Bagaimana peran probiotik lactobacillus reuteri untuk kesehatan pencernaan ?
1 Like
Tidak semua lactobacilli memiliki perilaku yang sama, bahkan lactobacillus dengan spesies yang sama namun berasal dari host yang berbeda dapat menunjukkan perilaku yang bervariasi (Frese et al., 2011; Oh et al., 2010; Walter et al., 2011). Mekanisme aksi dari probiotik kebanyakan multifaktorial dan strain specifc. Peningkatan dari resistensi kolonisasi dan/atau efek inhibisi secara langsung terhadap patogen merupakan hal yang penting, dan melibatkan beberapa mekanisme yang berbeda. Mekanisme tersebut meliputi produksi zat yang menghambat bakteri patogen secara langsung (bacteriocin), kompetisi terhadap nutrisi dan tempat perlekatan pada dinding usus, modulasi sistem imun respons, dan meregulasi ekspresi gen sel kolon (Fooks & Gibson, 2002; Steer et al., 2000; Mack et al., 1999).
Pada sebuah studi yang mengevaluasi efek L. reuteri dari babi pada sel epitel usus babi (IPEC) (Anon 2016) menunjukkan L. reuteri LR1 dapat menghambat perlekatan enterotoxigenic E. Coli (ETEC) pada sel IPEC-1. Preinkubasi sel IPEC 1 dengan L. reuteri LR1 sebelum pemberian ETEC secara signifkan menghambat perlekatan ETEC dibandingkan dengan pemberian keduanya secara simultan. Selain itu pemberian L.reuteri LR1 dengan konsentrasi yang lebih tinggi dapat menghambat perlekatan ETEC dengan lebih efsien. Perlekatan dari probiotik dapat mengganggu perlekatan dari patogen melalui mekanisme eksklusi secara kompetitif, hal ini menjadi barrier terhadap kolonisasi patogen (Tuomola et al., 1999). Koagregasi dengan patogen atau sekresi dari inhibitory factors juga merupakan mekanisme yang dapat terlibat dalam proses inhibisi patogen (Lebeer et al., 2010). Sekresi substansi antimikrobial yang banyak ditemukan pada L. reuteri adalah reuterin, campuran dari bentuk-bentuk yang berbeda dari beta-hydroxypropionaldehyde (3-HPA) yang memiliki efek bakterisidal dan bakteriostatik dapat menghambat patogen (Talarico & Dobrogosz, 1989). Efek reuterin telah terbukti menurunkan populasi E. Coli pada model in vitro dari fermentasi kolon (Cleusix et al., 2008).
Tight junction memainkan peran yang mendasar dalam menjaga fungsi barrier
dan integritas membran melalui interaksi protein ZO-1 dengan protein transmembran seperti claudin, occludin dan JAM (Li et al., 2008). Pada pemeriksaan imunolokalisasi dari protein ZO-1 tight junction, didapatkan kontak antar sel pada IPEC-1 yang diberi ETEC mengalami kerusakan secara konsisten, dan menghasikan gangguan pada tight junction. Pemberian L. Reuteri secara simultan dengan pemberian ETEC menunjukkan kerusakan tight junction yang relatif kecil dibandingkan dengan pemberian ETEC saja (Anon, 2016). Komponen dinding sel yaitu lipotechoic acid dari lactobacilli dapat meningkatkan integritas barrier dari epitel usus yang terkait ZO-1 melalui aktivasi protein kinase C, pada jalur signaling TLR2 (Cario et al., 2004).
Studi lain juga menunjukkan bahwa L. Reuteri I5007 meningkatkan ekspresi occludin dan ZO-1 pada epitel jejunum, serta claudin-1, occludin dan ZO-1 pada epitel ileum pada babi, hal ini menunjukkan bahwa L. Reuteri secara efektif dapat memperbaiki fungsi barrier mukosa (Yang et al., 2015). Pada sel keratinosit epidermis normal manusia yang tidak diberi stressor, didapatkan bahwa lactobacillus meningkatkan ekspresi protein tight junction yaitu claudin-1 dan occludin. (O’Neill et al., 2013). Transepithelial electrical resistance (TEER) juga merupakan parameter penting dari fungsi barrier dari epitel yang mengindikasikan variasi dari permeabilitas dan integritas sel monolayer (Hidalgo et al., 1989; Wilson et al., 1990). Ko-inkubasi dari L. reuteri I5007 pada sel IPEC-J2 menunjukkan TEER yang dipertahankan dengan baik (Yang et al., 2015).
Studi terbaru menemukan bahwa L. Reuteri memainkan peran penting dalam induksi tolerance pada usus vertebrata (Walter et al., 2011). L. reuteri memiliki kemampuan dalam menghambat induksi sitokin proinflamasi seperti (IL)-12, IL-6, dan TNF α pada dendritik sel tikus (Christensen et al., 2002). Pada penelitian pada sel IPEC 1 yang diinkubasi dengan ETEC dan L.reuteri LR1 secara simultan menunjukkan level transkripsi dari sitokin proinflamasi seperti IL-6 dan TNF α yang berkurang secara signifkan (p<0.01) dibandingkan dengan sel yang hanya diberi ETEC. L. reuteri LR1 juga meningkatkan transkripsi dari sitokin antiinflamasi yaitu IL-10 (p<0.01) dibandingkan dengan kelompok kontrol. Analisis ekspresi gen tersebut di konfrmasi dengan ELISA dan menunjukkan hasil yang serupa (Anon, 2016). Dibner dan Richards menunjukkan bahwa bakteri probiotik dapat mencetuskan transduksi sinyal innate dan ekspresi gen dari sitokin proinflamasi pada sel epitel usus pada tahap awal kolonisasi bakteri (Dibner & Richards, 2005). Supernatan kultur dari L. reuteri I5007 (metabolit atau faktor bioaktif yang disekresikan oleh L. Reuteri I5007) mencegah tingginya ekspresi sitokin inflamasi dan mencegah sedikitnya level protein dari tight junction yang diinduksi oleh LPS. Hal ini menunjukkan bahwa zat-zat yang dihasilkannya yaitu asam laktat, hidrogen peroksida, bakteriosin, dan eksopolisakarida memainkan peran dalam efek tersebut (Yang et al., 2015). Faktor bioaktif yang disekresikan oleh L. reuteri I5007, khususnya eksopolisakarida berinteraksi dengan reseptor yang mengenali pola dari sel untuk menginduksi aktivasi dari jalur-jalur signaling dan kemudian meregulasi fungsi barrier termasuk fungsi tight junction (Yuki et al., 2011)
Heat shock protein (HSP) adalah sekumpulan protein yang dapat menjadi intestinal gate keepers pada homeostasis usus. Hasil pemeriksaan western blot menunjukkan bahwa L. reuteri mampu menginduksi HSP27 secara signifkan. Supernatan dari L. reuteri menginduksi ekspresi HSP 72 yang lebih spesifk terhadap stimulus (Liu et al., 2015). TLR, sebagai reseptor innate immune system, apabila teraktivasi akan menghasikan translokasi dari nuclear factor NFκB pada inti sel yang memicu transkripsi gen yang imunorelevan (Carlo & Podolsky, 2005). L. reuteri membutuhkan preinkubasi dan perlekatan untuk memberikan efek yaitu menghambat translokasi NFκB pada nuclei sel HeLa, dan menghambat degradasi IκB. L. reuteri memiliki aktivitas anti inflamasi secara langsung pada sel epitel manusia, yang kemungkinan berhubungan dengan aktivitas dari probiotik (Ma et al., 2004).
Referensi
Sudarmo, S M. 2018. Kesehatan Pencernaan Awal Tumbuh Kembang yang Sehat. Jakarta : UI-Press.