Immunological Effects of Probiotic Bacteria in Prevention and Treatment of Allergic Diseases in Children

Epidemiological and experimental studies suggest that changes in gut microbial balance are associated with increases in the prevalence of allergic diseases. Probiotics are proposed to provide beneficial immunoregulatory signals which aid in oral tolerance achievement and alleviation of symptoms of allergic diseases. The present study evaluates both the immunological mechanisms of probiotics in infants with allergic diseases and their preventive aspect among infants prone to allergy. Furthermore, the purpose of the study was to characterise the immunological features of cord blood mononuclear cells (CBMCs) in infants at high genetic risk for allergy. GATA-3 expression (p = 0.03), interleukin (IL) -2(p = 0.026), and IL-5 (p = 0.013) secretion of stimulated CBMCs were higher in IgE-sensitized infants at age 2 than in non-allergic, non-sensitized infants. Lactobacillus GG (LGG) treatment increased secretion of IFN-γ by PBMCs in vitro in infants with cow s milk allergy (CMA) (p = 0.006) and in infants with IgE-associated eczema (p = 0.017), when compared to levels in the placebo group. A probiotic mixture, increased secretion of IL-4 by PBMCs in vitro in infants with CMA (p = 0.028), when compared with placebo-group levels. The LGG treatment induced higher plasma C-reactive protein (CRP) (p = 0.021) and IL-6 (p = 0.036) levels in infants with IgE-associated eczema than in the placebo group. The probiotic mixture induced higher plasma IL-10 levels in infants with eczema (p = 0.016). In the prevention study of allergic dis-eases, the infants receiving the probiotic mixture had higher plasma levels of CRP (p = 0.008), total IgA (p = 0.016), total IgE (p = 0.047), and IL-10 (p = 0.002) than did infants in the placebo group. Increased CRP level at age 6 months was associated with a decreased risk for eczema at age 2 not only in the infants who received probiotics but also in the placebo group (p = 0.034). In conclusion, the priming of the GATA-3 and IL-5 pathway can occur in utero, and a primary feature of T-cells predisposing to IgE-sensitization seems to directly favour Th2 deviation. LGG treatment induced increased plasma levels of CRP and IL-6 in infants with IgE-associated eczema, suggesting an activation of innate immu-nity. The probiotic mixture, when given to allergy-prone infants, induced inflammation, detected as increased plasma CRP levels, which at age 6 months was associated with decreased risk for eczema at age 2.The probiotic-induced response in allergy prone infants was characterized by their higher plasma IL-10, total IgE, and CRP levels, without induction of an allergen-specific IgE response. In this respect, the probiotics in infancy appear to induce protective immune profiles that are characteristic for chronic low-grade inflammation, a response resembling that of helminth-like infections.

Rihmamatolääkkeiden vaikutuskohteita. Betuliinin johdannaisia mahdollisiksi uusiksi yhdisteiksi

Jokisokeus eli onkosersiaasi on ihmisen loismatotauti, jota aiheuttaa Onchocerca volvulus -rihmamato. Tautia esiintyy trooppisilla alueilla Afrikassa ja Latinalaisessa Amerikassa. Tartunnan saaneita on noin 37 miljoonaa. Jokisokeus ilmenee iho- ja silmäoireina. Oireet johtuvat loisen nuorimmista muodoista eli mikrofilarioista. Jokisokeutta vastaan on käyty jakamalla lähinnä mikrofilarioihin tehoavaa ivermektiiniä. Tarvetta olisi lääkkeelle, joka tappaisi aikuiset madot tai steriloisi naaraat. Rokote olisi vielä parempi vaihtoehto. Antibiootit on uusi hoitokeino, sillä O. volvuluksella on elintärkeänä symbionttina Wolbachia-bakteeri. Doksisykliini tappaa vähintään 60 prosenttia aikuisista madoista ja steriloi naaraita, mutta kuuri kestää viikkoja. Yksi lupaava yhdiste on emodepsidi, jolla on loismatolääkkeille uusi vaikutusmekanismi. Rihmamatolääkkeiksi on testattu lukuisia yhdisteitä. Jotkut niistä inhiboivat entsyymejä, joilla madot kiertävät ihmisen immuunipuolustusta. Toiset häiritsevät neljä kertaa tapahtuvaa nahanvaihtoa. Hyvä lääkkeiden vaikutuskohde on loiselle välttämätön mutta puuttuu nisäkkäiltä. Betuliini on triterpeeni, jota on runsaasti koivun tuohessa. Betuliini ja monet sen johdannaiset ovat farmakologisesti aktiivisia yhdisteitä, joita tutkitaan etenkin syöpä- ja HIV-lääkkeiksi. Helsingin yliopiston lääkekemian ryhmä on syntetisoinut ja tutkinut lukuisia johdoksia. Jotkin niistä ovat lupaavia esimerkiksi Leishmania-alkueläimiin, Chlamydia pneumoniae -bakteeriin ja alfaviruksiin. Siksi yhdisteitä kannattaisi tutkia muihinkin taudinaiheuttajiin, kuten rihmamatoihin. Sekä Wolbachialla että C. pneumoniaella on sama lipidisynteesireitti, joka on kummallekin elintärkeä. Betuliinista syntetisoitiin johdoksia, joissa betuliinin alkoholeja on hapetettu karbonyyleiksi ja joihin on liitetty typpiheterorengas. Sekä Leishmania donovani että L. braziliensis -tutkimuksissa tehokkain oli formyylibetuliinin heterosykli. Vaikka valmistettuja yhdisteitä ei ole tutkittu rihmamatotesteissä, jatkossa voisi syntetisoida johdannaisia, joissa karbonyylien tilalla on typpirakenteita, koska C. pneumoniaehen hyvin tehonneessa yhdisteessä betuliinin OH-ryhmien tilalla on oksiimi.