Možnost využití probiotik při hojení ran

Bc. Alena Formáčková

Master's thesis

Possibility of using probiotics in wound healing

Abstract:

Probiotika jsou živé mikroorganismy, o nichž je známo, že vykazují četné pozitivní účinky na zdraví hostitele, zejména na jeho gastrointestinální trakt, kde udržují mikrobiální homeostázu. Mezi základní mechanismy účinku probiotických bakterií patří převážně modulace imunitního systému hostitele, inhibice patogenních mikroorganismů či tvorba protizánětlivé odpovědi. Probiotika jsou využívána i jako prevence či léčba kožních onemocnění a mohou urychlovat proces hojení ran.Cílem této diplomové práce bylo otestovat vliv vybraných druhů laktobacilů na rychlost hojení buněčného poškození a podporu buněčné migrace. Při přípravě buněčných lyzátů pomocí ultrazvukového homogenizátoru byly vybrány tři bakteriální kmeny: Lactobacillus acidophilus, L. paracasei a L. reuteri o původní koncentraci 10na6 KTJ/ml. Následně bylo na in vitro modelu kolorektálního adenokarcinomu buněčné linie HT29 a modelu kožního epitelu buněčné linie NHDF-Neo vytvořeno poškození. Pomocí inverzního mikroskopu byla sledována rychlost jeho hojení a migrace buněk v daných časových intervalech. Pořízené snímky byly analyzovány v programu opensource TSscretch a výsledky statisticky vyhodnoceny.Všechny testované kmeny vykazovaly po 24h expozici známky hojení epitelu. U sledování rychlosti hojení došlo u vzorků ošetřených LAC ke zpomalené reepitelizaci u obou typů buněčné linie, naopak u sledování buněčné migrace se použití LAC jeví jako přínosné po porovnání s kontrolou. Nejrychlejšího hojení na buněčné linie HT29 dosáhl L. paracasei, kde šířka rány byla o 3,02 % větší oproti kontrole. U kožního modelu po 24h vykazoval nejlepších výsledků L. acidophilus, kde došlo ke zmenšení, ale rána byla o 7,49 % větší v porovnání s kontrolou. Na rozdíl od toho buněčná migrace na buněčné linii HT29 probíhala po 24h nejrychleji u vzorku s L. paracasei, kde rána byla menší o 5,85 % oproti kontrole. Po stejné době byla na buněčné linii NHDF-Neo u vzorku L. acidophilus míra reepitelizace o 2,25 % větší v porovnání s kontrolou. Výrazně zpomalené známky reepitalizace v porovnání s kontrolním vzorkem vykazoval L. reuteri.Získané hodnoty poukazují na fakt, že různé druhy probiotik vykazují částečný vliv na rychlost procesu hojení vzniklého poškození. Úspěšnost je závislá především na daném probiotickém kmeni, buněčné linii, ale i čase expozice. Je pravděpodobné, že jiné bakteriální kmeny mohou vykazovat významnější aktivitu při reepitelizace.

Abstract:

Probiotics are live microorganisms administered to improve microbial balance, particularly in the gastrointestinal tract, where they maintain microbial homeostasis. The basic mechanisms of action of probiotic bacteria mainly include modulation of the host's immune system, inhibition of pathogenic microorganisms or the formation of an anti-inflammatory response. Probiotics are also used to prevent or treat skin diseases and can speed up the wound healing process.The aim of this diploma thesis was to test the effect of selected species of lactobacilli on the rate of healing of cell damage and the promotion of cell migration. When preparing cell lysates using an ultrasonic homogenizer, three bacterial strains were selected: Lactobacillus acidophilus, L. paracasei and L. reuteri with an initial concentration of 10on6 CFU/ml. Subsequently, the in vitro model of colorectal adenocarcinoma of the HT29 cell line and the skin epithelial model of the NHDF-Neo cell line developed damage and the rate of cell healing and migration at given time intervals was monitored using an inverted microscope. The captured images were analyzed in the opensource TSscretch program and the results were statistically evaluated.All tested strains showed signs of epithelial healing after 24 hours of exposure. In monitoring the rate of healing, samples treated with LAC showed a slow reepithelialization in both cell line types, while in monitoring cell migration, the use of LAC appears to be beneficial compared to the control. The fastest healing on HT29 cell lines was achieved by L. paracasei, where the wound with was 3,02 % larger than the control. In the skin model after 24 hours, L. acidophilus showed the best results, where there was a reduction, but the wound was 7,49 % larger compared to the control. In contrast, cell migration on the HT29 cell line was fastest after 24 h in a sample with L. paracasei, where the wound was 5,85 % smaller than the control. After the same time, the rate of reepithelialization on the NHDF-Neo cell line in the L. acidophilus sample was 2,25 % higher compared to the control. L. reuteri showed significantly slower signs of reepitalization compared to the control sample.The obtained values indicate the fact that different types of probiotics have a partial effect on the speed of the healing process of the damage. Success depends mainly on the probiotic strain, cell line, but also the time of exposure. It is likely that other bacterial strains may show more significant reepithelialization activity.

Keywords

probiotika, poranění, buněčná migrace, kožní epitel, buněčný lyzát, střevní epitel

Keywords

probiotics, injuries, cell migration, intestinal epithelium, cell lysate, skin epithelium

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ivo Doskočil, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs