Wstęp: Odpowiedź humoralna, wytwarzanie przeciwciał w odpowiedzi na antygen, jest istotnym elementem obrony organizmu. Mechanizm wytwarzania przeciwciał wymaga udziału nie tylko limfocytów B, z których powstają komórki plazmatyczne produkujące przeciwciała o określonej swoistości i określonym izotypie, ale także pomocniczych limfocytow T (Th) oraz komórek prezentujących antygen (APC) limfocytom T. Dodatkowym elementem niezbędnym do stymulacji odpowiedzi immunologicznej i produkcji przeciwciał jest aktywacja komórek układu immunologicznego za pośrednictwem receptorów Toll-podobnych (TLR), które należą do grupy receptorów rozpoznających wzorce (PRR). Ligandami dla tych receptorów są wzorce molekularne związane z patogenami (PAMPs), czyli struktury występujące jedynie w świecie mikroorganizmów. Przykładem tego typu struktur jest LPS stymulujący odpowiedź immunologiczną poprzez TLR4. Działanie LPS jest wielokierunkowe, wzmaga on m.in. produkcję przeciwciał, gdy podany jest razem z antygenem białkowym. W związku z tym stosowany jest jako adiuwant w badaniach doświadczalnych na zwierzętach. Organizm ma do czynienia nie tylko z patogennymi drobnoustrojami, przed którymi musi się bronić. Istnieje ogromna ilość bakterii, które są dla organizmu korzystne, a nawet niezbędne dla jego prawidłowego funkcjonowania. Te probiotyczne bakterie mogą modulować odpowiedź immunologiczną. Cel i metody: Celem niniejszej pracy było sprawdzenie w jaki sposób, wysokooczyszczone składniki ściany komórkowej bakterii probiotycznego szczepu Lactobacillus rhamnosus KL37, podane systemowo, wpływają na odpowiedź humoralną indukowaną antygenem białkowym w obecności adiuwantu bakteryjnego (LPS) lub mineralnego (ALUM). Badania przeprowadzono na myszach szczepu CBA/J. Myszy immunizowano podając dootrzewnowo owalbuminę (OVA) w obecności adiuwantu bakteryjnego (LPS) lub mineralnego (ALUM) dwukrotnie w dniu 0 i 14. Badane struktury, polisacharyd (PSC), wysokooczyszczony egzopolisacharyd (EPS-37) oraz kwas lipotejchojowy (LTA-37) izolowane z bakterii Lactobacillus rhamnosus KL37 oraz kwas lipotejchojowy bakterii Staphylococcus aureus (LTA-SA), podawano dożylnie w tym samym dniu tj. 0 i 14. Surowicę przygowano z krwi pobranej w dniu 21 indywidualnie od każdej myszy. Miano antygenowo-swoistych (anty-OVA) przeciwciał w surowicy oznaczano przy pomocy testu ELISA.Wyniki: LPS podany razem z OVA, zgodnie z założeniem, spowodował znaczny wzrost przeciwciał anty-OVA. Struktury izolowane z bakterii Lactobacillus rhamnosus KL37, zarówno EPS-37 jak i LTA-37, ale nie PSC, hamowały produkcję OVA-swoistych przeciwciał wszystkich badanych klas (IgG, IgG1, IgG2A, IgM). Nieoczyszczony polisacharyd spowodował nieznaczne, i nieznamienne statystycznie, obniżenie miana przeciwciał anty-OVA klasy IgG2A. Natomiast miano przeciwciał anty-OVA klasy IgG oraz IgG1 wzrosło pod wpływem PSC. Z kolei LTA-SA nie miał wpływu na syntezę przeciwciał anty-OVA klasy IgG1 oraz IgM, obserwowano natomiast statystycznie znamienny spadek poziomu przeciwciał anty-OVA klasy IgG oraz IgG2A. Pod wpływem ALUM, jedynie poziom przeciwciał klasy IgG1 wzrósł znacząco i synteza tych przeciwciał została prawie całkowicie zahamowana pod wpływem PSC oraz LTA-37, ale nie EPS-37. Podsumowanie: Wysokooczyszczone struktury ściany komórkowej probiotycznych bakterii Lactobacillus rhamnosus KL37, EPS-37 oraz LTA-37, hamują odpowiedź humoralną, stymulowaną antygenem białkowym w obecności adiuwantu bakteryjnego (LPS), niezależnie od klasy wytwarzanych przeciwciał. Nasuwa się wniosek, że stosując oczyszczone i standaryzowane preparaty, np. EPS czy LTA, uzyskane z probiotycznych bakterii, można w sposób kontrolowany modyfikować odpowiedź immunologiczną, co może zostać potencjalnie wykorzystane w terapii
Introduction: Humoral response, is an important element of the immune response. The generation of antibody producing plasma cells requires antigen-dependent activation of B cells, T helper cells and TLR-dependent activation of antigen presenting cells. TLR belong to the pattern recognition receptors (PRR) recognizing pathogen associated molecular patterns (PAMPs), structures, which are present only in the microbial world. LPS, the component of the cell wall of Gram-negative bacteria belongs to PAMPs and activates immune response via TLR4. The effect of LPS on immunity is multidirectional. Given with protein antigen LPS, among other effects, enhances antigen-specific antibody production. Therefore LPS is used as an adjuvant in the experimental models. Our body faces not only pathogens. There is a great number of bacteria, which have beneficial effect on the body and are indispensable for the homeostasis. These probiotic bacteria can modulate immune response. The aim and methods: The aim of present study was to examine the effect of highly purified components of the cell walls of the bacteria of probiotic strain Lactobacillus rhamnosus KL37 on the humoral response elicited with protein antigen in the presence of bacterial (LPS) or mineral (ALUM) adjuvant. The study was performed using CBA/J mice, which have been immunized intraperitoneally with protein antigen (OVA) in the presence of LPS or ALUM twice, on day 0 and 14. The cell wall components – crude polysaccharide (PSC), highly purified exopolysaccharide (EPS-37) and lipoteichoic acid (LTA-37) – isolated from Lactobacillus rhamnosus KL37 and lipoteichoic acid from Staphylococcus aureus (LTA-SA), were given intravenously on the day of the immunization (day 0 and 14). The serum was prepared from the blood taken on day 21 from each mouse individually. The titer of OVA-specific antibodies in serum was measured by ELISA. Results: LPS given to mice together with OVA, as presumed, induced high levels of anti-OVA antibodies. The components of the cells walls isolated from Lactobacillus rhamnosus KL37, both EPS-37 and LTA-37, but not PSC, inhibited the production of anti-OVA antibodies of all tested isotypes (IgG, IgG1, IgG2A, IgM). PSC only slightly, and statistically insignificantly, inhibited the production of IgG2a. Whereas the level of anti-OVA IgG and IgG1 was incresed upon PSC treatment. LTA-SA did not affect the production of anti-OVA IgG1 and IgM, but the titer of IgG and IgG2A was significantly reduced upon LTA-SA treatment. ALUM given together with OVA, strongly induced anti-OVA IgG1 production, and the syntesis of this isotype was significantly reduced by PSC and LTA-37, but not EPS-37. Conclusions: Highly purified componets of the bacterial cell walls of probiotic strain Lactobacillus rhamnosus KL37, EPS-37 and LTA-37, inhibited OVA-specific antibody production, regardless of the isotype, when given to mice in the same time as the antigen with bacterial adjuvant (LPS). Therefore, highly purified and standarised components, eg. EPS or LTA, of probiotic bacteria, can modify the immune response in controlled way thus opening new therapeutic possibilities.
