Lactobacillen bei Candida albicans – mögliche Mechanismen

Candida albicans ist für nahezu 80% aller humanen Pilzinfektionen verantwortlich. Wissenschaftler aus Tübingen zeigten, dass C. albicans Infektionen durch Lactobacillen vermindert werden und untersuchten die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen im in vitro Modell.

 Normalerweise ist Candida albicans ein harmloser kommensaler Bewohner der Haut, Schleimhaut und dem Darm. Bei Immunschwäche kann sich dieser Hefepilz allerdings zu einem aggressiven Pathogen verändern und oberflächliche Infektionen bis hin zur lebensbedrohlichen Sepsis verursachen. Immer häufiger sind Pilzinfektionen resistent gegen Antimykotika. Die Verwendung von Lactobacillen gegenüber C. albicans Infektionen wird vor allem in der Gynäkologie genutzt, auch bei oraler Candidose zeigten klinische Studien gute Ergebnisse.

Probiotika schützen das Epithel im Zellkulturmodell
Die Wissenschaftler untersuchten die molekularen Mechanismen, die dem protektiven Effekt von Lactobacillus rhamnosus GG bei einer Candida Infektion der Mundschleimhaut zugrunde liegen. Als Modell nutzten sie eine in vitro rekonstruierte Haut: Epithelzellen einer Wangenschleimhaut-Linie wurden auf einer Polykarbonat-Unterlage aufgebracht. Das Epithelzellmodell wurde vorab mit L. rhamnosus GG inkubiert und dann mit C. albicans infiziert. Durch die 12-stündige probiotische Vorbehandlung zeigten die infizierten Epithelzellen eine geringere Zellschädigung und sekretierten weniger entzündliche Zytokine wie z.B. IL-1a.

Grafik: L. rhamnosus GG Vorbehandlung reduziert Virulenzfaktoren von C. albicans in vitro. Eine 12-stündige Vorbehandlung mit L. rhamnosus GG (LGG) senkt die Rate der Adhäsion, Invasivität und des Hyphen Wachstums der Hefe im Epithelzellmodell.

Die probiotische Vorbehandlung der Epithelzellen veränderte außerdem die Genexpression der Hefe: Gene, die an der Glykolyse (Zuckerspaltung) beteiligt sind, wurden stark supprimiert. Die Glukosewerte im Kulturmedium der mit C. albicans infizierten Epithelzellen waren nach probiotischer Vorbehandlung komplett erschöpft. Anscheinend verbrauchten die Lactobacillen den für die Hefe wichtigen Zucker.

Verminderung der Virulenz und Konkurrenz um Nährstoffe
Auch Gene, die am Aufbau der Plasmamembran von C. albicans beteiligt sind (Ergosterolbiosynthese), waren nach L. rhamnosus GG Vorbehandlung supprimiert. Dies könnte im Zusammenhang mit der herabgesetzten Adhäsionsfähigkeit der Hefe nach probiotischer Vorbehandlung stehen. Auch die Invasivität und das Hyphenwachstum von C. albicans nahmen stark ab.  Die Autoren schlussfolgern: „Unsere Studie vermittelt erste Details wie Probiotika die Pathogenität von C. albicans beeinflussen können – durch Restriktion wichtiger Nährstoffe und Prävention der Adhäsion.“

Originalpublikation

Mailänder-Sánchez D, Braunsdorf C, Grumaz C, Müller C, Lorenz S, Stevens P, Wagener J, Hebecker B, Hube B, Bracher F, Sohn K, Schaller M (2017). Antifungal defense of probiotic Lactobacillus rhamnosus GG is mediated by blocking adhesion and nutrient depletion. PLoS One 12(10):e0184438.

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