Efecto preventivo de Lactobacillus paracasei CRL 1289 vaginal en infección urogenital por Staphylococcus aureus en modelo animal murino

GABRIELA ZÁRATE,; VIVIANA SANTOS,; MARIA ELENA NADER-MACIAS

San Miguel de Tucumán

Simposio; Simposio Internacional de Biotecnologia. II Simposio Argentino-Italiano de Bacterias Lácticas; 2006

CERELA-CONICET-ANPCyT-

EFECTO PREVENTIVO DE Lactobacillus paracasei CRL 1289 VAGINAL EN INFECCION UROGENITAL POR Staphylococcus aureus EN MODELO ANIMAL MURINO G.  Zárate1, V. Santos2 y  M. E. Nader-Macías1 1. CERELA, Chacabuco 145, (4000) San Miguel de Tucumán, Argentina. Fax: 54-381-4310465. 2. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. UNT. E-mail: fnader@cerela.org.ar   Las infecciones urogenitales tienen una alta incidencia en la población femenina mundial en edad reproductiva y una gran proporción (vaginosis, infecciones urinarias) son de origen bacteriano. Los lactobacilos son los componentes predominantes de la microbiota vaginal de mujeres adultas sanas y se les adjudica un papel protector frente a la colonización o sobrecrecimiento de patógenos urogenitales, actuando por liberación de antimicrobianos, coagregación y exclusión competitiva. Estas propiedades han incrementado el interés en incluirlos en probióticos destinados al tracto urogenital. Lactobacillus paracasei CRL 1289 es una cepa de origen vaginal humano con potencial probiótico, ya que es capaz de inhibir in vitro el crecimiento de Staphylococcus aureus uropatógeno por producción de H2O2 y su adhesión a células epiteliales vaginales por exclusión y competencia por receptores específicos. El objetivo del presente trabajo fue determinar en un modelo animal murino si L. paracasei es capaz de prevenir la colonización vaginal del patógeno. Ratones hembra Balb/c de 6 semanas fueron sincronizados en su ciclo estral con valeriato de estradiol e inoculados intravaginalmente con 2 dosis de 109 lactobacilos incluidos en una base de glicogelatina/ácido ascórbico y desafiados posteriormente con una dosis única de 105 o 107 UFC de S. aureus uropatógeno. La colonización vaginal de ambos microorganismos fue determinada a los 2, 5 y 7 días post-inoculación del patógeno por recuento en placa empleando medios de cultivo selectivos (MSA y LBS-rifampicina). El efecto producido por el probiótico y el patógeno en la estructura vaginal fue evaluado por microscopía óptica en cortes histológicos coloreados con hematoxilina-eosina y en extendidos coloreados con Giemsa. Los ratones control y aquellos desafiados solo con el patógeno mostraron una población despreciable de lactobacilos, mientras que en los grupos inoculados con L. paracasei CRL 1289 o el probiótico+patógeno se recuperaron aprox 105 lactobacilos/mL de homogenato vaginal a los 2 días post-desafio, disminuyendo este número en los días posteriores. El tratamiento con L. paracasei CRL 1289 disminuyó significativamente el número de estafilococos recuperados a los 2 y 5 días cuando los animales fueron desafiados únicamente con 105 UFC del patógeno. La inoculación de S. aureus produjo una gran respuesta inflamatoria y alteraciones estructurales de la mucosa vaginal con desaparición de la capa de queratina e infiltración de polimorfonucleares en el epitelio y exudado vaginal. Este efecto disminuyó significativamente cuando los animales fueron protegidos previamente con L. paracasei CRL 1289. Los resultados sugieren que estos lactobacilos podrían prevenir el desarrollo de infecciones urogenitales interfiriendo en la colonización del epitelio por S. aureus uropatógeno.     PREVENTIVE EFFECT OF VAGINAL Lactobacillus paracasei CRL 1289 AGAINST UROGENITAL INFECTION PRODUCED BY Staphylococcus aureus IN A MOUSE ANIMAL MODEL G.  Zárate1, V. Santos2 y  M. E. Nader-Macías1 1. CERELA, Chacabuco 145, (4000) San Miguel de Tucumán, Argentina. Fax: 54-381-4310465. 2. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia. UNT. E-mail: fnader@cerela.org.ar   Urogenital tract infections show a high incidence among the female population at reproductive age, with an important proportion (vaginosis, urinary infections) of bacterial origin. Lactobacilli are the predominant microorganisms of the vaginal microbiota of healthy adult women, showing a protective effect against the colonization and overgrowth of urogenital pathogens by releasing antimicrobial metabolites, coaggregation and competitive exclusion. These properties have increased the interest for including them into probiotics assigned to the urogenital tract. Lactobacillus paracasei CRL 1289 is a vaginal human strain with probiotic potential, since it is able to inhibit in vitro the growth of uropathogenic Staphylococcus aureus by H2O2, and its adhesion to vaginal epithelial cells by exclusion and competence for specific receptors. The aim of the present work was to determine in an animal model, the capability of Lactobacillus paracasei CRL 1289  to prevent the vaginal colonization of the pathogen. Six weeks old female BALB/c mice were synchronized in their estral cycle with estradiol valerate, and intravaginally inoculated with two doses of 109 lactobacilli included into a glicogelatin/ascorbic acid matrix before challenging them with a single dose of 105 or 107 CFU of uropathogenic S. aureus. The vaginal colonization of both microorganisms was determined at 2, 5 and 7 days post-pathogen inoculation by plating in selective culture media (MSA and LBS-rifampicin). The effect produced by the probiotic and pathogen on the vaginal structure was evaluated by optical microscopy on histological slices stained with hematoxylin-eosin and Giemsa stained smears. Synchronized control mice and those challenged solely with the pathogen showed an insignificant lactobacilli population, whereas 105 lactobacilli/mL of vaginal homogenate were recovered at 2 days post-challenge from the L. paracasei CRL 1289 and the probiotic + pathogen groups, decreasing this number on the following days. The treatment with L. paracasei CRL 1289 decreased significantly the number of staphylococci recovered at 2 and 5 days when mice were challenged only with 105 CFU of the pathogen. The inoculation of S. aureus produced an important inflammatory response and structural alterations in the vaginal mucosa, with dissapearance of the keratin layer and polymorphonuclear cells infiltration in the epithelium and vaginal exudates. This effect decreased in a significant manner when the mice were previously protected with L. paracasei CRL 1289. The results obtained suggest that these lactobacilli could prevent the onset of urogenital infections by interfering with the epithelial colonization by uropathogenic S. aureus.