Probiyotikler: Biyolojik Terapi. Probiotics: Biological Therapy

Transkript

1 Türk Mikrobiyol Cem Derg (2010) 40 (4): Türk Mikrobiyoloji Cemiyeti / Turkish Microbiyological Society ISSN DERLEME Probiyotikler: Biyolojik Terapi Probiotics: Biological Therapy Berna Özbek stanbul Üniversitesi, Eczac l k Fakültesi, Farmasötik Mikrobiyoloji Anabilim Dal, stanbul ÖZET Probiyotikler, yeterli miktarda al nd klar nda kona hastal klardan korumada ve tedavide yararl, patojen olmayan canl mikroorganizmalar olarak tan mlanmaktad r. Seçilmifl kökenlerinin kullan m na ba l olarak, probiyotiklerin mide ba rsak kanal enfeksiyonlar nda iyileflme, laktoz metabolizmas n n artt r lmas, serum kolesterolünün düflürülmesi, ba fl kl k sisteminin uyar lmas, enflamatuvar ba rsak hastal semptomlar n n azalt lmas ve Helicobacter pylori enfeksiyonlar n n bask lanmas nda yarar sa lad klar birçok çal flma ile ortaya koyulmufltur. Ayr ca bilimsel çal flmalar bunlar n anti-mutajenik, anti-kanserojen ve ishal önleyici özelliklerini de ortaya koymaktad r. Probiyotiklerin, konak homeostaz n artt rmak ve insan hastal klar n n tedavisinde sahip olduklar potansiyelleri ortaya koymak konusunda son zamanlarda yap lan ciddi araflt rma bulgular bu yaz da derlenmifltir. Anahtar Kelimeler: Probiyotikler, probiyotiklerin klinik kullan m ve üretimi SUMMARY Probiotics are defined as nonpathogenic, living microorganisms that have beneficial effects on disease prevention and/or treatment when administered in appropriate amounts. Multiple studies have reported that probiotics have beneficial effects on gastrointestinal infections, improve lactose metabolism, reduce serum cholesterol, stimulate the immune system, improve symptoms of inflammatory bowel disease, and suppress Helicobacter pylori infection when selected strains are used. Data obtained from several studies indicated that probiotics have anti-mutagenic, anti-carcinogenic and anti-diarrheal properties. This review focuses on recent significant research findings regarding probiotic actions that promote host homeostasis and have an impact on the treatment of different disease processes. Key Words: Probiotics, clinical use and production of probiotics 207

2 Berna Özbek G R fi Günümüzde "probiyotik" terimi, kullan mlar na ba l olarak a zda, mide-ba rsak, üst solunum yolu ya da ürogenital kanalda yararl etkiler yaparak kona n sa l nda iyileflmeye neden olan mikroorganizmalar tarif etmektedir (1). Bafll ca laktobasiller, bifidobakterler gibi laktik asit bakterilerinden ve Saccharomyces boulardii, streptokoklar, enterokoklar gibi mikroorganizmalardan oluflan probiyotiklerin say s günümüzde oldukça fazlad r (Tablo 1). Patojen mikroorganizmalar n sindirim sistemine kolonize ve invaze olmas n engellemek ve konak ba - fl kl k sistemini uyarmak gibi yararl etkiler gösteren bu mikroorganizmalar n, insanlarda ve hayvanlarda hastal klardan korunma ve tedavi amac yla kullan labilmeleri için baz özelliklere sahip olmalar gerekmektedir. Tablo 1. Probiyotik etkili mikroorganizmalar Lactobacillus türleri c- Adezyon yetene i olmal : Probiyotiklerin mide-ba rsak kanal nda kal fl süresinin uzamas ve ba rsak peristaltik hareketleri ile sindirim sisteminden ak p gitmemeleri için mukus tabakas na veya epitel yüzeylere tutunabilmeleri gerekmektedir (4,5). Genellikle sahip olduklar tutunma proteinleri ya da pililer bu ba lanmada görev al r (6). Ba rsaktaki epitel hücrelere ba lanma ve geçici kolonizasyon ile patojen mikroorganizmalara karfl antagonist etki sa lamas - n n yan s ra ba fl kl k sisteminin aktive edilmesi ve zarar gören sindirim sistemi mukozas - n n tamir edilmesi de h zland r l r. Ayr ca yine bu kolonizasyon sonucunda kanserojen bakterilerin ve bunlar n metabolitlerinin epitel hücre reseptörlerine ba lanmas engellenerek konakta bu tür hastal klara karfl koruyucu etki geliflir (7-11). L. rhamnosus GG, L. casei Shirota, L. fermentum, L. gasseri, L. jensenii, L. johnsonii (acidophilus), L. lactis Bb-12, L. paracasei, L. plantarum, L. reuteri, L. salivarius, L delbrueckii subsp. bulgaricus Bifidobacterium türleri Streptococcus türleri Sacccharomyces türleri Di er türler B. bifidum, B. breve, B. lactis, B. longum, B. infantis, B. adolescentis S. thermophilus, S. salivarius subsp. thermophilus S. boulardii Bacillus cereus, Escherichia coli, Enterococcus türleri, Propionibacterium freudenreichii, Faecalibacterium prausnitzii DEAL B R PROB YOT N SAH P OLMASI GEREKEN ÖZELL KLER a- Güvenli olmal : Bir probiyoti in klinikte veya g da katk s olarak kullan labilmesi için güvenli olmas, konakta yan etki oluflturmamas gerekmektedir. Bu nedenle insanlarda kullan lacak probiyotik bir mikroorganizma, sa l kl bir insan n ba rsa ndan izole edilmifl patojen olmayan bir köken olmal d r. b- Ortam flartlar na dayan kl olmal : Düflük ph, sindirim enzimleri ve safra tuzlar gibi olumsuz çevre koflullar ndan etkilenmeden ba rsakta uzun süre yaflam n sürdürebilmelidir (2,3). d- Antimikrobik maddeler üretebilmeli: Probiyotikler ürettikleri hidrojen peroksit, laktik a- sit, asetik asit, bakteriyosinler, biyosürfaktanlar, adezyon önleyici maddeler gibi antimikrobik maddeler ile mide-ba rsak kanal n ve vajinal mukozay patojen mikroorganizmalardan korumada etkili olabilirler (12). Ayr ca yine bu mikroorganizmalar taraf ndan üretilen baz antimikrobik maddeler fermente süt ürünlerinde ve etlerde patojen mikroorganizmalar n geliflimini engelleyebilir (13,14). e- Antibiyotiklere dirençli olmal : Antibiyotik kullan m na ba l geliflen ishaller, bozulan ko- 208

3 Probiyotikler: Biyolojik Terapi nak floras n n düzeltilmesi gibi farkl amaçlarla kullan lan probiyotiklerin hastada tedavi amac ile kullan lan antibiyotiklere dirençli olmas gerekmektedir. Ancak flora bakterilerine aktar lma tehlikesine karfl probiyotik olarak kullan lan mikroorganizmalar n direnç genleri kromozomal olmal, hareketli genetik yap lar n üzerinde tafl nmamal d r (15). f- Endüstriyel özellikleri olmal : Terapötik etki dozlar henüz bilinmeyen probiyotikler, genellikle birkaç milyar mikroorganizma içeren dozlar halinde al nd klar ndan bu koflullarda canl - l klar n sürdürebilmelidirler. Ayr ca endüstriyel çal flmalara uygun olmal, saklanma koflullar nda uzun süre canl kalabilmelidirler (16). PROB YOT KLER N ETK MEKAN ZMALARI Probiyotiklerin etki mekanizmalar ile ilgili olarak ileri sürülen pek çok teori vard r. Bunlar içinde en önemlisi probiyotiklerin adjuvan etkileri ile mukozada ba fl kl k sistemini uyaran sinyalleri bafllatabilmeleridir (17,18). Mukozadaki ba fl kl k sistemi, do umdan sonra h zla oluflan ba rsak mikrofloras n n geliflimi esnas nda bu flora ile konak aras ndaki etkileflimler sonucunda oluflan ba rsa n kendine ait özel ba fl kl k sistemidir. Mide-ba rsak kanal mikrofloras ndaki her azal fla ba l olarak vücuda d flar dan antijen giriflinin artmas, mikrofloran n mukozadaki ba fl kl k sisteminin iflleyiflinden sorumlu bafll ca etkenlerden biri oldu unu göstermektedir (19). Mukoza ba fl kl k sistemi, önemli bir uyar da patojen ve saprofit aras ndaki ayr m yaparak sindirim sistemi mukozas na zarar verecek yayg n enflamatuar bir cevap oluflturmaks z n harekete geçebilme kabiliyetindedir (20). Bu sistemde bafll ca epitel hücreleri, makrofajlar, dendritik hücreler gibi ba fl kl k sistemi hücreleri ve bunlar n yan s ra mukus üreten goblet hücreleri, defensin ya da kriptidinler gibi antimikrobik peptidleri üreten/salg - layan, özelleflmemifl ba fl k sistem hücreleri olan Paneth hücreleri de rol almaktad r (21). Mukoza ba fl kl n n probiyotiklerle uyar lmas konusunda yap lan hayvan çal flmalar nda, Lactobacillus casei Shirota n n s çan mezenterik lenf dü ümlerindeki do al katil (NK) hücreler üzerinde önemli bir art fla neden oldu u ancak payer plaklar ve dalak üzerinde böyle bir etki oluflturmad böylece probiyotiklerin do- al ba fl kl k cevab n artt rd na iliflkin bulgular destekledi i bildirilmifltir (22). Di er bir çal flmada ise günlük diyetine 1x10 9 L. rhamnosus (HN001, DR20), L. acidophilus (HN017) ya da B. Bifidobacterium lactis (HN019, DR10) ilave edilen farelerin 10. ve 28. günlerde al nan kan örneklerinde periferik kan lökositlerinin ve periton makrofajlar n n fagosit aktivitelerinin önemli oranda artm fl oldu u belirlenmifltir (23). Ayr ca yine bu çal flmada farkl probiyotik kökenlerin verildi i farelerde dalak hücrelerinin bir T-hücre mitogeni olan concanavalin A ya ve B-hücre mitogeni olan lipopolisakkaritlere proliferatif cevab nda ve concanavalin-a ile uyar lm fl dalak hücrelerinin gama interferon (IFN-γ) cevab nda ciddi art fl oldu u gözlenmifltir. Mukoza ba fl kl k sisteminin probiyotiklerle uyar lma mekanizmas n araflt ran çal flmalar sonucu elde edilen bilgilere göre, tetiklenen ba- fl k yan t sürecinde probiyotikler ilk olarak ince ba rsak lamina propria tabakas nda bulunan epitel hücrelerini ve ba fl kl k sistemi hücrelerini uyararak mide ba rsak kanal n n bölgesel ba fl kl k yan t n bafllat rlar. Daha sonra sindirim sisteminin antijen sunan hücreleri, makrofajlar ve/veya lamina propria ile iliflkili olan dendritik hücreler ile temas ederler. Bafllat lan uyar sonucu epitel hücrelerinden interlökin (IL)-6 sal - n fl uyar l r. Makrofajlar ve dendritik hücreler 209

4 Berna Özbek probiyotikleri ya da onlar n fragmanlar n fagosite eder böylece epitel hücrelerinde ba fl kl k hücreleri aras ndaki karfl l kl konuflmay bafllatan tümör nekrozis faktör-α, IFN-γ gibi sitokinlerin üretimi uyar lm fl olur. Di er yandan mast hücreleri IL-4 üretmeleri için uyar l rlar. IL-10, IL-6 ve di er sitokinler mukoza ba fl kl k sisteminin çal flmas n h zland r r. Üretilen IL-6, IgA tipi B lenfositlerin klonal üretimini uyararak IgA üreten hücrelerin say s n artt r r. Bu hücrelerden salg lanan IgA ise patojen bakteriler ve virüslere karfl oluflan mukozadaki ba fl kl kta önemli rol oynamaktad r (24). Probiyotiklerin bir baflka etki mekanizmas ise ürettikleri enzim ve antimikrobik maddeler ile insan ve hayvanlarda koruyucu ve tedavi edici etki oluflturabilmeleridir. Örne in fermente süt endüstrisinde kullan lan laktobasiller ürettikleri beta-galaktozidaz enzimleri ile süt laktozunun glikoz ve galaktozidaza parçalanmas n h zland rarak rotavirus gibi mikroorganizmalar n neden oldu u osmotik ishallerin ciddiyetini azaltmaktad rlar (25-27). Ayr ca ba rsak ph s n düflürür, bozulmufl ba rsak hareketlerini ve mukus üretimini düzenleyebilirler. Di er yandan konakta sindirime yard mc olarak sa l olumlu yönde etkileyebilirler. Probiyotikler ürettikleri K, B-1, B-2, B-12, folik asit, biyotin, niasin ve piridoksin gibi vitaminler; sindirim enzimleri; sindirim için en uygun ph y sa layan serbest ya asitleri ile konakta beslenme ve sindirim ifllevinde önemli rol al rlar (13). Probiyotiklerin bir di er etki mekanizmas ise serum kolesterol seviyesini düflürebilmeleridir. Laktobasiller, bifidobakterler gibi baz probiyotik bakterilerin, serum kolesterol seviyesini düflürücü etki yapt klar klinik deneylerle ortaya koyulmufltur (28). Özellikle serum düflük dansite lipoprotein ( LDL) seviyesindeki bu düflüfl, probiyotiklerin safra asitlerini daha az kolesterol ba layabilen ve daha az ak c olan dekonjuge safra asitlerine çevirmelerinden kaynaklanmaktad r (29,30). Di er yandan probiyotikler taraf ndan metabolize edilen kolesterolün mideba rsak kanal ndan daha az emilmesi de kolesterol düflürücü etkiyi art rmaktad r. PROB YOT KLER N BAZI HASTALIKLARDAK Y LEfiT R C ETK LER Yale Üniversitesinin 2005 ve 2007 y llar nda probiyotiklerin kullan m na iliflkin düzenlemifl oldu u toplant lar n ard ndan bu mikroorganizmalar n klinikte kullan mlar na iliflkin tavsiye kararlar al nm flt r (31). Son tavsiye karar na göre probiyotiklerin klinik kullan mlar na ait A, B, C ve kategori edilmeyen fleklinde dört farkl s n fland rma yap lm flt r. Bu s n fland rma sistemine göre A s n f probiyotikler için iyi yönetilmifl, kontrollü, yeterli say da olumlu çal flman n oldu u ve bu probiyotiklerin klinikte tedavi edici ya da hastal klardan koruyucu olarak kullan labilece i önerilmektedir. B s n f probiyotikler için olumlu ve olumsuz bulgular n mevcut oldu u, C s n f probiyotikler için ise olumlu sonuçlar n yetersizli i ifade edilmektedir (Tablo 2). Di er yandan tüm dünyada, probiyotiklerin, nekrotizan enterokolit, rotavirüslerin etken oldu u akut ishaller, antibiyotik kullan - m na ba l geliflen ishaller, vulvo-vajinal kandida enfeksiyonlar, turist diyaresi, ülseratif kolit, crohn hastal ve periodontal hastal klar gibi birçok hastal ktaki iyilefltirici etkileri ve kanserlerden korunma amaçl kullan mlar na iliflkin birçok çal flma devam etmektedir. Bu çal flmalar n en çarp c olanlar afla da k saca belirtilmifltir. Nekrotizan enterokolit (NE): NE kar n a r s, flifllik, kusma, kanl ishal gibi belirtilerle karakterize olup özellikle yeni do an döneminde mide ba rsak kanal n n en önemli hastal klar ndan 210

5 Probiyotikler: Biyolojik Terapi Tablo 2. Probiyotklerin klinik kullan mlar na ait s n fland rma Klinik Durum Amaç Etkinlik Mikroorganizma shal Yetiflkin enfeksiyonu Tedavi A S. boulardii, L. rhamnosus GG Çocuk enfeksiyonu Tedavi A L. rhamnosus GG, L. reuteri Enfeksiyon Korunma B S. boulardii, L. rhamnosus GG Antibiyoti e ba l ishal Korunma A S. boulardii, L. rhamnosus GG, L. casei, L. bulgaricus, S. thermophilus Tekrarlay c CD Tedavi ve koruma B S. boulardii, L. rhamnosus GG Enflamatuar ba rsak hastal Postit Tedavi ve koruma A VSL#3 Ülseratif kolit Remisyon ve iyileflme C E. coli Nissle, VSL#3 Crohn hastal C E. coli Nissle, S. boulardii, L. rhamnosus GG rritabl ba rsak sendromu-spastik kolon B Bifidobacterium infantis C B. animalis, VSL#3, L. plantarum Ba fl kl k cevab A L. rhamnosus GG, L. acidophilus, L. plantarum, B. lactis, L. johnsonii Alerji nek sütüne ba l atopik Tedavi ve korunma A L. rhamnosus GG, B. Lactis ekzama alerjisi Radyasyona ba l enterit C VSL#3, L. acidophilus Vajinal enfeksiyon C L. acidophilus, L. rhamnosus GG, L. reuteri K saltmalar: CD ; Clostridium difficile iliflkili ishal, VSL#3; dört laktobasil (Lactobacillus casei, L. plantarum, L. acidophilus ve L. delbrueckii subsp. bulgaricus), üç bifidobakter (Bifidobacterium longum, B. breve ve B. infantis) ve Streptococcus salivarius subsp. sufllar n içeren sekiz canl liyofilize ba rsak flora bakterisinden oluflan farmakolojik probiyotik preparat birisidir. Vakalar n önemli k sm n erken do anlar oluflturmaktad r ve gebelik süresi azald kça görülme s kl artmaktad r. Normalde laktobasil türleri, do um kanal ndan ve emzirme ile anneden yeni do ana geçer fakat sezaryen do umda ya da erken do anlarda bu süreç tam olarak geliflmedi inden Enterococcus faecalis, streptokoklar, Staphylococcus epidermidis, Clostridium perfringens, Escherichia coli, Salmonella, Shigella, Campylobacter, Pseudomonas gibi patojen mikroorganizmalar ba rsakta kolonize olarak NE geliflmesi için zemin haz rlarlar (32). Ayr ca mamayla beslenen bebekler, ba rsak floralar nda daha az laktobasil ve bifidobakter türleri bulunmas sonucu nekrotizan enterokolit geliflimine daha yatk nd rlar. Bu konu ile ilgili olarak Kolombiya da yap lan çarp c bir çal flmada 2.5x10 8 canl L. acidophilus ve 2.5x10 8 B. infantis verilen 1237 yeni do anda nekrotizan enterokolit geliflimi ve buna ba l mortalitenin %60 oran nda azalm fl oldu u görülmüfltür (33). Irritabl ba rsak hastal (spastik kolon): Ba rsak enfeksiyonlar, ba fl kl k sisteminin afl r uyar lmas, dismotilite, anormal fermentasyon, 211

6 Berna Özbek viseral hipersensitivite, artm fl ba rsak geçirgenli i ve periferal uyar n n anormal ilerlemesi, irritabl ba rsak hastal na yol açan veya bu hastal alevlendiren olas mekanizmalar olarak gösterilmektedir. Bu hastalarda yayg n bir semptom olan ba rsak ak flkanl de ifliminin nedeninin dismotilite oldu u düflünülmektedir. Probiyotik kullan m n n bu hastal ktaki etkisinin araflt r ld çal flmada L. paracasei nin, Trichinella spiralis ile oluflturulmufl kolit modelindeki kas disfonksiyonunu belirgin olarak azaltt saptanm flt r (34). Kajander ve arkadafllar (35) 103 hastada, L. rhamnosus GG, L. rhamnosus LC705, B. breve Bb99, Propionibacterium freudenreichii Shermanii JS kökenlerinin kullan m ile ba rsak operasyon öncesi ve operasyon sonras semptomlarda azalma görmüfllerdir. Sinn ve arkadafllar (36) ise 40 hasta üzerinde yapt klar çal flmalar nda, L. acidophilus SDC 2012 ve 2013 kökenlerinin 109 gün boyunca kullan lmas na ba l olarak kar n a r - s n n önemli ölçüde azald n saptam fllard r. Enflamatuar ba rsak hastal (EBH): EBH, mide-ba rsak kanal n n enflamatuar, belli aral kla kendili inden tekrarlayan kronik bir hastal d r. En s k görülen tipleri ülseratif kolit ve Crohn hastal d r. Ülseratif kolitin sülfasalazin ve glukokortikoidler ile standart tedavi rejimine bifidobakter içeren oral kapsüllerin ilave edilmesi ile relapslar n %20 ye geriledi i, probiyotik verilmeyen grupta ise bu oran n %93.3 oldu- u saptanm flt r. Ayr ca enflamasyonun probiyotik verilen grupta, kontrol grubuna k yasla anlaml flekilde azald da görülmüfltür (37). Yak n zamanda yay mlanan bir baflka klinik çal flma ise, Faecalibacterium prausnitzii kökeninin Crohn hastal enflamatuar semptomlar n iyilefltirici etkisini ortaya koymaktad r (38). shal: Bu konuda yap lan yerli ve yabanc çal flmalar, L. rhamnosus GG, L. reuteri, L. casei, L. acidophulus, E. coli Nissle 1917, Bifidobacteriacea, Enterococcus faecium SF 68 ve S. boulardii gibi probiyotiklerin de iflik etkenlerle ortaya ç kan ishallere karfl koruyucu ve tedavi edici etkilerinin oldu unu ortaya koymaktad r (39-43). Örne in çocuklarda rotavirüs ün neden oldu u akut ishallerde, L. rhamnosus GG ve B. lactis BB-12 sufllar n n korunmada, L. reuteri SD 2222 suflunun ise tedavide yararl etkileri oldu unu gözlenmifltir (40-42). Probiyotiklerin turist diyaresi üzerine etkilerinin araflt r ld bir meta-analiz çal flmas nda ise McFarland ve arkadafllar (27) S. boulardii nin ve L. acidophilus-b. bifidum dan oluflan farmakolojik preparatlar n turist diyaresi geliflimini önlemede oldukça etkili olduklar n ortaya koymufllard r. Delia ve arkadafllar (43) 490 hastay içeren çal flmalar nda, radyasyonun neden oldu u ishallerden korunmada, laktik asit üreten probiyotik bakterilerin kullan m n n özellikle kanser hastalar nda güvenilir, kolay bir yol oldu unu ortaya koymufllard r. Antibiyotiklerin neden oldu u ishaller, özellikle yatan hastalar n % unda elektrolit dengesinde bozulma, dehidratasyon, psödomembranöz kolit ve toksik megakolon hastal gibi semptomlarla seyretmektedir. shale neden olan bafll ca antibiyotikler sefalosporinler, penisilinler ve klindamisin gibi anaerobik etkili olanlard r. S. boulardii nin antibiyotiklere ba l olarak geliflen ishal vakalar nda azalmaya neden oldu- u ülkemizde ve dünyada birçok çal flma ile kan tlanm fl ve antibiyoti e ba l geliflen ishallerin tedavisinde s k kullan lan bir farmasötik preparat haline gelmifltir. Ayr ca S. boulardii nin üretti i 54-kDalton luk bir proteaz enziminin Clostridium difficile nin toksin A ve toksin B moleküllerini parçalayarak bu toksinin f rça kenarl epitel hücrelerindeki reseptörlerine ba lanmas n engelledi i düflünülmektedir (44). 212

7 Probiyotikler: Biyolojik Terapi Helicobacter pylori enfeksiyonu: B tipi gastrit ve peptik ülserin en önemli etkeni olan H. pylori mide kanseri geliflimine zemin haz rlayabilen gram negatif, patojen bir bakteridir. Laktik asit bakterilerinin H. pylori nin mide ortam nda canl kalmas için gerekli üreaz enzimi aktivitesini azaltarak H. pylori nin mide ortam nda geliflmesini engelledi i yap lan in vitro ve hayvan çal flmalar ile ortaya koyulmufltur (45-48). Bu konuda yap lan klinik çal flmalar ise probiyotiklerin H. pylori enfeksiyonunu önledi ini ve nüks riskini azaltt n ortaya koymaktad r (49-51). Kanser: Ba rsak kökenli tümörlerin gelifliminin engellenmesi veya geciktirilmesine iliflkin yap - lan çal flmalar, laktobasillerin ba rsakta mutasyona neden olan yap lara ba lanarak ayr ca prokarsinojenleri karsinojenlere çeviren bakterileri ve virüsleri bask alt nda tutarak etkili olduklar n ortaya koymaktad r. Laktobasillerin kanser oluflumu riskini azaltma yetene inin mide-ba rsak kanal floras n de ifltirerek ve beta-glukuronidaz ve di er karsinojen seviyelerini azaltma yetene inden kaynakland düflünülmektedir (7). L. rhamnosus GG ve bifidobakter türleri ile yap lan çal flmalar n yan s ra L. rhamnosus LC- 705 ve bir Probionibacterium türü ile yap lan in-vitro çal flmalar da karsinojen bir madde olan aflatoksinin ba rsak lümenindeki konsantrasyonunun probiyotiklerin kullan m na ba l olarak azald n ortaya koymaktad r (8,9). Ayr ca bu hastal ktan korunmada, glutation transferaz, kolon NADPH-sitokrom P450 reduktaz ve O 6 metilguninin kolon mukozas ndan uzaklaflt r lmas n n da rol oynad düflünülmektedir (10,11). Japonya da yap lan ve 180 hastay içeren bir vaka-kontrol çal flmas ise laktik asit bakterilerini içeren besinler ile düzenli beslenmenin mesane kanseri gelifliminde azalmaya neden oldu unu ortaya koymaktad r (52). Cerrahi yaralar: Eski tarihlerde fermente süt, iyilefltirici etkisi nedeniyle cilt yaralanmalar nda s kl kla kullan lm flt r. Bu konuda yap lan hayvan deneyleri, L. fermentum RC-14 un cerrahi implantlara patojen bakteri adezyonunu önledi- ini göstererek bilimsel olarak bu konunun ayd nlat lmas n sa lam flt r (53). K rk befl hastay içeren bir baflka çal flmada ise L. plantarum 299 suflunun bir hafta kullan m na ba l olarak pankreas apselerinde önemli azalma oldu u gösterilmifltir (54). Ürogenital sistem ve AIDS: Vajinal floran n de iflmesi ürogenital ve idrar yolu enfeksiyonlar na zemin haz rlayan bafll ca sebeplerden biridir. Probiyotiklerin bu enfeksiyonlardan korunma ve tedavi amac yla kullan m n araflt ran in-vitro ve hayvan deneyi çal flmalar nda, L. rhamnosus GG (ATCC 53103) ve L. rhamnosus GR-1 sufllar n n ürogenital sisteme patojen mikroorganizmalar n kolonizasyonunun engelledikleri ve hastal klardan korunmada önemli etkiye sahip olduklar görülmüfltür (55,56). Bu konuda yap lan di er in-vitro çal flmalar n sonuçlar ise vajinal floray düzenlemede kritik role sahip olan laktobasillerin ürettikleri hidrojen peroksitin çok etkili bölgesel mikrobiyosidal etki olufltururken HIV-1 e karfl da virosidal etki oluflturdu unu ortaya koymaktad r (57,58). Martin ve arkadafllar (59) taraf ndan 657 HIV-1 seronegatif hayat kad n n kapsayan bir baflka çal flma da ise, HIV serokonversiyonu ile vajinal laktobasil varl aras ndaki z tl k ortaya konulmufltur de genetik manüplasyon sonucu çift CD4 ba lanma alan eksprese eden L. jensenii suflunun HIV in enfektivitesini azaltt bildirilmifltir (60). Probiyotiklerin genital enfeksiyonlardaki koruyucu etkisini araflt ran bir hayvan deneyi çal flmas ise B. animalis in mukozal kandidiyasisi azaltt, antikor üretimini ve hücresel ba - fl kl uyard bu nedenle Candida albicans en- 213

8 Berna Özbek feksiyonlar n n proflaksi ve tedavisi için alternatif bir yol olabilece i ortaya koyulmufltur (61). Alerjik hastal klar n önlenmesi ve tedavisi: Probiyotikler alerjik hastal klardan korunma ve tedaviye yönelik yöntemler aras nda gösterilmemekle birlikte ekzama geliflimi üzerine yararl etkileri oldu u bilinmektedir. L. rhamnosus GG ve B. lactis BB-12 sufllar ile yap lan klinik ve in-vitro çal flmalara göre bu mikroorganizmalar erken atopik hastal klar n ve yeni do anda inek sütü alerjisinin azalt lmas konusunda yararl etki yapmaktad r (62,63). Son y llarda yap lan çal flmalar, probiyotiklerin ba rsak geçirgenli ini, sindirim sistemine spesifik IgA cevab n, sindirim sisteminin bariyer görevini, büyüme faktörü-β, IL-10 ve IgE nin üretimini artt ran sitokinlerin salg lanmas n uyararak alerji geliflimini önlemede etkili olduklar n ortaya koymufltur (64,65). Periodontal hastal klar: Probiyotikler oral kavitede bir biyofilm tabakas oluflturarak a z dokular n hastal klardan koruyucu bir örtü ile örterler. Bu biyofilmler patojenlerin dokulara yay lmas na engel olman n yan s ra kariojen (çürük yap c ) bakteriler ve periodontal patojenlerle yar fl rlar (66,67). Böylece probiyotiklerin kullan m na ba l olarak periodontal patojenlerin ve kariojen bakterilerin seviyesinde görülen azalmaya ba l olarak a z sa l nda iyileflmeye neden olabilmektedirler. Ça lar ve arkadafllar (68) taraf ndan ülkemizde yap lan bir çal flma ise probiyotiklerin difl hücrelerinin canl l klar n korumada da etkili olduklar n ortaya koymaktad r. PROB YOT KLER N GÜVEN L RL Bu mikroorganizmalar n insanlarda koruyucu ve tedavi edici olarak kullan mlar genellikle güvenli olarak kabul edilse de özellikle ba fl kl k sistemi bask lanm fl, santral venöz kateteri bulunan ve ciddi hastal olan kiflilerde sistemik enfeksiyonlar nadir de olsa geliflebilece inden çok dikkatli olunmas gerekmektedir. Bifidobacterium un nadiren sistemik enfeksiyona neden oldu u ayr ca L. rhamnosus GG veya L. casei ba l olarak geliflen sepsis vakalar da bildirilmifltir (69,70). Buna ra men probiyotik olarak kullan lan Lactobacillus ve Bifidobacterium türlerinin di er flora bakterileri ile benzer enfeksiyon oluflturma riskine sahip olduklar ve bu riskin ba fl kl k sistemi yetersiz hasta grubu dahil olmak üzere tüm kullan c larda ihmal edilebilir düzeyde oldu u düflünülmektedir (71). En s k oluflturduklar yan etkiler mide gaz ve fliflkinlik olan probiyotiklerin üretimi konusunda FDA/WHO probiyotik ürünler üreten firmalar için üretim yönergeleri "operating standards" gelifltirerek bu ürünlerin en güvenli biçimde insanlara ulaflt r lmas n sa lamay amaçlamaktad r (Tablo 3) (15). Tablo 3. FDA/WHO probiyotik ürünlerin üretimine iliflkin yönergesi. 1 Probiyotikler için üretim yönergeleri haz rlanmal 2 Özel bir durum veya bir hastal kta, standart korunma veya tedavilere göre eflde er veya daha iyi olduklar n n kan tlanmak için Faz 1, Faz 2, Faz 3 klinik çal flmalar yap lmal 3 yi üretim uygulamalar na (GMP) uygun yüksek kalitede üretim yap lmal 4 Bilgilendirici, aç k ve anlafl l r bir flekilde etiketlenmeli 5 Kona a afl maddesi tafl yabilen probiyotik organizmalar n ve/veya antiviral probiyotiklerin gelifltirilmesi için çal flmalar yap lmal 6 Kanser, alerji, cerrahi giriflim ve yaralanmalardan sonra iyileflmenin sa lanmas nda yararlar kan tlanm fl olan soylar geniflletilmeli 214

9 Probiyotikler: Biyolojik Terapi SONUÇ Hastal klar n tedavisi amac yla antibiyotiklerin, ba fl kl k sistemini bask layan ajanlar n ve fl nlar n kullan m konak floras n etkileyerek içeri- inde de iflikliklere neden olabilmektedir. Bu nedenle hastal klardan korunma ve tedavi amac yla ekolojik bir yöntem olan probiyotiklerin kullan m araflt rmac lar için yeni çekici bir araflt rma alan olmufltur. Bu tedavi rejiminde, probiyotiklerin patojen mikroorganizmalar üzerine direkt antagonist etki göstermesi, patojenlerin hücresel adezyonunun önlenmesi, konak metabolizmas n n düzenlenmesine yard m etmesi, ba rsak toksin miktar n n ve toksinlerin reseptörlerine ba lanmas n n azalmas, immün sistemin uyar lmas gibi biyolojik etkilerinden yararlan lmaktad r. Sonuç olarak, yaklafl k bir yüzy ld r birçok iyilefltirici tedavi edici etkileri bilimsel olarak ortaya koyulan probiyotikler gelecekte de pek çok hastal n ekolojik olarak tedavisi için umut vaat etmektedirler. Bu nedenle ülkemizde ve dünyada probiyotik etkili yeni mikroorganizmalar n keflfi, probiyotiklerin etki mekanizmalar n n ayd nlat lmas, kullan m flekilleri ve terapötik dozlar gibi birçok konularda yeni çal flmalara ihtiyaç duyulmaktad r. letiflim / Correspondence Berna Özbek stanbul Üniversitesi, Eczac l k Fakültesi, Farmasötik Mikrobiyoloji AD Beyaz t, stanbul. Tel: / bernaozbek@hotmail.com Kaynaklar 1. Food and Agriculture Organization (FAO). Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria: report of a joint FAO/WHO expert consultation on evaluation of health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Geneva: Food and Agriculture Organization, [ 2. Saarela M, Mogensen G, Fondén R, Mättö J, Mattila- Sandholm T. Probiotic bacteria: safety, functional and technological properties. Journal of Biotechnology 2000; 84: Salminen S, Wright A, Morelli L, et al. Demonstration of safety of probiotics-a review. International Journal of Food Microbiology 1998; 44: Servin AL, Coconnier MH. Adhesion of probiotic strains to the intestinal mucosa and interaction with pathogens. Best Prac Res Clin Gastroenterol 2003; 17: Coconnier MH, Klaenhammer TR, Kerneis S, Bernet MF, Servin AL. Protein-mediated adhesion of Lactobacillus acidophilus BG2FO4 on human enterocyte and mucus- secreting cell lines in culture. Appl Environ Microbiol 1992; 58: Kankainen M, Paulin L, Tynkkynen S, et al. Comparative genomic analysis of Lactobacillus rhamnosus GG reveals pili containing a human mucus binding protein. Proc Natl Acad Sci USA 2009; 106: Hosoda M, Hashimoto H, He F, Morita H, Hosono A. Effect of administration of milk fermented with Lactobacillus acidophilus LA-2 on fecal mutagenicity and microflora in the human intestine. J Dairy Sci 1996; 79: Nezami H, Mykkanen H, Kankaanpaa P, Salminen S, Ahokas J. Ability of Lactobacillus and Propionibacterium strains to remove aflatoxin B, from the chicken duodenum. J Food Prot 2000; 63: Oatley JT, Rarick MD, Ji GE, Linz JE. Binding of aflatoxin B1 to bifidobacteria in vitro. J Food Prot 2000; 63: Arimochi H, Kinouchi T, Kataoka K, Kuwahara T, Ohnishi Y. Effect of intestinal bacteria on formation of azoxymethane-induced aberrant crypt foci in the rat colon. Biochem Biophys Res Commun 1997; 238: Challa A, Rao DR, Chawan CB,Shackelford L. Bifidobacterium longum and lactulose suppress azoxymethane induced colonic aberrant crypt foci in rats. Carcinogenesis 1997; 18:

10 Berna Özbek 12. Vandenbergh PA. Lactic acid bacteria, their metabolic products and interference with microbial growth. FEMS Microbiol Rev 1993; 12: Resta SC. Effects of probiotics and commensals on intestinal epithelial physiology: implications for nutrient handling. J Physiol 2009; 1: Lewus CB, Kaiser A, Montville TJ. Inhibition of foodborne bacterial pathogens by bacteriocins from lactic acid bacteria isolated from meat. Appl Environ Microbiol 1991; 57: D'Aimmo MR, Modesto M, Biavati B. Antibiotic resistance of lactic acid bacteria and Bifidobacterium spp. isolated from dairy and pharmaceutical products. Int J Food Microbiol 2007; 115: Reid G. The importance of guidelines in the development and application of probiotics. Curr Pharm Des 2005; 11: Goldman CG, Barrado DA, Balcarce N, et al. Effect of a probiotic food as an adjuvant to triple therapy for eradication of Helicobacter pylori infection in children. Nutrition 2006; 22: Logan AC, Katzman M. Major depressive disorder: probiotics may be an adjuvant therapy. Med Hypotheses 2005; 64: Madsen K, Cornish A, Soper P, et al. Probiotic bacteria enhance murine and human intestinal epithelial barrier function. Gastroenterology 2001; 121: McGhee JR, Lamm ME, Strober W. Mucosal immune responses: an overview. In: Ogra PL, Mestecky J, Lamm ME, eds. Mucosal Immunology. 2nd ed. New York: Academic Press, 1999: Rook GA, Brunet LR. Microbes, immunoregulation, and the gut. Gut 2005; 54: Matsuzaki T, Chin J. Modulating immune responses with probiotic bacteria. Immunol Cell Biol 2000; 78: Gill HS, Rutherfurd KJ, Prasad J, Gopal PK. Enhancement of natural and acquired immunity by Lactobacillus rhamnosus (HN001), Lactobacillus acidophilus (HN017) and Bifidobacterium lactis (HN019). Br J Nutr 2000; 83: Galdeano CM, Moreno-LeBlanc A, Vinderola G, Bonet ME, Perdigón G. Proposed Model: mechanisms of immunomodulation induced by probiotic bacteria. Clinical and Vaccine Immunology 2007; 14: Leong-Morgenthaler P, Zwahlen MC, Hottinger H. Lactose metabolism in Lactobacillus bulgaricus: analysis of the primary structure and expression of the genes involved. J Bacteriol 1991; 173: Goossens D, Jonkers D, Stobberingh E, Bogaard A, Russel M, Stockbrügger R. Probiotics in gastroenterology: indications and future perspectives. Scand J Gastroenterol 2003; 38 (Suppl):S McFarland LV. Meta-analysis of probiotics for the prevention of traveler's diarrhea. Travel Med Infect Dis 2007; 5: Bertolami MC, FaludiI AA, Batlouni M. Evolution of the effects of a new fermented milk product (Gaio) on primary hypercholesterolemia. Eur J Clin Nutr 1999; 53: Gilliland SE, Nelson CR, Maxwell C. Assimilation of cholesterol by Lactobacillus acidophilus. Appl Environ Microbiol 1985; 49: Pereira D, Gibson GR. Cholesterol assimilation by lactic acid bacteria and bifidobacteria. Appl Environ Microbiol 2002; 68: Flosh MH, Walker WA, Guandalini S, et al. Recommendations for probiotic use. J Clin Gastroenterol 2008; 42:(Suppl 2): S Lucas A, Cole TJ. Breast milk and neonatal necrotising enterocolitis. Lancet 1990; 336: Hoyos AB. Reduced incidence of necrotizing enterocolitis associated with enteral administration of Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium infantis to neonates in an intensive care unit. Int J Infect Dis 1999; 3: Verdu EF, Bercik P, Bergonzelli GE, et al. Lactobacillus paracasei normalizes muscle hypercontractility in a murine model of postinfective gut dysfunction. Gastroenterology 2004; 127: Kajander K, Hatakka K, Poussa T, Färkkilä M, Korpela R. A probiotic mixture alleviates symptoms in irritable bowel syndrome patients: a controlled 6-month intervention. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22: Sinn DH, Song JH, Kim HJ, et al. Therapeutic effect of Lactobacillus acidophilus-sdc 2012, 2013 in patients with irritable bowel syndrome. Dig Dis Sci 2008; 53: Cui HH, Chaen CL, Wang JD, et al: Effects of probiotic on intestinal mucosa of patients with ulcerative colitis. World J Gastroenterol 2004; 10: Sokol H, Pigneur B, Watterlot L, et al. Faecalibacterium prausnitzii is an anti-inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105: Ervede Ö, T rafl Ü, Çamurdan MO, Tanyer G, Dallar Y. Çocuk yafl grubunda antibiyoti e ba l ishallerde Saccharomyces boulardii'nin profilaktik etkisi. Türkiye Klinikleri J Pediatr 2002; 11: Pant AR, Graham SM, Allen SJ, et al. Lactobacillus GG and acute diarrhea in young children in the tropics. J Trop Pediatr 1996; 42:

11 Probiyotikler: Biyolojik Terapi 41. Shornikova AV, Isolauri E, Burnakova L, Lukovnikova S, Vesikari T. A trial in the Karelian Republic of oral rehydration and Lactobacillus GG for treatment of acute diarrhea. Acta Paediatr 1997; 86: Szajewska H, Kotowska M, Murkowicz JZ Armanska M, Mikolajczyk W. Efficacy of Lactobacillus GG in prevention of nosocomial diarrhea in infants. J Pediatr 2001; 138: Delia P, Sansotta G, Donato V, et al. Use of probiotics for prevention of radiation induced diarrhea. World J Gastroenterol 2007; 13: Castagliuolo I, Riegler MF, Valenick L, LaMont JT, Pothoulakis C. Saccharomyces boulardii protease inhibits the effects of Clostridium difficile toxins A and B in human colonic mucosa. Infect Immun 1999; 67: Aiba Y, Suzuki N, Kabir AM, Takagi A, Koga Y. Lactic acid-mediated suppression of Helicobacter pylori by the oral administration of Lactobacillus salivarius as a probiotic in a gnotobiotic murine model. Am J Gastroenterol 1998; 93: Coconnier MH, Lievin V, Hemery E, Servin AL. Antagonistic activity against helicobacter infection in vitro and in vivo by the human Lactobacillus acidophilus strain LB. Appl Environ Microbiol 1998; 64: Kabir AM, Aiba Y, Takagi A, Kamiya S, Miwa T, Koga Y. Prevention of Helicobacter pylori infection by lactobacilli in a gnotobiotic murine model. Gut 1997; 41: Midolo PD, Lambert JR, Hull R, Luo F, Grayson ML. In vitro inhibition of Helicobacter pylori NCTC by organic acids and lactic acid bacteria. J Appl Bacteriol 1995; 79: Canducci F, Armuzzi A, Cremonini F, et al. A lyophilized and inactivated culture of Lactobacillus acidophilus increases Helicobacter pylori eradication rates. Aliment Pharmacol Ther 2000; 14: Felley CP, Corthesy-Theulaz I, Rivero JL, et al. Favourable effect of an acidified milk (LC-1) on Helicobacter pylori gastritis in man. Eur J Gastroenterol Hepatol 2001; 13: Michetti P, Dorta G, Wiesel PH, et al. Effect of whey based culture supernatant of Lactobacillus acidophilus (johnsonii) La1 on Helicobacter pylori infection in humans. Digestion 1999; 60: Ohashi Y, Nakai S, Tsukamoto T, et al. Habitual intake of lactic acid bacteria and risk reduction of bladder cancer. Urol Int 2002; 68: Gan BS, Kim J, Reid G, Cadieux P, Howard JC. Lactobacillus fermentum RC-14 inhibits Staphylococcus aureus infection of surgical implants in rat. J Infect Dis 2002; 185: Olah A, Belagyi T, Issekutz A, Gamal ME, Bengmark S. Randomized clinical trial of specific Lactobacillus and fiber supplement to early enteral nutrition in patients with acute pancreatitis. Br J Surg 2002; 89: Cadieux PA, Burton J, Devillard E, Reid G. Lactobacillus by-products inhibit the growth and virulence of uropathogenic Escherichia coli. J Physiol Pharmacol 2009; 60 (Suppl 6): S Pascual L, Ruiz F, Giordano W, Barberis IL. Vaginal colonization and activity of the probiotic bacterium Lactobacillus fermentum L23 in a murine model of vaginal tract infection. J Med Microbiol 2010; 59(Suppl 3): S Hillier SL. The vaginal microbial ecosystem and resistance to HIV. AIDS Res Hum Retroviruses 1998; 14 (Suppl 1): S Klebanoff SJ, Coombs RW. Viricidal effect of Lactobacillus acidophilus on human immunodeficiency virus type 1: possible role in heterosexual transmission. J Exp Med 1991; 174: Martin HL, Richardson BA, Nyange PM, et al. Vaginal lactobacilli, microbial flora, and risk of human immunodeficiency virus type 1 and sexually transmitted disease acquisition. J Infect Dis 1999; 180: Chang TL, Chang CH, Simpson DA, et al. Inhibition of HIV infectivity by a natural human isolate of Lactobacillus jensenii engineered to express functional two domain CD4. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 30:100: Wagner RD, Pierson C, Warner T, et al. Biotherapeutic effects of probiotics bacteria on candidiasis in immunodeficient mice. Infect Immun 1997; 65: Isolauri E, Arvola T, Sutas Y, Moilanen E, Salminen S. Probiotics in the management of atopic eczema. Clin Exp Allergy 2000; 30: Majamaa H, Isolauri E. Evaluation of the gut mucosal barrier: evidence for increased antigen transfer in children with atopic eczema. J Allergy Clin Immunol 1996; 97: Kalliomäki M, Antoine JM, Herz U, Rijkers GT, Wells JM, Mercenier A. Guidance for substantiating the evidence for beneficial effects of probiotics: prevention and management of allergic diseases by probiotics. J Nutr 2010; 140: Kalliomaki M, Salminen S, Arvilommi H, Kero P, Koskinen P, Isolauri E. Probiotics in primary prevention of atopic disease: a randomised placebo-controlled trial. Lancet 2001; 357: Çaglar E, Kargul B, Tanboga I. Bacteriotherapy and probiotics role on oral health. Oral Diseases 2005; 11:

12 Berna Özbek 67. Comelli EM, Guggenheim B, Stingele F, Neeser JR. Selection of dairy bacterial strains as probiotics for o- ral health. Eur J Oral Sci 2002; 110: Çaglar E, Sandalli N, Kuscu OO, Durhan MA, Pisiriciler R, Caliskan EA, Kargul B. Viability of fibroblasts in a novel probiotic storage media. Dent Traumatol 2010; 26: Ohishi A, Takahashi S, Ito Y, et al. Bifidobacterium septicemia associated with postoperative probiotic therapy in a neonate with omphalocele. J Pediatr 2010; 156: Land MH, Rouster-Stevens K, Woods CR, Cannon ML, Cnota J, Shetty AK. Lactobacillus sepsis associated with probiotic therapy. Pediatrics 2005; 115: Madsen K. Probiotics in critically ill patients. J Clin Gastroenterol 2008; 42 (Suppl 3): S