In vitro inhibitory assessment of Lactobacillus spp. supernatant on the growth of Candida glabrata and Cryptococcus neoformans yeasts.

In de stille hoekjes van het menselijk lichaam vindt een constante, onzichtbare strijd plaats tussen gunstige bacteriën en schadelijke schimmels. Decennialang weten wetenschappers al dat bepaalde bacteriën, specifen de familie van de Lactobacillus, als bewakers fungeren. Deze microben, die vaak in de darmen en andere delen van het lichaam worden aangetroffen, produceren een cocktail van natuurlijke chemicaliën terwijl ze eten en groeien. Wanneer deze bacteriën uit hun omgeving worden verwijderd, is de vloeistof die zij achterlaten — bekend als celvrij supernatant — rijk aan deze bioactieve verbindingen. Denk aan deze vloeistof als de chemische uitlaatgassen van een fabriek die toevallig erg goed is in het op afstand houden van indringers. Ondertussen vormen twee soorten gisten, Candida glabrata en Cryptococcus neoformans, een groeiende bedreiging voor de menselijke gezondheid. Deze schimmels kunnen ernstige infecties veroorzaken, met name bij mensen met een verzwakt immuunsysteem, en ze worden steeds moeilijker te bestrijden met standaardmedicijnen. De uitdaging voor de moderne geneeskunde is het vinden van nieuwe manieren om deze veerkrachtige indringers te stoppen zonder te vertrouwen op medicijnen die giftig kunnen zijn of die de schimmels hebben geleerd te negeren.

Een team onderzoekers aan de Universiteit van Brasília ondernam het initiatief om een simpel maar krachtig idee te testen: kon de vloeistof die door deze behulpzame bacteriën werd achtergelaten, de groei van deze gevaarlijke gisten stoppen? Ze gebruikten niet de bacteriën zelf, maar de steriele vloeistof die zij hadden geproduceerd, welke de metabolische bijproducten van fermentatie bevat. Het team richtte zich op drie specifieke stammen van Lactobacillus: L. casei, L. reuteri en L. rhamnosus. Ze kweekten deze bacteriën in een voedselrijke bouillon gedurende twee dagen, waarna ze het mengsel in een centrifuge centrifugeerden om de vloeistof van de bacteriële cellen te scheiden. Deze heldere vloeistof, nu vrij van enige levende bacteriën, werd vervolgens in een laboratoriumsetting getest tegen de twee soorten gist. De onderzoekers wilden zien of deze vloeistof de gisten kon vertragen of stoppen in hun vermenigvuldiging, en ze wilden begrijpen of verschillende voedingsbronnen voor de gist de uitkomst zouden veranderen.

De resultaten toonden aan dat de vloeistof van deze bacteriën inderdaad een krachtige remmer is, maar de effectiviteit ervan hangt sterk af van de omgeving. Wanneer de onderzoekers de gist in een standaard, voedselrijke vloeistof plaatsten die vaak wordt gebruikt om schimmels te kweken, faalde de bacteriële vloeistof soms om hen te stoppen, en in een enkel geval leek het zelfs de groei van de gist te bevorderen. Dit gebeurde omdat de rijke voedselbron de gist in staat stelde om de chemische barrières te overwinnen. Echter, wanneer het experiment werd verplaatst naar een eenvoudigere, meer gedefinieerde omgeving die de condities binnen het menselijk lichaam nabootst, veranderde het verhaal volledig. In deze settings vertraagde de vloeistof van de bacteriën consequent de groei van zowel C. glabrata als C. neoformans.

Onder de drie geteste bacteriële stammen bleek de vloeistof van L. reuteri de krachtigste te zijn. Het was de enige stam die erin slaagde de groei van de gisten te remmen, zelfs in de rijke, moeilijk te controleren omgevingen. De vloeistof van L. reuteri verminderde de groei van C. glabrata met bijna 45 procent in één type rijke medium en met meer dan 33 procent in een ander. Voor de andere twee bacteriële stammen, L. casei en L. rhamnosus, waren de resultaten gemengder in rijke omgevingen, maar vertoonden ze nog steeds sterke remmende effecten in de eenvoudigere, lichaamsachtige omgevingen. In deze gecontroleerde settings verminderde de vloeistof van alle drie de bacteriën de groei van de gisten aanzienlijk, waarbij de meest geconcentreerde vloeistof het sterkste effect liet zien. De onderzoekers maten ook de zuurgraad van de bacteriële vloeistof en ontdekten dat deze behoorlijk zuur was geworden, waarbij de pH daalde van een neutraal niveau naar een pH van rond de 4,0. Deze daling in pH, veroorzaakt door de productie van organische zuren zoals melkzuur, is een essentieel onderdeel van hoe de bacteriën een omgeving creëren die vijandig is voor de gist.

De studie keek ook naar een specifieke chemische verbinding genaamd natriumbutyraat, die wordt geproduceerd door sommige darmbacteriën en bekend staat om zijn ontstekingsremmende eigenschappen. De onderzoekers testten deze verbinding op zichzelf om te zien of het bijdroeg aan de antifungale effecten. Ze vonden dat natriumbutyraat de groei van de gisten wel degelijk verminderde, maar het gedrag ervan was complex. In een rijke, suikerhoudende vloeistof stopte het effectief de groei van beide gistsoorten. Echter, in een andere, eiwitrijke vloeistof stimuleerde het de groei van C. glabrata juist. Dit suggereert dat de chemische omgeving een cruciale rol speelt in hoe deze stoffen werken. Voor Cryptococcus neoformans was natriumbutyraat effectief in beide omgevingen, hoewel het krachtiger was in de suikerrijke vloeistof.

De onderzoekers concludeerden dat de vloeistof van Lactobacillus-bacteriën een mix bevat van natuurlijke chemicaliën die effectief de gevaarlijke gisten kunnen onderdrukken, maar dat deze kracht niet absoluut is; deze wordt gevormd door het nutritionele landschap waarin de gist leeft. De studie benadrukt dat hoewel deze bacteriële bijproducten veelbelovend zijn, hun succes afhangt van de specifieke condities van de infectieplaats. De vloeistof van L. reuteri onderscheidde zich als het meest betrouwbare middel, in staat om in verschillende omgevingen te werken. De bevindingen suggereren dat deze bacteriële metabolieten als een waardevolle aanvulling op de huidige behandelingen kunnen dienen, wat een manier biedt om resistente schimmels te bestrijden met stoffen die van nature door het eigen lichaam worden geproduceerd. Het onderzoek beweert niet het probleem van fungale resistentie te hebben opgelost, maar het biedt een duidelijke, gemeten demonstratie dat deze natuurlijke verbindingen het potentieel hebben om deel uit te maken van een nieuwe strategie om deze gevaarlijke infecties in toom te houden.