Assessment of antimicrobial potential of cell-free supernatant from Lacticaseibacillus paracasei SRG isolated from the vaginal microbiota of healthy women against uropathogens

Für viele Frauen ist der Harnweg ein häufiger Ort für Infektionen, ein verbreitetes Leiden, das oft beginnt, wenn Bakterien aus der Umgebung in die Blase wandern. Der Körper besitzt ein natürliches Abwehrsystem gegen dies: eine Gemeinschaft nützlicher Bakterien, die in der Vagina lebt und hilft, schädliche Eindringlinge in Schach zu halten. Diese hilfreichen Mikroben, primär eine Gruppe, die als Laktobazillen bekannt ist, schaffen ein Milieu, in dem gefährliche Bakterien nur schwer überleben können. Wenn dieses natürliche Gleichgewicht gestört wird oder wenn die schädlichen Bakterien zu stark werden, können Infektionen entstehen. Während Antibiotika lange Zeit der Standard in der Behandlung waren, hat der Anstieg von Bakterien, die gegen diese Medikamente resistent sind, die Suche nach neuen Wegen zur Vorbeugung und Bewältigung dieser Infektionen zu einem entscheidenden Ziel der medizinischen Wissenschaft gemacht. Forscher schauen vermehst auf die körpereigenen natürlichen Abwehrkräfte zurück und fragen sich, ob die Substanzen, die diese freundlichen Bakterien produzieren, einen neuen Schutz bieten könnten.

In einer kürzlich durchgeführten Studie setzte sich ein Team von Wissenschaftlern in Indien mit der Idee auseinander, diese zu testen, indem sie einen spezifischen Bakterienstamm untersuchten, den sie in Vaginalproben gesunder Frauen gefunden hatten. Sie isolierten einen Mikroben namens Lacticaseibacillus paracasei SRG und stellten eine einfache Frage: Könnte die Flüssigkeit, die dieses Bakterium von selbst produziert, selbst ohne die Anwesenheit der Bakterien selbst, das Wachstum der Keime stoppen, die Harnwegsinfektionen verursachen? Um die Antwort zu finden, sammelten die Forscher Proben von sechs Frauen, die keine Vorgeschichte von Harnwegs- oder Vaginalinfektionen hatten. Sie züchteten die isolierten Bakterien in einer nährstoffreichen Brühe und filterten anschließend die Flüssigkeit, um alle lebenden Zellen zu entfernen, sodass nur die chemischen Nebenprodukte zurückblieben, die die Bakterien ausgeschieden hatten. Diese klare Flüssigkeit, bekannt als zellfreier Überstand, wurde dann gegen acht verschiedene Arten von Uropathogenen getestet, darunter Stämme von E. coli, Klebsiella und Staphylococcus, von denen einige gegen starke Antibiotika resistent waren.

Die Ergebnisse zeigten, dass diese Flüssigkeit tatsächlich in der Lage war, das Wachstum der schädlichen Bakterien zu stoppen, wobei ihre Wirksamkeit jedoch stark von zwei Faktoren abhing: wie viel der Flüssigkeit verwendet wurde und wie sauer sie war. Wenn die Forscher die Flüssigkeit verdünnten, sank ihre Kraft, die Bakterien zu töten, aber bei höheren Konzentrationen reduzierte sie die Anzahl der überlebenden Keime signifikant. Vor allem spielte der Säuregehalt der Flüssigkeit eine große Rolle. Die Flüssigkeit funktionierte am besten, wenn sie auf einen niedrigen pH-Wert eingestellt war, ähnlich dem natürlichen sauren Milieu einer gesunden Vagina. Als die Forscher die Flüssigkeit auf einen neutralen pH-Wert anpassten, ging ihre Fähigkeit, die Bakterien zu stoppen, verloren, da die Bakterienzahlen auf ein Niveau zurückkehrten, das dem unbehandelten Kontrollwert entsprach, während die sauren Bedingungen (pH 4 und 5) signifikante Reduktionen zeigten. Doch die Geschichte endete hier nicht. Die Wissenschaftler unterzogen die Flüssigkeit auch extremer Hitze und behandelten sie mit einem Enzym, das Proteine abbaut – Bedingungen, die die meisten biologischen Waffen wie Toxine oder Proteine zerstören würden. Bemerkenswerterweise behielt die Flüssigkeit ihre Fähigkeit, Bakterien zu töten, selbst nach diesen Behandlungen bei. Dieser Befund deutet darauf hin, dass es sich bei den aktiven Wirkstoffen nicht um fragile Proteine handelt, sondern um stabile, hitteresistente Moleküle, die extremen Bedingungen standhalten können.

Über das bloße Töten von Bakterien hinaus untersuchte die Studie auch, wie gut die nützlichen Bakterien an Oberflächen haften und mit den schädlichen interagieren können. Die Forscher fanden heraus, dass der Stamm von L. paracasei SRG eine starke Tendenz hatte, mit sich selbst zu verklumpen, eine Eigenschaft, die als Autoaggregation bekannt ist, und dass er auch bereitwillig an den schädlichen Bakterien haftete, einem Prozess, der als Koaggregation bezeichnet wird. Diese Fähigkeit, Klumpen zu bilden, ist signifikant, da sie darauf hindeutet, dass die Bakterien die Eindringlinge physisch verdrängen können, indem sie verhindern, dass diese sich an die Wände des Harnwegs anheften. Der Stamm zeigte auch ein moderates Maß an Oberflächenhaftung, was ihm hilft, an der Schleimhaut zu haften, wo er seine Aufgabe erfüllen muss. Diese physischen Eigenschaften, kombiniert mit der Produktion einer potenten, stabilen, sauren Flüssigkeit, zeichnen das Bild eines Mikroben, das bestens für das Leben im menschlichen Körper geeignet ist und in der Lage ist, sein Territorium zu verteidigen.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass dieser spezifische Bakterienstamm, der im vaginalen Mikrobiom gesunder Frauen heimisch ist, ein großes Potenzial als Probiotikum-Kandidat besitzt. Seine Fähigkeit, eine Flüssigkeit zu produzieren, die eine breite Palette gefährlicher Bakterien hemmt, einschließlich derer, die gegen Antibiotika resistent sind, bietet einen vielversprechenden Weg für zukünftige Therapien. Die Forscher betonen, dass die Laborergebnisse zwar ermutigend sind, dies aber erst der Anfang ist. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Nutzung der natürlichen Chemie dieser freundlichen Bakterien zu neuen, nicht-antibiotischen Strategien zur Vorbeugung von Harnwegsinfektionen führen könnte. Bevor dies jedoch zu einer Behandlung für Patienten werden kann, sind weitere Studien erforderlich, um die Sicherheit und Wirksamkeit im menschlichen Körper zu bestätigen. Für den Moment liefert die Arbeit einen klaren Beweis dafür, dass die natürlichen Abwehrkräfte des menschlichen Mikrobioms komplex und kraftvoll sind und Schlüssel halten, die die Wissenschaft gerade erst zu drehen beginnt.