Probiotyczni krewni bakterii patogennych

Bacillus cereus var. Toyoi

Bakterie z gatunku B. cereus są głównie znane jako patogenne dla człowieka. Są przyczyną dwóch typów zatrucia pokarmowego, gdyż są zdolne do wytwarzania trzech enterotoksyn biegunkowych i jednej toksyny wymiotnej. Okazuje się jednak, że nie wszystkie szczepy z tego gatunku są patogenne dla człowieka lub zwierząt, mimo że mogą nieść w sobie geny którejś z toksyn. Przykładem są bakterie szczepu Bacillus cereus var. toyoi, najczęściej stosowane jako probiotyki, lecz nie w zastosowaniu dla ludzi, ale w paszach dla zwierząt. B. cereus var. toyoi są naturalnymi bywalcami gleby, nie składają się natomiast na komensalną mikroflorę jelit organizmów zwierząt czy człowieka. Szczep B. cereus var. toyoi NCIMB 40112 (czasami klasyfikowany jako Bacillus toyonensis NCIMB 14858) do niedawna był stosowany w paszach dla wielu zwierząt hodowlanych. W 2012 roku EFSA stwierdziła, że szczep Bacillus cereus var. toyoi NCIMB 40112 (inaczej CNCM I-1012) posiada determinanty oporności na dwa antybiotyki stosowane w leczeniu zwierząt lub ludzi, z czego co najmniej jeden jest nabyty przez bakterie. Ponadto, B. cereus var. toyoi NCIMB 40112 ma potencjalną zdolność do wytwarzania toksyn funkcjonalnych, ze względu na posiadanie genów o tej samej organizacji, co patogenne szczepy Bacillus cereus. Na tej podstawie EFSA wycofała zezwolenia na paszowe stosowanie preparatów zawierających przetrwalniki B. cereus var. toyoi uważając, że nie można wykluczyć ryzyka przekazywania antybiotykooporności do kolejnych drobnoustrojów oraz narażenia konsumentów na kontakt z toksynami bakteryjnymi.

Escherichia coli Nissle 1917

Nie tylko bakterie przetrwalnikujące mogę mieć potencjał probiotyczny. Bakterie Escherichia coli, zwane potocznie pałeczkami okrężnicy, zwykle kojarzą się z infekcjami układów pokarmowego i moczowego. Ale to nie oznacza, że wszystkie E. coli są patogenne dla człowieka. Wręcz przeciwnie, E. coli są naturalnym składnikiem flory bakteryjnej jelita grubego człowieka i zwierząt stałocieplnych. W jelitach te bakterie spełniają bardzo pożyteczną funkcję: uczestniczą w trawieniu pokarmu, przyczyniają się do biosyntezy witamin z grupy B oraz K. Dlatego, odkrycie probiotycznych szczepów z gatunku E. coli nie powinno dziwić. Szczep E. coli Nissle 1917 jest szczepem niepatogennym, niezaliczanym do bakterii kwasu mlekowego. Został wykryty i wyizolowany już w 1917 roku przez niemieckiego mikrobiologa i lekarza Alfreda Nissle (1874-1965). Profesor Nissle zaobserwował, że te bakterie, wyizolowane z kału zdrowego młodego żołnierza walczącego na froncie bałkańskim podczas I Wojny Światowej, stanowiły skuteczną ochronę przed dolegliwościami ze strony układu pokarmowego. Dalsze badania dowiodły, że E. coli Nissle 1917 stanowi ochronę przed wieloma bakteriami chorobotwórczymi, takimi jak: Salmonella enterica serotyp Typhimurium, Yersinia enterocolitica, Shigella flexneri, Legionella pneumophila czy Listeria monocytogenes. Szczep jest zdeponowany w niemieckiej kolekcji mikroorganizmów, Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen, DSMZ, pod numerem DSM 6601. Żywe komórki bakterii szczepu E. coli Nissle 1917 są oferowane jako suplementy diety w Niemczech i kilku innych krajach europejskich. Bakterie te mogą być wykorzystywane w leczeniu schorzeń przewodu pokarmowego, m.in. w terapii we wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego, mogą wspomagać leczenie osób z zespołem jelita drażliwego lub biegunek. Stymulują wydzielanie śluzu przez komórki nabłonka jelitowego, dzięki czemu światło jelita uszczelnia się, zaś patogeny są efektywniej z niego usuwane. Jak na razie brak danych o wykorzystaniu tych bakterii w branży mleczarskiej do produkcji żywności funkcjonalnej.

Działania niepożądane

Nasuwa się oczywiście pytanie, czy coraz powszechniejsze stosowanie probiotyków jest bezpieczne dla człowieka. Uważa się, że nawet probiotyczne szczepy bakterii fermentacji mlekowej, stosowane od wieków przez ludzi w żywności i mające status GRAS, mogą jako organizmy oportunistyczne wywoływać infekcje u osób z osłabioną barierą jelita-krew. Probiotyki mogą być odpowiedzialne za różne niepożądane działania takie jak zakażenia ogólnoustrojowe (bakteriemie), szkodliwą aktywność metaboliczną, nadmierną stymulację układu immunologicznego u osób predysponowanych oraz transfer genów antybiotykoodporności lub toksynotwórczości. Już od dziesięcioleci środowisko naukowe dokonuje analiz danych epidemiologicznych próbując doszukać się korelacji między wysokim spożyciem probiotycznych pałeczek mlekowych a liczbą stwierdzanych bakteriemii. Jak na razie efekty takich poszukiwań są mizerne. Istnieją jednak udokumentowane pojedyncze przypadki powiązań między ogólnoustrojowym zakażeniem ludzkiego organizmu a przyjmowaniem probiotyków. Dwa z tych przypadków dotyczą infekcji przez Lb. rhamnosus, prawdopodobnie po spożyciu probiotyku. Odnotowano również 13 przypadków fungemii spowodowanych przez Saccharomyces. Trzy doniesienia dotyczyły zakażenia wywołanego przez Bacillus związane z konsumpcją probiotyków, zaś 7 przypadków było spowodowanych przez B. subtilis. Niektóre dane literaturowe podają, że szczep E. coli Nissle 1917 może promować posocznicę i komplikacje u pacjentów z ostrym zapaleniem trzustki. Warto jednak zauważyć, że we wszystkich tych przypadkach pacjenci mają zdiagnozowane choroby podstawowe, które sprzyjały osłabieniu organizmu i infekcji przez mikroorganizmy.