The role of probiotics in Helicobacter pylori infection

Helicobacter pylori (H. pylori) infection is a major cause of chronic gastritis and peptic ulcer disease, and it is also designated as a class-I carcinogen for stomach cancer. The role of probiotics in the treatment of gastrointestinal infections is increasingly documented as an alternative or complement to antibiotics, with the potential to decrease the use of antibiotics or reduce their adverse effects. These studies were conducted to investigate the role of probiotics in the treatment of H. pylori infection. Various aspects included: an investigation of the effects of a probiotic combination consisting of Lactobacillus rhamnosus GG, L. rhamnosus LC705, Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS and Bifidobacterium breve Bb99 or B. lactis Bb12 as a supplementation to H. pylori eradication therapy, with special reference to tolerability, effectiveness, and microbiota alterations following the treatment; discovering the role of probiotics in vivo with H. pylori infected and uninfected patients, as well as with an in vitro model of H. pylori infection. The probiotic combination therapy was able to reduce significantly the total symptom score, which takes into account both the frequency and the severity of the adverse effects, during the eradication treatment. The supplementation did not improve the success of the eradication treatment significantly, though some difference was seen in the eradication percentages (91% vs. 79%). The quantities of predominant bacterial groups were altered significantly following the triple treatment. Probiotics slightly counteracted the effects of anti-H. pylori treatment, monitored as significantly less alterations in the total numbers of aerobes and lactobacilli/enterococci group bacteria. After probiotic intervention, L. rhamnosus GG adhered to a minority of the patients upper gastrointestinal mucosa, but all of the probiotics survived well through the gastrointestinal tract transit with and without antimicrobial treatment. Probiotic intervention decreased gastrin-17 levels in H. pylori infected patients and appeared to decrease the 13C-urea breath test values. In in vitro Caco-2 cell line experiments, probiotics inhibited H. pylori adhesion to intestinal epithelial cells. Both L. rhamnosus strains, P. freudenreichii ssp. shermanii JS and the combination inhibited the H. pylori-induced acute cell leakage. Simultaneously, both L.rhamnosus strains and the combination transiently improved the epithelial barrier function. The pro-inflammatory effects prevailed when the probiotics were used in combination. According to this series of studies, probiotic combination could have some potential in reducing adverse effects induced by H. pylori eradication treatment and beneficial effects on H. pylori infected subjects.

Väitöskirjatyössä selvitettiin, voidaanko neljän probioottibakteerin yhdistelmällä vähentää mahalaukun ja pohjukaissuolen sairauksia aiheuttavan Helicobacter pylori bakteerin häätöhoidosta aiheutuvia haittoja ja parantaa hoidon onnistumista sekä vaikuttaa helikobakteerin aiheuttamaan tulehdukseen. Helikobakteeri-infektio on maailmanlaajuisesti yleinen infektiotauti, joka aiheuttaa suuren osan maha- ja pohjukaissuolihaavoista sekä hoitamattomana lisää riskiä sairastua mahalaukun syöpään. Aiemman käsityksen mukaan mahakatarri, mahahaava ja pohjukaissuolihaava johtuvat stressistä ja elämäntavoista. Helikobakteeri aiheuttaa yleensä jonkinasteisen tulehduksen, vaikka potilas ei huomaisikaan erityisiä oireita. Oireisiin vaikuttavat helikobakteerin aiheuttaman tulehduksen vaikeusaste ja sijainti mahalaukussa. Helikobakteerin löytäminen on muuttanut merkittävästi kliinisiä hoitokäytäntöjä ruoansulatuskanavan sairauksissa. Helikobakteeri voidaan osoittaa esimerkiksi mahalaukun tähystyksen yhteydessä otettavista näytepaloista tai ulostenäytteestä. Helikobakteeri-infektio hoidetaan yleensä kahden antibiootin ja hapon erityksen estolääkityksen yhdistelmällä. Probioottiset bakteerit ovat mikrobeja, jotka suun kautta otettuna voivat edistää hyvinvointia. Probiooteilla on havaittu suotuisia vaikutuksia useissa eri suoliston häiriö- ja tulehdustiloissa. Neljän probioottibakteerin yhdistelmän, joka koostui kahdesta maitohappobakteerista, yhdestä propionihappobakteerista sekä yhdestä bifidobakteerista, osoitettiin väitöskirjatyössä vähentävän häätöhoidon haittavaikutuksia. Haittavaikutuksia seurattiin häätöhoidon aikana sekä kolme viikkoa hoidon jälkeen potilaiden täyttämien oirepäiväkirjojen avulla. Suoliston mikrobistossa havaittiin antibioottisen häätöhoidon johdosta merkittäviä muutoksia, joihin probioottiyhdistelmä vaikutti vähentämällä aerobiryhmän bakteerien sekä enterokokki ja maitohappobakteeri ryhmän bakteerien muutoksia. Probioottiyhdistelmä ei vaikuttanut ripulin tai ummetuksen esiintyvyyteen. Probioottiyhdistelmä vähensi helikobakteeri-infektoituneiden potilaiden mahalaukun limakalvon tilaa ja toimintakykyä osoittavan gastriini-17 proteiinin eritystä verenkiertoon. Helikobakteerin määrä vähentyi hengitystestillä mitattuna. Tutkittavat probiootit, L. rhamnosus GG bakteeria lukuunottamatta, eivät pesiytyneet ruoansulatuskanavan yläosiin. Myös kokeellisessa solumallissa probioottien vaikutukset eivät olleet riippuvaisia bakteerien kiinnittymisestä, ja saattaa olla että yhdistelmän vaikutus perustuu pääosin elimistön immuunijärjestelmän muokkaukseen. Yhteenvetona väitöskirjatyön tulokset osoittavat, että neljän probioottibakteerin yhdistelmä vähentää mahalaukun sairauksia aiheuttavan Helicobacter pylorin tavanomaisesta hoidosta aiheutuvia haittoja ja mahdollisesti vaikuttaa edullisesti helikobakteeri-infektiossa. Probioottiyhdistelmä ei yksinään poista helikobakteeria ja vaikutukset oletettavasti välittyvät ilman probioottien tarttumista mahalaukun limakalvoon.