Первый опыт применения метапребиотика Стимбифид плюс для эрадикации бактерий Helicobacter pylori у больных с язвенной болезнью желудка

И.Ю.Чичерин1, И.П.Погорельский2, Е.П.Колеватых3, И.А.Лундовских2, М.Р.Шабалина2

1Научное общество «Микробиота», Сергиев Посад, Российская Федерация;
2Вятский государственный университет, Киров, Российская Федерация;
3Кировский государственный медицинский университет, Киров, Российская Федерация

Цель. Установить с помощью бактериологических методов и электронной микроскопии тип взаимоотношения пробиотических микроорганизмов c бактериями Helicobacter pylori КМ-11 (RifR) и оценить их влияние на структурную организацию возбудителя и естественную колонизационную резистентность желудка как самостоятельно, так и под влиянием метапребиотика Стимбифид плюс, с перспективой оценки возможности использования полученных данных для эффективной эрадикации H. pylori КМ-11 (RifR) и лечения язвенной болезни желудка у добровольцев в ходе метапребиотической терапии.

Материалы и методы. В работе были использованы следующие штаммы микроорганизмов: Lactobacillus plantarum 8P-A3, Bifidobacterium bifidum №1, H. pylori, выделенный из биопсийного материала со слизистой оболочки антрального отдела желудка больного, страдающего гастритом; маркированный рифампицинустойчивый мутант H. pylori КМ-11 (RifR), полученный методом спонтанного мутагенеза, способный расти на плотной питательной среде с рифампицином в концентрации 160 мкг∙мл–1. Для выращивания бактерий H. pylori и H. pylori КМ-11 (RifR) использовали геминсодержащую плотную питательную среду со специальными добавками при температуре 37°С с использованием системы для анаэробного культивирования (анаэростат). Идентификацию микроорганизмов проводили по морфологическим признакам и с применением наборов для биохимической идентификации бактерий. Изучение взаимоотношений пробиотических бактерий с хеликобактером H. pylori КМ-11 (RifR) проводили с помощью метода попарного их культивирования на плотной и в жидкой питательных средах. При проведении экспериментов использовали метапребиотик Стимбифид плюс. Электронную микроскопию бактерий пробиотических микроорганизмов и хеликобактера проводили с помощью сканирующего электронного микроскопа. Статистическую обработку результатов экспериментов проводили по методу Кербера в модификации И.П.Ашмарина и А.А.Воробьёва.

Результаты. В экспериментах in vitro по изучению взаимоотношений пробиотических микроорганизмов L. plantarum 8P-A3 и B. bifidum №1 с хеликобактером H. pylori КМ-11 (RifR) при их попарном культивировании на плотной питательной среде и в жидкой питательной среде с добавлением метапребиотика Стимбифид плюс получены доказательства проявления пробиотическими микроорганизмами бионесовместимости с хеликобактером по типу пробиотик против патогенного микроорганизма. Добавленный в среду культивирования метапребиотик Стимбифид плюс проявил себя как антихеликобактерный агент, стимулятор восстановления колонизационной резистентности, а также как источник эксклюзивного питания для пробиотических бактерий. По данным бактериологического исследования и электронной микроскопии, продуцируемые лактобациллами L. plantarum 8P-A3 метаболиты оказывают повреждающее действие на клеточную стенку H. pylori КМ-11 (RifR) в процессе совместного их культивирования в жидкой питательной среде в присутствии метапребиотика Стимбифид плюс, проявляющееся характерными внешними изменениями на поверхности клеточной стенки бактерий хеликобактера с потерей ими жизнеспособности. Пероральный прием метапребиотика Стимбифид плюс шестью добровольцами с язвенной болезнью желудка и сопутствующими выраженными дисбиотическими изменениями в микробном сообществе, в том числе с обнаружением у четырех добровольцев возбудителя H. pylori, позволил не только достичь эрадикации H. pylori и лечения язвенной болезни желудка, но и подтвердил эффективность экспериментально обоснованной дозы метапребиотика Стимбифид плюс (3000 мг ежедневно в течение 14 суток).

Заключение. Результаты исследований, связанных с изучением взаимоотношений пробиотических микроорганизмов L. plantarum 8P-A3 и B. bifidum №1 с хеликобактером H. pylori КМ-11 (RifR) при их попарном культивировании на плотной питательной среде и в жидкой питательной среде с добавлением метапребиотика Стимбифид плюс, а также в процессе приема внутрь метапребиотика Стимбифид плюс добровольцами для эрадикации возбудителя H. pylori и лечения язвенной болезни желудка, раскрыли мощный терапевтический потенциал метапребиотика Стимбифид плюс, в частности при лечении хронического хеликобактериоза и рубцевании язвы желудка. Представленные результаты в области экспериментальной инфектологии в совокупности с полученными ранее данными о восстановлении колонизационной резистентности слизистой оболочки желудка и индигенной микробиоты, а также об освобождении организма млекопитающих от патогенных микроорганизмов свидетельствуют о целесообразности использования эрадикационного потенциала метапребиотика Стимбифид плюс в клинической практике в качестве терапевтического средства для лечения острого и хронического хеликобактериоза и эрадикации возбудителя H. pylori.

Ключевые слова: H elicobacter pylori, микробиота, колонизационная резистентность, язвенная болезнь желудка, эрадикация, метапребиотик Стимбифид плюс, добровольцы

Для цитирования: Чичерин И.Ю., Погорельский И.П., Колеватых Е.П., Лундовских И.А., Шабалина М.Р. Первый опыт применения метапребиотика Стимбифид плюс для эрадикации бактерий Helicobacter pylori у больных с язвенной болезнью желудка. Инфекционные болезни. 2021;19(3): 92–103. DOI: 10.20953/1729-9225-2021-3-92-103

First experience with the metaprebiotic Stimbifid plus used for eradication of Helicobacter pylori in patients with gastric ulcer

I.Yu.Chicherin1, I.P.Pogorelskiy2, E.P.Kolevatykh3, I.A.Lundovskikh2, M.R.Shabalina2

1Research Society ‘Microbiota,’ Sergiev Posad, Russian Federation;
2Vyatka State University, Kirov, Russian Federation;
3Kirov State Medical University, Kirov, Russian Federation

Objective. To analyze the relationships between probiotic microorganisms and H. pylori KM-11 (RifR) and evaluate their effect on the structural organization of the pathogen and natural colonization resistance of the stomach both independently and with the metaprebiotic Stimbifid plus using bacteriological methods and electron microscopy. Our findings can be potentially used for effective eradication of H. pylori KM-11 (RifR) and treatment of gastric ulcer in volunteers during metaprebiotic therapy.

Materials and methods. The following strains of microorganisms were used in this study: Lactobacillus plantarum 8P-A3, Bifidobacterium bifidum No 1, and Helicobacter pylori, isolated from a biopsy specimen of the pyloric antrum collected from a patient with gastritis. A rifampicin-resistant strain of H. pylori KM-11 (RifR) growing on a solid medium with rifampicin (160 µg∙mL–1) was obtained by spontaneous mutagenesis. H. pylori and H. pylori КМ-11 (RifR) were cultivated on hemin containing solid medium with special nutrients at 37°C in an anaerobic cultivation system. Microorganisms were identified by their morphological assessment and using kits for biochemical identification of bacteria. The relationships between probiotic bacteria and H. pylori KM-11 (RifR) were analyzed using the method of paired cultivation on solid and liquid media. The metaprebiotic Stimbifid plus was used in these experiments. Electron microscopy of all microorganisms was performed using a scanning electron microscope. Data analysis was conducted using the Kerber method modified by I.P. Ashmarin and A.A.Vorobyov.

Results. Our in vitro experiments with paired cultivation of L. plantarum 8P-A3 and B. bifidum No.1 with H. pylori КМ-11 (RifR) on solid and liquid media containing Stimbifid plus showed that probiotic microorganisms were bioincompatible with H. pylori, i.e. there was an antagonism between a probiotic strain and a pathogenic microorganism. Stimbifid plus added to the cultivation medium acted as an anti-H. pylori agent; moreover, it promoted the restoration of colonization resistance and was a source of exclusive nutrients for probiotic bacteria. Bacteriological testing and electron microscopy demonstrated that the metabolites produced by L. plantarum 8P-A3 can damage the cell wall of H. pylori КМ-11 (RifR) during their co-cultivation in a liquid medium containig Stimbifid plus. This damage appeared as specific changes on the surface of the cell wall and resulted in the loss of viability. Oral administration of Stimbifid plus in six volunteers with gastric ulcer and concomitant severe dysbiosis (with 4 of them tested positive for H. pylori), ensured not only H. pylori eradication and treatment of gastric ulcer, but also confirmed the efficacy of an experimental dose of Stimbifid plus (3000 mg daily for 14 days).

Conclusion. The results of our in vitro experiments with cocultivation of probiotic strains L. plantarum 8P-A3 and B. bifidum No 1 with H. pylori КМ-11 (RifR) on solid and liquid media containing Stimbifid plus, as well as experiments with oral administration of Stimbifid plus for H. pylori eradication and treatment of gastric ulcer, demonstrated a substantial therapeutic potential of this metaprebiotic, in particular as a therapy for chronic H. pylori infection and gastric ulcer scarring. Our current results and previous findings on the restoration of colonization resistance, gastric mucosa, and indigenous microbiota, as well as the data on the clearance of pathogenic bacteria in mammals, suggest that Stimbifid plus has a high eradication potential and can be used in clinical practice as a therapeutic agent for acute and chronic infections caused by H. pylori.

Key words: Helicobacter pylori, microbiota, colonization resistance, gastric ulcer, eradication, metaprebiotic Stimbifid plus, volunteers

For citation: Chicherin I.Yu., Pogorelsky I.P., Kolevatykh E.P., Lundovskikh I.A., Shabalina M.R. First experience with the metaprebiotic Stimbifid plus used for eradication of Helicobacter pylori in patients with gastric ulcer. Infekc. bolezni (Infectious diseases). 2021; 19(3): 92–103. (In Russian).

DOI: 10.20953/1729-9225-2021-3-92-103