Immunomodulatory property of probiotic lactobacilli against Non-Typhoidal Salmonella enterica and Uropathogenic Escherichia Coli infections: in vitro study

คุณสมบัติในการปรับแต่งภูมิคุ้มกันของโพรไบโอติกส์แล็กโตบาซิลลัสในการต่อต้านการติดเชื้อ non-typhoidal Salmonella enterica และ Uropathogenic Escherichia coli: การศึกษาในหลอดทดลอง

Name: Li, Songbo

LCSH: Non-Typhoidal Salmonella

LCSH: Salmonella infections

LCSH: Lactobacillus

LCSH: Uropathogenic Escherichia Coli

LCSH: Probiotics

Abstract: The contributions of lactic acid bacteria (LAB) against several human pathogens have been extensively investigated. LAB is considered one of the potential alternatives to antibiotics for preventive and therapeutic approaches for human bacterial infectious diseases. However, the strain-specific effect of the LAB plays a critical role in its outcome. Therefore, investigating new isolated strains of LAB is essential before any further application. In this study, the direct and indirect mechanisms of two new isolated LABs against non-typhoidal Salmonella (NTS) and uropathogenic Escherichia coli (UPEC) were investigated using a cell-culture model. The antibacterial and immunomodulatory activities of two Gram-positive rod-shaped probiotic LABs, Lactiplantibaillus plantarum KUNN19-2 (KUNN19-2) and Limosilactobacillus reuteri KUB AC-5 (AC5), isolated from Thai-style fermented pork (Nham) and chicken intestine, respectively against NTS and UPEC have never been investigated. Our study revealed that probiotic (viable) and paraprobiotic (heat-killed) forms of KUNN19-2 attached to human colonic epithelium (T84 cells) and inhibited the growth of several serovars of MDR clinical isolated strains of NTS. Pretreatment with probiotic and paraprobiotic form of KUNN19-2 enhanced murine macrophage (RAW264.7 cells) killing activity and pro-inflammatory (Mip-2, Nos2) and anti-inflammatory (Il10) gene expressions in vitro. We found that heat-inactivation conditions (121 °C for 15 min under 15 psi) could kill KUNN19-2 but preserve its morphology. Heat-inactivated form of KUNN19-2 did not pose a direct anti-Salmonella effect. However, it showed an indirect anti-Salmonella effect by enhancing macrophage killing activity and pro-inflammatory cytokine expressions closed to its viable form. Paraprobiotic KUNN19-2 might be developed as an alternative treatment against MDR Salmonella by host immunomodulatory effect. Another study reported that viable KUB AC-5 can adhere to human urothelium (UM-UC-3 cells) and inhibited the growth of several strains of UPEC. Pretreatment with AC-5 enhanced macrophage (RAW264.7 cells) killing activity and proinflammatory (Nos2, Il6, and Tnfa) and anti-inflammatory (Il10) gene expression. expressions. These data indicate the potential role of the immunomodulatory activity of KUNN19-2 and AC-5 against NTS and UPEC infections in humans.

Abstract: บทบาทของเชื้อแบคทีเรียโพรไบโอติกส์ที่สร้างกรดแล็คติกในการยับยั้งการเจริญของเชื้อก่อโรคมีการศึกษาวิจัยมาแล้วอย่างกว้างขวางและเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่สำคัญของการเป็นวิธีการป้องกันหรือรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียหลายโรคในมนุษย์อย่างไรก็ตามผลวิจัยที่ได้มีปัจจัยที่เป็นตัวแปรที่สำคัญคือความจำเพาะเจาะจงของสายพันธุ์ของเชื้อโพรไบโอติกส์ที่สร้างกรดแล็คติก ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องดำเนินการทดสอบความสามารถของเชื้อโพรไบโอติกส์สายพันธุ์ที่คัดแยกได้ใหม่ ก่อนที่จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในลำดับต่อไปได้ ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิจัยคุณสมบัติของเชื้อแบคทีเรียโพรไบโอติกส์ที่สร้างกรดแล็คติกในการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียที่ก่อโรคที่สำคัญในมนุษย์ ทั้งกลไกการออกฤทธิ์แบบโดยตรงและอ้อม ผ่านทางการปรับแต่งภูมิคุ้มกันของโฮสต์โดยได้ทำการศึกษาเชื้อแบคทีเรียโพรไบโอติกส์ที่สร้างกรดแล็คติกจำนวนทั้งสิ้น 2 สายพันธุ์ ได้แก่ เชื้อแบคทีเรียแกรมบวกรูปแท่งสั้น Lactiplantibaillus plantarum KUNN19-2 และ Limosilactobacillus reuteri KUB AC-5 ซึ่งคัดแยกได้มาจากแหนมและไส้ไก่ตามลำดับโดยเชื้อทั้งสองตัวยังไม่เคยมีการศึกษาวิจัยในคุณสมบัติการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียก่อโรค non-typhoidal Salmonella serovars (NTS) และ uropathogenic Escherichia coli (UPEC) เชื้อสาเหตุหลักของทางเดินอาหารอักเสบและการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะมาก่อนหน้านี้ งานวิจัยนี้ทำการศึกษาโดยใช้เซลล์เพาะเลี้ยงที่เกิดการติดเชื้อจากเชื้อก่อโรค NTS และ UPEC หลายสายพันธุ์ รวมทั้งสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาต้านจุลชีพหลายชนิด (multidrug resistance, MDR) ที่คัดแยกได้จากผู้ป่วยโรคทางเดินอาหารอักเสบ และทางเดินปัสสาวะอักเสบจริง ผลการศึกษาวิจัยพบว่าโพรไบโอติกส์ KUNN19-2 ทั้งในรูปแบบที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต สามารถเกาะติดเซลล์ลำไส้ใหญ่และกระตุ้นภูมิคุ้มกันในทางเดินอาหารและเซลล์มาโครฟาจให้ทำลายเชื้อ Salmonella ได้มากขึ้น และพบว่ากระบวนการในการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 121 องศาเซลลเซียส เป็นเวลานาน 15 นาที ภายใต้แรงกดดันขนาด 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว สามารถฆ่าเชื้อโพรไบโอติกส์ KUNN19-2 ได้ แต่ยังสามารถสามารรักษารูปร่างและสัณฐายของเซลล์แบคทีเรียไว้ได้ ไม่แตกต่างกับแบบที่มีชีวิต อย่างไรก็ตามพบว่า KUNN19-2 แบบที่ไม่มีชีวิตนี้ไม่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อ Salmonella ได้โดยตรง แต่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อ Salmonella โดยอ้อมได้ โดยการกระตุ้นให้เซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดมาโครฟาจมีความสามารถในการทำลายเชื้อและแสดงออกของยีนสื่ออักเสบมากขึ้นในหลอดทดลอง ดังนั้น KUNN19-2 ในรูปแบบที่ไม่มีชีวิต (พาราโพรไบโอติกส์) มีศักยภาพและเป็นตัวเลือกที่ดีในการพัฒนาต่อไปเป็นทางรักษาทางเลือกต่อเชื้อ Salmonella ดื้อต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิดผ่านทางกลไกกระตุ้นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ในขณะที่โพรไบโอติกส์ KUB AC-5 ในรูปแบบที่มีชีวิตสามารถเกาะติดเซลล์เยื่อบุกระเพาะปัสสาวะมนุษย์และกระตุ้นภูมิคุ้มกันในทางเดินปัสสาวะและเซลล์มาโครฟาจให้ทำลายเชื้อ UPEC ได้มากขึ้น โดยรวมผลงานวิจัยนี้บ่งชี้ว่าโพรไบโอติกส์ KUNN19-2 และ AC-5 มีคุณสมบัติในการต่อต้านการติดเชื้อ NTS และ UPEC ผ่านทางการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของร่างกายตามลำดับ

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Parameth Thiennimitr

Role: Advisor

Name: Hathairat Thananchai

Role: Advisor

Name: Kwanjit Duangsonk

Role: Advisor

Created: 2025

Modified: 2569-02-22

Issued: 2025-09-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Microbiology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	640751018.pdf	1.31 MB

ใช้เวลา

0.042565 วินาที