PHARMA NEWS - odborný časopis

Co jsou probiotika nové generace?

RNDr. Martin Štula

 

Stále stoupající počet vědeckých studií, které byly v posledních letech realizovány, ukazují na obrovský potenciál nového způsobu léčby civilizačních a chronických onemocnění pomocí nastolení rovnováhy střevního mikrobiomu. O relevanci tohoto trendu svědčí také vznik České společnosti pro mikrobiom při ČLS JEP v roce 2020. Poslední vývoji v oblasti probiotik je spojován s tzv. probiotiky nové generace (NGP = Next Generation Probiotics).

Co to jsou „probiotika nové generace“?

Pojem „probiotika“ byl primárně určen pro popis mikroorganismů a látek, které přispívají ke střevní mikrobiální rovnováze. Dnes je společná definice FAO/WHO popisuje jako „živé mikroorganismy, které, jsou-li podávány v dostatečném množství, nabízejí zdravotní přínos“. Probiotika tak mohou být nabízena jako doplňky stravy, léky, živé bioterapeutické látky, lékařská výživa, funkční potraviny a přírodní produkty. Pokud jsou uváděna na trh jako součást potravin nebo jako dietní doplňky stravy, musí podle EFSA (Evropský úřad pro bezpečnost potravin) výrobce prokázat především jejich bezpečnost.

Co se týče jejich zdravotních přínosů, zpočátku se vědci zaměřovali na použití probiotik k prevenci a léčbě gastrointestinálních infekcí způsobených určitými kmeny bakterií, které by mohly nahradit škodlivé bakterie ve střevě a zabránit růstu patogenních mikroorganismů. Později se výzkum probiotik rozšířil na zkoumání jejich dalších specifických přínosů pro zdraví, jako je jejich vliv na modulaci imunitního systému a produkci bioaktivních sloučenin. Dnes víme, že tyto specifické kmeny jsou vhodné pro specifické indikace jako je zdraví ústní dutiny, zdraví kůže a léčby specifických zdravotních stavů, jako jsou alergie, metabolické poruchy, rakovina a zánětlivá onemocnění střev.

Probiotika nové generace (NGP – Next Generation Probiotics) pak představují inovativní skupinu prospěšných bakterií, které jsou navrženy nejen pro konvenční použití jako potraviny nebo doplňky stravy, ale mohou být použity i jako léky. Výzkum ukazuje, že NGP vykazují terapeutický příslib při řešení různých chronických onemocnění (obr. 1). To vytváří na výrobce probiotik tlak na mnohem důkladnější popis vlastností jednotlivých kmenů, na zdokonalování technologií jejich zpracování do konečné lékové formy se zřetelem na tzv. garanci živosti kmenů.

Co musí splňovat probiotikum nové generace?

Aby mohly tyto bakterie své klinické účinky projevit, je nutné splnit několik podmínek. Mluvíme o:

•           Garance odolnosti – garance živých probiotik

•           Garance síly, diversity i specificity

•           Garance účinnosti – klinické studie

 

Garance odolnosti – musí být živé

Výrobce musí především zajistit, aby bakterie zůstaly živé:

•           Během výrobního procesu probiotika.

•           Po celou dobu minimální trvanlivosti probiotika.

•           Při průchodu žaludkem a duodenem: Střeva mohou osídlit pouze bakterie, které přežijí v žaludečních a střevních šťávách. Kyselé prostředí žaludku zničí většinu mikroorganismů, a tak zabrání jejich průniku do organismu. Jedná se o velmi účinný obranný mechanismus.

Mnoho bakterií je však odolných. Některé dokonce žijí přímo v žaludku a jiné mohou projít a zapříčinit vznik průjmů. Tímto způsobem osídlují střeva nejen naši nepřátelé, ale také jejich přirození obyvatelé. To je velmi důležité jednak pro vznik střevní mikroflóry v prvních týdnech po narození a samozřejmě také pro fungování probiotik. Jako zvlášť odolné se uvádějí např. bakterie Lactobacillus acidophillus, Bifidocacterium breve či B. longum.

Prospěšných kmenů, které bez větších ztrát přežijí v žaludku a jsou schopny se usídlit ve střevech, je však popsáno již několik desítek. Je tedy důležité, aby výrobci probiotických preparátů při vývoji receptury věnovali pozornost výběru bakteriálních kmenů, které jsou odolné vůči žaludeční šťávě. (obr. 2)

 

Pomocí vyspělých technologických postupů pak lze procento bakterií, které úspěšně projdou žaludkem, ještě výrazně zvýšit:

1. Enterosolventní úprava aplikační formy (např. ETS kapsle), která zajistí, že obsah projde netknutý kyselým prostředím žaludku a uvolní se teprve v tenkém střevě, kde je pro bakterie mnohem příznivější prostředí. Tato úprava však má i své nevýhody, mezi něž patří fakt, že neumožňuje formulaci tekutých forem, jako jsou kapky pro děti. A naruší se, pokud chceme malým dětem obsah kapsle vysypat a zamíchat do jídla. Pokud jsou navíc správně vybrané acidorezistentní kmeny, takovouto ochranu vlastně ani nepotřebují (viz obr. 2).

2. Mikroenkapsulace: Příkladem této techniky je například metoda Bio-Support™ (obr. 3) patentovaná předním světovým dodavatelem probiotických kultur, společností Lallemand/Institut Rosell. Jde o moderní proces, který představuje pro živé bakteriální kultury hned trojí ochranu: během lyofilizace, během aplikace do konečné formy a po dobu skladování, a nakonec při působení agresivní kyseliny v žaludku.

Garance síly, podpora diversity i specificity

Přibližně 80 % střevních bakterií je neznámých, ale víme, že více než 25 typů imunitních metabolických onemocnění souvisí především s hojností flóry v těle. Účinky tradičních probiotik na lidskou střevní mikroflóru jsou omezené, ale obecně u nich platí, že podpora diversity (rozmanitosti) a síla probiotika v jednotlivé či denní dávce je vždy výhodou. Jinými slovy, čím více kmenů, čím více miliard, tím lépe.

Oproti tomu probiotika nové generace (NGP) vykazují schopnost zacílit na specifická onemocnění a fungují terapeuticky podobně jako léky. Zejména jsou slibné při řešení chronických zánětlivých stavů, jako je kolitida, IBD, IBS, obezita/metabolické syndromy, diabetes mellitus, onemocnění jater, kardiovaskulární onemocnění, rakovina a neurodegenerativní onemocnění. K plnému pochopení potenciálu NGP je však nutný další výzkum, který zajistí komplexní pochopení jejich bezpečnosti a účinnosti v aplikacích u lidí.

Garance účinnosti – klinické studie

I mezi probiotiky, která máme k dispozici v lékárně dnes, jsou specifické kmeny, které jsou velmi dobře zdokumentovány a jejichž použití v konkrétních indikacích je velmi dobře zdokumentována klinickými studiemi. Za všechny např. kmen Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) (obr. 4). S celkem 1000 klinickými studie různého rozsahu za 30 let patří mezi nejvíce zdokumentované specifické kmeny. Kmen vykazuje 100% přežití při pH 3 a zároveň má velmi vysokou adhezní kapacitu k buňkám GIT se schopností vytlačit patogeny. Má prokázaný antibakteriální účinek proti nejčastějším původcům bakteriálních průjmů jako jsou Escherichia coli, E.coli ETEC, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus SARM, Coronobacter sakazakii, Clostridium difficile, Enterococcus faecium VRE, ale také např. proti Klebsiella pneumoniae. V roce 2011 doporučila Evropská společnost dětských gastroenterologů (ESPGHAN) kmen k léčbě akutní gastroenteritidy u dětí a v letech 2013 a 2015 byly provedeny 2 meta-analýzy, které potvrdily, že kmen významně zkracuje dobu trvání průjmu u dětí i dospělých. Dvojitě slepá randomizovaná klinická studie proti placebu u 571 dětí (1–6 let) potvrdila také snížení komplikovaných chronických zánětů dýchacích cest o 17 % a snížení nutnosti podat ATB o 19 %. Další studie potvrdily sníženou kazivost zubů, snížení obezity u dětí, které nejsou jiným způsobem schopny váhu snížit. V roce 2023 byl publikován výsledek prospektivní klinické studie, která poprvé prokázala bezpečnost a účinnost LGG v monoterapii při navození remise u pacientů s ulcerózní kolitidou s mírnou až středně těžkou aktivitou onemocnění (pacienti přestali užívat mesalazin 1 měsíc před zahájením monoterapie), přičemž účinná byla už dávka 1,2 × 1010 a k remisi došlo celkově u 37 % pacientů po 1 měsíce terapie.

Co očekávat od dalšího vývoje NGP?

Jeden stěžejní směr zahrnuje snahu o personalizovaná probiotika, která uznává vysoce individualizovanou povahu lidského střevního mikrobiomu. Výzkumníci se snaží identifikovat specifické bakteriální kmeny, které nabízejí maximální výhody jednotlivým pacientům. Tento personalizovaný přístup přizpůsobuje probiotické terapie jedinečným potřebám každého člověka a slibuje účinnější a přesněji zacílené intervence.

Současně výzkumníci zkoumají synergii probiotik s jinými terapeutickými modalitami, jako jsou prebiotika, postbiotika nebo tradiční léky, aby se otevřely synergické účinky. Kromě toho probíhá vývoj sofistikovaných systémů dodávání, jako jsou nanočástice a formulace s časovým uvolňováním, aby se zajistilo cílené dodání do specifických oblastí střeva. A určitě můžeme očekávat novou éru přesné medicíny v oblasti zdraví střev.

 

Reference: K vytvoření článku bylo použito 208 článků publikovaných v databázích Scopus, PUBMED a Google Scholar pod heslem „probiotika nové generace“, dále Abouelela M., B. et col.: Next-Generation Probiotics as Novel Therapeutics for Improving Human Health: Current Trends and Future Perspectives, Microorganisms 2024, 12(3), 430; Zhang H et col.: Next-Generation Probiotics: Microflora Intervention to Human Diseases, Biomed Res Int. 2022; 2022: 5633403.