrä saattoi olla liian pieni tässä tutkimuksessa, minkä vuoksi syötettyjen kantojen löytäminen ulostenäytteistä oli hankalaa.

Lactobacillus rhamnosus GG on yksi eniten tutkituista ja käytetyistä probioottisista maitohappo-bakteereista. Sillä on erinomainen adheesiokyky, mikä on ensisijaisesti sen SpaCBA-piluksen ansiota. Piluksen lisäksi sen pinnalta on löydetty kaksi muuta adhesiivista proteiinia: MabA (modulator of adhesion and biofilm) ja MBF (mucus binding factor). Adhesiivisuuden lisäksi MBF-proteiinin uskotaan vaikuttavan L. rhamnosus GG:n kykyyn muodostaa biofilmejä, joilla voi olla suolistoa suojaavia vaikutuksia. Tämän tutkielman tavoitteena oli kloonata L. rhamnosus GG:n MBF-proteiinia koodaava geeni L. lactis NZ9100 -kantaan ja tutkia sen vaikutusta adheesioon ja biofilmin muodostukseen. Kohdegeenin monistamiseksi L. rhamnosus GG:stä eristetystä genomisesta DNA:sta käytettiin PCR-menetelmää. Geeni liitettiin osaksi kolmea eri kloonausvektoria: pNZ8121, pNZ8122 ja pNZ8124 ja transformaatio suoritettiin elektroporaatiolla. Geenin ilmentymistä L. lactis -soluissa tutkittiin irrottamalla ja denaturoimalla solujen pintaproteiinit ja erottelemalla ne SDS-PAGE-menetelmällä. MBF-proteiinin vaikutusta adheesioon ja biofilmin muodostukseen tutkittiin 96 kaivon kuoppalevyillä. Biofilmin muodostumiskykyä selvitettiin käyttämällä hydrofiilisiä polystyreenipohjaisia kuoppalevyjä. Adheesion tutkimiseksi kuoppalevyjen kaivot oli päällystetty porsaan musiinilla. Kohdegeenin kloonaaminen L. lactis NZ9100 -kantaan onnistui plasmidilla pNZ8124, jossa oli Usp45-proteiinin signaalisekvenssi proteiinin erittämistä varten. Pintaproteiinien tutkimiseen käytetyn SDS-PAGE-menetelmän perusteella näyttäisi siltä, että kohdegeenin sisältäneet L. lactis -solut tuottivat ja erittivät MBF-proteiinia, joka todennäköisesti oli kiinnittynyt LPNTN-motiivillaan isäntäbakteerin soluseinään. MBF-proteiinin määrä solujen pinnalla oli kuitenkin erittäin pieni. Tässä tutkimuksessa MBF-proteiinia tuottavat L. lactis -solut eivät tarttuneet porsaan musiiniin eivätkä alkaneet muodostaa biofilmiä kuoppalevyillä kasvatettaessa. Koska MBF-proteiinin on osoitettu olevan adhesiivinen proteiini, johtui negatiivinen tulos adheesion osalta todennäköisesti siitä, että MBF-proteiinia tuotettiin liian vähän, jotta se olisi tehnyt solut adhesiivisiksi. Biofilmin muodostumisen osalta negatiivinen tulos johtuu myös todennäköisesti MBF-proteiinin pienestä määrästä solujen pinnalla. On myös mahdollista, ettei MBF-proteiini yksin riitä biofilmin muodostukseen, vaan bakteerisolujen on tuotettava muitakin biofilmin muodostukseen osallistuvia pintakomponentteja.

Fecal microbiota transplantation (FMT) is a medical treatment procedure in which feces of a healthy donor are transplanted into a recipient in order to re-establish a healthy gut microbiota. Currently, FMT is used routinely to treat recurrent Clostridioides difficile infections, but it is being studied as a potential treatment for other diseases also resulting from a disbalance in the gut microbiota. FMT provides an excellent platform for studies addressing the determinants of a healthy gut microbiota, as it makes it possible to survey specific microbes involved in the process of re-establishment. In this sense, one particularly interesting group of gut microbes is the bifidobacteria. Although usually associated with commercial probiotics, bifidobacteria are actually one of first major colonizers of the human gut after birth, and they play a key role in the establishment and maintenance of a healthy gut microbiota. The aim of this study was to assess the long-term colonization of donor-derived bifidobacteria in recipients of FMT by using a combination of a culture-dependent method and molecular typing of strains. The culture-dependent method was used for the isolation of bifidobacterial strains from fecal samples of donors and recipients, whereas the molecular typing methods (rep-PCR and whole genome sequencing) were employed to differentiate the isolated strains. This study was based on the premise that in order to be of donor-origin, a bifidobacterial strain must occur in the recipient only after FMT and show close genetic relatedness to a strain isolated from the respective donor. Furthermore, in order to exhibit long-term colonization, a donor-derived strain must be present at later time points of the study’s follow-up period. The results showed that all the recipients had acquired some donor-like bifidobacteria after FMT. In addition, certain donor-derived strains of Bifidobacterium longum had persisted in some recipients throughout the follow-up period, indicating their successful colonization. This finding is of special interest, as extraneous bifidobacteria, such as probiotics, are typically lost without their continuous influx. Additionally, long-term colonization of bifidobacteria has not previously been documented in adults by a culture-dependent method. As efficient colonizers, the strains isolated in this study represent potential candidates for therapeutic agents.

Tutkimuksissa on saatu näyttöä suolistomikrobiston eroavuuksien yhteydestä lisääntyneeseen riskiin sairastua lihavuuteen yhdistettyihin metabolisiin häiriöihin. Ruokavaliolla on suuri merkitys suolistomikrobiston eroavuuksiin, mikä lisää sen merkitystä aineenvaihduntasairauksien ennaltaehkäisyssä. Suoliston bakteereihin ja niiden tuottamiin metaboliitteihin on osoitettu voitavan vaikuttaa myös probiooteilla ja prebiooteilla. Tämä voi tarjota uusia mahdollisuuksia myös elimistön aineenvaihdunnan säätelyyn. Pro gradu -tutkielman tavoitteena oli tutkia onko puolen vuoden prebiootin, probiootin tai synbiootin (prebiootti + probiootti) käytöllä vaikutusta tulehdusmarkkereihin ylipainoisilla ja lihavilla, ja onko ravintoaineiden saannilla ja prebiootti- tai probioottikäsittelyllä yhdysvaikutusta. Myös intervention vaikutusta tutkittavien ravintoaineiden saantiin selvitettiin. Lisäksi tutkittiin ravintoaineiden saannin ja painoindeksin yhteyttä matala-asteisen tulehduksen merkkiaineisiin sekä keskivartalorasvan määrään ylipainoisilla ja lihavilla. Tutkimuksessa käytettiin DuPont Nutrition and Health:in rahoittaman MetSProb-interventiotutkimuksen aineistoa. Tutkittavat (n=225) oli randomisoitu neljään ravintolisää syövään ryhmään: prebiootti-, probiootti-, synbiootti- ja plaseboryhmä. Prebioottina tutkimuksessa oli polydekstoosi, probioottina Bifidobacterium animalis ssp. lactis 420 ja plaseboryhmä sai mikrokiteistä selluloosaa. Ravintolisäjauhe nautittiin kerran päivässä tutkimuksessa saadun hedelmä- tai marjasmoothien kanssa. Tutkittavat olivat terveitä keski-iältään 49-vuotiaita koehenkilöitä, joista naisia oli 80 %. Tutkittavien BMI oli rekrytoitaessa välillä 28,0‒34,9 kg/m² ja vyötärö-lantiosuhde miehillä ≥0,88 ja naisilla ≥0,83. Ruoankäyttö selvitettiin intervention alussa ja lopussa viiden vuorokauden ruokapäiväkirjojen avulla. Tulehdusta kuvaavat markkerit olivat plasmasta mitattu herkkä CRP (hs-CRP), interleukiini 6 (IL-6) sekä lipopolysakkaridi (LPS). Näiden lisäksi vastemuuttujana oli DXA:lla (Dual-energy X-ray Absorptiometry) määritetty keskivartalorasvan määrä. Intervention tulokset analysoitiin kahdelle tutkimuspopulaatiolle: ITT (Intention To Treat) ja PP (Per Protocol), joista PP (n=134) täytti tutkimukselle asetetut tiukat laatukriteerit. ITT:ssä (n=209) oli huomattavaa poikkeamaa mm. ravintolisän ja antibioottien käytön suhteen. Ravintoaineiden saantia ja BMI:n yhteyttä vastemuuttujiin tutkittiin lähtötilanteessa ITT-aineistossa. Tarkastelu tehtiin ravintoaineiden saannin mukaan jaetuissa tertiileissä ANOVA:lla tai Kruskal-Wallis -testillä. Lisäksi tutkittiin logistisella regressioanalyysillä, lisääkö BMI tai joidenkin ravintoaineiden saanti kohonneen keskivartalonrasvan määrän tai tulehdusmerkkiaineiden riskiä. Intervention vaikutusta muuttujiin tutkittiin ANOVA:lla, Tukeyn parivertailulla, ANCOVA:lla ja Kruskal-Wallis -testillä. Tutkimuksen tulos ruokavalion sakkaroosipitoisuuden yhteydestä hs-CRP:n pitoisuuteen on samansuuntainen aikaisempien tutkimustuloksien kanssa, joissa sakkaroosin saanti on yhdistetty matala-asteiseen tulehdukseen. Kokonaisuutena ravintomuuttujilla ja BMI:llä saavutettu selitysaste jäi pieneksi logistisissa regressioanalyyseissä, ja ANOVA:n tuloksissa keskihajonta oli melko suurta. Interventiossa puolen vuoden prebiootin, probiootin tai synbiootin käyttö ei saanut aikaan merkitseviä muutoksia hs-CRP:n ja IL-6:n pitoisuuksissa verrattuna plaseboryhmään. Interventiossa havaittu merkitsevä ero keskivartalorasvan määrän muutoksessa plasebo- ja synbioottiryhmän välillä viittaa siihen, että synbiootin käyttö saattaa suojata keskivartalorasvan kertymiseltä. Probioottiryhmän muita pienempi koko todennäköisesti vaikutti siihen, ettei tulos ollut ryhmässä merkitsevä. Tutkimuksen tilastollinen voima jäi heikoksi; vaikka rasvan määrän muutos ryhmissä oli suurempaa kuin voimalaskelmaan arvioitiin, myös keskihajonta oli huomattavasti arvioitua suurempaa. Tutkimuksen tulos on kuitenkin samansuuntainen kuin aikaisempien eläinkokeiden tulokset, joissa suolistomikrobistoa muokkaavilla ainesosilla on pystytty vähentämään rasvamassaa ylipainoisilla ja lihavilla eläimillä.

Over the last few years, there has been growing interest among researchers in the relationship between the gut’s microbiota and psychiatric disorders. Recent studies have shown that changes in the gut's microbiota are associated with many psychiatric disorders, including depression, anxiety, bipolar disorder, schizophrenia, autism spectrum disorders, and Parkinson's disease. Therefore, it has been proposed that microbiota's imbalance or dysbiosis might be a potential risk factor for these disorders. The purpose of this review was to collect together results of studies that have examined the communication between central nervous system and the gut's microbiota. In particular, the aim was to consider the role of the gut microbiota in psychiatric disorder’s etiology and pathogenesis. So far, most of the research has been conducted on rodents, but there are some human studies as well. In a typical study design researchers have assessed probiotic treatment's effect on behavior that contributes to stress, anxiety or depression. Animal experiments indicate that the alterations in gut microbiota can induce changes in the anxiety, stress, and depression symptoms. However, the gut microbiota has direct effects on systems that are also known to be integrally affiliated with psychiatric disorders. These include the immune, stress and neurotransmitter system. It seems that the relationship between psychiatric disorders and the microbiota is primarily explained by a variety of mediating mechanisms. Better understanding of these mechanisms could enable a more efficient treatment and prevention of psychiatric disorders in the future. The significance of the gut microbiota in terms of human well-being is still mostly unknown, as majority of the knowledge so far is based on indirect evidence.

Afta on kivulias suun haavauma, joka vaivaa toistuvasti joka viidettä ihmistä. Vaikka kyseessä on yleinen, joskin harmiton vaiva, ei aftan etiologiaa ole kyetty selvittämään. Ehkäisevää tai nopeasti aftoja parantava lääkettä ei ole löydetty, vaan aftojen lääkkeellinen hoito pääosin lievittää kipuoireita. Syventävässä opinnäytetyössäni oli tarkoitus selvittää vaikuttaako Streptococcus salivarius M18 -probiootti (ToothGuide®) tabletit aftan kipuoireisiin ja nopeuttaako ne aftojen paranemista. Tutkimus toteutettiin lumekontrolloituna kaksoissokkoutettuna satunnaistettuna kokeena, johon rekrytoitiin perusterveitä suomalaisia yliopistoopiskelijoita (n=57, naisia 51%), jotka oman ilmoituksensa mukaan olivat saaneet aftoja vähintään kerran vuodessa. Koehenkilöille annettiin joko ToothGuide®-pureskelutabletteja tai maultaan ja rakenteeltaan samanlaista lumevalmistetta. valmistetta ohjeistettin kirjallisesti käytämään aftaepisodin alettua kahdesti päivässä hampaiden puhdistuksen yhteydessä ja tämän jälkeen koehenkilöt kirjasivat kymmenportaiselle VAS-asteikolle aftan aiheuttaman kivun määrän. Vuoden seurannan jälkeen tutkimusmateriaalit kerättiin ja analysoitiin. Tilastollisina menetelminä käytin Mann-Whitney U-testiä ja Wilcoxon merkittyjen sijalukujen testiä, jossa merkitsevänä erona pidettiin p < 0,05. Koehenkilöstä 48 palautti VAS-asteikot ja ylimääräiset pureskelutabletit vuoden tutkimusjakson loputtua. ToothGuide® valmistetta oli käyttänyt 38 ja lumelääkettä 10 koehenkilöä. Raportoituja aftaepisodeja oli ToothGuide®-ryhmässä yhteensä 32 ja lumeryhmässä 17. Molemmissa ryhmissä aftaperäinen kipu oli VAS-asteikolla tutkimuksen alussa pienempi kuin esitiedoissa ilmoitettu aftakipu. Ensimmäisen päivän aikana koehenkilöiden kiputuntemukset VASasteikolla olivat ToothGuide®-ryhmässä keskimäärin korkeammat (3,83) kuin lumeryhmässä (2,50; p<0.05), ja ero säilyi samana neljänteen päivään asti, muttei ollut enää tilastollisesti merkitsevä. Aftaepisodin kestossa lume- tai koeryhmien välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa. Tutkimukseni tulosten perusteella ToothGuide® ei vaikuta aftan kipuoireisiin tai kestoon.